5-董辉-烧结余热回收.ppt

使用范围： 在自制实验设备上测试不同工况下计算?传递系数所需数据 通过无量纲方程回归分析，拟合经验关联式 （2）烧结矿层?传递系数的实验研究 （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 实验 基于固定床模式——时间模拟空间→移动床模式； 基于实验室实验→小试 圆筒Din=100/250/350/600 →长方体1000*1000*1800 （料的加热+排料+漏风，不断尝试和努力） （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 4000*1000*1800，Hz=12000 →1000*1000*1800，Hz=8000 Din=1000，H=1000，Hz=5200 Din=600，H=1300，Hz=5200 （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 Din=100，H=900，Hz=2950 Din=250，H=1200，Hz=3920 （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 数值计算 将双能量方程引入到烧结竖罐内，并采用用户自定义标量（UDS）定义气固双能量方程（建立稳定传热模型*，回避非稳态模型以时间模拟空间的假设，最大难点：颗粒下移速度的描述）； 创新：采用户自定义函数（UDF）定义气固传热相关参数:空隙率径向分布*、粘性阻力系数*、惯性阻力系数*、气固传热系数*。 基于局域热力学平衡模型-单能量方程模型 基于局域非热力学平衡模型-双能量方程模型 （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 参数：烧结矿进口温度973K，冷却风量 万m3/h 气体 烧结矿 冷却段气固温度分布 出口风温 K，出口矿温410K，余热回收率达85%。 （3）烧结矿层气固传热过程的实验及数值计算 烧结矿温度云图 热载体温度云图 主要内容 1 基于环冷机模式余热回收 1.1 分级回收与梯级利用技术 1.2 环冷机操作参数优化 2 竖罐式余热回收 2.1 系统的构思及研究思路 2.2 关键科学问题的凝练及研究进展 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展 3 总结及展望 任务：罐体和锅炉的结构形式、结构和操作参数的确定 依据：罐体-锅炉-汽机的协同，保证最大发电量 2.3 关键技术问题的凝练及研究进展（从热工角度） （1）（2）余热回收竖罐、锅炉两大关键技术问题 （3）余热回收系统设备匹配、参数协同与运行调控 2.3.1 余热回收竖罐关键技术问题 任务： 罐体的结构形式、结构和操作参数的确定 依据： 1）考虑与锅炉、汽机的协同，为后续最大发电量提供适宜热载体流量和品质； 2）尽可能降低阻力损失； 3）保证气固传热效果，降低?损。 （1）余热回收竖罐关键技术问题—结构和操作参数 关键结构参数和操作参数的凝练 ——罐体系统的灵魂！ 罐体 冷却风量 料层高度 余热 锅炉 显热品质 显热数量 汽轮发电 蒸汽品质 蒸汽产量 吨矿 发电 冷却段的高度和内径——核心参数之一 处理量一定，高度↑，内径↓，阻力↑ ，气流分布均匀↑ 高度↓，内径↑，阻力↓ ，气流分布均匀↓ 冷却热载体的流量（冷却风量）——核心参数之二 处理量一定，较大风量，较低风温？ 较小风量，较高风温？ 烧结矿的下移速度 最大难点：三者的耦合 关键结构参数和操作参数的确定 （1）余热回收竖罐关键技术问题-结构和操作参数 依据： 罐体出口热载体所携带的热量和?值较大； 料层阻力尚可，经济可行。 手段： 基于移动床的气固传热实验研究； 基于双能量方程的数值计算 （关键是CFD软件二次开发） 基于气固热平衡方程与传热方程的解析分析。 （2）余热回收竖罐关键技术问题-如何减小料层阻力 A保持矿层空隙率** A 减小粉矿率，保持罐体内烧结矿层空隙率 罐式回收可能比环冷机模式的粉矿率高，造成阻力损失过大，甚至死循环，这是目前罐式回收质疑点之一； 影响粉矿率因素：落料、颗粒间或颗粒与壁面的摩擦、颗粒间因重力作用的挤压； 措施：热破碎+热筛分；冷却段和预存段高度适当设置 B适当设置冷却段高度 C适当设置热载体流量 A影响矿层内气固传热的主要因素 矿层空隙率 冷却段高度 冷却风量（热载体流量） B 强化矿层内气固传热的主要技术途径 保持矿层一定空隙率，控制粉尘，防止死循环 适宜的冷却段高度 适宜的冷却风量 设置布风和布料装置 （3）余热回收竖罐关键技术问题-如何强化气固换热