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热回收焦炉干熄焦过程控制系统仿真的研究

热回收焦炉干熄焦过程控制系统仿真的研究

作者：庞跃辽宁科技大学

学位级别：硕士

干熄焦装置是焦化工业中最复杂的工艺生产装置之一,该生产装置能有效提高焦炭质量,大大降低焦炭水分,对高炉降低焦比有着十分明显的长期效益。最近几年常规机焦干熄焦自动化过程控制系统取得了长足进步,被国内大中型钢厂所认可并广为应... 详细信息

干熄焦装置是焦化工业中最复杂的工艺生产装置之一,该生产装置能有效提高焦炭质量,大大降低焦炭水分,对高炉降低焦比有着十分明显的长期效益。最近几年常规机焦干熄焦自动化过程控制系统取得了长足进步,被国内大中型钢厂所认可并广为应用。但目前国内对于热回收焦炉干熄焦过程的自动化控制的研究还属空白,其主因是热回收焦炉的干法熄焦是创新型应用,实例不多。本文针对衢州元立金属制品有限公司热回收焦炉干熄焦装置生产全流程,利用计算机模拟控制系统,研究了一套具有生产可操作性的自动化控制系统。仿真研究结果表明:红焦装入控制系统通过精准的控制条件和多重联锁保护,保证整个系统运行的安全可靠,并针对不同的故障采取了必要安全保护;干熄炉本体控制系统的气动阀调节采用串级控制系统克服常规PID调节带来的扰动,提高了其自适应能力;气体循环系统通过完善的联锁条件保证循环系统的安全稳定,循环风机的调控采用常规PID调节实现了节能降耗;对锅炉控制系统的重点分析表明串级三冲量更具有良好的调节性能,针对多方面的可能干扰,还对过热蒸汽温度进行串级控制调节保证了其温度的稳定;干熄炉-锅炉操作优选模型采用正交试验法,确定了排焦量与最佳风料比、排焦量与最佳二次风量、排焦量与循环风量、二次风量、蒸汽发生量之间的线性回归关系,确立了在线关联动态控制,实现了生产过程经济合理的优化控制。通过优化建立了安全可靠的自动化仿真系统,可保证干熄焦过程的安全、高效生产。

关键词：热回收焦炉干熄焦控制仿真优化控制

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热回收焦炉余热锅炉的设计

中国化工装备 2023年第5期25卷 43-48页

作者：葛卫东苏州海陆重工股份有限公司苏州市215000

通过对热回收焦炉余热锅炉的基本结构和关键技术的介绍,主要从烟气参数变化、负荷变化、积灰影响、低温腐蚀等方面采用的有效措施。

关键词：热回收焦炉双压 SCR脱硝积灰腐蚀

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新型热回收焦炉热工过程的数值模拟

新型热回收焦炉热工过程的数值模拟

作者：张朋超辽宁科技大学

学位级别：硕士

焦化企业作为一种典型的重污染企业,随着近几年国家环保政策越发严格其经济效益与生存能力逐年下降。而传统焦炉无论是炉体结构还是设计理念都已较为成熟难以取得重大突破,因此企业逐渐将目光转向环保效益较好的热回收焦炉。早期人们对... 详细信息

焦化企业作为一种典型的重污染企业,随着近几年国家环保政策越发严格其经济效益与生存能力逐年下降。而传统焦炉无论是炉体结构还是设计理念都已较为成熟难以取得重大突破,因此企业逐渐将目光转向环保效益较好的热回收焦炉。早期人们对于热回收焦炉的设计主要依据实验与经验总结两种方式,但是这两种方式会造成较大的经济与时间损失。近几年随着计算燃烧学与计算机模拟技术的飞速发展,计算流体力学(CFD)模拟技术凭借其灵活、便捷、低成本、易操作等诸多优点被应用于焦炉热工特性的研究工作。本文以某工厂运行的新型热回收焦炉为研究对象,首先对整炉模型建立数理模型。将焦炭床层简化为多孔介质模型,利用自定义函数UDF功能将挥发分的析出规律以质量源项的形式耦合在焦炭床层多孔介质模型中,来模拟挥发分气体在炉膛内部的扩散特性。通过CFD模拟软件计算其炉膛内部的温度场、流场等并与实际运行数据比较,发现其误差较小,可知本文模拟的几何模型简化、数学模型建立较为合理。本文针对直接耦合四联拱燃烧室—碳化室,计算量大、难以收敛的问题提出一种解耦算法。将整炉模型解耦成四联拱燃烧室内非预混燃烧过程和碳化室内稳态非预混燃烧过程。首先对燃烧室进行热平衡计算得到通过两室隔墙的平均热流值,并将其作为炭化室单室模拟的一个边界条件。这种处理方式对于焦炉的几何模型简化、网格数量控制、整体计算量都有较好的优化效果。此外本文对新型热回收焦炉碳化室内温度波动较大的问题,通过改变一次风入口偏转角度与不同空气入口流量配比的手段进行数值模拟计算。其结果显示一次风入口在y轴偏转角度为15°时,对于这个问题具有较好的改善效果;而四组不同流量配比工况,其结果显示进气口的流量配比为2:1:2时,既可以有效减小炉膛内部的温度分布不均匀度又可以对焦炭床层具有较好的加热效果。

