燒結礦冷卻過程實驗與數值模擬研究.pdf

1、燒結過程余熱資源的高效回收與利用是進一步降低燒結工序能耗的主要措施之一,而將溫度較高的燒結余熱用于動力發(fā)電是整個余熱回收與利用的核心與關鍵。馬鋼與濟鋼燒結余熱發(fā)電工程表明,如何將熾熱燒結礦的熱量“提取”出來即“取熱”是影響甚至是制約噸(燒結)礦發(fā)電量的重要環(huán)節(jié)。就本質而言,燒結礦層內的氣固傳熱既是燒結礦的冷卻過程,這是以往冷卻機設計、操作和相關研究的關注點；同時還是冷卻空氣的加熱過程,這一點常常被工程和學術研究所忽略?；诖?本文側重于

2、冷卻空氣的加熱過程,首先在自制的實驗裝置上開展了燒結礦層內氣固傳熱半工業(yè)性實驗,得到了冷卻風量與料層厚度對冷卻空氣流經料層后的溫度即熱風溫度的影響；其次基于多孔介質模型采用Fluent軟件計算了鞍鋼二燒燒結礦冷卻過程,詳細分析了冷卻風量、料層厚度和截面形狀對熱風溫度的影響規(guī)律；最后基于模擬和實驗結果,研究了冷卻風量和料層厚度對熱風所攜帶顯熱數量與品質的影響,進而推出了冷卻風量和料層厚度對噸礦發(fā)電量的影響,在此基礎上,給出了鞍鋼二燒適宜的

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

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