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钢铁生产过程余热资源的回收与利用

作　者: 陈春霞
导　师: 蔡九菊
学　校: 东北大学
专　业: 热能工程
关键词: 余热资源回收利用 (火用)分析烧结环冷机梯级利用
分类号: F713.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 337次
引　用: 3次
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内容摘要

钢铁生产过程在消耗能源的同时,产生大量的余热,吨钢资源量约为8.4GJ。本文应用热力学第一定律、第二定律及相关理论和方法,对钢铁工业余热资源的总量和回收情况进行了分析,探讨了余热合理回收的方案,指出了提高余热资源回收利用率的重要措施。传统的热力学第一定律分析法只考虑能量的数量,与能量的实际效用不符。火用分析法主要是分析能量利用过程中可用能数量的减少,能级分析则从能量质量降低的角度来分析能量利用过程。本文同时考虑能量的数量和质量,用(?)分析方法结合能级分析方法来分析余热资源的回收利用过程；并以工序及企业的节能量作为余热回收利用的评价指标；构造了余热回收系统模型；提出了余热热回收和动力回收的基本原则—“按质回收、温度对口、梯级利用”；对焦炭／烧结矿显热、熔渣显热和废(烟)气显热等典型余热的回收利用方式进行了论述,分析不同方式的节能效果,并指出未来的发展方向。调查了鞍钢2005年各主要工序能源消耗及余热余能回收利用情况,以实际生产数据为依据,对鞍钢余热资源的总量、各余热回收系统等进行了热力学分析,计算表明,鞍钢主要工序(轧钢工序除外)的余热资源总火用量(不计化学热)为0.338GJ／t钢,目前余热回收水平不高,(?)回收率仅11.8%；结合国内外余热回收利用技术的发展状况,提出了余热回收利用的合理模式；各项成熟的余热回收技术(包括TRT)应用于鞍钢,可节能90.2kgce/t-s。烧结矿显热是钢铁企业重要的余热资源,吨钢资源量约为20kgce。对鞍钢二烧车间的环冷机进行了现场调研,剖析了该环冷机的余热回收情况,算得现有模式下环冷机的(?)回收率为23.1%,吨矿节能6.1kgce；建立了环冷机余热回收模型,讨论了空气初温和边缘效应对余热回收的影响：初始风温越高、边缘区域越小,余热回收效果越好。在此基础上,提出了梯级利用环冷机废风的节能减排新方案：①通过高温热风将环冷机一段和余热锅炉组成闭路循环系统,利用烧结矿显热生产高品质蒸汽并发电；②将环冷机三段废风通入二段,提高二段废风温度,将其直接供给烧结机用于点火炉的助燃空气。计算表明：新方案实施后,环冷机的(?)回收率可提高到41.5%,吨矿节能11.7kgce,比原方案节能5.6kgce/t矿。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-10
第1章文献综述  10-17
  1.1 我国钢铁工业能耗现状及余热余能回收利用  10-12
    1.1.1 我国钢铁工业能耗现状  10-11
    1.1.2 余热余能回收利用研究现状  11-12
  1.2 余热回收系统的分析方法  12-15
    1.2.1 火用分析的发展  12-14
    1.2.2 传热单元数法的应用  14-15
  1.3 论文的研究内容  15-17
第2章余热回收利用的热力学分析方法  17-35
  2.1 能量分析理论  17-28
    2.1.1 焓分析  17-19
    2.1.2 火用分析  19-24
    2.1.3 能级分析  24-28
  2.2 余热回收系统的热力学分析  28-32
    2.2.1 余热回收的评价指标  28-29
    2.2.2 余热回收系统模型  29-31
    2.2.3 余热热回收和动力回收基本原则  31-32
  2.3 典型余热资源的回收与利用  32-35
第3章鞍钢余热回收利用分析  35-49
  3.1 焦化工序余热回收  36-39
    3.1.1 设备及消耗情况  36
    3.1.2 余热回收热力学分析  36-39
  3.2 烧结工序余热回收  39-41
    3.2.1 设备及消耗情况  39-40
    3.2.2 余热回收热力学分析  40-41
  3.3 炼铁工序余热回收  41-44
    3.3.1 设备及消耗情况  41
    3.3.2 余热回收热力学分析  41-44
  3.4 炼钢工序余热回收  44-48
    3.4.1 设备及消耗情况  44-45
    3.4.2 余热回收热力学分析  45-48
  3.5 鞍钢余热资源及回收利用总体情况  48-49
第4章烧结矿显热回收技术的研究与应用  49-79
  4.1 国内外烧结回收现状  49-52
  4.2 烧结矿显热回收的热力学分析  52-58
  4.3 环冷机换热模型计算  58-71
    4.3.1 环冷机模型概况  58-60
    4.3.2 传热单元数法  60-64
    4.3.3 环冷机余热回收现状计算  64-71
  4.4 环冷机冷却效果影响因素讨论  71-72
    4.4.1 空气初温对余热回收的影响  71
    4.4.2 边缘效应对余热回收的影响  71-72
  4.5 环冷机余热回收改造方案  72-79
    4.5.1 改造方案的提出  72-74
    4.5.2 改造方案的热力学分析  74-79
第5章结论  79-80
参考文献  80-82
致谢  82-83
攻读硕士期间发表的论文  83

钢铁生产过程余热资源的回收与利用

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