环冷机台车内置横管结构及数值模拟研究

对环冷机台车内置横管结构进行了研究,利用Fluent模拟了台车内置横管结构内烧结矿区域的温度场与速度场的分布,并研究了不同进口风速v对冷却时间与余热回收利用热量的影响.研究结果表明:内置横管结构的台车冷却效果要优于传统结构的台车,在进口风速范围为0.60 m/s~1.50 m/s内,内置横管结构的台车在余热回收利用段的冷却时间相对于传统结构的台车减少了65%左右,在冷却结束时的冷却时间减少了48%左右;且当冷却空气的最优进口速度为v=1.05 m/s时,余热回收利用热量最多.     

环冷机偏析布料研究

以提高环冷机的余热利用量为目标,对环冷机的布料工艺进行优化研究,并研制实现新型布料工艺的设备。基于多孔介质模型和局部非热平衡双能量方程模型建立环冷机内烧结矿冷却过程的仿真模型,利用该仿真模型对环冷机不同分层布料工况下烧结矿冷却过程进行数值仿真试验研究。研究结果表明:按粒径由料面至底部为"中—小—大"分布的工况余热利用量最大,比常规工况提高14.05%。以此工况条件下台车内料层分布状态为理想目标布料状态,着手进行偏析布料斗的设计研发,并且对研制的偏析布料斗进行半工业化试验研究。偏析布料斗在环冷机布料过程中具有较好的偏析布料效果,并且偏析布料状态为理想目标布料状态。     

烧结余热发电高温烟气阀门设计

烧结工序的能耗指标与先进国家相比差距较大,每吨烧结矿的平均能耗要高20千克标准煤,节能潜力很大.烧结工序的能耗约占冶金总能耗的10%～12%.而其排放的余热约占总能耗热能的49%.在烧结矿生产过程中,特别是烧结矿由鼓风式环冷机冷却过程中会排出大量温度为250～400℃的低温烟气,其热能量大约为烧结矿热耗量的30%左右.实现能源梯级利用的高效性和经济性角度分析,余热发电是最为有效的余热利用途径,平均每吨烧结矿产生的烟气余热回收可发电20千瓦时,折合吨钢综合能耗可降低8千克标准煤.余热发电烟气阀门烧结余热发电重要的辅机设备,直接影响烧结和余热电站运行稳定、废气的充分利用以及整个系统运行效率和可靠性,做好高温烟气阀门对烧结余热发电具有重要意义.     

烧结矿竖罐内气固传热过程数值模拟与优化

以某钢铁企业360 m~2烧结机年产390万t烧结矿为研究对象,建立了竖罐内气固传热过程的数学模型,模拟研究了影响竖罐内气固传热过程的主要因素及其影响规律,得到了竖罐适宜的操作参数.研究结果表明:随着气体表观流速的减小和空气进口温度的增加,烧结矿出口温度和空气出口温度均逐渐增加;烧结矿颗粒直径的减小导致烧结矿出口温度的降低和空气出口温度的增加.竖罐适宜的操作参数为:空气进口标况流量45.5万m~3/h,颗粒当量直径0.025 m,空气进口温度130℃.     

高温烧结矿气-固换热过程数值模拟及参数分析

在详细分析了高温烧结矿冷却过程传热机理的基础上,根据能量守恒定律建立了高温烧结矿气--固换热过程的一维非稳态热过程数学模型,并利用现场实测数据对所建立的数学模型进行了验证.结果表明:所建立的数学模型是正确可信的.在此基础上,重点研究了冷风风速和台车移动速度等主要热工参数对环冷机内冷却过程的影响,并针对某环冷机的实际生产情况提出了具体的操作建议.     

环冷机内球团矿热过程数学模型

根据能量守恒、流动和传热传质等原理及定律,建立了球团矿冷却和氧化过程的数学模型,采用三对角矩阵算法对模型进行了求解,基于VisualBasic6.0开发了仿真计算软件.依据现场实测数据对建立的数学模型进行了验证,计算值与实测值之间的最大相对误差为4.8%,说明模型正确可信.利用开发的计算软件对球团矿在环冷机内的热过程进行了仿真计算,得到了环冷机内球团料层的温度分布.仿真研究表明,冷却一段风速、料层厚度、球团粒度和环冷机机速是影响环冷机内部球团料层冷却过程的主要因素.在本文研究条件下,合理操作条件为:料层厚度550～800mm,球团粒度7～16mm,冷却一段风速1.2～2.5m.s-1,环冷机机速1.0～1.5m.min-1.     

