用于高炉鼓风脱湿的余热驱动制冷系统研究

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钢铁工业作为我国工业化进程中支柱性产业,近年来得到快速发展,但钢铁工业同时又是高能耗产业。这一现状引起了人们对节能的重视,高炉节能的主要途径有提高风温,富氧鼓风,加强二次能源回收等,其中进行高炉鼓风脱湿,是近年来企业节能降耗的重要途径。高炉鼓风脱湿技术(Blast dehumidification Technology on BF)是去除高炉鼓风中的水分,使送入高炉内的空气的湿度降低到最佳操作所要求的数值,以节焦、增产为目的。本文从以下几个方面对高炉鼓风脱湿技术进行深入研究:(1)调研我国炼铁工业发展的现状、余热资源的回收现状、国内钢铁行业高炉鼓风脱湿技术的发展水平以及鼓风脱湿对高炉冶炼过程的具体影响。(2)以国内某大型高炉为例,采用鼓风机前冷却脱湿法,分别利用蒸汽和钢铁企业自身的废热(热风炉烟气)作为吸收式制冷系统的热源,建立鼓风脱湿系统的能源消耗和经济效益的数学模型,同时在模型基础上利用MATLAB软件编制程序,动态计算某一地区(以上海为例)不同目标湿度参数条件下高炉冶炼过程节能性和经济性,分别以高炉冶炼过程全年节能性和经济性最大为目标函数,确定了不同驱动热源的脱湿制冷系统在该地区的最佳目标湿度范围。(3)本文选定热风炉烟气作为吸收式制冷系统的驱动热源。阅读文献可知,目前热风炉烟气只用于回收高炉煤气和助燃空气,本文在计算高炉炼铁过程热工参数的基础上,分析并确定热风炉烟气利用顺序即先制冷后预热,先预热后制冷,使能源达到最佳利用的效果。(4)根据热风炉烟气的温度、流量及所需煤油换热介质温度设计烟气回收换热器,同时计算上海地区不同湿度下某高炉鼓风脱湿制冷系统的制冷量,根据前面确定的最佳目标湿度及余热热源种类设计吸收式制冷系统,计算用煤油做热源的吸收式制冷系统的运转参数、各设备的热负荷和各工作介质的流量,并为制冷机的结构设计提供必要的数据参数。(5)本文选取辽宁某钢铁企业450m3高炉分析应用新型鼓风脱湿系统后的高炉鼓风系统的节能性与经济性,计算设备投资回收期,得出合理的结论并提出建议与意见,为企业及相关领域的研究提供理论依据。
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