转炉汽化冷却烟道余热分析

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转炉汽化冷却烟道余热分析转炉汽化冷却烟道余热分析
张爱虎
(河北联合大学冶金与能源学院，洲北厝山063009)
关键词：汽化冷却烟道；温度场；压力场；模拟
摘 要：通过对转炉烟道的数值模拟，建立了转炉汽化冷却烟道模型，通过对烟道的温度场模
拟、压力场模拟以优化转炉汽化冷却烟道，降低单位能耗。对改善转炉冶炼的成本、减轻环境
污染和优化工艺结构具有重要意义。
中图分类号：TKll5 文献标志码：A
O 引 言
近年来，我国钢铁工业取得了令人瞩目的快速发展，中国钢铁工业通过20世纪后50年，特别是最后20
年间的发展，目前已成为世界钢铁第-生产大国。2005年中国钢产量达到34 900万t，超过了产钢量占世
界第2、3、4位国家的总和n]。钢铁工业作为资源、能源密集型行业，是耗能大户，其耗能量占全国能耗量的
16%左右，但吨钢可比能耗比先进国家高20%左右。能源问题日益成为我国钢铁工业降可持续发展的主
要制约瓶颈之-[2]。
1 系统参数
河北某轧厂4座55 t转炉，日产钢量为11 000 t左右，汽化冷却系统为自然循环系统。2008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57.6 t/h(调查数据)，可产生蒸汽46.1 t/h左右(按流量计算)，保守估计可用于发电的蒸汽量至少
可达到35 t/h，压力可达到1.6 MPa，为转炉余热发电奠定了良好的基矗调查期间由于蒸汽并人低压蒸汽
管网，因此压力较低，蓄热器出口压力只有0：44 MPa，吨钢回收蒸汽量100.58 kg/t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CO和CO：，根据对烟气热值的测定，可估计CO
和CO。的体积分数均为50%。
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、比热容、热导率、分子动力粘度等。这些参数都可以表示
成温度的函数，其形式为：
妒f丁1AlA2TA，丁2十A。p叫 (1)
CO和CO。的热力数据，加权平均后经多项式拟合得到P，C，，A，卢与温度的关系uo
根据实际测量结果，烟气进口温度t川1600C，出口温度t，。850℃；给水温度t，25℃，产生的饱和蒸汽
平均温度t。-160℃；通过观察汽包水位变化计算可得-个吹炼周期(约30 min)内产生蒸汽量q朋-8.5 t。
通过蒸汽侧计算总换热量为：
收稿日期：2010-09-27