D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1982.03.003 北京铜铁学院学报 1982年第3期 焦炉燃烧室物理模型 北京钢铁学院热能系陈鸿复 加◆大Stelco钢铁公司研究开发部 度·杰·置特量夫(P.J.Rea dyhough) ·加章大不列哥伦比亚大学治金系Stelco过程治金教授 杰·克·布置麻昆布（J.K.Brimacombe) 摘 要 本文论证了Stelco第6号和第7号焦炉燃烧室物理模型是能够定性地决定火 焰的位置及高度的，模型表明燃烧室中控制燃烧的流动条件受到空气流动状态的强 烈影响，尤其是和连接蓄热室和空气喷口的倾斜上升道有关。在6号焦炉燃烧室中 空气沈量分二部分供入，此时煤气流被从下空气喷口出流的倾斜空气射流吸至燃烧 室的一侧，在7母炉燃烧室中，所有空气是从一个底部喷口进入燃烧室的，由于倾斜 空气流引起燃烧室中再葡环气流，它控制着化学当量混合火焰的高度，同样可以看 到，从煤气喷口底部通过一个小圆孔进入的煤气实际上是一个限制射流，它造成在 喷口中的再葡环促进了煤气高温裂解的可能性。 应用模型来决定“火焰”的高度及位置，和从正在加热的燃烧室拍摄的照片大 致相符，但正如所预期的那样，实际火焰约比根据模型化学当量混合浓度预测的火 焰要高1.35至1.5倍，通过模型预测的火焰高度和测得的焦碳VTD结果相符较好， 尤其对6号焦炉是如此。还应用模型研究了6号和7号焦炉燃烧室改变操作后的 效果，其中包括在6号焦炉中采用改变气流的装置如转向砖，煤气喷口延伸管以 及空气喷口角部盖板以及减少7号燃烧室的过剩O2等，模型试验表明只有采用延 伸管能有效地使火焰在6号焦炉燃烧室下半部分布更均匀，而对7号炉来说采用 5%过剩○：将获得同样的效果。 棋型试验的潜力和局限性需要酷续研究，因为它们为燃烧室设计操作和燃烧以 及它对VTD的影响建立了重要的联系，可以认为这不仅是对上述个别然烧室设计 及操作条件的叙述，它还将对燃烧室系统的工作提供一般性的见解。 一、概 述 碳化室高度大于5米的大型焦炉经常遇到两大操作问题：在焦碳物料高度方向上存在着 大的温差（简称VTD)以及在炉顶、炉墙及荒煤气管中的碳素沉积。前者导致焦碳质量的不均 匀、能量消耗增加，焦化时间增长，生产率降低以及配煤选择上的局限性[，而后者使煤 气通道堵塞并给付产回收部门带来操作上的困难。由于焦炉煤气高温裂解所造成的炉顶碳素 注：本研究题目是作者在加◆大不列期哥伦比亚大学期间完成的。 24北 京 钥 铁 学 院 学 报 年第 期 焦 炉 燃 烧 室 物 理 模 型 北京钢铁 学 院热能系 陈鸿 友 加 李 大 。 钢铁公 司研 究开 发部 皮 · 杰 · ，特 失 加幸 大不 列奴 哥伦 比亚 大学冶金系 。 过程冶金教授 杰 · 竞 · 布 麻尾布 摘 要 本文论 证 了 。 。 第 号和 第 号焦炉燃 烧 室 物理 模型是 能够定 性地决 定 火 焰 的位 里及 高度 的 ， 模型 表 明燃 烧 室 中控制燃 烧的流 动 条件受到 空 气流 动状 态的 强 烈攀响 ， 尤其是和 连接 蓄热室和 空 气喷 口 的倾斜上 升道 有关 。 在 号焦 炉燃 烧室 中 空 气流 分 二 部分供 入 ， 此时煤 气流被从 下 空气喷 口 出流 的倾 斜 空气射流吸 至 燃 烧 室 的一 侧 ， 在 号 炉然浇室 中 ， 所有空 气是从一 个底 部 喷 口 进入 燃 烧室的 ， 由于 倾 斜 空气沈 引起然烧室 中再 循环 气流 ， 它控制着化 学 当量 混合火焰 的 高度 ， 同样可 以看 到 ， 从煤气喷 口 底部通 过一 个小 圆孔进 入 的煤气实 际上 是一 个 限制射流， 它造成在 喷 口 中的再 循 环促进 了煤气高温 裂解 的可 能性 。 应用 模型 来决定 “ 火焰 ” 的 高度及 位 置 ， 和 从 正 在 加 热的燃烧 室拍摄 的照片 大 致相 符 ， 但 正 如所 预 期的 那 样 ， 实 际火焰 约 比根据 模型化 学 当量 混 合浓度 扭 测的 火 焰要 高 至 倍 ， 通 过模型 谈 测 的火焰 高度 和 测得的焦碳 结果相 符较好 ， 尤其对 号焦炉是 如此 。 还 应用 模型研 究 了 号和 号 焦炉燃 烧室 改 变操 作后 的 效果 ， 其 中包括在 号 焦炉 中采 用 改变气流 的装 置 如转 向砖 ， 煤气喷 口 延 伸 管 以 及 空气嘴 口 角部盖 板 以及减少 号 燃烧 室 的过 剩 等 ， 模 型试 验表 明只 有采 用 延 伸 管能有效地使 火 焰在 号 焦炉燃 烧室下半部分 布 更 均匀 ， 而 对 号 炉 来说 采 用 过刹 云将获 得同样 的效果 。 模型试 脸 的潜 力和 局 限性需 要维 续研 究 ， 因为 它们 为燃烧 室设计操作和燃 烧 以 及 它对 的举响建立 了重 要 的联 系 ， 可 以认为这不 仅是对上 述个别燃烧室 设计 及 操作条件 的叙述 ， 它还 将对然 烧室系统 的工 作提供 一 般 性 的见 解 。 一 、 概 述 碳 化室高度大于 米的大型 焦 炉经常遇 到两大 操作 问题 在 焦碳 物 料高度方 向上存在着 大 的温 差 简称 以及 在炉顶 、 炉墙 及 荒煤气管 中的碳素沉 积 。 前者 导致 焦碳质量 的 不 均 匀 、 能 消耗增加 ， 焦化时 间增 长 ， 生 产率 降低 以 及 配煤选 择 上的局 限性 ’ ， 而后 者 使 煤 气通 道堵塞 并给付产 回收部 门带来操作 上 的 困难 。 由于 焦炉煤气高 温裂解所造成 的炉顶 碳 素 注 本研 究题 目是 作者在 加 幸 大不 列翔 哥 伦 比亚 大学期 间完成 的 。 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1982．03．003