氧气转炉汽化冷却烟道传热计算
转炉汽化冷却烟道失效常见原因及其处理
2019年第5期汽化冷却烟道与转炉氧枪连锁控制，主要由活动烟罩（裙罩）、固定段烟道、可移动段烟道、冷却烟道和斜弯烟道组成。
转炉吹氧炼钢时炉口喷出大量高温煤气，遇空气少部分燃烧后温度高达1700℃左右，汽化冷却烟道的工作原理与换热器相同，利用高温烟气的热量将通过软化处理和除氧处理的冷却水蒸发，利用水的汽化潜热带走冷却部件的热量来达到后续的除尘净化和煤气回收以及环境保护的工艺要求。
因工况环境十分恶劣，导致转炉生产运行过程中经常会出现水冷壁钢管破裂爆管等泄漏现象，严重影响到转炉的正常运转。
严重漏水还会产生蒸汽使烟道的过风量变大，可能造成烟气外溢造成污染，影响煤气的回收率和烟道余热的利用，大量软水被浪费，检修频繁，不仅对汽化冷却烟道的安全平稳运行产生重大隐患，还严重降低了生产效率。
为此，阅读文献可望找出冷却烟道失效的原因及其处理措施。
汽化冷却烟道失效常见原因分析（一）周期性交变热应力以某钢厂120t 的转炉生产为例，转炉一次炼钢周期为35min 左右，吹氧时间段在炼钢周期的中期，耗时约15min （补吹除外），进入汽化冷却烟道的炉气量可达76000m 3/h （标态下），温度高达1700℃左右，此时间段冷却烟道的热负荷急剧增加，管壁温度也陡增，转炉吹氧结束后，相应的热负荷也急剧降低，管壁温度随之下降，直到下个吹炼期，期间间隔20min 左右。
烟道内的热负荷频繁急剧变化，导致水冷管不仅受到周期性交变热应力，在热疲劳作用下的钢管表面通常会产生横向的疲劳裂纹，这与机械疲劳中观察到的疲劳裂纹相似。
管壁也会因频繁产生的轴向拉压应力而产生塑性变形，如此反复，烟道管就会产生大量竹节状热疲劳裂纹（蠕变），高温蠕变使得在金属管壁的微观结构中沿着固化晶界析出的碳化物会加速晶粒间裂纹的扩展。
裂纹扩展直至破裂，产生蒸汽泄露，影响汽化冷却烟道使用寿命。
（二）水循环恶化烟道结构设计不合理导致配水管不均匀，大部分烟道采用自然循环的水循环方式导致冷却水动力不足，上升管、下降管、受热管水循环阻力变大，冷却效果不好，造成冷却水管因水循环不良引起局部过热，循环水不能快速有转炉汽化冷却烟道失效常见原因及其处理程晓恬（广西钢铁），庞通，潘刚（技术中心）钢厂交流132019年第5期效地冷却管壁，管壁超温破裂漏水；同时，水循环异常波动引起水冷管液面脉动，当脉动表现为剧烈的水击现象时，会使焊缝断裂；在热流密度过大，热量陡增的过程中，受热管中水容易由核态沸腾转变为膜态沸腾，传热受到汽膜的阻隔，管子内壁得不到水的连续冷却，冷却水与管壁发生传热恶化，管子因管壁温度超高过热受损；热流场强度分布不均，特别在烟气侧涡流区部位，导致局部受热面热流密度过高，冷却水不能连续汽化，在蒸汽及饱和水的交替作用下，汽化点由于高频率水击引发疲劳损伤爆管。
300 t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析
