在现代钢铁生产过程中，烧结是给炼铁高炉提供原料的重要环节，目前国内外烧结生产中普遍应用的烧结设备是带式烧结机。在带式烧结工艺中，由于在大型化、密封性能等方面的优势，环冷机成为了当前最主要的热烧结矿冷却设备，如何能够更好的回收环冷机废气热量成为了烧结生产过程中节能减排的重要研究方向，而环冷机的布料方式对有效回收环冷机废气热量有着重要影响。
本文在查阅大量相关文献的基础上，以国内某钢铁厂的环冷机为研究对象，针对环冷机分层布料的特点，以多孔介质模型为基础，结合FLUENT软件的UDF和UDS功能，建立了分层布料工况下环冷机换热过程的数学模型，利用计算流体动力学软件FLUENT求解该模型，得到了环冷机台车内部的冷却空气的压力场、温度场、速度场及烧结矿温度场的分布规律;并利用正交实验法对环冷机分层布料工况下的10个相关参数进行优化，得到了最优的运行参数组合;最后，根据优化结果设计了环冷机分层布料装置—分层布料斗，并通过实验验证了其设计的合理性与可靠性。研究结果证明分层布料能够大大提高环冷机的余热回收能力，对降低钢铁行业的能耗有重要意义。
本论文主要研究成果如下:
(1)利用正交实验法，对进口风速、上下层料层的高度、烧结矿上中下三层粒径、上中下三层孔隙率大小、余热利用区进口风温10个参数进行了优化分析。通过对不同布料工况的环冷机的运行效果的比较，找到了最优分层布料工况。
(2)对模型计算结果与现场测试结果进行了比较，最大误差小于10％，验证了模型的正确性;
(3)研究结果表明，按粒度对环冷机烧结矿实行分层布料可有效提高环冷机“余热利用区”出口烟气温度和环冷机的余热回收利用率，余热回收利用量比常规工况提高了23.2％，出口烟气平均温度比常规工况提高了43.72 K。
(4)在热工仿真计算的基础上，设计了分层布料装置—分层布料斗，并通过实验验证了其设计的合理性与可靠性。
- 作 者：
- 田万一
- 学科专业：
- 动力工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 中南大学
- 导师姓名：
- 张家元戴传德
- 学位年度：
- 2012
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
