高炉炼铁(火用)分析及工艺参数优化

摘要

钢铁工业是国民经济的支柱产业，其能耗占全国总能耗的13％～14％。在钢铁企业能源消耗中，炼铁系统（烧结、焦化、高炉工序）的能耗居首位，占钢铁企业总能耗的70％，其中，高炉能耗占50％。因此，高炉工序的节能是钢铁企业贯彻节能减排政策的首要任务。本文根据热力学第二定律，运用(火用)分析方法，对高炉炼铁过程进行了详细的能量分析，为高炉节能降低成本提供重要的参考。
　　(火用)分析模型分白箱模型和黑箱模型，白箱模型是一种精细模型。本文采用白箱模型分析方法，对高炉内的各个用能过程逐个进行剖析。根据炼铁基础知识，在高炉配料计算和物料平衡计算的基础上，详细求解各化学反应过程的反应(火用)及不可逆(火用)损失、炉内传热不可逆(火用)损失、燃烧不可逆(火用)损失等，建立了高炉白箱(火用)分析模型;根据所建立的(火用)分析模型，详细分析了(火用)损失的环节及因素，得到了高炉(火用)效率为33.2％，内部(火用)损失为42.62％（主要是燃烧不可逆损失和反应不可逆损失），外部(火用)损失为16.81％;分析了矿石品位、鼓风温度、湿度、焦比、煤比等因素对(火用)损失的影响关系。
　　以鞍钢11号高炉实际生产数据为依据，在高炉白箱分析模型的基础上，以高炉(火用)损失最小为目标，以物料平衡、(火用)平衡、渣平衡及高炉操作线等为约束条件，建立了鞍钢11号高炉优化模型;运用lingo软件对模型进行优化求解，得到了在最小(火用)损失条件下的最佳配料、焦比、煤比等工艺参数;通过与实际生产数据对比，证明了高炉白箱(火用)分析模型和优化模型的正确性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景

1．1．1 高炉炼铁生产过程及工艺特点

1．1．2 问题的提出

1．1．3 高炉节能的重要意义

1．2 (火用)分析和能分析区别

1．3 (火用)分析方法的发展

1．4 课题研究的主要内容

第2章 (火用)分析基本理论

2．1 能量的形态和性质

2．2 (火用)的概念

2．2．1 评价能量价值的物理量—(火用)

2．2．2 (火用)概念的扩展及性质

2．3 (火用)分析的基本模型

2．4 (火用)值计算的模型

2．4．1 几种主要形态能量的物理(火用)的计算

2．4．2 反应(火用)的计算

2．5 (火用)损失计算

2．5．1 (火用)损失

2．5．2 几种主要的内部(火用)损失

2．6 (火用)评价参数

2．6．1 (火用)效率概念

2．6．2 (火用)效率的定义规律及分类

第3章 高炉白箱(火用)分析模型建立及实例

3．1 高炉主要的化学反应

3．2 高炉炼铁配料及物料平衡计算

3．2．1 高炉的配料计算

3．2．2 高炉的物料平衡计算

3．3 高炉白箱(火用)平衡模型建立

3．3．1 (火用)收入项

3．3．2 (火用)支出项

3．4 (火用)评价指标分析

第4章 高炉工艺操作参数对(火用)损失的影响

4．1 鼓风温度对燃烧(火用)损失的影响

4．2 鼓风温度对传热(火用)损失的影响

4．3 矿石品位对(火用)损失的影响

4．3．1 烧结矿品味对高炉(火用)损失影响

4．3．2 球团矿品味变化对高炉(火用)损失影响

4．4 焦比和煤比对(火用)损失的影响

4．5 鼓风温度对(火用)损失的影响

4．6 鼓风湿度对(火用)损失的影响

4．7 降低(火用)损失的措施

第5章 高炉工艺参数的优化

5．1 高炉的优化模型建立

5．1．1 优化变量

5．1．2 目标函数

5．1．3 约束条件

5．2 模型的优化求解

第6章 结论

参考文献

致谢

附录