回收熔渣余热的空气中冷布雷顿循环的热力学分析

为回收利用高炉渣余热,提出了回收熔渣余热的空气中冷布雷顿循环装置,并利用有限时间热力学对该循环装置的余热回收性能进行了研究。通过数值计算,分析了中冷过程、压气机压比和工质质量流率对装置性能的影响,结果表明:中冷过程能增加循环的功率和热回收效率,且存在最佳的工质质量流率和压比,使循环达到最大功率和热回收效率。在装置尺寸约束条件下,优化了压气机进口和涡轮机出口的面积比以及换热器和中冷器的热导率分配比,使循环达到最大功率和热回收效率。     

转炉煤气驱动开式燃气轮机CCHP装置FTT建模与优化

炼钢转炉余能余热主要包括转炉烟气的显热和转炉煤气的潜热以及转炉渣的显热,合理回收利用转炉余能余热是实现转炉负能炼钢的关键。建立了转炉煤气驱动的开式燃气轮机热电冷联产(CCHP)装置有限时间热力学(FTT)模型。以装置总可用能率和第一定律效率为目标,在无煤气质量流率和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降和压比,得到了最大总可用能率和相应的煤气质量流率;在煤气质量流率和装置尺寸约束下,优化了压气机进口相对压降,得到了最优效率,同时联产装置各部件的面积分配也得到了优化。分析了煤气显热利用、放散率、循环总温比、发生器工质温度和供热温度等参数对装置最优性能的影响。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

冷热双混辊压法高炉熔渣破碎试验

围绕高炉熔渣余热回收设计开发了冷热双混辊压法高炉熔渣破碎装置,并以水淬高炉渣作为冷却介质,开展了高炉熔渣辊压破碎试验。试验研究了电机转速R、辊间距离L、冷却介质漏斗高度H等装置运行参数对处理后炉渣的厚度、温度以及玻璃化率的影响,获得最佳参数,为高炉熔渣余热回收及工业试验奠定基础。结果表明,在电机转速为9 r/min、辊间距离为2 mm、水淬渣漏斗高度为4 mm时,处理后的高炉渣呈现为厚度最小为1.26 mm的薄片。此时,炉渣温度为442 ℃,玻璃体化率达89.8%,可在保证高炉渣后续利用的同时,最大程度地提高余热回收温度。     

链篦机篦床余热回收技术及装置设计

针对目前链篦机篦床在循环工作过程中自身余热无回收的问题,根据传热学理论,分析了链篦机篦床余热回收的可行性;结合传统链篦机的热风流系统,采用多次热交换热能传递原理,设计了链篦机篦床余热回收装置和余热回收风流系统;通过仿真分析,篦床余热回收技术及装置可以提高回收热风的温度和余热利用率,大大减少链篦机球团工艺的热废气排放,具有较好的节能减排效果和实用价值.     

焦炉煤气驱动回热式燃气轮机装置热力学分析

建立利用富余焦炉煤气驱动的回热式燃气轮机装置模型,应用经典热力学和燃气轮机循环理论,对该装置热效率和输出功进行分析。通过数值计算,分析了煤气放散率、煤气富余率和回热器有效度等参数对装置性能的影响。结果表明:降低煤气放散率和提高煤气富余率时,装置的输出功都能得到提高;增加回热器后,装置热效率和输出功都得到了提高,焦炉煤气得到了有效的利用;分别存在1个最佳的压气机压比使装置热效率和功率达到最大值,即可通过合理选取压气机压比,使装置性能最优。     

环冷机余热回收与利用系统的能量分析

 根据某钢厂的环冷机系统回收与利用烧结矿显热的工艺流程,绘制了能流图、火用流图,并建立相关能量评价指标,采用热平衡方法和火用分析方法对环冷机的余热回收利用状况进行研究,分析了余热资源在回收与利用过程中的热量损失、火用量损失、热效率与火用效率。结果表明：环冷机、余热锅炉2个环节的热效率分别为26.78%和45.60%,火用利用效率分别为22.88%和45.08%,环冷机是余热回收与利用的薄弱环节;目前影响余热回收与利用的主要因素是环冷机取热段的漏风问题、第三段冷却废气所携带的显热尚未被利用以及烧结矿层的气固换热过程。     

面向船舶多种余热梯级利用的TEG-ORC联合循环性能

传统的温差发电（TEG）和有机朗肯循环（ORC）等技术难以兼顾船舶多种性质余热的不同特点,且利用率较低。本文提出了一种TEG-ORC联合循环船舶余热梯级利用系统,研究了ORC底循环蒸发压力变化对系统输出功率、热效率、多级余热利用量和成本等重要性能的影响。结果表明,TEG-ORC联合循环实现了发电成本和热效率的优化,在TEG/ORC底循环比为0.615的工况下,主机烟气余热利用率随ORC蒸发压力的增加在小区间波动,系统的余热利用功率、输出功率和热效率均随ORC蒸发压力的增加而增大,系统单位发电成本随ORC蒸发压力的增加而降低。在ORC蒸发压力达到0.9 MPa时,主机烟气余热利用率为62.15%,余热利用功率为1919.68 W,输出功率为139.22 W,热效率为7.25%,单位发电成本为3.09 ￥·(kW·h)–1。      

