基于(火用)效率目标的环冷机余热回收系统操作参数优化

摘要：针对烧结环冷机余热回收利用率不高的难题,采用分析法建立了评价某钢铁厂烧结环冷机余热回收系统运行效率的效率模型。基于多孔介质模型、局部非热平衡方程、真实气体SRK方程建立环冷机内气固两相换热模型。通过CFD仿真模拟,探究料层高度、循环风机输入烟气温度、烧结矿底部入口风速三项可控环冷机运行工艺参数对系统效率的影响规律。结果表明,料层厚度在1～1.5 m区间每增加0.1 m,效率增加0.8%～1.1%;循环风温在100～140℃之间每增加10℃,效率增加1.4%～1.5%;烧结矿底部入口风速在0.9～1.9 m/s之间每增加0.1 m/s,效率降低0.18%～0.24%。在此基础上,基于工业运行数据建立效率正交试验优化模型,提高了该余热回收系统3.42%的效率。     

工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响

针对转底炉生产存在产品金属化率低、冶炼能耗高、烟气含尘量大、生产效率低等问题.通过建立转底炉冶炼数学模型,计算了不同工艺参数对转底炉冶炼能耗的影响规律.结果表明:转底炉产品金属化率与烟气对含碳球团的二次氧化有关,增大还原区煤气供应量,可以减少含碳球团二次氧化,提高产品金属化率;助燃风预热温度和富氧率对冶炼能耗影响显著,提高助燃风预热温度和富氧率可以降低燃烧消耗,提高冶炼效率.助燃风预热温度每提高100℃,煤气消耗可以减少75 m3;助燃风富氧率达到20％时,煤气消耗量减少50％,烟气量减少57％.     

冷却环加工工艺改进

冷却环是一个直径较大，技术要求较高的复杂备件．在没有大型组装平台的情况下，从现有的设备、技术水平及冷却环的使用情况出发，对冷却环加工工艺予以改进，采用单元分组、整体拼装，一次加工组装达到技术要求．     

烧结环冷机液密封数值仿真研究

基于Fluent软件,采用标准k-ε湍流模型和VOF多相流模型对环冷机液密封内气液两相流动过程进行了数值模拟研究。运用该模型研究了进口风速、出口压力、水槽液位、初始状态等因素对密封液面的影响,再通过正交实验对4个因素的影响力大小进行了综合分析。研究结果表明,初始状态影响最大,进口风速次之,水槽液位及出口压力影响最小,并得到以减小液密封液面波动为目标的最优运行参数组合:进口风速15m/s,出口压力3300Pa,水槽液位0.5m,初始波高0.02m。模型计算结果与现场测试相比,误差在5%以内,验证模型的正确性,研究结果可用于液密封设计。     

烧结环冷机热工测试及余热源参数确定

冷却机热废气温度和流量是烧结余热电站设计中两个首要的基础参数。通过对唐钢炼铁厂北区1号、2号两台190 m2环冷机正常生产工况下的热工测试,采用直接测试和热平衡两种方法进行数据计算及对比分析。计算分析表明,2号环冷机存在严重的漏风问题,废气温度偏高,1号环冷机测试数据与热平衡计算结果基本吻合。最后以1号环冷机测试分析结果为依据,分别确定了单进口和双进口两种余热锅炉热废气参数。     

环冷机高效密封和冷却技术

在烧结生产过程中,环冷机作为重要的冷却设备,其主要作用是将破碎后的高温烧结矿进行冷却,以满足烧结矿整粒及转储需求。为降低环冷机漏风率、提高冷却废气显热利用率及优化环冷机冷却制度,通过对国内同行业钢铁企业考察,采用密封效果较好的水密封方式对415 m²环冷机密封系统进行升级改造,改造后系统漏风率大幅降低,由46.4%降低至4.4%,降幅42%;环冷鼓风机电耗降低1.82 kW·h/t,环冷机余热利用率提高产汽量、发电量增加降低成本513.8万元/年。漏风率大幅降低使鼓入环冷机一段、二段循环冷却热风风温提高,缓解了烧结矿冷却急冷的问题,烧结矿质量得到明显改善,其中烧结矿平均粒径由16.8 mm提高至18.5 mm。通过对环冷鼓风机数据进行建模分析优化鼓风机运行参数,将原有5台风量45万m³/h鼓风机改造为10台风量14万m³/h鼓风机,在实现烧结矿均匀冷却的同时,环冷机漏风率降低至2.13%,鼓风机电耗降低2.87 kW·h/t。     

环冷机风箱结构对球团矿抗压强度影响之初探

根据首钢球团厂实际生产中出现的氧化球团抗压强度分布不均的情况,通过对环冷机冷却风分布进行有限元分析,初步探讨了国内广泛采用的链-回-环球团工艺中环冷机风箱结构对球团矿抗压强度的影响.     