300 t转炉汽化冷却烟道CFD仿真与实际运行分析张雪松;郑琳【摘要】对300 t转炉汽化冷却烟道建立物理模型,对烟道内烟气流场用CFD的方法进行数值模拟,模拟不同工况下的烟气温度场、速度场等,并根据模拟结果对汽化冷却烟道实际运行状况进行分析,为深入研究汽化冷却烟道内烟气流动与传热情况提供理论基础.【期刊名称】《冶金动力》【年(卷),期】2018(000)007【总页数】4页(P53-55,62)【关键词】转炉;汽化冷却;烟道;CFD仿真【作者】张雪松;郑琳【作者单位】首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山 063016;首钢京唐钢铁联合有限责任公司,河北唐山 063016【正文语种】中文【中图分类】TF0661 概述转炉汽化冷却设备的实质即余热锅炉，它以炼钢生成的高温烟气作为热源，承受着高温烟气剧烈的温度变化，它的主要作用有冷却、导流和收集烟气等。
目前，转炉汽化冷却烟道的使用情况不是很理想，在生产过程中经常发生爆管的现象，检修工作量大，而且需要停炉，严重影响生产，经研究表明，由于汽化冷却系统水质差造成排管内结垢、堵塞，从而管道局部过热干烧造成爆管以及高温烟气对烟道内壁冲刷腐蚀是转炉汽化冷却烟道在运行过程中存在的主要问题，另外，在斜烟道直段拐角处以及弯曲烟道拐弯内侧容易积灰，而蒸发冷却器靠烟道内侧结垢比较严重，这与烟气在烟道内流动情况以及汽化冷却烟道结构形式有直接关系。
转炉炼钢产生的烟气以一定的速度进入烟道，烟气与烟道的换热方式主要有辐射换热与对流换热，烟气进入烟道时大约有1500℃，到尾部烟道出口被冷却到900℃左右，文章结合首钢京唐公司300 t转炉汽化冷却烟道结构特点，并对烟道做了一定的假设与简化，用FLUENT软件模拟烟道内的烟气流场，并对模拟结果与实际情况相联系，进行分析。
2 烟道模型建立按照烟气流动方向，取汽化冷却烟道的固定烟罩、横移烟道、斜烟道以及弯曲烟道（包括检查盖板）作为模拟对象来建立模型，整个烟道在X方向跨度为19.8 m，Y方向跨度为11.5 m及Z方向跨度为35.5 m，烟道入口处直径取罩群顶部直径为4.69 m，固定段入口直径取4.32 m，后边全部取4.19 m，如图1所示。
管式加热炉的热量各参数的计算和确定
管式加热炉的热量各参数的计算和确定在前面我们已经介绍了管式加热炉的一些基本概念和热量参数的计算与确定，包括燃气燃烧热效率、传导传热系数和辐射传热系数的计算方法。
接下来继续介绍其他热量参数的计算与确定。
首先是管式加热炉的热损失。
热损失指的是炉壁和烟道中的热量损失，它们会导致加热炉的热效率下降。
炉壁的热损失可以通过炉壁的传导传热计算得到，公式如下：炉壁热损失=(T_f-T_a)/R_w其中，T_f为炉内壁温度（K），T_a为炉外壁温度（K），R_w为炉壁导热系数（W/m^2K）。
烟道的热损失可以通过烟道的散热公式计算得到，公式如下：烟道热损失=Q_g*C_g*(T_g-T_a)其中，Q_g为燃气流量（kg/s），C_g为燃气的比热容（J/kgK），T_g为燃气出口温度（K），T_a为大气温度（K）。
其次是管式加热炉的燃气进口温度。
燃气进口温度对加热炉的热效率影响较大。
一般来说，燃气进口温度越高，炉壁会受到更高的温度冲击，容易造成炉膛内部结构的破坏。
