气化炉托砖环温度场的有限元分析

气化炉环形空间温度异常状况分析及总结气化炉环形空间温度异常状况分析及总结引言：气化炉是一种重要的工业设备，广泛应用于煤炭等可燃材料的气化过程。

在气化炉操作过程中，环形空间温度异常状况是一个常见的问题，它可能对气化炉的正常运行产生不利影响。

本文将对气化炉环形空间温度异常状况进行分析，并总结解决方法，以期提高气化炉的稳定性和效率。

一、异常状况分析1.1 温度升高异常温度升高异常是指环形空间的温度超过了正常范围。

可能的原因包括：过量的可燃物料供给、供气不足、风量调节不当等。

温度升高异常会导致气化过程加剧，可能引发安全问题，如爆炸、燃烧等。

1.2 温度波动异常温度波动异常是指环形空间的温度不稳定，时而升高，时而降低。

可能的原因包括：供气不平稳、供热不均匀、内外部沟通不畅等。

温度波动异常会影响气化炉的热平衡，降低气化效率。

1.3 温度偏低异常温度偏低异常是指环形空间的温度低于正常范围。

可能的原因包括：供气不足、燃烧不完全、加热系统故障等。

温度偏低异常会导致气化反应不完全，降低气化产量和质量。

二、解决方法2.1 加强供气调节供气是气化炉正常运行的基础，合理调节供气量可以提高气化炉的稳定性。

通过监测环形空间的温度变化，及时调整供气量，避免温度升高、波动和偏低异常状况的发生。

2.2 优化风量控制风量的调节对于燃烧的均匀性和热平衡至关重要。

通过合理设置风量控制设备，控制环形空间的气流分布，减少温度波动异常的发生。

2.3 定期检查和维护加热系统加热系统是保持环形空间温度稳定的关键设备。

定期检查和维护加热装置，确保其正常工作和高效传热，有效避免温度偏低异常状况的出现。

2.4 强化安全措施针对温度异常可能带来的安全隐患，加强安全措施是至关重要的。

建立完善的安全预警机制，配备温度报警装置和消防设备，及时发现和应对温度异常状况，防范事故发生。

三、总结气化炉环形空间温度异常状况是一个常见但又重要的问题，对气化炉的安全性和效率产生直接影响。

基于有限元的发动机受热零件温度场分析摘要发动机作为车辆的核心，一旦出现了问题就会影响到车辆正常使用。

而随着发动机工作强度的增加，零部件工作环境也逐渐恶化。

发动机在工作过程中会产生大量的热量，如果不采取有效的降温措施，当温度超过了零部件承受范围时，就可能会导致零件出现损坏。

因此对于高强度的发动机而言，有必要对其进行热负荷分析，从而采取一定的保护措施，为车辆正常行驶提供保障，本文就基于有限元的发动机受热零件温度场分析作简要阐述。

关键词有限元；发动机受热零件；温度场分析通过建立有限元模型对发动机零部件受热情况进行分析，从而为设计优化工作提供一定的参考，使发动机的优异性能能够更好地得到体现。

作为汽车的核心部件，发动机性能改变会对整体产生一定的影响。

1 有限元模型的建立1.1 建立几何模型所建立的模型选择的发动机燃烧室位于活塞地顶部中央，普通干式缸套，技术参数包括了缸径，缸的数量，压缩比，行程数，冷却方式，活塞行程，燃烧室的转速，最大扭矩。

