。634 北京科技大学学报 第31卷 澳大利亚的BHP公司从1981年开始研制高炉 所示，由主体设备、电控制系统、气体分析仪和计算 喷煤模拟装置，经过改进达到中试规模，用功率 机数据监测系统四大部分组成，实验装置实物见 150kW的等离子焰炬可将950℃热风加热至 图3.该实验装置实现了热风高温高速的条件，实验 1300℃，但能耗高，体积庞大，不适合小型实验室使 操作过程基本实现自动化，且占地面积小，实验样品 用.文献[5可模拟煤粉燃烧的实验装置，实验过程 用量少.实验操作者可通过计算机对电控制系统发 为煤粉被连续喷吹的一次风输送，然后与二次热风 出指令，由电控制系统控制主体设备中的电炉升温、 相遇并燃烧，结构和原理与两段式燃烧炉相似，但不 反应管充气和煤粉瞬间喷吹等动作；主体设备的实 是用来模拟高炉喷煤.为了深入研究高炉内喷吹煤 验参数同时被计算机采集：煤粉的喷吹和燃烧瞬间 的燃烧效果和影响因素，杨天钧和Korthas在德国 完成后，产生的废气被自动收集到集气瓶中，然后进 亚琛工业大学开发出适合实验室使用的卧式高炉喷 入气体分析仪：气体分析仪测出的废气成分数据被 煤模拟燃烧实验装置).其特点是变连续喷吹为脉 计算机采集. 冲喷吹，热风在实验前达到指定温度，煤粉用量由 主体设备由低压部分和高压部分组成，如图4 kg级变为mg级.本文在此基础上进行了改进，开 发出新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置 1实验装置原理 卧式高炉喷煤模拟燃烧实验装置原理如图1所 示刀.新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置原理如图2 图3新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置实物 Fig.3 Novel PCI simulation experimental device K1 实验气体一·回 K2 低压二段 低压一段 M一电磁侧：V一预热炉：一高温燃烧炉：P一压力表：E一样品加 入口：F一气渣过滤层：K一冷却器 M商E 实验气体→回 图1卧式高炉喷煤模拟燃烧实验装置 Fig.I Experimental device for horizontal PCI combustion simula- 高压部分 tion 低压四段 主体设备 气体 燃烧后产生的废气 分析仪 气 K3 控制 实验参数 废气成分 燃烧后气体· 实验指令 电控制 系统 计算机 实验参数 M一电磁阀：V一预热炉：I一高温燃烧炉：P一压力表：E一样品加 图2新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置各系统关系 入口：F一气渣过滤层：K一冷却器 Fig.2 Reltionship betw een various systems in the novel PCI simu 图4主体设备原理图 ltion experimental device Fig.4 Schematic of main devices澳大利亚的 BHP 公司从 1981 年开始研制高炉 喷煤模拟装置[ 4] , 经过改进达到中试规模, 用功率 150 kW 的 等离子焰炬可将 950 ℃热风加热 至 1 300 ℃, 但能耗高, 体积庞大, 不适合小型实验室使 用.文献[ 5-6] 模拟煤粉燃烧的实验装置, 实验过程 为煤粉被连续喷吹的一次风输送, 然后与二次热风 相遇并燃烧, 结构和原理与两段式燃烧炉相似, 但不 是用来模拟高炉喷煤 .为了深入研究高炉内喷吹煤 的燃烧效果和影响因素, 杨天钧和 Korthas 在德国 亚琛工业大学开发出适合实验室使用的卧式高炉喷 煤模拟燃烧实验装置[ 7] .其特点是变连续喷吹为脉 冲喷吹, 热风在实验前达到指定温度, 煤粉用量由 kg 级变为 mg 级.本文在此基础上进行了改进, 开 发出新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置. 1 实验装置原理 卧式高炉喷煤模拟燃烧实验装置原理如图 1 所 示[ 7] .新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置原理如图 2 M —电磁阀;V—预热炉;I—高温燃烧炉;P—压力表;E —样品加 入口;F—气渣过滤层;K —冷却器 图 1 卧式高炉喷煤模拟燃烧实验装置 Fig.1 Experimen tal device f or horizontal PCI combustion simula￾tion 图 2 新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置各系统关系 Fig.2 Relationship betw een various systems in the novel PC I simu￾lation experiment al device 所示, 由主体设备 、电控制系统、气体分析仪和计算 机数据监测系统四大部分组成, 实验装置实物见 图 3 .该实验装置实现了热风高温高速的条件, 实验 操作过程基本实现自动化, 且占地面积小, 实验样品 用量少 .实验操作者可通过计算机对电控制系统发 出指令, 由电控制系统控制主体设备中的电炉升温、 反应管充气和煤粉瞬间喷吹等动作;主体设备的实 验参数同时被计算机采集 ;煤粉的喷吹和燃烧瞬间 完成后, 产生的废气被自动收集到集气瓶中, 然后进 入气体分析仪 ;气体分析仪测出的废气成分数据被 计算机采集 . 主体设备由低压部分和高压部分组成, 如图4 图 3 新型高炉喷煤模拟燃烧实验装置实物 Fig.3 Novel PCI simulation experiment al devi ce M —电磁阀;V —预热炉;I —高温燃烧炉;P —压力表;E —样品加 入口;F —气渣过滤层;K —冷却器 图 4 主体设备原理图 Fig.4 Schematic of main devi ces · 634 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