高爐內(nèi)襯長期受到各種侵蝕破壞,主要包括鐵水沖刷、熱應(yīng)力等,是影響高爐長壽的重要因素,內(nèi)襯侵蝕的研究對于延長爐齡和安全生產(chǎn)皆有著重要的意義。本文以某煉鐵廠高爐冷卻系統(tǒng)為研究背景,建立恒溫差變流量冷卻控制系統(tǒng),將高爐侵蝕分析轉(zhuǎn)化為三維穩(wěn)態(tài)傳熱問題,并利用有限元分析軟件對其分析,實(shí)現(xiàn)了對高爐侵蝕情況的檢測和安全預(yù)警的功能。本文設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于Simplici TI網(wǎng)絡(luò)協(xié)議的高精度無線溫度監(jiān)測系統(tǒng),應(yīng)用于高爐內(nèi)襯的侵蝕分析。檢測終端與節(jié)點(diǎn)均以CC1110為主控單元,結(jié)合AD7799與Pt1000工作特性設(shè)計(jì)了一種新型檢測電路,采用最小二乘法對溫度轉(zhuǎn)換結(jié)果進(jìn)行擬合,完成了水溫的高精度檢測,并通過軟件設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了水溫采集節(jié)點(diǎn)的低耗能。選用RS485和網(wǎng)絡(luò)通信完成終端和ARM采集器以及采集器和上位機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸,最終完成結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示。本文以恒溫差變流量供水方式為指導(dǎo)思想,設(shè)計(jì)了高爐冷卻壁熱負(fù)荷控制算法,其實(shí)質(zhì)就是控制冷卻壁水溫差及其流量。文章對被控冷卻系統(tǒng)進(jìn)行建模,主要包括冷卻壁傳熱模型的建立,并結(jié)合時(shí)滯環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)了自適應(yīng)模糊PID控制器調(diào)節(jié)冷卻水流量,實(shí)現(xiàn)控制冷卻水溫差的目的。本文以熱力學(xué)分析為基礎(chǔ),結(jié)合檢測的冷卻壁水溫差以及爐襯熱電偶數(shù)據(jù),利用有限元分析軟件ANSYS搭建了高爐內(nèi)襯的三維穩(wěn)態(tài)傳熱模型,結(jié)合冷卻壁檢測數(shù)據(jù)與熱電偶數(shù)據(jù)對爐內(nèi)溫度場進(jìn)行分析,推斷出1350℃侵蝕線。分析表明采用系統(tǒng)檢測的冷卻壁熱流強(qiáng)度數(shù)據(jù)進(jìn)行侵蝕分析能夠比較準(zhǔn)確的分析出對應(yīng)區(qū)域侵蝕狀況,若結(jié)合高爐熱電偶數(shù)據(jù)可以比較精確的反映高爐內(nèi)襯侵蝕情況。
【學(xué)位單位】：安徽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TG115.28;TF57
【部分圖文】：

爐 爐容（m3） 投產(chǎn)日期 停爐日期 爐役壽命 單位產(chǎn)量（/ t·m-3）鋼 5 號(hào) 3200 91.10.19 07.05.28 15 年 7 個(gè)月 11097鋼 2 號(hào) 4063 91.06.01 06.08.31 15年 2 個(gè)月 11679鋼 1 號(hào) 4063 85.09.15 97.04.01 10年 6 個(gè)月 7950鋼 3 號(hào) 2536 93.06.02 10.12.21 17年 7 個(gè)月 13991山 2 號(hào) 1250 86.12.27 97.09.21 10年 9 個(gè)月 7022葉 6 號(hào) 4500 77.06.17 98.03.24 20年 9 個(gè)月 13385敷 2 號(hào) 2857 79.03.20 03.08.30 24年 6 個(gè)月 15600陽 2 號(hào) 3800 88.07 05.03.14 16 年 8個(gè)月 13555影響高爐長壽的諸多因素中爐缸爐底占據(jù)了很重要的地位，在高爐煉爐缸爐底的燒穿也是最為嚴(yán)重，爐缸爐底的燒穿不同于其他部位例如穿，后者出現(xiàn)的事故可以在較短時(shí)間內(nèi)得到修復(fù)，得以恢復(fù)生產(chǎn)對高響不是太大，前者一旦燒穿則很有可能造成嚴(yán)重的爆炸事故，這就好樓的地基一旦坍塌則整座大樓也就難逃厄運(yùn)。即使?fàn)t缸爐底燒穿損害很嚴(yán)重，其停爐檢修會(huì)對高爐的長壽造成一定的影響，除了經(jīng)濟(jì)損失命財(cái)產(chǎn)安全才是極為慘痛的代價(jià)。

(a) 爐壁侵蝕圖 (b) 冷卻壁破損圖圖 1. 2 高爐侵蝕破損圖壁熱負(fù)荷控制的實(shí)質(zhì)就是控制冷卻壁進(jìn)出口水溫差及流量研究和觀點(diǎn)如下：鄒德余、何生平[16-18]等 2001 年到 2004溫差變流量的供水方式進(jìn)行冷卻，通過改變冷卻水流量，最終達(dá)到控制進(jìn)出口水溫差的目的。鐵公司于 2003 年在其第 2 號(hào)高爐的第五段 21 至 25 號(hào)冷卻調(diào)節(jié)閥，經(jīng)過一段時(shí)間測試后在其 3 號(hào)煉鐵高爐總計(jì) 72

第一章 緒論平研究狀況煉生鐵的密閉反應(yīng)容器，其具有高溫高壓對爐內(nèi)反應(yīng)情況進(jìn)行實(shí)時(shí)準(zhǔn)確監(jiān)控的技術(shù)壁熱負(fù)荷或者預(yù)先埋設(shè)在爐襯特定位置熱料參數(shù)特性，運(yùn)用傳熱學(xué)知識(shí)對高爐爐內(nèi)以及熱流強(qiáng)度的檢測主要有以下三種方式冷卻壁里的熱電偶測的溫度數(shù)據(jù)計(jì)算出熱

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2820276