因此，燃气进口温度一般控制在一定范围。
最后是管式加热炉的炉膛温度。
炉膛温度对加热炉的生产效率和产品质量有很大影响。
一般来说，炉膛温度过低会导致加热不均匀，产品质量下降；而炉膛温度过高则会导致燃烧不完全，燃气的利用率降低。
炉膛温度的确定可以通过燃气进口温度、燃气流量和传热时间计算得到，公式如下：炉膛温度=[(Q_g*H_c*T_g)+(Q_p*H_p*T_p)]/(Q_g*H_c+Q_p*H_p)其中，Q_p为介质流量（kg/s），H_c为燃气的比热容（J/kgK），T_p为介质进口温度（K），H_p为介质的比热容（J/kgK）。
综上所述，管式加热炉的热量各参数的计算和确定需要考虑燃气燃烧热效率、传导传热系数、辐射传热系数、热损失、燃气进口温度和炉膛温度等因素。
通过对这些参数的计算和调整，可以提高加热炉的热效率和生产效率，同时保证产品质量。
转炉汽化冷却系统压力控制对烟道影响分析
转炉汽化冷却系统压力控制对烟道影响分析作者：刘晓景汪贵明来源：《计算机光盘软件与应用》2014年第01期摘要：本文分析了120T转炉汽化冷却系统压力控制对烟道运行的影响，给出了汽化冷却系统各子系统压力参数，对于同类型转炉汽化冷却系统的调试具有一定的借鉴作用。
关键词：转炉；汽化冷却系统；压力控制；烟道中图分类号：TF748.2炼钢生产工艺主要包括转炉冶炼、LF炉精炼、连铸等生产环节，生产节奏快，任何一个环节出问题，将导致相关工序受影响。
转炉冶炼过程中，烟道故障较多且修复时间长、难度大。
因此炼钢烟道汽化冷却在炼钢厂占有十分重要的地位。
转炉冶炼中炉气温度在一般在1400-1600℃之间，高温烟气流过烟道时，烟道内热负荷急剧增加，管壁温度急剧升高；停吹后，热负荷急剧下降，管壁温度随之下降。
这种周期性变化非常颗繁，约30多分钟左右一个周期，这种压力和热力周期性变化对汽化烟道的使用寿命产生影响。
以下通过120T顶底复吹转炉调试、生产实例，来分析如何通过稳定汽化冷却系统压力，保证烟道热负荷及压力的相对稳定，延长烟道使用寿命。
1 汽化冷却系统的工作流程1.1 转炉汽化冷却装置收集转炉生产过程中的高温烟气并将其冷却，以便满足下一步转炉一次除尘及其下道工序煤气回收的要求，保证转炉炼钢的安全生产。
多余蒸汽经回收后供公司蒸汽管网，提供给公司内部生产或生活使用，循环利用的蒸汽降低了转炉炼钢的生产成本。
汽化冷却把烟道作为余热锅炉，它吸收烟气热量降低烟气温度，同时锅炉产生的蒸汽进入蓄热器，再进入分气缸分给用户使用。
1.2 当高温烟气从汽化冷却烟道中心通过时，管内的水被加热变成水蒸汽，同时烟气得到冷却。
水蒸汽因其密度比水轻而上升，经上升管进入汽包，在汽包内冷凝成水或引出去加以利用，再补充新水，水经下降管（强制循环的再经过循环泵）又送入汽化冷却烟道循环使用。
当汽包内的蒸汽压力升高到0.7～0.8MPa时，气动薄膜调节阀自动打开，使蒸汽进入蓄热器供用户使用。
氧气高炉冷态模型的设计计算
氧气高炉冷态模型的设计计算【摘要】本文基于氧气高炉的冷态模型的设计计算展开研究。
在概述了氧气高炉冷态模型设计的背景及意义。