建模软件选择的是UG，建模结束后将其导入有限元分析软件，再现零部件结构。

1.2 建立有限元模型结构建立有限元模型的关键点在于网格划分，单元网格划分合理能够在较短的时间内获得精确的结果。

网格划分越小计算精度越高，但是另一方面，计算需要的时间就会越长。

因此在实际应用的过程中网格划分需要结合到工作的具体情况，对单元格的尺寸进行灵活更改。

比如在研究工作中，结构复杂的区域或者是温度变化较为剧烈的区域，单元格在划分的时候需要小一点，而其余的地方则可以适当放大。

如果结果出现了部分偏大的情况，可以对局部进行修改[1]。

1.3 材料属性对温度情况进行分析，涉及的材料属性包括导热系数，比热，密度。

实际分析工作中需要针对不同零件使用的材料来定义。

2 有限元热分析2.1 工作的基本原理软件进行分析的基本原理是将处理对象划分成不同的单元，而每一个单元又包括了不同的节点，依据能量守恒定律对初始条件及一定边界条件下的节点处热平衡方程进行求解，得出节点温度值后，继续求解从而得到其他数据。

实验名称：温度场有限元分析一、实验目的1. 掌握Ansys分析温度场方法2. 掌握温度场几何模型二、问题描述井式炉炉壁材料由三层组成，最外一层为膨胀珍珠岩，中间为硅藻土砖构成，最里层为轻质耐火黏土砖，井式炉可简化为圆筒，筒内为高温炉气，筒外为室温空气，求内外壁温度及温度分布。

井式炉炉壁体材料的各项参数见表1。

表1 井式炉炉壁材料的各项参数三、分析过程1. 启动ANSYS，定义标题。

单击Utility Menu→File→Change Title菜单，定义分析标题为“Steady-state thermal analysis of submarine”2.定义单位制。

在命令流窗口中输入“/UNITS, SI”，并按Enter 键3. 定义二维热单元。

单击Main Menu→Preprocessor→Element Type→Add/Edit/Delete 菜单，选择Quad 4node 55定义二维热单元PLANE554.定义材料参数。

单击Main Menu→Preprocessor→Material Props→Material Models菜单5. 在右侧列表框中依次单击Thermal→Conductivity→Isotropic，在KXX文本框中输入膨胀珍珠岩的导热系数0.04，单击OK。

6. 重复步骤4和5分别定义硅藻土砖和轻质耐火黏土砖的导热系数为0.159和0.08，点击Material新建Material Model菜单。

7.建立模型。

单击Main Menu→Preprocessor→Modeling→Create→Areas→Circle→By Dimensions菜单。

在RAD1文本框中输入0.86，在RAD2文本框中输入0.86-0.065，在THERA1文本框中输入-3，在THERA2文本框中输入3，单击APPL Y按钮。

8.重复第7步，输入RAD1=0.86-0.065，RAD2=0.86-0.245，单击APPL Y；输入RAD1=0.86-0.245，RAD2=0.86-0.36，单击OK。

气化炉托砖环温度场的有限元分析
本文旨在探讨气化炉托砖环温度场的有限元分析。

在当今工业化进程中，温度场分析对温度分布有很重要意义。

气化炉中，热量主要是由气体通过托砖环传递的，它的温度场分析对气体的运输有重要意义。

本文将介绍气化炉中托砖环温度场的有限元分析。

气化炉中的托砖环温度场有限元分析，首先要建立温度场模型，模型首先要考虑导热以及散热两个方面，用温度梯度和散热阻力来表述散热，而导热就是传热通量的表示，接着是给定气体的参数，即比热容和热导率，这些参数可以从气体流动实验数据中获得。

在确定了温度场模型后，就可以考虑采用有限元法来解决温度场问题。

建立有限元模型时，将托砖环模型划分为若干个有限元，根据温度场模型来建立非线性方程，其中，每个有限元上的温度有一个时刻点上的值，而其他有限元与其相连的边界条件，则由托砖环温度场的实验数据来确定。

最后，采用有限元法求解气化炉中托砖环温度场问题，从而分析气流的传热过程。

有限元法计算温度场得到的结果可以表示为空间的温度及其分布，从而客观地反映气化炉内部的温度场分布状况。

气化炉中托砖环温度场的有限元分析，可以使工程师在设计气体的布置和运输时，考虑到温度的分布，充分考虑温度场的变化，做出更好的设计，从而提高工业生产的质量和效率。

总之，气化炉中托砖环温度场的有限元分析是一个重要且复杂的任务，涉及到工程中的温度场模型、方程式等问题，有限元分析可以
得到客观的气化炉内部温度场分布状况，对于提高工业生产的质量和效率具有重要意义。

