转炉汽化冷却烟道余热分析
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平 均 温 度 一 Ｉ ０℃ ； 过 观察 汽 包 水 位 变化 计 算 可 得 一 个 吹炼 周 期 （ ３ ｎ 内产 生 蒸 汽 量 ｑ ６ 通 约 ０ ｍｉ ） Ⅲ：８ ５ ｔ ． 。
通过 蒸汽 侧计 算总 换热量 为 ：
收 稿 日 期 ： （ （（ — ７ ２） 】） ２ ｌ一９
和 Ｃ 的 体积分 数均 为 ５ 。 ０。 Ｏ
烟 道 中 烟 气 的 基 本 热 力 学 参数 ： 与计 算 相 关 的 热 力 学 参 数 主 要 有 烟 气 的 密 度 、 热 容 、 导 率 、 子 动 力 粘 度 等 。 这 些 参 数 都 可 以 表 示 比 热 分 成 温 度 的 函数 ， 形 式 为 ： 其
关键 词 ： 化 冷却烟 道 ； 汽 温度 场 ； 力场 ； 拟 压 模 摘 要 ： 过 对 转 炉 烟 道 的数 值 模 拟 ， 立 了 转 炉 汽 化 冷 却 烟 道 模 型 ， 过 对 烟 道 的 温 度 场 模 通 建 通
拟 、 力场模 拟 以优 化转 炉汽化冷却烟道 ， 压 降低 单 位 能耗 。对 改善 转 炉 冶炼 的成本 、 轻环 境 减
管网， 因此 压 力 较 低 ， 热 器 出 口压 力 只 有 ０ ４ Ｐ ， 钢 回 收蒸 汽 量 １ ０ ５ ｇ ｔ 。 蓄 ． ４Ｍ ａ 吨 ０ ． ８ｋ ／ 钢
２ 烟 气 组 成 及 流 量
烟道 中烟气 的组成 ： 该转炉 烟道 中的烟气 成 分 主要 是 ｃ 和 Ｃ ， Ｏ Ｏ。 根据 对 烟气 热 值 的测 定 ， 可估 计 Ｃ Ｏ
ｑ ‰ 一 ＿ 一 ３ ７ ７ ｋ ） 一 ｌ ． ４ （ ｇ ｓ 。 ／
（） ５
３ 计 算 模 型
在 主流 区采用 ｘ ｓＲＮＧ模型 ， － ／ 近壁 面 区域采用 二 层非平 衡 的壁 面 函数 模型 。
ｘ ｓＲＮＧ模 型 ： －ｓＲＮＧ模 型 是 从 暂 态 Ｎ —Ｓ 方 程 中 推 出 的 ， 用 了 一 种 叫 “ｅ ｏ ｍａｉ ｔ ｎｇｏ ｐ － ／ Ｋ ／ 使 ｒｎ ｒ ｌ ａｉ ｒ ｕ ” ｚ ｏ
Ｖ １３ Ｎ ． ｏ． ３ ｏ２
Ｍａ ． ０ ｙ ２ １ １
文章 编 号 ： ６ ４ ０ ６ （ ０ １ ０ —０ ８０ １ ７ — ２ ２ ２ １ ） ２０ ８ — ５
转 炉 汽 化 冷 却 烟 道 余 热 分 析
张 爱 虎
（司北 联 合 大 学 冶 金 与 能 源 学 院 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ 『 － 词 ６ ０ ９）
第 ２期
张爱 虎 ： 炉汽 化冷却 烟 道余 热分 析 转
８ ９
一
（ ２）
查 表 可 得 ， ＝ ２ ￣ ｈ 一 １ ４ ７ ６ Ｊ ｋ ￣ 一 ｌ ０Ｃ，。 ７ ６ ７ ６ Ｊ ｋ ｔ ５Ｃ， ０ ． ６ ｋ ／ ｇ 。 ６ ￣ ｈ ＝２ ５ ． ２ ｋ ／ ｇ