接着在首先介绍了热态模型设计和冷态模型设计的方法，然后详细讨论了参数计算的过程，并进行了模型验证和结果分析。
最后在结论部分对设计计算进行总结，并展望了未来研究方向。
本文的研究对提高氧气高炉效率，减少能耗具有重要意义，为相关领域的研究提供了参考和借鉴。
【关键词】氧气高炉、冷态模型、设计计算、热态模型、参数计算、模型验证、结果分析、设计计算总结、展望未来研究、研究意义1. 引言1.1 概述氧气高炉是冶金工业中的重要设备，用于将铁矿石转化为熔融铁。
在高炉操作过程中，炉内气体流动、热传导等物理过程非常复杂，需要建立精确的数学模型来描述和预测。
本文旨在设计和计算氧气高炉的冷态模型，以便更好地理解和控制高炉的运行。
氧气高炉的冷态模型是在高炉停止冶炼时建立的，用于模拟和分析高炉内各种参数的变化。
通过对高炉冷态进行模拟，可以验证热态模型的准确性，为高炉的操作优化提供依据。
本文将详细介绍氧气高炉冷态模型的设计过程，包括模型参数的选择、计算方法和验证手段。
通过对氧气高炉冷态模型的设计和计算，我们可以更好地理解高炉内部各种物理过程的影响，为高炉操作的控制和优化提供科学依据。
希望本文能够为氧气高炉的进一步研究和应用提供有益的参考。
1.2 研究意义氧气高炉是钢铁生产中重要的设备之一，对其冷态模型进行设计计算具有重要的意义。
通过建立氧气高炉冷态模型，可以帮助工程师更好地了解高炉内部的冷却结构，预测设备的运行情况，为维护保养提供可靠的依据。
冷态模型设计计算可以帮助优化高炉的结构设计，提高炉的使用效率和生产能力，在钢铁生产过程中具有重要的经济意义。
通过对冷态模型的参数计算和验证，可以为高炉的安全运行和优化管理提供科学依据，减少事故发生的可能性，保障生产的安全和稳定。
对氧气高炉冷态模型的设计计算研究具有重要的理论和实践意义，对促进钢铁生产的发展和提高生产效率具有重要意义。
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案
转炉汽化冷却烟道泄漏故障分析及解决方案转炉汽化冷却烟道是转炉炼钢工艺中非常重要的部分，它主要用于传送高温烟气和冷却废气。
在使用过程中，烟道泄漏故障时常发生，这不仅影响了生产效率，也容易造成安全隐患。
必须及时分析并解决转炉汽化冷却烟道泄漏故障，确保炼钢工艺的正常运行。
1. 泄漏原因转炉汽化冷却烟道泄漏可能由多种原因引起，主要包括以下几个方面：a. 设备老化：由于长期使用和高温腐蚀，烟道的密封性能逐渐下降，导致泄漏。
b. 设计缺陷：部分烟道在设计制造时存在一些结构上的缺陷，容易导致泄漏。
c. 安装失误：烟道安装时未能保证密封性，或者在运输过程中受到损坏，都会导致泄漏。
d. 温度过高：烟道在高温下长时间运行，可能导致部分部件变形，造成泄漏。
2. 泄漏位置烟道泄漏可能发生在多个位置，主要包括烟道连接处、焊接点、接头处以及烟道本身的表面。
这些位置的泄漏有时由于腐蚀和温度变化引起，有时则与结构设计和材料选择有关。
3. 影响a. 降低冷却效果：泄漏会导致冷却废气无法完全传送到预定位置，影响冷却效果。
