高温液态熔渣离心粒化余热回收系统创建方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110484664A(43)申请公布日2019.11.22(21)申请号201910920605.5(22)申请日2019.09.27(71)申请人重庆大学地址400030重庆市沙坪坝区沙正街174号(72)发明人朱恂谭煜王宏廖强丁玉栋程旻(74)专利代理机构重庆市诺兴专利代理事务所(普通合伙)50239代理人卢玲(51)Int.Cl.C21B3/06(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图6页(54)发明名称高温液态熔渣离心粒化余热回收系统创建方法(57)摘要本发明公开了高温液态熔渣离心粒化余热回收系统创建方法，所述熔渣离心粒化余热回收系统包括中间包、粒化单元、移动床、混合器、余热锅炉单元及换热器；所述粒化单元包括粒化器、粒化仓水冷壁和底部流化床；其特征在于：该方法包括如下步骤：A、中间包设计：设计中间包储渣容量及中间包的形状和结构尺寸；B、粒化器设计；C、粒化仓水冷壁设计：根据粒化后炉渣液滴飞行速度，确定粒化仓的结构尺寸，选定水冷壁布置位置及方式，设计水冷壁的结构参数，根据粒化仓内粒化颗粒的放热量，通过传热计算获得流经水冷壁的冷却水流量；D、流化床设计；E、移动床设计；F、余热锅炉单元设计；H、混合器设计；本发明可广泛应用在钢铁、电力等领域。CN110484664ACN110484664A权利要求书1/3页1.高温液态熔渣离心粒化余热回收系统创建方法，所述熔渣离心粒化余热回收系统包括中间包、粒化单元、移动床、混合器、预热器及余热锅炉单元；所述粒化单元包括粒化器、粒化仓水冷壁和流化床；其特征在于：该创建方法包括如下步骤：A、中间包设计：根据高炉排渣规律、排渣方式及粒化器处理流量设计中间包储渣容量，再根据中间包出渣口与粒化器进渣口的距离、粒化器高度、中间包与高炉出渣口的高度差、现场空间位置等参数设计中间包的形状和结构尺寸；B、粒化器设计：B1、根据工程实际应用对象，确定需要获得的炉渣平均粒径；B2、根据粒化器处理量选取粒化器型式、材质及结构参数；B3、选择粒径预测关联式和粒化器强度计算式，计算获得满足强度要求的粒化器运行转速；B4、判断粒化器运行速度是否合理，若不合理则返回B2；B5、根据粒化器运行转速计算粒化后炉渣液滴飞行速度；B6、为对粒化器进行热防护，在粒化器底部设计强化冷却肋片及冷却腔室，确定肋片布置及冷却腔室结构尺寸；B7、选择粒化器底部冷却风的风速，计算冷却风的雷诺数，选择肋化表面强迫对流换热关联式，计算得到粒化器底部肋化表面对流换热系数；B8、根据粒化器表面温度低于材料许用温度100℃的原则，确定粒化器表面温度，并根据熔渣来流温度、粒化器结构参数及材料导热系数、固态熔渣导热系数、粒化器底部肋化表面对流换热系数等参数，计算获得粒化器表面上渣壳厚度及粒化器底部壁面温度；B9、根据粒化器结构尺寸及运行转速，判断渣壳厚度是否合理，如果不合理，返回B6；C、粒化仓水冷壁设计：根据粒化后炉渣液滴飞行速度，从而确定粒化仓的结构尺寸，选定水冷壁布置位置及方式，设计水冷壁的结构参数，根据粒化仓内粒化颗粒的放热量，通过传热计算获得流经水冷壁的冷却水流量；D、流化床设计：按照流态化手册，依据经典流化床设计流程，根据来自粒化仓的熔渣颗粒流量、炉渣平均粒径、炉渣温度及物性参数、冷却风进口风温，计算临界流化风速，设计流化床结构布置，计算得到流化床的结构设计参数和设计工况参数；通过实验关联式计算流化床的床层压降及换热量，获得冷却风出口风温；E、移动床设计：根据选定的耦合风冷及埋管式水冷的移动床设计流程，基于热平衡和传热计算得到风侧和水侧的换热量及运行工况参数，设计合理的移动床；F、余热锅炉单元设计：根据余热锅炉设计规范，确定蒸汽参数，基于混合室输出的风量及风温，以及来自移动床的工质水的流量及温度参数，设计计算获得余热锅炉的结构及尺寸；G、换热器设计：为了回收余热锅炉排气的余热，在移动床前设置换热器单元，采用余热锅炉出口低温空气加热来自粒化仓水冷壁的冷却水；根据换热器设计规范进行结构设计；H、混合器设计：将粒化仓出口和移动床出口的热空气进行混合，待输送进入余热锅炉。2.根据权利要求1所述的高温液态熔渣离心粒化余热回收系统创建方法，其特征在于：所述粒化仓水冷壁设计计算方法包括：C1、根据粒化器的处理量及粒化后炉渣液滴飞行速度，确定粒化仓的结构尺寸，选定水2CN110484664A权利要求书2/3页冷壁布置位置及方式；C2、计算水冷壁的换热面积；C3、确定进入水冷壁的冷却水进/出口水温、以及熔渣液滴初始温度及离开粒化仓的渣温；C4、通过实验关联式计算熔渣液滴对水冷壁的辐射换热，以及液滴/颗粒撞击水冷壁条件下的换热系数，从而计算获得