燒結(jié)礦冷卻過(guò)程實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究.pdf

1、燒結(jié)過(guò)程余熱資源的高效回收與利用是進(jìn)一步降低燒結(jié)工序能耗的主要措施之一,而將溫度較高的燒結(jié)余熱用于動(dòng)力發(fā)電是整個(gè)余熱回收與利用的核心與關(guān)鍵。馬鋼與濟(jì)鋼燒結(jié)余熱發(fā)電工程表明,如何將熾熱燒結(jié)礦的熱量“提取”出來(lái)即“取熱”是影響甚至是制約噸(燒結(jié))礦發(fā)電量的重要環(huán)節(jié)。就本質(zhì)而言,燒結(jié)礦層內(nèi)的氣固傳熱既是燒結(jié)礦的冷卻過(guò)程,這是以往冷卻機(jī)設(shè)計(jì)、操作和相關(guān)研究的關(guān)注點(diǎn)；同時(shí)還是冷卻空氣的加熱過(guò)程,這一點(diǎn)常常被工程和學(xué)術(shù)研究所忽略。基于此,本文側(cè)重于

2、冷卻空氣的加熱過(guò)程,首先在自制的實(shí)驗(yàn)裝置上開(kāi)展了燒結(jié)礦層內(nèi)氣固傳熱半工業(yè)性實(shí)驗(yàn),得到了冷卻風(fēng)量與料層厚度對(duì)冷卻空氣流經(jīng)料層后的溫度即熱風(fēng)溫度的影響；其次基于多孔介質(zhì)模型采用Fluent軟件計(jì)算了鞍鋼二燒燒結(jié)礦冷卻過(guò)程,詳細(xì)分析了冷卻風(fēng)量、料層厚度和截面形狀對(duì)熱風(fēng)溫度的影響規(guī)律；最后基于模擬和實(shí)驗(yàn)結(jié)果,研究了冷卻風(fēng)量和料層厚度對(duì)熱風(fēng)所攜帶顯熱數(shù)量與品質(zhì)的影響,進(jìn)而推出了冷卻風(fēng)量和料層厚度對(duì)噸礦發(fā)電量的影響,在此基礎(chǔ)上,給出了鞍鋼二燒適宜的

3、冷卻風(fēng)量與料層厚度。研究結(jié)果表明：
　　 (1)冷卻風(fēng)量是影響熱風(fēng)溫度最主要的因素之一：在一定范圍內(nèi),隨著冷卻風(fēng)量的增加,出口熱風(fēng)的平均溫度有下降的趨勢(shì),冷卻時(shí)間有減小的趨勢(shì)；冷卻風(fēng)量影響著出口熱風(fēng)所攜帶顯熱的數(shù)量與品質(zhì),進(jìn)而影響著噸礦發(fā)電量,冷卻風(fēng)量由小到大變化伊始,所攜帶顯熱逐漸增大,然后達(dá)到最大值,而后逐漸減小,而噸礦發(fā)電量也大體呈現(xiàn)這樣的變化趨勢(shì)；換言之,在一定料層高度下,冷卻風(fēng)量有一定適宜范圍,在這一工況下,噸礦發(fā)電量

4、最大,對(duì)于鞍鋼二燒而言,在現(xiàn)有料層厚度下,其適宜冷卻風(fēng)量約為現(xiàn)有風(fēng)量的80％左右。
　　 (2)料層厚度是影響熱風(fēng)溫度另一個(gè)主要因素之一:在一定范圍內(nèi),保持冷卻風(fēng)量不變,隨著料層厚度的增加,出口熱風(fēng)的平均溫度有上升趨勢(shì),冷卻時(shí)間有增大趨勢(shì)；料層厚度影響著出口熱風(fēng)所攜帶顯熱的數(shù)量與品質(zhì),進(jìn)而影響著噸礦發(fā)電量,在風(fēng)機(jī)開(kāi)啟度一定的前提下,料層厚度由小到大變化伊始,所攜帶顯熱逐漸增大,然后達(dá)到最大值,而后逐漸減小,而噸礦發(fā)電量也大體呈現(xiàn)