b. 能耗增加：由于泄漏会导致冷却系统的压力降低，需要增加风机功率来维持正常的运行。
c. 环境污染：泄漏的冷却废气可能含有高浓度的有害气体，对周围环境造成污染。
1. 定期检查和维护为了避免转炉汽化冷却烟道泄漏，首先应建立定期检查和维护制度。
在日常生产中，需要定期对烟道进行全面检查，特别是焊接点、连接处等易发生泄漏的部位，及时发现并修复存在的问题。
2. 使用优质材料和密封件在选材和安装时，应选择优质材料和密封件，例如高温合金钢、耐高温橡胶等，以确保烟道的密封性能和耐腐蚀能力。
对于一些易泄漏的部位，还可以增加密封条和补偿器，提高密封性。
3. 强化设备保护为了降低高温和腐蚀对烟道的影响，可以对烟道进行保护措施，例如采用耐磨耐腐蚀的内衬板，或者进行表面加工处理，延长烟道的使用寿命。
4. 加强技术培训对操作人员进行相关的技术培训，提高其对设备的操作和维护意识，加强设备的日常管理和维护，确保设备的正常运行和安全生产。
汽化冷却烟道的制作工艺
汽化冷却烟道的制作工艺汽化冷却烟道（余热锅炉）的原理烟气通过汽化冷却烟道，因受热面温度较低，高温烟气将自身的热能传给受热面而被冷却。
受热面蒸发管中的水，加吸收了烟气的热能而部份被蒸发，并在管内形成汽水混合物。
一、汽化冷却烟道的优点1、采用汽冷，不但可以达到冷却烟气的目的，同时又可以生产蒸汽回收大量热能，供工厂的生产和生活使用。
也是贯彻“治理三废，综合利用”这一政策的部分措施。
使用汽化冷却可以降低炼钢成本。
2、汽冷设备比工业水开式冷却设备寿命长，检修工作量小，能提高车间炼钢生产能力。
3、汽冷比工业水开式冷却省水，省电，综合投资少，返本快。
目前国内大多采用的是汽化冷却烟道。
二、汽化冷却烟道的组成汽化冷却烟道是冷却烟气和产生蒸汽的部件，同时也是烟气输送的通道。
因此，它包括下列部件。
1、活动烟罩——通常为管子隔板式结构，现在也有垒管式。
因它需要自由垂直升降，往往自成循环回路，在管路连接上采用活动接头管或金属软管。
活动烟罩和炉口段之间，通常采用水封连接，以达到密封的目的。
2、炉口段烟道——单独设置此段的目的则为了检修更换方便。
因在此段开孔集中受热面表面热强度最大央运行过程中，尚有撞碰和磨损，相对比较薄弱。
为了开了孔方便，采用管子隔板式或密排管式结构，（目前采用密排管式结构较多，因其冷却效果远远好与隔板式结构）。
3、中间段烟道——此段受热比活动烟道和炉口段烟道低很多。
采用管子隔板式或密排管式结构，目前各大钢厂为了减少成本多采用隔板式结构，效果也是很好的。
4、末段烟道——这段的设置，对于辐射型汽化器主要是为了与除尘设备连接的需要，省去耐热衬里弯头。
本段也是纯粹为也自然循环。
5、氧枪口冷却装置——这部分有气有汽冷的，也有水冷的。
目前多数为水泠。
用户用的效果很好。
本水套结构形式有双层套筒结构、双层管排管式结构、钢管与隔板上下联箱式、蛇形密排组成水冷壁与上下联箱式。
6、加料口冷却装置——结构形式与氧枪口冷却相仿，加其热负荷更小，还有一个物料磨损问题。
转炉余热锅炉水冷壁管破损的原因分析及对策
转炉余热锅炉水冷壁管破损的原因分析及对策作者：***来源：《甘肃科技纵横》2020年第10期摘要：转炉余热锅炉作为炼钢转炉的配套设施，发挥着回收转炉余热及炼钢转炉煤气的作用。
