高炉煤气余热锅炉水动力计算分析及软件开发

【摘要】：高炉煤气是冶金工业炼铁生产中产生的副产能源，也是高炉生产所需的主要能源之一。当前高炉煤气的排烟温度在700℃左右，烟气的余热存在着较大的回收价值，谋求余热的有效利用成为了必然。高炉煤气余热锅炉水动力计算的目的是为余热锅炉设计或循环系统变动较大改装的余热锅炉来确定最佳的回路结构，校核蒸发受热面的可靠性，并提出可靠性的措施。水动力计算的主要内容包括确定循环倍率、循环流量、循环回路的各种压差及可靠性指标等。 通过对高炉煤气余热锅炉具体结构特点和自然水循环的过程进行分析研究，建立了该余热锅炉水动力计算数学模型，进而确定了各管段系统的计算方法和非线性方程组求解具体过程。在此基础上，使用面向对象的编程语言C++，并采用Visual Studio2010可视化编程软件和Excel2007混合编程，利用Automation技术将计算数据导入到Excel2007中，并用Matlab2008对数据结果进行处理。软件的功能主要包括数据库的新建、打开文件功能；水动力计算功能；计算结果的输出功能以及内嵌的水和水蒸气性质的计算功能。计算结果是以Excel表格形式保存在用户的数据库中，更能直接形象的反应给用户以便查看和分析。 以有文献的锅炉水动力计算算例进行校核计算，验证了本软件的可靠性和准确性。进一步以该高炉煤气余热锅炉为例，利用本软件对其进行了水动力计算和分析，得到了操作参数和结构参数对该高炉煤气余热锅炉水动力特性的影响，所得结果为高炉煤气余热锅炉系统优化设计提供了良好的依据。 【关键词】：高炉煤气 余热锅炉 水动力计算 水循环 VC编程
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK229.929
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 目录9-11
• CONTENTS11-13
• 第1章 绪论13-19
• 1.1 前言13-14
• 1.2 本课题研究的背景及意义14
• 1.3 本课题国内、外研究现状与发展趋势14-17
• 1.3.1 国内、外余热锅炉的研究现状及发展趋势14-15
• 1.3.2 水动力研究现状及发展趋势15-16
• 1.3.3 国、内外水动力计算软件开发的现状16-17
• 1.4 本文主要研究内容17-19
• 第2章 锅炉水循环计算理论及基本计算公式的建立19-41
• 2.1 流动特性参数19-21
• 2.2 开始沸腾点的计算21-22
• 2.3 管内工质压降的计算22-27
• 2.3.1 单相流体的压降计算22-23
• 2.3.2 汽液两相流体的压降计23-27
• 2.4 水平蛇形管压降计算27-28
• 2.5 节流孔板的压降计算28-29
• 2.6 水和水蒸气的热物性参数29-37
• 2.7 水循环可靠性的校验37-40
• 2.7.1 水循环停滞及其校验37-38
• 2.7.2 循环倒流及其校验38-40
• 2.8 改善水循环措施40
• 2.9 本章总结40-41
• 第3章 高炉煤气余热锅炉结构及水动力计算数学模型构建41-55
• 3.1 高炉煤气余热锅炉结构及工作原理41-42
• 3.2 基本方程式42-45
• 3.3 数学模型建立45-52
• 3.3.1 压差法原理45-46
• 3.3.2 沉降室数学模型46-47
• 3.3.3 对流室 I 数学模型47-51
• 3.3.4 对流室 II 数学模型51-52
• 3.4 数学模型的求解52-54
• 3.5 本章小结54-55
• 第4章 高炉煤气余热锅炉水循环计算软件的设计55-67
• 4.1 软件开发工具55-56
• 4.2 软件开发总体思路56-57
• 4.2.1 软件功能的设计56
• 4.2.2 软件的总体结构56-57
• 4.3 程序计算基本工作57-58
• 4.4 程序计算过程及流程图58-61
• 4.5 软件应用61-65
• 4.5.1 软件启动界面61
• 4.5.2 软件界面操作61-64
• 4.5.3 数据存储与结构输出64-65
• 4.6 软件的验证65-66
• 4.7 本章总结66-67
• 第5章 高炉煤气余热锅炉系统特性分析67-87
• 5.1 高炉煤气余热锅炉系统水动力计算实例67-69
• 5.2 对流室Ⅰ特性分析69-82
• 5.2.1 汽包压力对水循环特性的影响70-72
• 5.2.2 给水温度对水循环特性的影响72-74
• 5.2.3 热负荷对水循环特性的影响74-81
• 5.2.4 结构参数对水循环特性的影响81-82
• 5.3 高炉煤气余热锅炉系统沉降室特性分析82-84
• 5.4 对流室Ⅱ特性分析84-86
• 5.5 本章小结86-87
• 总结与展望87-91
• 总结87-88
• 展望88-91
• 符号表91-95
• 参考文献95-99
• 致谢99

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