Численно-математическая модель работы насадки доменного воздухонагревателя и её применение в моделированииработы группы воздухонагревателей

Abstract

Тема моделирования работы воздухонагревателя доменной печи актуальна и сегодня, исследования в этой области проводились многими учеными. Анализ известных публикаций описывается в начале статьи, делаются выводы о разработанных моделях, рассматриваются принятые допущения и их последствия.Сложность моделирования объекта заставляет разделить его на составные части, поэтому в данной статье рассматривается только насадка воздухонагревателя, горения топлива и теплообмен в камере горения и куполе не рассматривается. Ограничив задача приводится цель работы и вытекающие из нее задачи.Приводится схема разделения насадки на более мелкую пригодную для экономического расчета область, но такую, которая не искажает физического смысла. Определяются теплофизические параметры теплоносителя и материала насадки. Далее математическое описание в дифференциальных уравнениях физических процессов, происходящих в насадке воздухонагревателя в режимах «дутья» и «нагрев».Разработана структурная схемапрограммного обеспечения системы информационного сопровождения и управления группой воздухонагревателей, включая регулирование температуры, расчет горения, расчет насадки, расчет параметров дутьевого воздуха. Схема ориентирована на работу воздухонагревателя в трех режимах, а именно «нагрев», «дутья» и «отделение».Описанные способы взаимодействия отдельных программных компонентов системы, структура программы управления группой с подробным описанием отдельных компонентов этой программы.Приводится структурная схема программы моделирования работы группы ВН доменной печи, описываются входящие в нее подпрограммы, их входные данные, основные идеи функционирования при различных режимах работы воздухонагревателя.В конце статьи представлены основные выводы.

Тема моделювання роботи повітронагрівача доменної печі актуальна і сьогодні, дослідження в цій області проводилися багатьма вченими. Аналіз відомих публікацій описується на початку статті, робляться висновки про розроблених моделях, розглядаються прийняті допущення і їх наслідки.Складність моделювання об'єкта змушує розділити його на складові частини, тому в даній статті розглядається лише насадка повітронагрівача, горіння палива і теплообмін вкамері горіння і куполі не розглядається. Обмеживши завдання наводиться мета роботи і що випливають з неї завдання.Наводиться схема поділу насадки на більш дрібну придатну для економічного розрахунку область, але таку, яка не спотворює фізичного сенсу. Визначаються теплофізичні параметри теплоносія і матеріалу насадки. Далі математичний опис в диференціальних рівняннях фізичних процесів, що відбуваються в насадці повітронагрівача в режимах «дуття» і «нагрів».Розроблена структурна схема програмного забезпечення системи інформаційного супроводження та управління групою повітронагрівачів, що включає регулювання температури, розрахунок горіння, розрахунок насадки, розрахунок параметрів дуттьового повітря. Схема орієнтована на роботу повітронагрівача у трьох режимах, а саме «нагрів», «дуття» та «відділення».Описані способи взаємодії окремих програмних компонентів системи, структура програми управління групою з докладним описом окремих компонентів цієї програми.Наводиться структурна схема програми моделювання роботи групи ВН доменної печі, описуються що входять до неї підпрограми, їх вхідні дані, основні ідеї функціонування при різних режимах роботи повітронагрівача. В кінці статті представлені основні висновки.

Subject simulation of blast furnace stove is still relevant today, research in this area were carried out by many scientists. An analysis of well-known publications is described at the beginning of the article, conclusions are drawn about the developed models, the accepted assumptions and their consequences are considered.The complexity of modeling an object makes it necessary to divide it into its component parts; therefore, this article considers only the checkerwork of an hot blast stove, fuel combustion and heat transfer in the combustion chamber and dome are not considered. Provides the purpose of the work and the tasks arising from it.

A scheme for splitting the checkerwork into a smaller region suitable for economic calculation is presented, but one that does not distort the physical meaning. Thermophysical parameters of the heat carrier and checkerwork material are determined. Further, the mathematical description in the differential equations of the physical processes occurring in the hot blast stove checkerwork in "on-gas" and "on-blast" periods.A block diagram of the software for the system of information support and control of a group of hot blast stoves was developed, including temperature control, calculation of combustion, calculation of checkerwork, calculation of parameters of blast. The scheme is focused on the operation of the heater in three periods, namely, "on-gas", "on-blast" and "on-separation".The described methods of interaction of individual software components of the system, the structure of the group management program with a detailed description of the individual components of this program.The block diagram of the program for simulating the operation of the hot blaststove group of a blast furnace is given, the subroutines included in it, their input data, basic ideas of functioning under various operating modes of an hot blast stove are described.At the end of the article, the main conclusions are presented.