第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 我国采用高炉喷煤技术的意义 3
1.3 高炉喷煤发展概况 5
1.4 高炉富氧喷煤及其发展 9
1.5 本书主要内容 13
第二章 高炉氧煤喷吹射流动力学 16
2.1 三维流场五孔探针计算机测量系统 16
2.1.1 五孔探针测速原理 17
2.1.2 计算机测量系统 18
2.2 高炉氧煤喷吹射流动力学试验研究 19
2.2.1 试验模型的相似准则 19
2.2.2 氧煤枪及直吹管模型 21
2.2.3 试验参数的确定 22
2.2.4 试验系统的建立 24
2.2.5 试验内容及主要结果 25
2.3 氧煤喷吹射流动力学特性 27
2.3.1 直吹管横截面上的三维速度分布 27
2.3.2 轴向速度最大值沿直吹管轴线方向的变化 35
2.3.3 氧煤枪射流动力学特性 38
第三章 高炉氧煤喷吹的氧浓度场 41
3.1 氧浓度场试验研究 41
3.1.1 试验设备 41
3.1.2 试验内容及主要结果 42
3.2 直吹管内氧浓度分布的主要规律 44
3.2.1 直吹管横截面上的氧浓度分布 44
3.2.2 氧浓度在直吹管轴线方向上的衰减变化 49
3.2.3 氧浓度等值线分布 55
3.2.4 局部富氧区域 56
第四章 高炉氧煤喷吹的煤粉浓度场 61
4.1 红外透射法计算机测量系统 61
4.1.1 红外透射法测量原理 61
4.1.2 计算机测量系统 62
4.2 氧煤喷吹煤粉浓度场试验研究方法 64
4.2.1 气-固两相流动模化技术 64
4.2.2 氧煤喷吹气-固两相流试验装置 67
4.2.3 试验方法及主要内容 69
4.3 直吹管内煤粉浓度的分布特性 70
4.3.1 直吹管横截面上的煤粉浓度分布 70
4.3.2 煤粉浓度最大值在直吹管轴线方向上的变化 75
4.3.3 煤粉富集区域与局部富氧区域的匹配 80
第五章 煤粉在高炉直吹管内的停留时间分布 85
5.1 测量原理及测量装置 85
5.1.1 测量原理 85
5.1.2 测量装置 86
5.2 直吹管内煤粉停留时间测定 87
5.3 结果与分析 89
5.4 实际喷吹过程煤粉停留时间的推算 91
6.1.1 物理模型 94
6.1 高炉氧煤喷吹气-固两相流动及传热数学模型 94
第六章 高炉氧煤喷吹气-固两相流动及传热数值模拟 94
6.1.2 控制方程组 95
6.1.3 封闭方程及辅助关系式 98
6.1.4 边界条件 100
6.2 控制方程的通用形式及其展开 102
6.2.1 控制方程的通用形式 102
6.2.2 控制方程的展开 102
6.3 控制方程组的数值解法 104
6.3.1 差分网格 105
6.3.2 差分方程 105
6.3.3 速度与压力修正 107
6.3.4 计算程序 108
6.4 数值模拟结果与分析 109
6.4.1 计算结果与实测值的比较 109
6.4.2 高炉氧煤喷吹气—固两相流动及传热计算结果与分析 112
7.1 不同煤种的形成过程 127
第七章 高炉喷吹煤粉的显微结构及燃烧方式 127
7.2 煤种的显微组分 129
7.2.1 有机显微组分 129
7.2.2 无机显微组分 132
7.3 煤种显微组分的性质 133
7.3.1 褐煤的显微组分性质 133
7.3.2 烟煤的显微组分性质 133
7.3.3 无烟煤的显微组分性质 134
7.4 不同显微组分的燃烧方式 134
7.4.1 层状燃烧 135
7.4.2 内孔燃烧 135
7.4.3 内外同时燃烧 135
7.4.4 裂隙燃烧 136
7.4.5 内孔膨胀燃烧 136
7.4.6 碎裂燃烧 136
7.4.7 爆裂燃烧 136
8.1.1 高炉直吹管模拟实验装置 138
8.1 高炉喷吹煤粉富氧燃烧试验 138
第八章 富氧对煤粉燃烧的作用 138
8.1.2 实验内容及方法 141
8.2 不同煤种富氧燃烧的结果分析 144
8.3 不同粒径煤粉富氧燃烧结果分析 148
第九章 煤粉喷吹方式 152
9.1 不同喷吹方式时煤粉燃烧实验 153
9.1.1 实验内容及条件 153
9.1.2 实验结果 154
9.2 不同喷吹方式时煤粉燃烧的数学模型 155
9.2.1 模型的建立 155
9.2.2 煤粉在直吹管气流中的运动及轨迹 156
9.2.3 煤粉与高温气流的热交换 160
9.2.4 煤粉在高温气流中的化学行为 162
9.3 计算方法 164
9.3.1 喷吹条件及物性参数 164
9.4 计算结果与实验结果的比较 166
9.3.2 计算方法 166
9.5 前后喷枪煤量之比及喷枪距离对煤粉燃烧的影响 168
9.6 双枪前后喷吹与单枪喷吹的比较 168
9.7 不同喷吹方式时煤粉的燃烧过程分析 170
第十章 煤粉混合燃烧 176
10.1 流化杯实验 177
10.1.1 实验装置 177
10.1.2 实验方法 177
10.1.3 实验用煤种的性质 178
10.2 实验结果及讨论 179
10.2.1 无烟煤与烟煤的混合燃烧 179
10.2.2 无烟煤与褐煤的混合燃烧 182
10.2.3 烟煤与褐煤的混合燃烧 184
10.2.4 无烟煤与烟煤配比后再混以少量褐煤时的燃烧 185
10.3 煤粉混合燃烧的理论分析 187
11.1 煤粉燃烧促进剂 194
第十一章 煤粉催化燃烧 194
11.2 煤粉催化燃烧实验 195
11.2.1 实验内容 195
11.2.2 实验结果及讨论 197
11.3 燃烧促进剂的效果分析 201
11.3.1 1＃煤的热分析测试 201
11.3.2 2＃煤的热分析测试 204
第十二章 高炉炉前供氧及安全控制技术 207
12.1 高炉氧煤枪富氧喷吹的特点及对供氧系统的要求 207
12.1.1 高炉氧煤枪富氧喷吹的特点 207
12.1.2 高炉氧煤枪富氧喷吹对供氧系统的技术要求 208
12.2 高炉炉前供氧及安全控制方式 209
12.2.1 总管供氧及安全控制方式 209
12.2.2 支管供氧及安全控制方式 210
12.3 高炉炉前供氧及安全控制综合系统及其应用 211
主要参考文献 214