德士古气化炉液位改善总结摘要：本文针对国能新疆化工德士古气化炉设备，其中运行设备的激冷水过滤器易于堵塞，激冷水分配不均匀等问题，进行了原因的剖析，并提出相应的对策。

在进行了改造后，对其运行的效果进行评估。

关键词：德士古；气化炉液位；煤气化；改善总结；剖析评估一、概述国能新疆化工公司的主要生产项目为180万t/a的煤制甲醇项目及68万t/a的甲醇制烯烃项目，此为煤制甲醇的相应配套设备。

煤气化装置中，使用了GE水煤浆的加压气化工艺，该气化炉的尺寸为ϕ3200x19400 mm,4开4备用，汽化压力6 .5MPa，温度为1356摄氏度x。

为了适应180万t/a的甲醇合成装置所需要的粗水煤气，该工艺可产生（ CO+H2）气体为每小时540000立方米，以满足需要。

每一座气体炉的常规处理能力为1500t/d，最大负荷为1900t/d。

水煤浆气化技术是利用气流床反应器，在无加压催化的情况下，利用纯氧和水煤浆为原料，进行部分氧化反映。

在这种高温度条件下，反应速度比较快，气化过程速率通过传递工程来调控。

气化过程中，采用高温反映通过激冷环冷却，文丘里洗涤，再经炭洗塔清洗，使反应气体冷却到243摄氏度左右，再送入下游转换设备。

该设备在2016年6月3日首次投入试验。

在连续40天的运行过程中，气化炉的液面出现了明显的变化，通过增加了冷却器的激冷量和减少了炭洗塔的进口温度，该设备可以正常工作，但是在以后不得不进行减量倒炉。

通过几个技术改进和问题分析，使气化炉的水位得到了很好的控制，达到了单个烧嘴循环（75天），可以根据预定的顺序进行倒炉和维修。

二、问题分析与改进评价(一)气化炉激冷水分布平衡管堵塞1、现象及成因剖析2016年6月，气化炉投入使用后，出现4块托砖板的温度偏差较大，气化炉液位偏低，3个气化炉液位偏差较大，被迫降低产量，最终造成停工。

初步分析是由于气化炉内有水份。

停机后的检验结果表明，每一次都有2-3个均匀的激冷水分配管路出现阻塞。

德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理以德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理随着工业发展的不断推进，能源消耗问题日益凸显。