由于转炉余热锅炉的特殊工况，在生产运行过程中还会遇到诸多问题，其中水冷壁管的破裂漏水是该类锅炉在运行过程中常见的故障，直接影响到转炉余热锅炉的稳定运行和使用寿命。
本文从工程生产和检验经验出发，阐述了转炉余热锅炉水冷壁管失效漏水的原因和失效机理如粉尘及烟气磨损、热疲劳、局部超温、低压运行、水质不达标等。
在对壁管破损原因进行科学分析的基础上，提出了相应的预防措施和解决方案。
以期提高在相对恶劣工况下的转炉余热锅炉的运行寿命。
关键词转炉余热锅炉;水冷壁管;漏水原因;预防措施中图分类号：TQ051.5福建三钢二炼钢转炉车间有3座120t转炉，每座转炉炼钢系统都配套有转炉烟道式余热锅炉。
氧气顶吹转炉在冶炼钢水时，从炉口冒出大量的高温烟气，经余热锅炉汽化冷却系统换热冷却，烟气降为约850℃，转炉余热锅炉在回收转炉煤气、吸收烟气余热和控制炉口烟气污染外冒等环节中发挥着重要作用。
此外，转炉余热锅炉系统的安全运行直接影响到转炉冶炼的正常生产。
三钢转炉余热锅炉的水汽循环系统采用强制循环和自然循环相结合的方式，具體包括：低压热水强制循环（活动烟罩、下料口）、高压强制循环（转炉炉口固定段和可移动段）、自然循环（烟道斜一段、烟道斜二段、烟道末一段、烟道末二段），以上三个循环的流程如图1所示。
转炉余热锅炉作为炼钢转炉的配套设施，伴随着炼钢车间连续生产，在投用期间发生位于锅炉斜段的水冷壁管泄漏的问题，直接影响到转炉炼钢和余热锅炉系统的安全顺行。
因此，充分分析余热锅炉漏水的原因并进行针对性的预防和检查是很有意义的。
本文从检验检测工程实践和生产经验出发，分析转炉余热锅炉水冷壁管破裂漏水的原因并提出相应的措施和改进建议。
1斜段壁管漏水原因分析（1）炉口外冒粉尘、烟气磨损。
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ｊ ＝ ｈ
．
（） ｄ
（） ５
Ｙ
Ｃ （ ｏ ｃ ） ０ Ｎｃ ＋Ｎ ０ ×１０ ２
・ —１
式 中 —— 炯 气 中烟尘 的浓度／ ｇ Ｎ ｋ ・ ｍ～；
Ｉ — —
【） ０
炉 气 中烟尘 的浓度／ ｇ Ｎ ｋ ・ ｍ～；
Ｃ ｈ —熔 尘损 失／ ％ ］ 一 般取 ０ ８ — ［ ， ．； △Ｃ —— 总 降碳量／ ％ ］ ［ ； ７ —— 铁水 比／ ％ ］ 一般取 ９ ％ 。 ［ ， ４
ｃ ｍ ａｅ ｉ ｅｅ ｔａ ｙｄｏ ｏｊｄｅｗ ｅ ｅ ｈ ａｃｌｔ ｇｉ ｆ ｉ ｅ ，ｎ ｈｎ ｔｅｖｒ ｔ ｎ ｉ ｏ ｐ ｒ ｗｔ ｔ ｎｈｌ ｒｐ ｔ ｕ ｇ ｈｔ ｒｔｅｃｌ ａｉ ｓｉ ｓ ｄ ａｄ ｔｅ ｈ ａｉ ｉ ｎ ｄ ｈｈ ｐ ｈ ｕ ｎ ｎｈ ａｏ
・
（） ７
（） ８
式 中 ， — 当地环境 温度／ ， — ℃ 一般 取 ３ ℃ ； ０ Ｃ —— 湿 空气 的定压 比热／ ＪＮ ｋ ・ ｍ～・ ‘。 ℃ 。 二 氧 化碳 和 水蒸 气 分解 所 需 的 分解 热 ， 二氧 化
２６・ ４
碳 和水 蒸气 分解 度 参考 相 关 资料 ］ 分 解 热计 算 参 ，
