環(huán)冷機煙氣流場數(shù)值模擬及余熱回收系統(tǒng)優(yōu)化.pdf

1、燒結(jié)礦的冷卻是在鼓風(fēng)環(huán)式環(huán)冷機(簡稱環(huán)冷機)內(nèi)進行的。環(huán)冷機是鋼鐵行業(yè)燒結(jié)工藝冷卻過程的重要設(shè)備,一般采用分段式鼓風(fēng)冷卻方式,從環(huán)冷機底部風(fēng)箱鼓入的冷空氣與臺車內(nèi)熾熱的燒結(jié)礦進行熱交換,達到冷卻目的。目前國內(nèi)外針對環(huán)冷機煙氣余熱發(fā)電項目已有大量應(yīng)用,一直以來對環(huán)冷機的運行和改進主要依靠工程經(jīng)驗,缺乏系統(tǒng)的研究和分析,對其內(nèi)部冷卻過程的數(shù)值模擬也不多見。因此,基于實際工程建立環(huán)冷機冷卻工藝的物理數(shù)學(xué)模型,進一步研究和探索環(huán)冷機內(nèi)流體流動過

2、程和傳熱傳質(zhì)過程,以科學(xué)的手段獲得其流場、熱工過程等相關(guān)參數(shù),解釋相關(guān)現(xiàn)象,以期指導(dǎo)工程實際。
　　 本文以國內(nèi)某鋼鐵企業(yè)燒結(jié)工藝的360m2環(huán)冷機為研究對象,介紹了環(huán)冷機的發(fā)展及其工藝特點,并在此基礎(chǔ)上建立環(huán)冷機實物尺寸的物理模型和環(huán)冷機內(nèi)流體流動過程、燒結(jié)礦熱過程的數(shù)學(xué)模型,采用結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格離散計算區(qū)域。設(shè)定燒結(jié)礦為多孔介質(zhì)模型,基于CFD計算流體力學(xué)軟件FLUENT,選用湍流流動的標準k-ε雙方程模型模擬流體流

3、動的壓力分布及速度矢量分布。模擬單個風(fēng)箱段燒結(jié)礦冷卻過程的溫度分布。針對現(xiàn)有環(huán)冷機內(nèi)燒結(jié)礦顯熱回收余熱發(fā)電項目,結(jié)合模擬研究成果,模擬分析環(huán)冷機煙氣分段回收、熱風(fēng)循環(huán)后流體流動特性,對余熱回收的系統(tǒng)及工藝進行優(yōu)化改進。主要的研究成果有:
　　 1)得到環(huán)冷機內(nèi)部流場分布,燒結(jié)礦料層內(nèi)流體平均流速約為0.01m/s,環(huán)冷機熱風(fēng)罩內(nèi)流體速度大小在3m/s范圍內(nèi):
　　 2)冷卻流體以射流形式?jīng)_刷冷卻燒結(jié)礦料,而并沒有在底部風(fēng)