[发明专利]一种高炉冷却系统的冷却效果的计算机标定方法有效

专利信息
申请号: 201910266849.6 申请日: 2019-04-03
公开(公告)号: CN110029198B 公开(公告)日: 2020-05-08
发明(设计)人: 焦克新;王凯;张建良;刘征建;沈猛;王广伟;张磊 申请(专利权)人: 北京科技大学
主分类号: C21B7/10 分类号: C21B7/10;C21B5/00;G06F30/20;G06F119/08
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 皋吉甫
地址: 100083*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 高炉 冷却系统 冷却 效果 计算机 标定 方法
【说明书】:

发明属于高炉冷却系统领域,适用于对高炉冷却系统冷却能力的优良性的评判方面,具体涉及一种高炉冷却系统的冷却效果的计算机标定方法,所述方法采用高炉冷却强度或冷却效率对高炉冷却系统的冷却效果进行标定;其中,所述冷却强度是通过理想条件下冷却壁的热面温度与实际条件下冷却壁的热面温度的温度比值来计算;所述温度比值越高,说明高炉冷却系统的冷却效果越好。所述方法直接针对能体现冷却系统本质冷却能力的物理量——冷却壁热面温度,以冷却壁热面温度作为研究对象,简单明了,且实用性的意义较大;为以后定量比较分析不同高炉冷却系统的冷却能力建立了统一标准,也为后续对高炉冷却系统的冷却能力的深入分析打下坚实基础。

技术领域

本发明属于高炉冷却系统领域,适用于对高炉冷却系统冷却能力的优良性的评判方面,具体涉及一种高炉冷却系统的冷却效果的计算机标定方法。

背景技术

高炉冷却系统对于保证高炉顺行、实现高炉长寿有着重要意义。因此,定量衡量各个冷却系统的冷却能力对进一步认识高炉冷却系统的本质有着举足轻重的作用。然而,影响高炉冷却系统冷却能力的因素众多,到目前为止也没有统一的衡量标准。

最早的关于高炉冷却强度的分析都是基于单层平板稳态传热,从而对高炉冷却强度进行定性分析。表达式如下:

式中:q——单位时间的传热量,J/(s·m2);

δ——平板厚度,m;

A——垂直于热流方向的传热面积,m2

t1,t2——平板两侧表面的温度,K;

λ——传热系数,W/(m·K);

由于高炉内煤气流的变化,实质上高炉的冷却并非稳态传热,只是把某段时间内变动较小的情况视为稳态传热。对于非稳态传热,常用下式:

该式的物理意义是:炉内某点温度t水时间τ的变化率与该点的温度梯度沿x方向上的变化率成正比,其比例常数是炉墙的导热系数。其根本还是温度梯度。

现在关于高炉冷却强度的分析都是基于多层平板稳态传热。高炉炉体传热可以视为由渣皮、炉衬以及光面冷却壁组成的多层平板传热,其传热方程如下:

式中,q代表热流强度,S1、S2代表渣皮炉衬厚度,λ1、λ2、λ3代表渣皮、炉衬及冷却壁导热系数,a代表冷却壁水管中心线距其热面的厚度,k代表冷却介质的放热系数,d代表冷却水管直径,L代表冷却壁的管间距,T1、T2代表渣皮内表面及冷却水的平均温度。

综上,每一层其热传递过程任然依赖于温度梯度,而温度梯度在高炉实践中很难准确计算;另外对于高炉冷却系统的冷却能力还没有统一的定量标准,不利于对冷却系统的深入研究。

此外,在高炉冷却系统中,不同类型的冷却壁,其结构有很大的差异;相同炉容级别或不同炉容级别的高炉,在各个部位的冷却结构也各不相同;不同高炉的冷却系统的供水方式也有很大差异;这就造成了不同高炉冷却系统的冷却能力的差异。

现有技术中,比较高炉冷却系统冷却能力强弱的标准,都是以高炉为核心,即高炉炉体是否能有效冷却;但是,这样的标准只能说明:针对某一高炉,该高炉自身的冷却系统的冷却能力很好,而不同高炉冷却系统的冷却能力的比较没有统一标准。

发明内容

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