两种格子砖的热效率分析

3 格子砖的选择格子砖的选择对热风炉工作有相当大的关系。

例如：蓄热室工作的好坏和转热效率如何。

与格孔大小、形状、砖量等有很大关系。

对格子砖选择很重要。

对格子砖的要求是：1)单位体积格子砖具有最大的受热面积、2)有何受热面积相适应的砖量来储热，以保证一定的范围内，不引起过大的风温降落。

3)尽可能地引起气流扰动，保持较高的流速，以提高对流传热、速度。

4)有足够的建筑稳定性。

5)便于加工制造、安装、维护成本低。

（1）1m³格子砖的受热面积S（㎡/m³）。

对方孔格子砖可按下式计算：S=4b/（b+δ）²式中b——格孔边长，m；δ——格子砖厚度，m。

希望格子砖的受热面积大些，因为它是热交换的基本条件，同样体积的格子砖，受热面积大则风温和热效率高，一般板格子砖的受热面积小，穿孔格子砖的受热面积大。

（2）有效通道截面积ϕ。

对方孔格子砖可按下式计算：Φ=b²/（b+δ）²由于热风炉中对流传热方式占比重较大，ϕ值小可提高流速，从而提高传热效率。

但ϕ值过小会导致气流阻力损失的增加，消耗较多的能量。

一般ϕ值在0.28~0.46之间。

（3）1m³格子砖中耐火砖的体积或称填充系数V。

V=1-ϕ它表示格子砖的蓄热能力，同样送风周期，填充系数大的砖型，由于蓄热能量多，风温降小，能维持较高的风温水平。

一般要综合考虑V和ϕ两个指标，不要追求其中一个指标而影响另一个指标。

（4）当量厚度σ。

格子砖当量厚度可以用下式表示：σ=V/（S/2）=2V/S=2（1-ϕ）/S如果格子砖是一块平板，两面受热，则当量厚度就是实际高度，但实际上蓄热功当量室内格子砖是相互交错的，部分表面被挡住，不起作用，所以格子砖的当量厚度总是比实际厚度大，这说明当实际砖厚度一定时，当量厚度小则格子砖利用好。

如果格子砖是任意形态的，则1m³格子砖的受热面积和有效通道截面积表达式分别为：S=孔周长/（空面积+砖面积）Φ =通道面积/(通道面积+砖面积)减小格孔可增大砖占有的面积，也就是增大了蓄热能力。

表2蓄热室的高向温度分布下降气流温度上升气流温度c焦侧蓄热室上部1300蓄热室格子砖上部1140焦侧蓄热室中部1035蓄热室格子砖中部860废气焦侧蓄热室下部360格子砖蓄热室格子砖下部140蓄热室格子砖上部焦侧蓄热室上部1077蓄热室格子砖中部焦侧蓄热室中部800格子砖蓄热室格子砖下部2格子砖的蓄热面积及水力直径高炉煤气焦侧蓄热室下部90每块格子砖的蓄热面积0
阻力 1.14 29.09
6.54 4.33 10.83
小计
51.93
浮力 41.95 7.58 1.64 23.08 0.76 2.15
77.16
（2）焦炉各部位的压力表（Pa）
上升气流
部位
压力
小烟道中心
－44.56
篦子砖底部
－45.24
篦子砖上部
－46.85
蓄热室顶部空间
－28.67
立火道底部
－60.19
立火道隔墙厚度 151mm
斜道部分高度 825mm
蓄热室高度 3700mm
蓄热室宽度 415mm
蓄热室主墙厚 290mm
蓄热室单墙厚 230mm
蓄热室格子砖高度 2750mm
1
炉窑公司-焦化-005
蓄热室层数 22 层 1.2 焦炉各部位的构成
（1）焦炉基础砌砖。焦炉基础砌砖共 4 层，总厚度 240mm。采用强度大、隔热效率 高的漂珠砖和高强隔热砖砌筑,以降低焦炉顶板温度、改善操作环境和减少热量损失。
ZHJL5552D 型捣固焦炉，实现了焦炉大型化与捣固炼焦的有机结合。该项设计的突出特点
如下：
（1）炭化室宽度 520mm，锥度 20mm，煤饼尺寸为 L×B×H=15000×470×5200mm，有
效体积 36.66m3。

摘要高炉采用热风炉以来，热风温度有了很大提高，但我国大部分钢铁企业热风温度在1100℃以下，与发达国家相比还存在一定的差距，因此，提高热风温度成为一个比较迫切的问题。