关键词：热回收焦炉数值模拟多孔介质 UDF 燃烧

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热回收焦炉配套干熄焦的红焦运输系统

中国科技期刊数据库工业A 2023年第1期 51-54页

作者：石巧囡霍海雯李存俭姜士敏王欣悦鞍山华泰环能工程技术有限公司

热回收焦炉由于其卧式焦炉的结构特殊性,无法采用常规干熄焦的红焦运输系统完成红焦运输作业,将焦罐车布置在干熄焦提升井架下的地坑内,解决了热回收焦炉出焦口距离熄焦车轨道高度差不足的问题,通过二次推焦过程实现了热回收焦炉红焦向... 详细信息

热回收焦炉由于其卧式焦炉的结构特殊性,无法采用常规干熄焦的红焦运输系统完成红焦运输作业,将焦罐车布置在干熄焦提升井架下的地坑内,解决了热回收焦炉出焦口距离熄焦车轨道高度差不足的问题,通过二次推焦过程实现了热回收焦炉红焦向干熄炉运输的难题。本文着重阐述了热回收焦炉配套干熄焦的红焦运输系统的工艺流程、连锁条件和信号交接,实现了热回收焦炉配套干熄焦的红焦运输系统的自动化运行,促进了干熄焦技术的智能化发展。

关键词：热回收焦炉干熄焦红焦运输系统连锁条件信号交接

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热回收焦炉烟囱最高废气温度的计算

燃料与化工 2005年第2期36卷 29-30页

作者：严国华中冶焦耐工程技术有限公司鞍山114002

用热回收焦炉炼焦时,自产的荒煤气在燃烧系统内全部烧掉,产生的热量除用于煤料炼焦外,大量的余热随废气在废热锅炉-发电系统中回收并发电.当废气热量回收发电系统停产检修时,高温废气则由事故烟囱排入大气.

关键词：计算方法热回收焦炉炼焦工艺废气内衬材料隔热材料

基于CPD模型热回收焦炉热工工况的数值模拟与研究

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基于CPD模型热回收焦炉热工工况的数值模拟与研究

作者：樊纯玉辽宁科技大学

学位级别：硕士

焦化产业在我国经济发展中扮演着重要的角色,传统炼焦技术在炉体结构及环保设施方面均达到较高的水平,然而社会的进步使得炼焦行业依旧是高耗能、污染严重的行业,因此焦化企业将目标转向具有清洁煤转化技术的热回收焦炉。早期人们通过... 详细信息

焦化产业在我国经济发展中扮演着重要的角色,传统炼焦技术在炉体结构及环保设施方面均达到较高的水平,然而社会的进步使得炼焦行业依旧是高耗能、污染严重的行业,因此焦化企业将目标转向具有清洁煤转化技术的热回收焦炉。早期人们通过实验以及实际测量来获得炉内各项参数,消耗了大量人力和物力资源。近年来随着计算机技术的发展,数值模拟技术由于其效率高、速度快、耗能低等优点被广泛应用于焦炉热工况的特性研究工作中。本文以某工厂的新型热回收焦炉为研究对象,建立简化版炭化室三维几何结构。利用化学渗透脱挥发分（CPD）模型耦合多孔介质模型,得到马镇煤（MZ）煤饼挥发分在炉膛内部的扩散特性。根据挥发分释放量将稳态模拟计算过程分为五个区间,通过分析流场和温度场的变化情况,研究挥发分释放规律对炭化室内工况稳定性以及煤饼烧损状况的影响。结果表明,当挥发分释放量与空气量的当量比接近于1时,主要燃烧反应区域从炭化室下部向中部进行移动,煤饼表面的高温区间缩小,进而降低了煤饼表面的烧损状况。此外,挥发分的充分燃烧使炉内温度较高,可加快煤饼成焦速率。堆密度为1100 kg/m、空气入口速度为13.3m/s时,煤饼表面的温度分布更加均匀,炭化室有着较好的温度梯度以及较大的高温区域,有利于缩短焦炭成熟的时间,提高焦炭生产的效率和质量。60 h完整炼焦周期瞬态工况模拟计算结果表明,反应进行15 h时,挥发分释放量很少导致燃烧反应较弱,反应进行30 h时煤饼表面主要温度区间为1200 K～1400 K,这有利于加快焦炭成熟的速率,反应45 h和60 h两个时刻的煤饼表面温度分布都低于焦炭的成熟温度区间,因此不利于焦炭的成熟。为了探究CPD模型应用于热回收焦炉数值模拟的计算精度,以及煤种对炉内热工况的影响,本文选择三种炼焦煤（介离张JLZ、马镇MZ、罗根LG）进行热解实验,并结合模拟计算结果进行对比分析。研究结果表明,MZ煤热解实验结果与CPD模型计算结果在挥发分释放规律上有着相同的变化趋势,应用于数值模拟计算时,两者的计算结果也具有较高的相似度。对比三种煤样在热回收焦炉内的温度场以及沿X轴上的温度分布状况,结果表明马镇煤在炭化室内有着较高的温度区间,而且煤饼表面的温度梯度较为均匀,这不仅可以提高焦炭成熟的质量,也可以提高焦炭成熟的效率。

