张仕洋等：氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟 ·645 ·C0 40 25 -C0 35 30 0 30 -80% —85% ---…90% 20 15 5 aa小小小小+ 0.20 0.20.40.60.81.01.2141.6 0.2 0020.40.60.8 1.0 风口轴线位置/m 上半风口中心线位置/m 图13鼓风中氧气体积分数对上半风口中心线上氧气体积分数 图11120m3传统高炉风口轴线上的气体成分变化 的影响 Fig.11 Gas composition along the tuyere axis of the 120 m'tradi- Fig.13 Effect of oxygen content in blast on oxygen content along the tional blast fumace axis of the top half of the tuyere 响，本文做了三种鼓风中氧气体积分数(80%，85%， 90%)下的模拟实验，结果如图12所示.由图12可 知：在氧气高炉以常温氧气代替热风的工艺条件下，煤 粉的燃烧得到极大加强.较高的煤粉燃尽率是氧气高 -4=-80% 炉工艺下大量喷煤的前提，进而有利于大力发展间接 3 34 ---.90% 还原同时降低焦比.图13和图14分别反映的是风口 上半部中心线上和风口轴线上氧气的体积分数变化 2 由图13可知，氧气高炉条件下，由于初始阶段循环煤 气与煤粉争夺氧气率先燃烧，中心两侧的02大量消 耗.图14表明虽然氧气高炉采用的是纯氧，但是由两 -0.2 0020.40.60.8 1.0 侧扩散至中心附近供给煤粉燃烧的氧气并不过量.氧 风口轴线位置/m 气对煤粉燃烧的影响主要是热解以后的多相反应阶 图14鼓风中氧气体积分数对风口轴线上氧气体积分数的影响 段，在这一阶段氧气的体积分数越高，越有利于燃烧 Fig.14 Effect of oxygen content in blast on oxygen content along the 过程. tuyere axis 94 93.402 100 92.606 91.698 93.402 93.609 93 92 91 60 90H 89.705 40 89 88 87.525 20 87 0 82848688 鼓风中氧气体积分数% 873 973 1073 1I73 1273 循环煤气温度K 图12鼓风中氧气体积分数对煤粉燃尽率的影响 Fig.12 Effect of oxygen content in blast on pulverized coal burout 图15循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响 Fig.15 Effect of reeycling gas temperature on pulverized coal bum- out 4.4循环煤气温度的影响 图15为循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响.由 脱挥发分过程进而影响随后发生的固定碳燃烧过程. 图可知，与氧气体积分数不同，循环煤气温度对煤粉燃 高炉回旋区内挥发分的脱除对煤粉燃尽率的贡献几乎 尽率的影响并不显著.温度主要通过直接影响煤粉的 相同，因为挥发分都脱除完全，故固定碳的燃烧程度决张仕洋等: 氧气高炉回旋区内煤粉燃烧行为的数值模拟 图 11 120 m3传统高炉风口轴线上的气体成分变化 Fig． 11 Gas composition along the tuyere axis of the 120 m3 tradi￾tional blast furnace 响，本文做了三种鼓风中氧气体积分数( 80% ，85% ， 90% ) 下的模拟实验，结果如图 12 所示． 由图 12 可 知: 在氧气高炉以常温氧气代替热风的工艺条件下，煤 粉的燃烧得到极大加强． 较高的煤粉燃尽率是氧气高 炉工艺下大量喷煤的前提，进而有利于大力发展间接 还原同时降低焦比． 图 13 和图 14 分别反映的是风口 上半部中心线上和风口轴线上氧气的体积分数变化． 由图 13 可知，氧气高炉条件下，由于初始阶段循环煤 气与煤粉争夺氧气率先燃烧，中心两侧的 O2 大量消 耗． 图 14 表明虽然氧气高炉采用的是纯氧，但是由两 侧扩散至中心附近供给煤粉燃烧的氧气并不过量． 氧 气对煤粉燃烧的影响主要是热解以后的多相反应阶 段，在这一阶段氧气的体积分数越高，越有利于燃烧 过程． 图 12 鼓风中氧气体积分数对煤粉燃尽率的影响 Fig． 12 Effect of oxygen content in blast on pulverized coal burnout 4. 4 循环煤气温度的影响 图 15 为循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响． 由 图可知，与氧气体积分数不同，循环煤气温度对煤粉燃 尽率的影响并不显著． 温度主要通过直接影响煤粉的 图 13 鼓风中氧气体积分数对上半风口中心线上氧气体积分数 的影响 Fig． 13 Effect of oxygen content in blast on oxygen content along the axis of the top half of the tuyere 图 14 鼓风中氧气体积分数对风口轴线上氧气体积分数的影响 Fig． 14 Effect of oxygen content in blast on oxygen content along the tuyere axis 图 15 循环煤气温度对煤粉燃尽率的影响 Fig． 15 Effect of recycling gas temperature on pulverized coal burn￾out 脱挥发分过程进而影响随后发生的固定碳燃烧过程． 高炉回旋区内挥发分的脱除对煤粉燃尽率的贡献几乎 相同，因为挥发分都脱除完全，故固定碳的燃烧程度决 · 546 ·