岳 雷
（． １ 中冶 东方工程技 术公 司动力所 ， 内蒙古 包头 摘
０４ １ ；． １０ ０ ２ 内蒙古科技 大学 ， 内蒙古 包头 ０ ４ １ ） １０ ０
要 ： 氧 气汽化 冷却烟 道传 热 的计 算方 法提 出实用 算法 ， 对 而取 代 机械 行 业标 准“ 道 式余 烟
热锅 炉设计 导则 ” “ 气转 炉余 热锅 炉技 术条 件”中所提 出的辐射 传 热算 法 。文 中主要 介 绍 了烟 和 氧
，＝ １０ × （ｊ ＋，） Ｆ ．４ ， ＋， ｋ 一， （） ２
—
—
—
冷却 室 中烟气 的平 均温度／ ； ℃
７—— 冷 却室 中受 热 面管壁 的温度／ 。 １ ｝ ℃
式中 ， —— 炉 气的焓 值／ Ｊ Ｎ ｋ ・ ｍ～； Ｊ 『 １ 炉气 的物理 热／ Ｊ Ｎ —— ｋ ・ ｍ～； ， 炉气 中的可燃 物燃烧 放热／ Ｊ Ｎ 。 —— ｋ ・ ｍ。 ；
第３ ０卷 ， 总第 １３期 ７ ２１ ０ ２年 ５月 ， ３期 第
《节 能 技 术 》
ＥＮＥＲＧＹ ＣＯＮＳ ＥＲＶＡＴＩ ＯＮ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ
Ｖｏ． ０， ｕ １ ３ Ｓ ｍ．Ｎｏ ７ ．１ ３
Ｍ ａ ． ０１ Ｎｏ ３ ｙ ２ ２， ．
氧 气 转 炉 汽 化 冷 却 烟 道传 热 计算
图 １ 余 热 锅 炉 结 构 图
Ｆ ｇ Ｗ ａ ｔ ａ ｉ ｒ ｉ ．１ ｓｅ Ｈｅ ｔＢｏｌ ｅ
在计 算 炉气 的物 理热 时 ， 组分 的焓值 可参 考 各 相关 资料 。炉尘 计 算 时 如果 没 有 确切 的数 据 ， 对 则
于 中小型 转炉炉 尘 密度 可取 ０ １ ４ｋ ／ ｍ ， ． ７ ｇ Ｎ 对于 大 型 转 炉 炉 尘 密 度 可 取 ０ ２ ｋＪ ｍ ， 行 估 算 。 因 ． ｇＮ ’进 为， 炉气 中的一氧化 碳进行 燃烧 进一 步放 热 ， 算可 计 参 考式 （ ） ７ 。在 扣罩处 和汽化 冷 却 烟道 高 温 段及 末
Ｑ ６ （ （ （ ｃ ） ） １ 【 一 ］ ）
・
２ ４５ ・
式中
Ｑ—— 冷却 室受 热面 积吸 收热量／ Ｊｈ ， ｋ・ 一； Ｃ—— 辐 射 系数／ Ｗ ・ ｋ ｍ～ ・ 一； ℃
— —
射传 热 ， 根据 国 内外 经 验这 部分 热 量应 占到 烟气 总
ｉ １ ＝
，＝∑／ ， １ Ｖ ＋ ，
式中
（） ３
Ⅳ． 燃烧 后各组 分气 体 的百分数／ ％ ］ —— ［ ；
， 燃烧后 各组 分气 体 的焓 值／ Ｊ Ｎ —— ｋ ・ ｍ～；
， ——燃烧后炉尘的焓值／Ｊ Ｎ ｋ・ ｍ～。 燃烧 后炉 尘 的 焓 值计 算 ， 考 计 算 式 （ ）～式 参 ４
虽然 机械 部标 准提 出了辐射冷 却室 吸收热 量 的
计 算方法 ， 是该 计 算方 法 中的 辐射 系数 比较难 确 但
定， 而使用 Ａ Ｓ Ｓ之类 的软件直接进行数值分析 ， ＮＹ 也 有一 定难 度 ， 别是 对边 界层厚 度 、 体 的导热 系 特 气