关键词：热回收焦炉数值模拟多孔介质 CPD模型燃烧

热回收焦炉加热制度调整与优化配煤炼焦生产实践

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煤化工 2023年第4期51卷 58-60,75页

作者：张世东陈建华夏婧王美玲赵斌侯庭伟中钢集团鞍山热能研究院有限公司辽宁鞍山114044 山西兴高集团三甲炼焦有限公司山西高平048400 辽宁科技大学辽宁鞍山114051

针对山西兴高集团在日常余热发电系统检修期间出现的焦炉吸力下降、温度下降,在现有焦炉加热制度运行工况下无法正常生产一级焦的问题,通过对吸力制度、温度制度、工艺条件及配煤方案的综合联动匹配调整,使得检修期间生产的焦炭抗碎强度... 详细信息

针对山西兴高集团在日常余热发电系统检修期间出现的焦炉吸力下降、温度下降,在现有焦炉加热制度运行工况下无法正常生产一级焦的问题,通过对吸力制度、温度制度、工艺条件及配煤方案的综合联动匹配调整,使得检修期间生产的焦炭抗碎强度M25达到93.8%、反应后强度CSR达到61.5%,可以达到正常生产期间的焦炭质量水平,即满足一级焦的质量要求。

关键词：热回收焦炉吸力制度温度制度工艺条件配煤方案一级焦

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热回收焦炉在钢铁联合企业中的应用

燃料与化工 2022年第3期53卷 23-25页

作者：邱欣盛福建省三钢(集团)有限责任公司焦化厂三明365014

热回收焦炉与传统机焦炉相比,具有不产生“三废”、可多配入无烟煤炼焦等优点。钢铁企业通过建设热回收焦炉,在减少污染物排放的同时,既可生产出满足炼铁高炉所需要的焦炭,又副产出高温蒸汽用于发电,可提高企业自发电比例,为企业创造可... 详细信息

热回收焦炉与传统机焦炉相比,具有不产生“三废”、可多配入无烟煤炼焦等优点。钢铁企业通过建设热回收焦炉,在减少污染物排放的同时,既可生产出满足炼铁高炉所需要的焦炭,又副产出高温蒸汽用于发电,可提高企业自发电比例,为企业创造可观的经济效益。

关键词：热回收焦炉钢铁企业应用

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热回收焦炉不停产状态更换上保护板实践应用

燃料与化工 2024年第2期55卷 34-37页

作者：王建文陈建华张建云张雪峰牛勇山西兴高能源集团股份有限公司高平048400

山西兴高能源集团股份有限公司目前采用QRD-2000清洁型热回收捣固式炼焦炉,该焦炉采用卧式侧装平接焦方式进行装煤出焦。自建厂以来,已连续稳定生产十余年,但长期的高温运行导致焦炉的部分构件出现不同程度的裂化,给焦炉整体的严密性、... 详细信息

山西兴高能源集团股份有限公司目前采用QRD-2000清洁型热回收捣固式炼焦炉,该焦炉采用卧式侧装平接焦方式进行装煤出焦。自建厂以来,已连续稳定生产十余年,但长期的高温运行导致焦炉的部分构件出现不同程度的裂化,给焦炉整体的严密性、完整性、安全性带来了影响。该公司在不影响生产、不停炉的状态下成功地将焦炉上保护板进行更换,为焦炉的持续高效生产提供了保障,并弥补了同类型焦炉热修工作的技术空白。

关键词：上保护板炉门模型炉头热回收焦炉