德士古气化炉作为一种高效能源利用的设备，广泛应用于各个领域。

然而，在使用过程中，我们发现德士古气化炉托砖盘温度往往较高，这给操作人员带来了不便。

本文将就德士古气化炉托砖盘温度高的原因进行探讨，并提出优化处理的方法。

我们需要了解德士古气化炉托砖盘的作用。

德士古气化炉是一种将固体燃料转化为可燃气体的设备，其托砖盘起到支撑和保护炉体的作用。

然而，由于炉内燃烧过程的高温和炉体结构的特点，使得托砖盘处于高温环境中，导致托砖盘温度升高。

我们来分析德士古气化炉托砖盘温度高的原因。

一方面，炉内燃烧过程产生的高温气体会通过托砖盘传导到托砖盘表面，导致托砖盘温度升高。

另一方面，托砖盘与炉体的接触面积较大，导热性能较好，也会加剧托砖盘温度的升高。

此外，托砖盘材质的选择也会影响温度的变化，不同的材质具有不同的导热性能，可能会导致温度升高的程度不同。

针对德士古气化炉托砖盘温度高的问题，我们可以采取一些优化处理的方法。

首先，可以考虑采用高温耐磨、导热性能较差的材质来制作托砖盘，以减少温度的传导。

其次，可以在托砖盘表面增加隔热层，以降低热量的传递和温度的升高。

此外，还可以通过改变炉体结构，减少炉内高温气体对托砖盘的直接接触，从而降低托砖盘温度。

除了以上方法，我们还可以在操作过程中加强温度监测和控制。

通过安装温度传感器，及时监测托砖盘温度的变化，并根据实际情况进行调整和控制。

同时，可以合理设置燃烧参数，控制炉内燃烧过程的温度，从而减少对托砖盘的热负荷。

德士古气化炉托砖盘温度高是由于炉内高温气体的传导和托砖盘材质的导热性能所导致的。

为了解决这一问题，我们可以采取优化处理的方法，如选择合适的材质、增加隔热层、改变炉体结构等。

此外，加强温度监测和控制也是解决问题的关键。

通过这些措施的合理运用，我们可以有效降低德士古气化炉托砖盘温度，提高设备的使用效率和操作的便利性。

德士古煤气化炉耐火砖问题探讨根据耐火砖的蚀损机理，煤熔渣对耐火砖的侵蚀主要包括三个过程，即溶解、渗透和冲刷磨损。

对一定的炉衬材料而言，溶解过程受耐火材料上的渣边界层扩散过程所控制，溶解速率取决于温度的高低，因此，操作温度是影响耐火砖寿命的主要因素。

从上焦使用过的三炉砖看，由于受煤质影响均不同程度在大于1 400 ℃高温运行一段周期，特别是2号炉，在大于1 400 ℃运行近1 000 h，最高操作温度达1 480 ℃，因此对砖的使用寿命造成了不同程度的影响。

对于鲁南化肥厂以及渭河化肥厂的第一炉砖，由于均使用高灰熔点煤，其操作温度均在1 400 ℃以上，特别是渭河化肥厂，当测温热电偶损坏后，较长时间以CH4含量达70×10-6为参考运行，此值估算在1 500 ℃左右，因此造成了对耐火砖的严重损伤。

根据经验，在适宜的操作温度以上，每增长100 ℃，耐火砖的蚀损率将增长近四倍，因此，选择高活性与低灰熔点的煤种，使气化炉在较低的操作温度下运行，是延长耐火砖寿命的重要途径。

由于熔渣的渗透将导致砖的变质带与原砖带间不同的热膨胀系数，当温度与压力急剧变化时，如开停车及发生操作故障时，变质带与原砖带间就将产生热应力裂纹，这种裂纹在多次的温度压力波动中，不断扩展加深直至砖层剥落。

因此，在一定的操作温度条件下，开停炉次数的增加将会加剧耐火砖的蚀损。

从1号炉与3号炉的使用情况看，其运行条件相近，但3号炉的开停炉次数相对少（每次开炉平均运行周期：1号炉为225 h，3号炉为305 h，而国外装置在700 h）。

所以这也是3号炉的耐火砖平均蚀损率比1号炉低的原因之一。

煤灰性质的差异同样会对耐火砖的使用寿命产生影响。

煤灰渣中最易渗透的成分是SiO2和CaO, 其次是FeO、Al2O3, 因此，渣中含有较高SiO2和CaO时，对Cr砖的腐蚀也就越大。

煤灰的组成确定了渣的粘度与温度的关系，在适宜的粘度和操作温度下，耐火砖表面将保持一层固态的煤渣层，这层挂渣将有助于防止进一步的渣冲蚀，起到以渣抗渣的效果。

器的温度分布场模型。

按照金属壳体、支撑板及各层材料的结构选择对应的单元模块，根据不同材料的特性，赋予各自的性能属性。

2.2 材料的性能数据表1分别列出了反应器涉及各种耐火材料的导热系数。

表1 耐火材料的导热系数W/(m ·k)4.53.160.31.050.1503 模拟结果与优化3.1 温度场模拟结果利用软件计算出来的气化反应器温度场分布，反应器内不同区域温度不同，对应的温度场颜色也不同。

