基于數(shù)值模擬的燒結終點在線控制.pdf

1、燒結是個復雜的物理化學過程,其中主要包括碳的燃燒,礦石的分解、還原和再氧化,液相的形成與冷凝。從控制的角度來看,它涉及到溫度、壓力、速度、流量等大量物理參數(shù),是典型的具有多變量、多分布參數(shù)、非線性的復雜被控對象。而在工程實際中,燒結過程是通過控制燒結終點來實現(xiàn)的。在國家倡導節(jié)能減排的大趨勢下,傳統(tǒng)的燒結終點控制技術已經難以滿足大型燒結設備的控制要求。因此,為了實現(xiàn)更加精確和穩(wěn)定的自動控制,有效提高燒結生產的產量和質量,需要研究開發(fā)新的燒

2、結終點判斷及控制技術。
　　 本文以國內某鋼鐵廠燒結機為研究對象,以流體計算軟件Fluent6.3為平臺,模擬燒結礦與氣體間的換熱過程,得到了燒結礦和燒結煙氣的溫度分布。利用數(shù)值模擬結果,準備判斷燒結終點位置,根據(jù)模糊控制理論對燒結終點實行在線控制,以提高燒結礦產量和質量,充分發(fā)揮燒結機的利用效率。
　　 本論文的主要結論有:
　　 (1)利用內熱源放熱簡化燃燒模型,采用用戶自定義函數(shù)的UDS構建多孔介質局部非熱

3、力學平衡的能量雙方程模型,模擬燒結礦與氣體間的換熱過程,計算了燒結機內部燒結礦和燒結煙氣的溫度分布。
　　 (2)對模型計算結果與現(xiàn)場測試結果相比較,發(fā)現(xiàn)模型計算的出口煙氣溫度值高于現(xiàn)場測試的溫度值,分析了誤差以及誤差產生的原因。
　　 (3)模擬計算結果表明:隨著燒結過程的進行,燒結礦的高溫區(qū)會下移,由于燒結礦的蓄熱作用,燒結礦的最高溫度逐漸升高,達到一個最高點后開始下降,表明燒結過程結束,因此最高溫度點即為燒結終點。

4、通過分析燒結礦的最高溫度與臺車運行距離,確定了燒結終點的位置。
　　 (4)研究了燒結機進口風速、風溫及燒結礦配碳量等主要參數(shù)對燒結機燒結過程的影響規(guī)律。研究結果表明:適當增加風速,能降低燒結礦的最高溫度,能防止燒結礦的過燒,提高燒結礦的質量;適當增加礦石的含碳量,能減少燒結時間,提高燒結機的產量。
　　 (5)開發(fā)了基于數(shù)值模擬的燒結終點在線控制技術,實現(xiàn)了燒結機臺車速度的在線控制。通過對燒結終點控制技術的改進,臺車利