干熄焦优化控制与操作

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1、万方数据2010年7月第4l卷第4期燃料与化工Fuel＆ChemicalProcesse$干熄焦系统优化操作与控制葛海标t蒋泽义1刘建伟2(1．马钢煤焦化公司，马鞍山243021；2．马钢设备部，马鞍山243021)摘要：针对干熄焦系统的传热问题，建立了干熄炉内一维传热模型和干熄炉出13循环气体燃烧数学模型，并对其进行了离散化和仿真计算。结果表明，所建立的数学模型是正确的，可以作为系统仿真优化操作与控制基础。利用该模型的计算结果，找出了系统循环风量、导入空气量和锅炉蒸汽发生量之间的对应关系，可以对干熄焦系统的操作优化进行离线指导。

2、关键词：传热模型数学模型仿真计算离线指导中图分类号：TQ522．16文献标识码：A文章编号：100l一3709(2010)04枷ll一04OptimumoperationandcontrolforCDQsystemGeHaibia01JiangZeyilLiuJianwei2(1．Coal&CokingCompanyofMasteel，Ma’anshan243021，China；2．EquiprnentDivisionofMasted，Ma’anshan243002，China)Abstract：Againstheattransf

3、erissueofCDQsystem，one-dimensionalheattransfermodeinCDQchamberandmathmodelofcirculationgascombustionattheoutletofCDQchamberweresetup，andthediscreteandsimulationcalculationwasmadeonthem．Theresultshowedthatthemathmodelsetupwascorrect，itcanbeusedassystemsimulationoptimum

4、operationandcontrolbasis．Bymeansofthecalculatedresultofthemodel，therespondingrelationshipamongthesystemcirculatingairvolume，airvolumeintroducedandsteamgenerationvolumeofboilerwerefound，whichWasusedtoconductoff-lineguidanceforoptimumoperationofCDQsystem．Keywords：Heattr

5、ansfermodelMathmodelSimulationcalculation0f卜lineguidance干法熄焦是利用惰性气体作为循环气体，在干熄炉中冷却红热焦炭。吸收红焦的显热后。进入余热锅炉产生中压蒸汽用于发电的一种工艺。惰性气体在封闭的系统内循环使用，干熄焦在节能、环保和改善焦炭质量方面均优于湿熄焦。从整个干熄焦系统来看，系统内循环气体的流动和传热情况、导入空气量的大小以及焦炭的烧损量是整个干熄焦系统能否实现高效率运行的关键。因此．研究干熄焦系统最佳循环风量和二次空气导入量对干熄焦系统经济收益的影响可以为干熄焦系统的

6、设计及运行优化提供理论指导。1干熄炉内燃烧反应的传热模型1．1干熄炉内传热模型收稿日期：2009—09一ll作者简介：葛海标(1978一)，男，工程师干熄炉内实际的传热过程非常复杂。影响因素也很多．但是其本质是惰性气体在与炽热焦炭组成的多孔移动床中的强对流换热问题。将实际传热过程进行适当简化，抽象成理想的一维数学模型，即只研究干熄炉内气体和焦炭沿高度方向的流动与传热规律，见图l、图2。模型假设如下：1)焦炭粒度分布均匀，为各向同性的多孔介质，且不考虑焦炭本身的多孔性及高温下的形变。2)不考虑气体和焦炭的径向传热，只考虑沿炉体高度方

7、向的温度变化。3)循环气体和焦炭的运动是单相、一维、稳态。并忽略壁面效应。4)炉内循环气体状态变化遵从理想气体状态方程。万方数据12’燃科与化工Fuel＆ChemiealProcessesJuI．2010V01．41No．4红焦l000．1050℃图1千熄炉示意图·_———---一2R———--—-_．图2简化后的一维物理模型图由上述假设，同时考虑循环气体与焦炭接触过程中发生化学反应，产生的热量作为内热源，建立如下传热模型。对气体：昙(p即rTr)=}[砝r剁也(牛功·叼(1)对固体：odx(㈣耻三dx[(1-功As婴o'x卜【J

8、h，(To-Z)+(1吨灯(2)边界条件：当x=0时，B=％，等20'uf2者当x=L时，t=％，挚=0，us=者式中：uf、us分别为循环气体和焦炭的截面平均运动速度，rn／s；耳，E分别为循环气体和焦炭的温度，K；p，，p

9、分别为循环气体和焦炭