整个气化反应器炉壳分为三个区域，封头、水平部分、竖直部分。

通过软件将三个部分的炉壁温度进行逐点采集，封头部分(A →B)，水平部分(B →C)，竖直部分(C →D)。

炉壳A 点到B 点的外壁温度如图1所示，各处的温度都小于200℃，其中烧嘴位置A 点温度接近200℃，靠近B 点处，温度略微降低；炉壳B 点到C 点的外壁温度如图2所示，各处的温度都小于200℃，其中靠近B 点的位置，绝大部分的温度为160℃左右，靠近C 点时，温度接近200℃；炉壳D 点到C 点的外壁温度如图3所示，绝大部分的温度小于200℃，自D 点向下，耐火材料的厚度逐渐加厚，炉壁温度由200℃逐渐向160℃平稳过渡。

在D 点和C 点的中部和靠近C 点有两个部位出现温度凸点，温度达到290℃左右，其中DC 点中部为单点温度偏高，靠近C 点处温度偏高区域较大。

0 引言E-gas 煤气化技术采用两段水煤浆进料设计，在气化反应器内进行部分氧化反应的工艺过程，操作温度在1300～1450℃，内衬有高温耐火砖[1-2]。

中海油惠州炼化二期煤气化制氢联合装置采用了E-gas 气化专利技术[3]。

E-gas 属于国内首套引进，反应器内衬结构的设计及其在运行工况条件下的效果对其实现长效运行起到了关键性作用，因此采用有限元分析软件对气化反应器内衬温度分布场进行建模分析，为煤制氢装置气化反应器的衬里结构优化设计提供了参考和依据。

1 气化反应器的结构E-GAS 气化反应器剖面类似一个十字结构，外部为钢制壳体，内衬耐火材料。

第3章温度场有限元法分析理论基础在制造加工领域中，通过计算机模拟各种加工过程是非常方便有效的方法之一。

磨削过程也可以通过建立数值分析模型模拟整个磨削的过程，不仅可以预测实验可能发生的情况也可以减少实验的次数。

于是，越来越多的学者使用有限元技术对磨削过程进行分析、研究。

通过有限元法分析磨削区温度场既有利于对磨削机理的理解，也是一种优化机械加工工艺的有力工具，而且在考虑多种因素、非线性、动态过程分析等复杂情况时其优势尤为显著。

3.1有限元法简介3.1.1 有限元法的基本思想有限单元法是目前在工程领域内常用的数值模拟方法之一。

目前在工程领域内常用都是数值模拟方法包括有限单元法、边界元法、离散单元法和有限差分法等。

有限元单元法的基本思想就是将连续的结构离散成有限多个单元，并在每一个单元中设定有限数量的节点，讲连续体看做是节点处连续的一组单元的集合体，同时选定场函数的节点值作为基本未知量，并在第一单元中假设一个插值函数来表示单元中场函数的分布规律，进而利用弹性力学、固体力学、结构力学等力学中的变分原理去建立用以求解节点未知量的有限元方程，从而将一个连续域中的无限自由度问题转化为离散域中有限自由度问题。

求解法就可以利用解得的节点值和设定的插值函数来确定单元上以至整个集合上的场函数。

有限元分析的基本概念就是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。

它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一个单元假定一个较简单的近似解，然后推导求解这个域总的满足条件，从而得到问题的近似解。

