铝熔体制备供应一体化的能耗对比分析

发布时间：2017-04-10 23:20

  本文关键词：铝熔体制备供应一体化的能耗对比分析，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：随着能源和环境压力不断升级,通过技术进步推动制造业向高效节能方向发展已成为人类文明发展的必然选择。本文在对某铸造企业采用的“熔化、精炼、浇注工序分离的传统熔体制备供应工艺模式”和采用的“熔化、精炼、浇注工序一体化实施的创新工艺模式”的铝熔体制备供应过程能耗数据进行了采集与计算,结合热平衡式对两种工艺模式的能耗进行了计算与分析,测定铝熔体制备供应过程中的热收入项和热支出项。最后结合工业炉节能措施及途径,分析了一体化炉具有较好节能效果的原因。所得研究主要结论如下:(1)建立铝熔体制备供应设备的热平衡式,确定热收入项为:金属氧化热、预热空气携入物理热、预热燃料携入物理热和燃料燃烧化学热;热支出项为:金属熔化吸收的有效热、高温烟气外排热损、炉墙散热的热损、炉门或炉壁开孔辐射热损、炉门盖缝隙漏气热损、炉渣带走热量和燃料不完全燃烧热损;(2)提出了现行工艺模式的熔体制备供应的主要节能技术为:炉型结构与工序改善技术、高温烟气余热利用技术、改进燃烧装置与燃烧控制技术以及炉衬和炉墙材料保温效果提升技术等;(3)提出了一体化炉的主要节能途径为:高温烟气余热利用技术和紧凑设计以减小单位产能炉墙面积技术;(4)对该企业两种熔体制备供应工艺模式的能耗数据分析表明:传统模式下,每小时产能为1吨的铝熔体制备设备的总燃气消耗为B=125 m3/h天然气;而同样产能的一体化炉综合能耗为54 m3/h天然气。说明在相同生产效率下,一体化炉能耗大大降低,有效地节约了能源;(5)能耗数据对比表明:一体化炉的热效率为54.1%,而现行铝熔体制备供应设备热效率仅为21.5%。在诸多热损项中,集中熔化炉的高温烟气带走热收入的24.6%,甚至高于热效率。而一体炉通过换热器将烟气余热用于助燃空气预热,将其排放温度降低至150℃,仅带走4.6%的热收入;(6)最后得出:烟气余热利用是一体化炉最具节能效果的技术手段,它不仅降低单产能耗,还降低烟气排放对环境的冲击;熔体制备供应一体化不仅精简了设备和熔体制备供应过程控制,还减少了人工需求和提供了生产无人化的前景,极具有推广价值。
【关键词】：铝熔体 能耗分析 节能 一体化炉 热平衡
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG292
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 前言9-10
• 1.2 节能的背景及意义10-11
• 1.2.1 节能的背景10
• 1.2.2 节能的意义10-11
• 1.3 铝熔体制备供应概述11-13
• 1.3.1 现行铝熔体制备供应工艺过程11-12
• 1.3.2 现行铝熔体制备供应模式12
• 1.3.3 铝熔体制备供应设备概述12-13
• 1.4 国内外铝熔体制备供应研究现状13-15
• 1.4.1 国外铝熔体制备供应研究现状13-14
• 1.4.2 我国铝熔体制备供应研究现状14-15
• 1.5 本课题的研究意义及内容15-17
• 1.5.1 本课题的研究意义15-16
• 1.5.2 本课题的研究内容16-17
• 2 铝熔体制备供应热平衡分析17-24
• 2.1 热平衡的意义17
• 2.2 热平衡中的各项热量17-18
• 2.3 热平衡的计算方法18-22
• 2.3.1 热收入项18
• 2.3.2 热支出项18-22
• 2.4 热平衡分析与热效率计算22-23
• 2.4.1 减小Q_(炉膛)的方法22
• 2.4.2 增大q_(有用)的方法22-23
• 2.4.3 热效率计算23
• 2.5 本章小结23-24
• 3 现行铝熔体制备供应的节能技术24-33
• 3.1 铝熔体制备供应的能耗概述24
• 3.2 节能技术的具体分析24-31
• 3.2.1 炉型结构与工序改善技术24-25
• 3.2.2 高温烟气回收利用技术25-26
• 3.2.3 新型燃烧装置与燃烧技术26-28
• 3.2.4 炉衬和炉墙材料保温技术28-31
• 3.3 节能技术的效果分析31-32
• 3.4 本章小结32-33
• 4 一体化炉的节能技术探讨33-44
• 4.1 一体化炉的工艺过程33-35
• 4.2 一体化炉的特点35-36
• 4.3 高温烟气回收利用技术36-41
• 4.3.1 回转型蓄热式换热器36-38
• 4.3.2 阀门切换型蓄热式换热器38-39
• 4.3.3 一体化炉烟气回收装置39-41
• 4.4 减小单位产能炉墙面积技术41-43
• 4.4.1 材料的选择41-43
• 4.4.2 减小炉墙面积技术43
• 4.5 本章小结43-44
• 5 现行铝熔体制备供应能耗分布44-55
• 5.1 集中熔化炉的能耗计算44-48
• 5.1.1 热收入项44-45
• 5.1.2 热支出项45-48
• 5.1.3 集中熔化炉能耗分布情况48
• 5.2 保温炉的能耗计算48-50
• 5.2.1 热收入项48
• 5.2.2 热支出项48-50
• 5.2.3 保温炉的能耗分布情况50
• 5.3 静置炉的能耗计算50-53
• 5.3.1 热收入项50-51
• 5.3.2 热支出项51-52
• 5.3.3 静置炉能耗分布情况52-53
• 5.4 其他用能设备能耗计算53
• 5.5 小结53-55
• 6 一体化炉能耗分布与计算55-61
• 6.1 一体化炉的热收入项55-56
• 6.2 一体化炉的热支出项56-58
• 6.3 一体化炉热效率计算58-59
• 6.4 一体化炉的能耗分布情况59
• 6.5 两种铝熔体制备供应模式能耗对比59-61
• 7 结论61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文目录66

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