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基于(火用)分析的钢铁生产过程能效评估方法研究

李姗姗  
【摘要】:能源是人类赖以生存和发展的基础,在国民经济中具有重要的战略地位。钢铁行业能源消耗量巨大,约占全国工业总消耗量的15%,究其原因,一方面,钢铁行业本身是能源密集型产业,消耗能源较多;另一方面,我国钢铁产量较大,约占世界钢铁产量的一半,但国内的钢铁生产技术水平参差不齐,能源浪费十分严重。因此,钢铁生产过程的节能降耗工作一直被重点关注。对钢铁生产过程能源利用效率的评估是开展节能减排工作和发展节能技术的基础。全面、正确、可行的评估结果能科学地展示能源的利用结构和解释能源损耗的原因,为进一步挖掘节能潜力提供思路和理论依据。 (?)的概念综合了能量的数量与质量,且对工程应用来说,(?)分析方法不但可以分析系统内部的过程,而且还能够反映系统的能流、作为能量载体的物质流与系统外部的相互作用,以及环境的状态(温度、压力等),因此,本课题选用(?)分析方法作为基础理论,用(?)效率的大小来全面衡量钢铁生产过程的能源利用效率。 钢铁企业的生产线具有流程长、过程复杂的特点,为整个钢铁生产过程的能效评估带来很大的困难。为此,本文对钢铁生产工艺流程做了深入分析,并在此基础上将其划分为工序与工序间连接部分两种过程,把对钢铁生产过程的能效分析分解为对工序和工序间连接部分的能效分析。而后,本文探讨了用能边界的划定方法,通过确定研究对象、划定生产相关设备、确立用能边界内物质、划定能量边界四步找出研究过程的用能范围。 为了对工序进行能效评估,本文建立了工序(?)分析模型,把工序涉及的所有(?)流分为物料(?)输入、能源(?)输入、产品(?)输出、内部(?)损失、外部(?)损失和(?)回收六个部分,并阐述了每一部分的能量范围和(?)值计算方法。然后,本文以某钢铁厂的炼钢工序为实例,利用工序(?)分析模型计算了该工序的(?)效率,通过对结果的分析得出工序的用能结构,并从能质的角度指明了提高工序(?)效率的方法。 同样,为了对工序间连接部分进行能效评估,本文建立了工序间连接部分(?)分析模型,把工序间连接部分涉及的所有(?)流分为产品(?)输入、能源(?)输入、原料(?)输入、内部(?)损失、外部(?)损失和(?)回收,并阐释了每一部分的能量范围和(?)值计算方法。最后,本文以某钢铁厂高炉-转炉工序间连接部分为实例,利用工序间连接部分(?)分析模型计算了该工序间连接部分的(?)效率,并从能质的角度揭示了工序间连接部分能量损耗的根本原因。


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