代入 上式计 算 ，
第 ３ ３卷 第 ２期
２１ ０ １年 ５月
河 北理 工 大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＩ ｂ ｉ ｏｙｅ ｈ ｉ ｉｅ ｓｔ （ ｌ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｅ ｅ ｌｔｃ ｎｃＵｎ ｖ ｒｉ Ｎａ ｕ ａ ｉｎ ｅ Ｅ ｉｉ ） ｏ ｔ Ｐ ｙ Ｓ ｏ
年 间的发展 ， 目前 已成 为世界钢铁 第 一生 产大 国 。２ ０ ０ ５年 中 国钢产 量 达到 ３ ０ ４９ ０万 ｔ 超过 了产钢 量 占世 ， 界第 ２ ３ ４位 国家 的总 和 。钢铁 工业作为 资源 、 源密集 型行 业 ， 、、 能 是耗 能大 户 ， 耗 能量 占全 国能耗量 的 其
ＱＷ一 — — 一 — 丽 — — 一 一 型 ——
一 １ ５ ３ １ 一 ２ ２ ・ ４ｋ Ｋ ｗ
．
（ ） ３
取 烟 气 平 均 温 度
ｆ 一
≠ 一２ ℃ １５ ２
（） ４
计 算 得 Ｃ ＝ ２ ４ ６（ ／ ｇ・ｋ） ＝ ＝１ １ ． Ｊ ｋ
根 据 热 量 平 衡得 出 烟 气 流 量 为 ：
ｆ－ 一 Ａｌ＋ Ａ２ ＋ Ａ ／ 、 丁 ＋… ＋ Ａ ｌ （） １
Ｃ 和 Ｃ 热 力 数 据 ， 权 平 均 后 经 多 项 式 拟 合 得 到 』 Ｃ ， 与 温 度 的关 系 Ｏ Ｏ的 加 Ｄ ， ，
根据 实际测量结果 ， 烟气进 口温度 ｔ 一１０ ￣ 出 口温度 ｔ ６０ Ｃ， 口一８０℃ ； ５ 给水温 度 ｆ＝ ５℃ ， ＝ ＝２ 产生的饱和蒸汽
污 染 和 优 化 工 艺 结 构 具 有 重要 意 义 。
中 图 分 类 号 ：ＴＫ１ ＋ ５ 文 献标 志 码 ： １ Ａ
０ 引 言
近 年 来 ， 国钢 铁 工 业 取 得 了 令 人 瞩 目的 快 速 发 展 ， 国 钢 铁 工 业 通 过 ２ 我 中 Ｏ世 纪 后 ５ Ｏ年 ， 别 是 最 后 ２ 特 ０
１ 左 右 ， 吨 钢 可 比能 耗 比先 进 国 家 高 ２ 左 右 。能 源 问题 日益 成 为 我 国钢 铁 工 业 健 康 可 持 续 发 展 的 主 ６ 但 Ｏ
要 制约瓶 Βιβλιοθήκη Baidu之 一印］ 。
１ 系 统参 数
河 北 某 轧 厂 ４座 ５ 转 炉 ， ５ｔ 日产 钢 量 为 １ ０ 左 右 ， 化 冷 却 系 统 为 自然 循 环 系 统 。 ２ ０ １ ０ｔ ０ 汽 ０ ８年 对 轧 厂
的汽化冷却 系统 和烟气 除尘 系统进行 了系统 改造 ， 回收蒸 汽量 和蒸 汽压力 有 了很 大进 步 。轧厂 吹炼 时汽包 补 水量 ５ ． ／ （ ７ ６ｔｈ 调查 数据 ） 可产生蒸 汽 ４ ． ／ ， ６ １ｔｈ左右 （ 流 量计算 ） 保守 估计 可用 于 发 电的蒸 汽 量至少 按 ， 可 达到 ３ ／ ， 力可 达到 １ ６ＭＰ ， ５ｔｈ 压 ． ａ 为转炉余 热发 电奠定 了 良好的基础 。调查期 间 由于蒸汽 并人低压蒸汽