韶钢六号烧结机余热回收利用的设计特点及生产实践

介绍了利用烧结环冷机冷却废气余热生产蒸汽的工作原理、设备流程、自动控制以及生产效果。     

烧结冷却废气余热有机朗肯循环发电系统性能分析

以烧结矿环冷机末端出口流量为7.6×105 m~3/h、平均温度为170℃的冷却废气为研究对象,基于低温余热有机朗肯循环系统,采用R123,R245fa和R600作为循环有机工质,研究工质蒸发温度、过热度和冷凝温度对系统性能的影响。研究结果表明:系统净输出功率和总的不可逆损失随工质蒸发温度、过热度和冷凝温度的增大而逐渐减小;系统热效率随蒸发温度增大而增大,而随冷凝温度增大而减小,工质过热度增大对系统热效率的影响不大;当系统操作工况一定时,工质R600的净输出功率最大,而工质R123的系统热效率最高,且总不可逆损失最小;在实际操作过程中,为了获得较大系统净输出功率,应选择R600作为循环有机工质,设定蒸发器出口工质为饱和蒸汽状态,并采用较低的工质冷凝温度。     

邯钢烧结机尾余热技术研究及应用

邯钢新区烧结余热为了实现效益最大化,在原配置两台环冷机余热回收双压锅炉和一台30 MW汽轮发电机组的基础上增加分别配置两台烧结机尾部余热回收装置,将产生的中压蒸汽并入原烧结环冷机会热锅炉蒸汽母管系统,供汽机带动发电机用于发电,提高烧结余热利用率、提高发电量.     

烧结环冷机分层布料的数值模拟与优化

基于局部非热平衡换热理论,建立多孔介质内气体-颗粒两相非平衡换热的能量双方程模型,并通过计算流体动力学软件(FLUENT)和自编程序的结合,对三维环冷机内的换热过程进行仿真计算,研究环冷机内各层物料粒径对换热的影响.研究结果表明,采用分层布料工艺,将大粒径物料分布于环冷机底层,小粒径物料分布于中层,可以增加约14％的余热利用量,且有助于实现环冷机内温度场分布的均匀性,研究结果对环冷机分层布料以及余热利用具有参考作用.     

烧结镁砂煅烧竖炉内气固传热特性数值分析

以年产5×10⁴t烧结镁砂竖炉为研究对象,基于多孔介质理论,建立竖炉内三维稳态气固流动传热模型,并模拟研究竖炉热工参数对床层内气固传热过程的影响.研究结果表明:冷却风流量每增加10%,出口烟气温度降低50℃,出口球团温度降低80℃;冷却段长度每增加5%,出口球团温度降低25℃.以竖炉出口烟气温度和球团温度为优化目标函数,得到竖炉最适宜结构和操作参数,即煅烧风流量为2606.67m³/h,冷却风流量为2203.34m³/h,预热煅烧段长度为6.64m,冷却段长度为11.70m.在此竖炉运行工况下,出口球团温度为288.75℃,出口烟气温度为414.32℃.     

喷淋塔式烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理系统实验研究

为协同处理好燃气锅炉的烟气冷凝余热回收与低氮排放问题,提出喷淋塔式烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术方式,并搭建了该协同处理技术的实验台.该方式将烟气冷凝余热回收段和助燃空气加湿段进行集成设计.实验研究了热网回水温度、喷淋水流量、空气加湿段液气比和助燃空气含湿量等因素对系统性能的影响规律,发现助燃空气含湿量是影响烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理效果的关键影响因素.实验结果表明:当维持热网回水温度为45.0℃,喷淋水流量为0.83 m3/h工况时,该系统的烟气余热回收效率可达12.2％,热网余热利用效率为6.9％;排放烟气的氮氧化物浓度可降至50.0 mg/m3,氮氧化物减排效率为61.4％.该喷淋塔式烟气冷凝余热回收与低氮排放协同处理技术方式不仅可以高效回收烟气冷凝余热,还可以有效降低氮氧化物排放浓度,具有很大的节能、环保与经济效益和推广应用前景.     

烧结矿余热回收竖罐内气固传热过程数值分析

以某钢铁企业年产390万t烧结矿为研究对象,基于多孔介质理论和局部非热力学平衡双能量方程模型,建立烧结矿竖罐内气固稳态传热模型,并借助Fluent软件及其二次开发平台,以回收的空气热量和空气为判定基准,对不同操作参数对竖罐内气固传热过程的影响进行模拟研究。研究结果表明:回收的空气热量和空气随烧结矿入口温度的升高而逐渐增加,随烧结矿颗粒直径的增大而逐渐减少;随着气料比的增加,回收空气热量的增加趋势逐渐变缓,空气则呈现出先增大后减少的趋势;随着空气入口温度的升高,回收的空气热量逐渐减少,空气则逐渐增加。在实际操作工况改变时,通过气料比的调节可达到最佳气固换热效果,获得最大的空气。     

吸收式热泵技术回收循环冷却水余热的应用研究

电厂的循环冷却水中含有大量低温余热,吸收式热泵技术可以回收部分冷却水低温余热用于加热凝结水。以某600MW抽凝机组为例,设计四种热泵应用方案,通过建模编程计算各方案的热泵性能参数,对比分析节能效果。研究表明:选用7抽抽汽驱动热泵加热8#低加段凝结水可使机组效率提高15.1%,发电煤耗降低0.51gce/k Wh,节能效果较好。     

太阳能燃气热泵供暖系统余热回收性能研究

目的研究太阳能燃气热泵供暖系统中余热回收,分析发动机和缸套冷却器以及排烟余热回收器的匹配性.方法以沈阳某小区一单体住宅建筑为研究对象,通过基准建筑的负荷对太阳能燃气热泵供暖系统的各部件进行选型设计,并建立燃气发动机、缸套冷却器及排烟余热回收器等主要部件的模型.结果发动机转速每增加100 r/min时,相应的冷却水流量增加0.285~1.21 g/s,供暖循环水温度提高2~5℃,温度提高后为47~50℃;以额定功率为基础,排烟废热回收率为0.7时,可获得最大的能源利用;保证额定功率不变时,需控制排烟换热器的阻力小于190.27 k Pa;发动机转速每增加100 r/min,余热回收器的面积需增加0.173 m2.结论合理地回收燃气机的余热,既能回收可观的热量,又能保证发动机的高效率,而且也提高了能源利用效率.     

