鋼鐵工業(yè)加熱爐富氧燃燒能效分析及數(shù)值模擬.pdf

1、富氧燃燒技術(shù)（Oxygen Enriched Combustion，簡稱OEC），是指利用O2濃度高于普通空氣的富氧空氣與燃料進(jìn)行混合并燃燒，主要有提高燃料燃燒熱效率、強(qiáng)化爐內(nèi)輻射換熱、降低排煙熱量損失以及減少污染物排放量等優(yōu)點(diǎn)，是燃燒領(lǐng)域的一種新型節(jié)能技術(shù)。
　　本文對鋼鐵加熱爐和富氧燃燒技術(shù)進(jìn)行了簡單介紹，分析了目前國內(nèi)外鋼鐵加熱爐富氧燃燒的研究與應(yīng)用現(xiàn)狀，并利用Process Heating Assessment and S

2、urvey Tool（PHAST）軟件和Fluent軟件分別對鋼鐵加熱爐進(jìn)行富氧燃燒能效分析及數(shù)值模擬，主要研究了助燃空氣中O2濃度的提高對鋼鐵加熱爐的影響。
　　首先，利用PHAST軟件對加拿大Gerdau鋼廠加熱爐進(jìn)行富氧燃燒能效分析，比較在不同O2濃度（21％、27%和100%）下加熱爐內(nèi)熱量損失、能耗量及熱效率等，并利用公式計(jì)算采用富氧燃燒后加熱爐CO2減排量、富氧燃燒改造成本以及經(jīng)濟(jì)效益等。結(jié)果表明，采用富氧燃燒后，加熱

3、爐能耗量和總熱量損失有所降低，而節(jié)能率及熱效率隨助燃空氣中O2濃度的增加逐漸提高；加熱爐CO2排放量隨助燃空氣中O2濃度的增加而逐漸降低，鋼鐵產(chǎn)量及經(jīng)濟(jì)效益隨之逐漸提高。
　　其次，利用Fluent軟件對日本鋼管公司某蓄熱式鋼坯加熱實(shí)驗(yàn)爐進(jìn)行富氧燃燒數(shù)值模擬，分析助燃空氣中O2濃度的提高對加熱爐內(nèi)速度分布、溫度分布以及濃度分布等的影響，并將數(shù)值模擬結(jié)果與原加熱爐實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對比。結(jié)果表明，采用富氧燃燒后，在燃燒器空氣噴口截面積不變