通过 蒸汽 侧计 算总 换热量 为 ：
收 稿 日 期 ： （ （（ — ７ ２） 】） ２ ｌ一９
和 Ｃ 的 体积分 数均 为 ５ 。 ０。 Ｏ
烟 道 中 烟 气 的 基 本 热 力 学 参数 ： 与计 算 相 关 的 热 力 学 参 数 主 要 有 烟 气 的 密 度 、 热 容 、 导 率 、 子 动 力 粘 度 等 。 这 些 参 数 都 可 以 表 示 比 热 分 成 温 度 的 函数 ， 形 式 为 ： 其
关键 词 ： 化 冷却烟 道 ； 汽 温度 场 ； 力场 ； 拟 压 模 摘 要 ： 过 对 转 炉 烟 道 的数 值 模 拟 ， 立 了 转 炉 汽 化 冷 却 烟 道 模 型 ， 过 对 烟 道 的 温 度 场 模 通 建 通
拟 、 力场模 拟 以优 化转 炉汽化冷却烟道 ， 压 降低 单 位 能耗 。对 改善 转 炉 冶炼 的成本 、 轻环 境 减
管网， 因此 压 力 较 低 ， 热 器 出 口压 力 只 有 ０ ４ Ｐ ， 钢 回 收蒸 汽 量 １ ０ ５ ｇ ｔ 。 蓄 ． ４Ｍ ａ 吨 ０ ． ８ｋ ／ 钢
２ 烟 气 组 成 及 流 量
烟道 中烟气 的组成 ： 该转炉 烟道 中的烟气 成 分 主要 是 ｃ 和 Ｃ ， Ｏ Ｏ。 根据 对 烟气 热 值 的测 定 ， 可估 计 Ｃ Ｏ
ｑ ‰ 一 ＿ 一 ３ ７ ７ ｋ ） 一 ｌ ． ４ （ ｇ ｓ 。 ／
（） ５
３ 计 算 模 型
在 主流 区采用 ｘ ｓＲＮＧ模型 ， － ／ 近壁 面 区域采用 二 层非平 衡 的壁 面 函数 模型 。
ｘ ｓＲＮＧ模 型 ： －ｓＲＮＧ模 型 是 从 暂 态 Ｎ —Ｓ 方 程 中 推 出 的 ， 用 了 一 种 叫 “ｅ ｏ ｍａｉ ｔ ｎｇｏ ｐ － ／ Ｋ ／ 使 ｒｎ ｒ ｌ ａｉ ｒ ｕ ” ｚ ｏ
Ｖ １３ Ｎ ． ｏ． ３ ｏ２
Ｍａ ． ０ ｙ ２ １ １
文章 编 号 ： ６ ４ ０ ６ （ ０ １ ０ —０ ８０ １ ７ — ２ ２ ２ １ ） ２０ ８ — ５
转 炉 汽 化 冷 却 烟 道 余 热 分 析
张 爱 虎
（司北 联 合 大 学 冶 金 与 能 源 学 院 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ 『 － 词 ６ ０ ９）
第 ２期
张爱 虎 ： 炉汽 化冷却 烟 道余 热分 析 转
８ ９
一
（ ２）
查 表 可 得 ， ＝ ２ ￣ ｈ 一 １ ４ ７ ６ Ｊ ｋ ￣ 一 ｌ ０Ｃ，。 ７ ６ ７ ６ Ｊ ｋ ｔ ５Ｃ， ０ ． ６ ｋ ／ ｇ 。 ６ ￣ ｈ ＝２ ５ ． ２ ｋ ／ ｇ
代入 上式计 算 ，
第 ３ ３卷 第 ２期
２１ ０ １年 ５月