热管余热回收装置传热特性的模拟研究

为分析热管余热回收装置的运行特性,利用计算流体力学软件对装置进行了数值模拟,对热管换热器在不同结构形式(改变管排数、改变管间距)和不同入口参数(改变烟气的进口速度)时的换热过程进行模拟,获得不同情况下预热空气的温度,得出余热回收装置的最佳运行条件.模拟结果表明4排热管布置时换热效果优于5排,烟气进口速度增大时换热效果也会增强.     

精锻件余热回收冷却系统温度控制研究

目的研究汽车连杆锻造工艺过程,分析余热回收系统冷却水循环路径,得出余热回收系统中热泵随温度变化的工作规律,提出能实现热泵自动按顺序启停和整个系统自动控制的方案.方法分析连杆锻造工艺、冷却循环水系统工作过程及余热回收系统工艺流程,得出系统控制与温度变化间的逻辑控制关系;通过VB程序模拟冷却循环系统的温度控制,验证各控制元件在控制过程中响应节点信号的正确性.结果确定了余热回收冷却系统温度控制的逻辑关系,得到了由温度变化来控制电动阀以及热泵启停的自动控制系统.经过VB程序模拟热泵、电动阀的开启、运行与时间的关系,证明该控制方案可行.结论实现了余热回收冷却循环系统中冷却循环水和余热回收系统的自动控制,在满足工艺水要求的同时,不断利用回收的余热为车间持续供暖.     

小型信控环形交叉口自适应控制模型与算法

针对各进口流量不均衡的城市小型环交,以单位绿灯时间通过的车辆数最大为目标,结合排队长度与等待时间的限制,建立了小型环交单进口放行自适应控制模型。在不同的流量均衡度下,仿真结果表明建立的自适应控制模型相较于单进口放行定时控制与左转二次停车控制,在交叉口平均延误、排队长度等方面均有较为明显的优势。     

小型信控环形交叉口自适应控制模型与算法研究

针对各进口流量不均衡的城市小型环交,本文以单位绿灯时间通过的车辆数最大为目标,结合排队长度与等待时间的限制,建立了小型环交单进口放行自适应控制模型。在不同的流量均衡度下,仿真结果表明本文建立的自适应控制模型相较于单进口放行定时控制与左转二次停车控制,在交叉口平均延误、排队长度等方面均有较为明显的优势。     

基于物料品质调控的高温熔渣余热回收能质传输机理

该研究组利用高温熔渣相变冷却实验装置完成了一系列高炉渣颗粒相变冷却与物性结构演变实验,获得了风冷高炉熔渣化学组成对物相结构及活性变化的影响;分析了风冷渣形成工艺参数对其结构及性能的影响;探讨了风冷高炉渣的水化性能。结果表明:四元碱度是高炉渣玻璃体含量和7天活性指数的重要影响因素,Si O2/Al2O3比影响28天活性指数,出渣温度影响玻璃体含量,保温时间和冷却风速影响活性指数。高炉渣降低水泥的水化放热速率,适量结晶对其水硬活性有益。建立了熔渣颗粒相变冷却的传热模型,应用温度法模型、VOF方法和凝固/熔化模型及辐射模型,研究了换热条件、流体温度、颗粒变物性和颗粒尺寸等对颗粒相变冷却换热的影响规律,获得颗粒凝固的相变动态过程及不同组合工况下的颗粒凝固时间。提出了在空气冷却基础上辅以喷雾冷却的转杯粒化干式余热回收新方法,并对喷雾冷却过程中单个液滴撞击固壁机理进行了实验研究和数值模拟。结果表明:熔渣颗粒内部的冷却速率存在较大差异,粒径是影响颗粒换热的关键因素;换热系数在横向直径处、迎风滞止处及背风面回流处获得较大值。搭建了液态物料离心粒化特性可视化实验台,前期以水为工质研究了转杯粒化过程中液滴的形成机理,获得了液滴形态及分布等信息,探讨了转杯转速、工质流量、转杯结构对粒化液滴的粒径分布和平均粒径的影响规律,结果表明:高转速和小流量下液滴直径小;浅和小内倾角转杯粒化效果较好。搭建了高炉渣离心粒化余热回收系统,拟在此基础上深入研究熔渣颗粒形成机理、颗粒运动及流化特性、气固换热特性以及颗粒最终物相品质等相关问题,揭示各相关因素对熔渣颗粒的影响规律以及获得兼顾余热回收和物料品质的系统运行最佳工况。