水泥是國民生產(chǎn)的基礎(chǔ)行業(yè),同時(shí)也是高耗能行業(yè)。回轉(zhuǎn)窯是水泥生產(chǎn)過程中熟料生成的核心部件,其能源消耗決定著水泥工業(yè)的生產(chǎn)水平。回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的能量損失主要來源于其外殼表面對外散熱以及窯內(nèi)出口余熱煙氣,相關(guān)研究表明其能量損失占水泥生產(chǎn)線總能耗的30～40%左右。因此,減少或者回收回轉(zhuǎn)窯設(shè)備的能量損失對于水泥工業(yè)的節(jié)能減排具有重要意義。本文以回轉(zhuǎn)窯表面用余熱回收裝置及相關(guān)余熱回收系統(tǒng)為研究對象,分析了回轉(zhuǎn)窯余熱回收裝置及相關(guān)系統(tǒng)的傳熱與流動(dòng)特性,構(gòu)建了回轉(zhuǎn)窯余熱利用設(shè)備及系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的理論模型,應(yīng)用優(yōu)化算法對其結(jié)構(gòu)與運(yùn)行參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),主要研究內(nèi)容與取得的成果如下所示:1.針對回轉(zhuǎn)窯集熱器裝置及系統(tǒng)的設(shè)計(jì)缺乏考慮回轉(zhuǎn)窯正常生產(chǎn)運(yùn)行的問題,理論分析了回轉(zhuǎn)窯橫截面的傳熱過程,確定了集熱器裝置的功能和邊界條件,構(gòu)建了回轉(zhuǎn)窯表面散熱的數(shù)學(xué)模型,對實(shí)際生產(chǎn)的回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)測量,數(shù)值計(jì)算了集熱器系統(tǒng)所需的熱源溫度以及換熱量。總結(jié)了余熱回收用集熱器系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)方法如下:窯內(nèi)生產(chǎn)分為三個(gè)不同區(qū)域,各個(gè)區(qū)域的化學(xué)反應(yīng)需要一定的溫度。對于回轉(zhuǎn)窯外殼表面,為避免其鋼制結(jié)構(gòu)承受較大熱應(yīng)力而造成壽命降低,各個(gè)區(qū)域外... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：185 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖２－２并聯(lián)集熱器系統(tǒng)示意圖??

〇＇．Ｐ?［。說（２＇３４）??圖２－３所示為ｎｘｍ個(gè)集熱器所組成的串并聯(lián)回轉(zhuǎn)窯表面余熱回收系統(tǒng)，系??統(tǒng)每個(gè)支路的能量守恒方程可寫為：??Ｃ?ｏｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ?ｓｙｓｔｅｍ??｜Ｙ｜７ｊＴｊ??？?？?？?？?？??？?？?？?？?？?？?？??ｇｇｇｊ?ｊ??ＢＢＢ?ｉ?ｉ??Ｈｅｕｌ?ｒｅｃｏｖｅｒｓ??丨丨丨Ｏｆｆ?—??＂４?７?？??！?？ｕ??Ｉ＇ｕ?１１１?｜＞??圖２－３串并聯(lián)集熱器系統(tǒng)簡化示意圖??〇?＝ｌｍ＇ＣＰ＾Ｉ．〇－Ｔ＞ｎ）（ｊ＇?＝?ｌ）??（２－３５）??其中，２為集熱器的換熱量，和：Ｔ分別為入口冷流體的溫度和熱源溫度，??／和７？分別表示第／個(gè)支路及第／支路的第ｙ個(gè)集熱器，〇表示出口。??由于集熱器對應(yīng)熱源溫度７＾為常數(shù)［１２Ｑ］，因此集熱器的傳熱方程如下形式：??２０??

圖２－５回轉(zhuǎn)窯余熱煙氣利用系統(tǒng)汽水過程圖??２．２．１余熱煙氣利用系統(tǒng)鍋爐的熱阻分析??如圖２－６所示為余熱鍋爐中冷工質(zhì)和余熱煙氣之間的溫差隨著換熱量的變??化趨勢，即余熱鍋爐工質(zhì)的圖。圖中上端的斜線與下端的折線分別表示余熱??煙氣與管內(nèi)工質(zhì)的溫度變化，余熱鍋爐管內(nèi)的工質(zhì)存在著三種狀態(tài)，分別為液態(tài)、??汽液兩相以及汽態(tài)，因此，余熱鍋爐內(nèi)的傳熱過程可以被分為區(qū)域１、區(qū)域２和??區(qū)域３，這三個(gè)區(qū)域可被視為三個(gè)換熱面串聯(lián)組成的鍋爐受熱面。另外，７｝，，和??Ｔｗ分別表示區(qū)域１和區(qū)域２換熱面的出口溫度。??２４??

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本文編號：3482941