高炉冲渣水余热驱动两级热电发电装置FTT分析

建立了高炉冲渣水余热驱动两级热电发电装置的有限时间热力学模型,分析了热源温度沿程变化的条件下冲渣水温度、对流换热系数、流道长度等参数对装置功率、效率、最大功率、最大效率和最优负载比的影响,并给出了协调最大功率和最大效率的电流范围。结果表明:对于100℃的高炉冲渣水,负载电阻匹配时,最大功率和最大效率分别为0.55kW和3.22%,且最大功率时的负载比约为1.2。     

钢渣热闷余热回收有机朗肯循环发电技术分析

为实现钢渣余热资源的回收利用,开发了钢渣有压热闷工艺,并将0.2MPa饱和热闷蒸汽的热量通过汽水换热器传递给热水,热水送入有机朗肯循环系统蒸发器.单罐热闷钢渣量45t,以R123为有机工质,实验中发电功率达到45kW,循环热效率为3.5％.     

高炉冲渣水余热半导体热电发电模型与数值模拟

 针对中国钢铁工业低温余热回收利用率低的现状,提出一种基于半导体热电发电技术回收高炉冲渣水显热的技术方案,建立了相应的计算模型,分析了冲渣水温度、热电单元长度、热电模块填充系数、换热器流道长度等关键参数与装置性能的关系。结果表明,对于100 ℃的高炉冲渣水,利用热电发电技术,每米流程可使水温下降约1.5 ℃,每平方米换热面积可以产生约0.93 kW电能,热效率约为2%,设备成本的回收周期在10年左右。     

首钢京唐炼铁余热余能回收及潜力

京唐炼铁余热余能占炼铁工序能耗的60%左右,分布于热风炉、高炉煤气除尘、炉前除尘、渣处理和高炉本体冷却水等系统。重点分析现有工艺技术流程,通过高炉煤气回收、干式TRT和热风炉烟气预热空煤气及制粉三项利用技术,已实现炼铁主要余热余能回收80.8%,指出热风炉烟气和高炉煤气物理显热利用率仅为30%～40%,还有待进一步提高。同时,以末端温度为基础分析了各项低品位余热潜力尚有65.9kgce/t,并提出有效利用放散高炉煤气、热风炉烟气和冲渣水余热等措施和建议,为余热梯级回收和合理高效利用提供依据。     

高炉炉渣微水淬法余热回收技术开发

山东九羊集团有限公司开发了高炉炉渣余热回收技术,将绝大部分冷却水蒸发为中压饱和蒸汽进行收集,然后采用风冷工艺获得热循环空气,通过余热锅炉再次回收余热,吨铁可回收热量257.7 MJ,综合回收率可达87%,与传统的水淬工艺相比吨渣可节约用水7~9 t。     

济钢建设资源节约型企业的实践与探索

按照发展循环经济的“3R”原则,济钢对提高能源和资源利用率、建设资源节约型企业的发展之路进行了探索。推广蓄热式燃烧技术、开发高风温热风炉技术、运用干熄焦、高炉、转炉干法除尘等技术,达到减少资源消耗和污染物排放的目的。应用干熄焦余热发电、烧结带冷机余热发电,开发炼钢余热发电技术、燃气—蒸汽联合循环发电项目等,实现了冶金余热的回收再利用。利用液态高炉渣生产微晶玻璃、矿棉等,消化化工企业的铬渣用于烧结配料、开发废塑料炼焦技术等,实现了工业废弃物的资源化治理。     

宝钢高炉热风炉热平衡计算与分析

对宝钢高炉热风炉实际生产数据进行了测试与收集,在此基础上进行了热平衡计算,并对计算结果进行了对比分析.结果表明:四高炉热风炉热效率较高,处于国内先进水平,但一高炉热风炉热效率较低.主要原因是一高炉热风炉燃烧不充分,散热损失大,烟气余热回收装置利用水平较低.可采用合理的空气过剩系数或富氧燃烧方式,增强保温措施,改造或更换烟气余热回收装置,提高一高炉热风炉热效率.     

首钢京唐1号高炉低燃料比生产实践

对首钢京唐1号高炉降低燃料比的生产实践进行了总结。通过采取一低(低渣比)、四高(高风温、高富氧、高顶压、高煤气利用率)、四适宜(适宜的煤比、适宜的鼓风湿度、适宜的冶炼强度、适宜的炉体热负荷)等措施,1号高炉燃料比下降到480kg/t左右,焦比下降到270kg/t左右,实现了低燃料比生产。     

余热利用技术在首钢的应用

首钢在新建首秦、迁钢和京唐三地钢厂过程,通过余热直接利用、余热发电等技术应用,不断提高余热利用水平.在粗钢产量实现3154万t的同时,首钢2010年吨钢综合能耗降至618 kgce/t.在介绍副产煤气和蒸汽的回收利用现状基础上,介绍了轧钢系统采取换热器、蓄热式燃烧和热装热送等技术应用情况;重点阐述了余热发电情况如TRT...