由于大多数实际问题难以得到准确解，有限元法不仅仅计算精度高而且能够适应各种复杂形状，因此称为行之有效的工程分析手段。

3.1.2有限元热分析简介热分析是指用热力学参数或者物理参数随着温度变化的关系进行的分析方法。

国际热分析协会在1977年将热分析定义为：“热分析是测量在程序控制温度下，物质的物理性质与温度依赖关系的一类技术。

”程序控制温度指的是按某种规律加热或冷却，通常是线性升温或降温。

有限元在传热学中的应用——温度场的有限元分析摘要：热分析在许多工程应用中扮演着重要角色。

有限元法是热分析中常用，高效的数值分析方法。

利用有限元法可以求解传热学中温度场的重要参数，在材料成型中，在铸造这一块有着重大意义。

1、有限元法的应用：有限元法是随着电子计算机的发展迅速发展起来的一种现代计算方法，首先在连续力学领域——飞机结构静、动态特性分析中应用的一种有效的数值分析方法，随后也很广泛用于求解热传导、电磁场、流体力学等连续问题。

在传热学中，如果导热物体的几何形状不规则，边界条件复杂，很难有解析解。

解决这类问题的最好办法就是数值解法，而数值解法中最具实用性和使用最广泛的就是有限单元法。

2、有限元数值解法的基本思路：将连续求解区域减走势只在节点处相连接的一组有限个单元的组合体，把节点温度作为基本未知量，然后用插值函数以节点温度表示单元内任意一点处温度，利用变分原理建立用以求解节点未知量（温度）是有限元法方程，通过求解这些方程组，得到求解区域内有限个离散点上的温度近似解，并以这些温度近似解代替实际物体内连续的温度分布。

随着单元数目的增加，单元尺寸的减少。

单元满足收敛要求。

近似解就可收敛于精确解。

3、有限元数值解法的基本步骤有限元法在工程实际中应用的广泛性和通用性，体现在分析许多工程问题是，如力学中的位移场和应力场分析，传热学中的温度场分析，流体力学中的流场分析，都可以归结为给定边界条件下求解其控制方程的问题，虽然各个问题中的物理性质不同，却可采用同样的步骤求解。

具体步骤为（1）：结构离散。

（2）：单元分析。

（3）：整体分析。

（4）：边界条件处理与求解。

（5）：结果后处理。

有限元分析实际问题的主要步骤为：建立模型，推倒有限元方程式，求解有限元方程组，数值结果表述。

4、用于传热学的意义有限元法作为具有严密理论基础和广泛应用效力的数值分析工具，近年来，以由弹性平面问题扩展到空间问题，板壳问题。

从固体力学扩展到流体力学、传热学等连续介质力学领域；它在工程技术中的作用，已从分析和校核扩展到优化设计。

德士古气化炉托砖盘温度高的探讨及优化处理
1. 引言
德士古气化炉是一种高效、环保的煤炭气化设备，但在运行过程中，常常会出现托砖盘温度过高的问题。

本文将从多个角度对该问题进行分析和探讨，并提出相应的优化处理方法。

2. 托砖盘温度高的原因分析2.1 热传导不均导致温度集中
2.2 燃烧过程中的热量释放不均
3. 托砖盘温度高的危害
3.1 托砖盘损坏
3.2 对气化过程的影响
4. 优化处理方法
4.1 托砖盘材料的选择
4.2 托砖盘结构的优化
4.3 加强热传导均匀性
4.3.1 热传导介质的选择
4.3.2 热传导路径的优化
4.3.3 散热系统的改进
5. 优化处理效果评估
5.1 温度分布的监测与分析
5.2 托砖盘寿命的改善
6. 结论
通过对德士古气化炉托砖盘温度高问题的深入探讨，我们可以得出以下结论： - 托砖盘温度高的原因多种多样，主要包括热传导不均和燃烧热量释放不均等。

- 针对托砖盘温度高问题，可以采取托砖盘材料选择、结构优化和加强热传导均匀性等综合优化处理方法。

- 通过对优化处理效果的评估，可以进一步改善托砖盘温度分布，延长托砖盘寿命，提高气化炉的运行稳定性和效率。

综上所述，针对德士古气化炉托砖盘温度高问题，我们可以采取一系列的优化处理方法，以提高设备的运行效率和稳定性，进而促进气化技术的发展和应用。