数 、 动黏 度等都很 难 确定 。 因此 ， 运 本文 将结合 锅 炉
气成分 计算 、 辐射 传热 计算 和对 流传 热计 算方 法。其 中烟 气成 分计 算过程 主要 包括 烟 气的组 成 、 焓
值； 辐射 传热 计算将放 弃机械 部 标 准 所提 出的 辐 射 传 热计 算 标 准 ， 而采 用 锅 炉辐 射 室标 准 计 算方
法； 增加 对流传 热部 分 ， 弥补机 械 部标 准缺 少对 流换 热计 算的 问题 。综合 整个过 程 中的辐 射传 热和
１ 烟气成分计算
烟气 的物 性参 数主要 需要 确定 汽化冷 却人 口烟 温 和焓值 。而 炉气 的燃烧 产物 ， 进入 烟罩 时 ， 携带 所
的热 量 主要包 括炉 气 的 物 理热 、 一氧 化 碳 等可 燃 物
段 处 ， 在漏 风问 题 ， 以 由空 气 带 人 的热 量 ， 计 存 所 其
能量 的 ４ 左 右 。同 时 ， 烟气 中 的 二 氧化 碳 和水 ％ 在
有效 辐射 受热 面积／ ｍ； 辐射 受 热面污 染 系数 ；
—
蒸气 会 发生热分 解 ， 热分解 需要 吸热 ， 降低 了烟气 的 焓 值 。因此 ， 烟气 的焓 值计算 可参考 式 （ ） －！ 对 ２ ｓ。
对 流传 热与烟 气焓 值 变化进 行 比较 ， 行综 合试 差运 算 ， 进 最终确 定整 个 汽化冷却 烟道 的 温度 变化和
热 能回 收状 况。
关键 词 ： 气转炉 汽化 冷却烟 道 ； 氧 对流 传热 ； 辐射 传热 ； 气 ； 降 烟 焓 中 图分类 号 ： Ｆ ４ ． １ Ｔ ７８ ２ 文 献标 识 码 ： Ａ 文章编 号 ：０ ２— ３ ９（ ０ ２ ３— ２ ５— ４ １０ ６ ３ ２ １ ）０ ０ ４ ０
０ 引 言
氧 气转 炉汽化 冷却 烟道 技术 在大 中型转炉 中被 广泛使 用 ， 是冶金 系统 烟气 余热 回收 的有效 手 段 ， 工
收 稿 日期 ２１ ０ ２—０ —１ １ ２ 修 订 稿 日期 ２１ ０ ０ ２— ３—１ ８
业机 械部 相 继 颁 布 了 “ 道 式 余 热 锅 炉 设 计 导 则 烟
Ｊ ／ ７０ ９ ” “ Ｂ Ｔ ６ ３— ４ 和 氧气 转炉余 热锅 炉技 术条 件 Ｊ ／ Ｂ
Ｔ ６３— ４ ， ７０ ９ ” 并且提 出了相关的传热计算方法＿ ２。 １ － Ｊ 辐射 冷却 室受 热面 积吸 收热量 可 以按 照下列 换热方
程式计 ～） 男 ， 士 ， 程 师 ， 究 方 向为 热 能 与 岳 １８ ， 硕 工 研 动力。
Ｈｅ ｔＴｒ ｎ ｆ ｒ Ｃａ ｃ ｌ ｔ ｎ ｏ ｙ ｅ ｎ ｅ ｔ ｒ Ｗ ａ ｔ ａ ｉ ｒ Ｆｕ ｅ ａ ａ ｓｅ ｌｕ ａ ｉ ｆＯｘ ｇ ｎ Ｃｏ ｖ ｒ ｅ ｏ ｓｅ Ｈｅ ｔＢｏｌ ｌ ｅ
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算 可参考 式 （ ） ８。
， １６ ５ ７ ＝ ２ ３ ．６×Ｎ 。×
， ｒ＝Ｌ ×ｔ ｌ ｋ×Ｃｋ
通过 燃烧 所 放 出 的化 学 热 ， 以及 空 气 带 入 的 热 量 。