河 北理 工 大 学 学 报 （ 自然 科 学 版 ）
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆＩ ｂ ｉ ｏｙｅ ｈ ｉ ｉｅ ｓｔ （ ｌ ｒ ｌ ｃｅ ｃ ｄ ｔ ｎ ｏ ｒ ａ ｅ ｅ ｌｔｃ ｎｃＵｎ ｖ ｒｉ Ｎａ ｕ ａ ｉｎ ｅ Ｅ ｉｉ ） ｏ ｔ Ｐ ｙ Ｓ ｏ
年 间的发展 ， 目前 已成 为世界钢铁 第 一生 产大 国 。２ ０ ０ ５年 中 国钢产 量 达到 ３ ０ ４９ ０万 ｔ 超过 了产钢 量 占世 ， 界第 ２ ３ ４位 国家 的总 和 。钢铁 工业作为 资源 、 源密集 型行 业 ， 、、 能 是耗 能大 户 ， 耗 能量 占全 国能耗量 的 其
ＱＷ一 — — 一 — 丽 — — 一 一 型 ——
一 １ ５ ３ １ 一 ２ ２ ・ ４ｋ Ｋ ｗ
．
（ ） ３
取 烟 气 平 均 温 度
ｆ 一
≠ 一２ ℃ １５ ２
（） ４
计 算 得 Ｃ ＝ ２ ４ ６（ ／ ｇ・ｋ） ＝ ＝１ １ ． Ｊ ｋ
根 据 热 量 平 衡得 出 烟 气 流 量 为 ：
ｆ－ 一 Ａｌ＋ Ａ２ ＋ Ａ ／ 、 丁 ＋… ＋ Ａ ｌ （） １
Ｃ 和 Ｃ 热 力 数 据 ， 权 平 均 后 经 多 项 式 拟 合 得 到 』 Ｃ ， 与 温 度 的关 系 Ｏ Ｏ的 加 Ｄ ， ，
根据 实际测量结果 ， 烟气进 口温度 ｔ 一１０ ￣ 出 口温度 ｔ ６０ Ｃ， 口一８０℃ ； ５ 给水温 度 ｆ＝ ５℃ ， ＝ ＝２ 产生的饱和蒸汽
污 染 和 优 化 工 艺 结 构 具 有 重要 意 义 。
中 图 分 类 号 ：ＴＫ１ ＋ ５ 文 献标 志 码 ： １ Ａ
０ 引 言
近 年 来 ， 国钢 铁 工 业 取 得 了 令 人 瞩 目的 快 速 发 展 ， 国 钢 铁 工 业 通 过 ２ 我 中 Ｏ世 纪 后 ５ Ｏ年 ， 别 是 最 后 ２ 特 ０
１ 左 右 ， 吨 钢 可 比能 耗 比先 进 国 家 高 ２ 左 右 。能 源 问题 日益 成 为 我 国钢 铁 工 业 健 康 可 持 续 发 展 的 主 ６ 但 Ｏ
要 制约瓶 Βιβλιοθήκη Baidu之 一印］ 。
１ 系 统参 数
河 北 某 轧 厂 ４座 ５ 转 炉 ， ５ｔ 日产 钢 量 为 １ ０ 左 右 ， 化 冷 却 系 统 为 自然 循 环 系 统 。 ２ ０ １ ０ｔ ０ 汽 ０ ８年 对 轧 厂
的汽化冷却 系统 和烟气 除尘 系统进行 了系统 改造 ， 回收蒸 汽量 和蒸 汽压力 有 了很 大进 步 。轧厂 吹炼 时汽包 补 水量 ５ ． ／ （ ７ ６ｔｈ 调查 数据 ） 可产生蒸 汽 ４ ． ／ ， ６ １ｔｈ左右 （ 流 量计算 ） 保守 估计 可用 于 发 电的蒸 汽 量至少 按 ， 可 达到 ３ ／ ， 力可 达到 １ ６ＭＰ ， ５ｔｈ 压 ． ａ 为转炉余 热发 电奠定 了 良好的基础 。调查期 间 由于蒸汽 并人低压蒸汽