格子砖作为热风炉里贮存热量的装备，是蓄热室进行能量交换的载体，其性能对提高热风温度有着直接的作用。

本论文选用几种不同的格子砖，以及自设孔型的格子砖，计算其热工参数并比较说明，并对格子砖的几种热工参数、格子砖重量和蓄热面积之间关系做一定了解。

在给定的蓄热室烟气成分、温度，鼓风温度下计算不同孔型格子砖的对流换热系数和辐射换热系数，并对其分析比较，得出不同格子砖的传热性能。

其中对辐射换热系数的计算分两种方法讨论，本文利用查表法计算得出辐射换热系数，用计算烟气的发射率和辐射热来描述另一种方法。

通过以上的计算，能够更深入地了解热风炉格子砖的工作原理，对热风炉选择合适的格子砖，比如孔型，热工特性，喷涂技术以及一些其他的新型技术等，有着重要的意义。

关键词：热风炉；格子砖；热工参数；换热系数；发射率AbstractSince BF adopt hot stove,the blast temperature improve greatly,though in our country ,most Iron and steel enterprises’ blast temperature are under1100℃,and there are some gaps with developed countries,so,improve the blast temperature became a pressing problem.As a heat storage equipment in hot stove,checkers are the carrier of the energy conversion in regenerator,their heat transfer performance play an important role in improving the blast temperature.This selection of the thesis,I selected several different checker,and the pass checker of own,calculate their thermal parameters and compare and show,and learn the relationship of thermal parameters,weight of checker,heat storage area.Calculate the checkers’ convection heat transfer coefficient and radiation heat transfer coefficient of different pass with known content,temperature of flue gas in the regenerator and blast temperature,compare them,get different heat transfer performance.In which I calculate radiation heat transfer coefficient of checkers by using two kinds of methods,in the thesis,I calculate them by checking the chart,and show another method by calculating the emission rate and Radiant heat of flue gas.According calculation above,I get a deeper understanding the operating principle of checkers in the hot stove,and take a great significance in chosing right checkers,such as pass,thermal characteristics,spray technology and some other new technology.Key words: Hot stove; Checker; Thermal parameters; Heat transfer coefficient; Emission rate目录1文献综述 (4)1.1 研究背景 (4)1.2 格子砖概述 (5)1.2.1 格子砖的简介 (6)1.2.2 格子砖的基本形式 (7)1.2.3 不同材质的格子砖的热工性能简介 (9)1.3 格子砖的选择 (11)1.3.1 格子砖的选择原则 (11)1.3.2 各国选择格子砖材质的概况 (11)1.4 提高格子砖换热效率的几点措施 (12)1.5 本文的主要研究内容 (14)2 格子砖传热计算 (15)2.1 格子砖热工参数的计算 (15)2.1.1 格子砖的热工参数简介 (15)2.1.2 蓄热面积与格子砖重量之间的矛盾 (15)2.1.3 主要计算流程 (16)2.1.4 格子砖热工参数之间的关系： (17)2.2 格子砖对流换热 (18)2.2.1 格子砖内的对流换热准则数 (18)2.2.2 蓄热室内烟气和鼓风流速 (20)2.2.3 对流换热系数的确定 (23)2.3 格子砖辐射换热 (24)2.3.1 蓄热室辐射换热简介 (24)2.3.2 平均射程的计算 (24)2.3.3 辐射给热系数的确定 (25)2.4 格子砖综合给热系数 (30)3 计算结果和数据分析 (31)3.1 格子砖热工特性分析 (31)3.1.1 格子砖热工特性计算结果 (31)3.1.2 六种不同格子砖热工特性的分析 (34)3.2 格子砖传热特性分析 (36)3.2.1 计算原始数据 (36)3.2.2 传热系数的计算结果 (37)3.2.3 对流换热系数计算数据的画图及分析 (39)3.2.4 辐射换热系数 (42)3.2.5 燃烧期综合给热系数 (43)3.3 气体发射率的计算结果及分析 (43)3.3.1 烟气发射率和吸收率计算结果 (44)3.3.2 烟气的吸收率和发射率计算结果分析 (45)4 结论 (46)参考文献 (47)致谢 (48)1文献综述1.1 研究背景高风温是提高高炉产量、降低能耗、提高生铁质量和降低生铁成本的有效措施之一。

要注意气柜低柜位，及时与调度沟通，如果是短 时间不回收，可以降低加压机负荷；如果长时间不回 收，需要停运加压机，气柜、除尘器及站区管道、入口 管道需要保持正压状态。 5.5 3 万 m3 储柜柜位达到上限（25000 m3）
要及时通知二炼钢和三炼钢停止回收煤气，同 时发出拒绝信号。全开气柜出口、除尘器出口阀门和 加压机机前调节阀并密切注意气柜的柜容情况。若 柜位继续上升达到上上限时，则应观察气柜放散阀 是否自动放散，如不能自动放散，则关闭气柜入口 DN1400 蝶阀和 DN1200 蝶阀,人工打开气柜本体放 散阀进行放散，待柜位恢复正常后，恢复正常运行方 式。 5.6 3 万 m3 储柜柜位达到下限（4470 m3）
阻力=（△P 下-△P 上）/2 式中，△P 下— ——下降气流时的蓄热室顶部与底部的
压差，Pa； △P 上— ——上降气流时的蓄热室顶部与底部的
压差，Pa。 可计算出 2# 煤气蓄热室的阻力值为 27.5 Pa、
焦侧煤气蓄热室的平均阻力值为 15.5 Pa，2# 煤气蓄 热室的阻力值是焦侧煤气蓄热室平均阻力值的 1.77 倍。由此可见，前面的分析判断是正确的。
与调度沟通，了解二炼钢和三炼钢停煤气时间 及原因，同时调节加压机机前调节阀控制外送煤气 量，并密切注意气柜柜容变化情况。若气柜柜位继续 下降，需要用户停止使用煤气，停运加压机，系统进 行保压。待二炼钢和三炼钢具备回收条件后，按气柜 回收煤气操作进行操作。
6 改造后实际运行情况及经济效益
改造方案实施后在运行调节过程中，操作人员 能够按照转炉站 3 万 m3 储柜改造后运行调整规程 进行认真调节，能够正确处理好气柜柜容的变化、炼 钢回收煤气的选择、加压机负荷的调整三者之间的 关系，保证了最大限度回收煤气，同时保证了气柜的 安全与稳定运行。