環(huán)冷機(jī)余熱回收系統(tǒng)_分析與數(shù)值模擬.pdf

1、在鋼鐵企業(yè)中，燒結(jié)作業(yè)的能耗僅次于煉鐵，燒結(jié)冷卻機(jī)廢氣帶走的熱量占燒結(jié)廠總能耗的25~30％，實(shí)現(xiàn)燒結(jié)余熱資源的高效回收與合理利用對(duì)鋼鐵企業(yè)推行節(jié)能減排、保護(hù)環(huán)境、科學(xué)發(fā)展有著十分重大的意義。由于燒結(jié)系統(tǒng)長(zhǎng)期處于粗放式發(fā)展，國(guó)內(nèi)少有理論數(shù)據(jù)支撐，因此開(kāi)展燒結(jié)冷卻機(jī)內(nèi)部傳熱過(guò)程的深入研究，掌握提高燒結(jié)余熱利用效率的方法是非常有必要的工作。
　　本文以邯鋼520m2燒結(jié)環(huán)冷機(jī)余熱回收系統(tǒng)為研究對(duì)象，介紹了環(huán)冷機(jī)——余熱鍋爐余熱回收系統(tǒng)

2、的基本組成，運(yùn)用熱力學(xué)(火用)分析法對(duì)無(wú)內(nèi)循環(huán)與有內(nèi)循環(huán)的環(huán)冷機(jī)余熱回收系統(tǒng)進(jìn)行了熱力學(xué)分析，研究結(jié)果表明：有內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的(火用)效率比無(wú)內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)的(火用)效率提高4.37％。
　　同時(shí)本文利用流體力學(xué)計(jì)算軟件FLUENT14.5，建立了環(huán)冷機(jī)內(nèi)燒結(jié)礦冷卻過(guò)程的數(shù)學(xué)模型。運(yùn)用ANSYSICEMCFD對(duì)計(jì)算域進(jìn)行結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格劃分，環(huán)冷機(jī)內(nèi)氣體流動(dòng)的湍流模型選擇標(biāo)準(zhǔn)k-ε雙方程模型，采用多孔介質(zhì)局部非熱平衡換熱模型對(duì)環(huán)冷機(jī)內(nèi)燒結(jié)礦的冷

3、卻過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得到了溫度場(chǎng)、速度場(chǎng)和壓力場(chǎng)隨時(shí)間的變化規(guī)律。隨后分析了不同控制參數(shù)及熱工參數(shù)對(duì)環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程及余熱回收效率的影響，所有模擬結(jié)果通過(guò)CFD-Post、Tecplot360、Origin等后處理軟件輸出。數(shù)值模擬的研究結(jié)果表明：
　　（1）環(huán)冷機(jī)內(nèi)空氣的速度大小受流場(chǎng)溫度與臺(tái)車(chē)結(jié)構(gòu)尺寸的共同影響；冷卻空氣流過(guò)多孔介質(zhì)區(qū)域后靜壓有明顯的下降，空氣的溫度越高，靜壓下降的幅度越大；在多孔介質(zhì)區(qū)域，隨著高度的增加，空氣

4、和燒結(jié)礦的溫度均逐漸升高，當(dāng)空氣離開(kāi)燒結(jié)礦后，溫度基本保持不變。
　?。?）將數(shù)值模擬結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比分析，所有誤差均不超過(guò)10％，由此驗(yàn)證了數(shù)值模擬結(jié)果的可靠性。
　　（3）重點(diǎn)研究了料層高度、孔隙率、燒結(jié)礦粒徑、余熱利用區(qū)冷卻空氣初溫對(duì)環(huán)冷機(jī)冷卻過(guò)程及余熱回收效率的影響。結(jié)果表明：在1000~1500mm的范圍內(nèi)，增加料層的高度、在0.35~0.50的范圍內(nèi)，減小孔隙率、在0.03~0.06m的范圍內(nèi)，減小燒