稳定烧结环冷机余热发电生产实践

介绍了宣钢炼铁厂通过优化烧结工艺,加强烧结过程及终点控制,落实烧结生产管理制度等措施,稳定了烧结环冷机余热正常发电,同时保障了冬季生产和采暖用汽的需要。     

探析新型环冷机回转框架及台车的制造工艺改进

新型摇臂式环冷机是烧结工艺中常用的冷却设备,但采用传统加工工艺对设备的的要求较高,从而使得整个生产的周期过长,加工成本过高,并且还存在相关资源比较匮乏的问题.针对这种情况,文章对新型摇臂式环冷机的摇臂、回转框架以及台车体进行相应的研究,掌握相关零部件在制造过程中存在的问题,从而能够提出具体的改进方案,解决传统加工工艺中...     

降低烧结法氧化铝工艺能耗的节能措施

本论述了烧结法氧化铝生产过程中降低工艺能耗的工业实践情况，提出了降低烧结法氧化铝工艺能耗的有效途径。     

强化烧结法氧化铝生产能耗及氧化铝制造成本

章在分析氧化铝生产蒸汽消耗的基础上，提出了以降低水耗为主要手段，通过节水，达到降低汽耗的目的；阐述了中州铝厂在提高节水管理、实施节水改造，提高溶液浓度等方面的实践与探讨，以及通过降低水耗、加强节汽管理，有效地降低强化烧结法氧化铝生产能耗，从而严格控制氧化铝制造成本，也大大地增强了企业的市场竞争能力。     

环冷机上球团冷却过程的仿真与优化

为了探索环冷机关键结构参数和操作参数对球团冷却效果及过程节能降耗的优化途径,运用双能量方程建立了某球团厂的环冷机球团料层内部气、固相非平衡传热模型,应用"未反应核模型"建立了料层内部的主要化学反应(磁铁矿氧化)的反应速率计算模型,基于Matlab平台实现了对不同操作条件下球团冷却过程的数值仿真。对多个设计工况的仿真结果表明:以球团产量、冷却效果不变为约束,当料层厚度达原厚度的2倍时,环冷机3段排气温度分别提高50、71、33℃,并可节约用风23.6%,即适当增加料层厚度有利于能量回收和节约用风。     

烧结冷却机换热过程数值模拟与废气温度调控

基于FLUENT模拟软件,采用多孔介质模型对烧结矿冷却过程进行数值模拟,获得了烧结矿当量直径、床层空隙率等特性参数和料层厚度、给料温度、冷却介质流速、冷却介质温度等冷却工艺参数对废气温度的影响规律,分析了冷却工艺参数变化对余热锅炉入口废气温度和实际余热回收量的影响。结果表明:热源参数测试是烧结余热回收发电系统精确设计的前提,烧结主生产工艺稳定是烧结余热回收发电系统稳定、高效运行的基础,余热锅炉排烟废气循坏是调控余热锅炉入口废气温度和提高余热回收效率的重要技术手段。     

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.     

钢铁生产长流程工序能耗数学模型研究

在物料平衡和热平衡模型的基础上，结合有关的工艺参数，建立了以高炉-转炉-轧钢为代表的钢铁生产长流程的工序能耗模型。利用该模型可获得不同生产条件下各工序能耗的计算最小值和长流程的吨钢可比能耗。同时分析了各工艺参数变化对工序能耗的影响，为今后进一步开展节能降耗工作提供参考。     

热烧结矿竖式冷却过程传热特性

 与传统环冷相比,烧结竖冷拥有漏风率低、换热效率高的优势。为此利用竖冷试验装置,在某烧结厂取热风与热烧结矿研究了竖式冷却过程气固对流换热特性。研究表明,烧结矿竖式冷却过程中影响传热特性的主要因素为冷却风的流量及温度。烧结矿和冷却风对流换热系数随着烧结矿温度的升高而增大,且随着冷却风流量的增大以及冷却风温度的降低,对流换热系数也随之增大。基于白金汉定理,结合试验数据拟合得出了描述烧结矿与冷却风传热特性的准数关联式,其模拟性较好且平均相对误差为7.25%。     

烧结法粗液脱硅节能技术的改进

本文以节能降耗为出发点,阐述了烧结法粗液脱硅工艺的发展过程,从蒸汽直接加热连续脱硅到蒸汽间接加热连续脱硅,通过多方面的试验探索及验证,提出了烧结法粗液脱硅的改进方法:一段脱硅运用常压脱硅技术、钠硅渣彻底分离后二段脱硅使用HCAC添加剂等,可以从根本上改变高能耗的脱硅现状,在提高精液A/S的前提下,尽可能降低Al2O3的损失.