烟化炉风口水套的优化设计与数值模拟.pdfVIP

2013年 10月第 5期 烟化炉风ISl水套的优化设计与数值模拟——张 岭 汪大明 ·31． 烟 化 炉 风 口水 套 的优 化 设 计 与 数 值 模 拟 张 岭 汪大 明 (长沙有色冶金设计研究院有限公司，湖南 长沙，410011) [摘 要] 针对烟化炉风El水套，应用数值模拟方法分析风 口水套 内部温度场和流场，并进行风121水套的优化设 计 。结果表 明优化模型受热钢板温度 比原模型降低 100k，受热钢板温度梯度较平缓，流动没有 出现死区，湍流强 度达到 22％，比原模型高 7％。 [关键词] 烟化炉 ；风I：1水套 ；优化设计 ；数值模拟 [中图分类号]TF813 [文献标识码]A [文章编号]1008—5122(2013)05—0031—04 NumericalSimulation andOptimalDesign ofTuyere CoolerofFumingFurnace ZHANG Ling，W ANG Da·ming Abstract：Inview ofthetuyerecooleroffumingfurnace，the internaltemperaturefieldandflow field wereanalyzedwithnumericalsimulationmethod，andtheoptimaldesignofthatwasperformed．There— suitsshowedthatthetemperatureofheatedsteelplateofoptimizedmodelis100klowerthanthatoforigi- nalone，theheatedsteelplatehasgentletemperaturegradient，there’snodeadzoneinflowprocess，and theturbulenceintensityupto22％ ．7％ higherthanthatoforiginalone． Keywords：fumingfurnace；tuyerecooler；optimaldesign；numericalsimulation 烟化炉是一种向液态炉渣 中鼓入空气和粉煤 ， 真模型 ，设置符合实际的边界条件 ，优化设计风 口区 使渣中的有价金属以气态金属 、金属氧化物的形式 水套的结构 ，使得风 口水套内部温度场 、流场更趋于 挥发出来 的设备…。烟化炉本体炉墙 由大量 的水 合理。 套构成 ，包括炉底 、炉身 、风 口区水套等 。在水套的 1 物理模型 受热面常常焊有大量的销钉 ，起到挂渣保护水套的 作用。一般烟化炉操作制度为 ：进料时间 15～20 以某厂烟化炉风 口水套为研究对象，模型见 图 min，吹炼时间90～120min，放渣时间 15～20rain。 1。其参数为：在 xyz坐标系中，=1250mm，Y=165 间断的操作制度使得烟化炉水套寿命受到极大的考 mm，Z=1295mm。由烟化炉风 口水套受热侧至非 验 ，同时烟化炉吹炼期炉 内温度可高达 1500～ 受热侧 ，分别为 ：耐火浇注料 6=25mm，钢板 6=16 1573k ，风 口区水套更是受到熔体搅拌 的冲刷 ， mm，水套密封板 6=10mm，中间两块 隔板 6=12 寿命影响到整个烟化炉的连续生产。如何使烟化炉 mm。冷却水 由水套下部 =60mm进水 ，由上部 风 口水套保持正常工作 ，保证水套的受热面钢板 的 = 60mm出水 ，上部密封板与钢板空间高度为 124 低温运行与延长烟化炉水套的使用寿命 ，成为影响 mm。优化风 口水套见图 1(右)：原来水套 方向划 烟化炉正常运行 的重要 因素 。通过建立数值仿 分为4个水套 ，为了便于