·862· 工程科学学报，第37卷，第7期 热损失 2 软件的开发与应用 第三步（矿热炉能量流计算） 输入热量：根据矿热炉所需电能计算电能转化热、 由于回转窑一矿热窑生产工艺的物质流和能量流 由焙烧砂量计算焙烧砂带入热量，由矿热炉中产生C0 计算比较复杂，且各成分的含量在镍铁治炼过程中随 量计算C0生成热，由矿热炉生成渣量计算造渣反 工况不同而改变，本研究针对回转窑一矿热炉生产工 应热. 艺中12th、粗制镍的质量分数12%、镍的回收率 输出热量：依据生成镍铁产品量可计算粗镍铁制 95%、碱度比为0.8和适应不同红土矿、烟煤和无烟煤 品带走热量，由还原反应公式计算还原反应吸热，由生 中成分变化进行研究，以满足不同粗镍铁制品的生产， 成的炉渣量计算炉渣带走热量，由矿热炉中产生的炉 简化手工计算的重复劳动，提高计算的准确度，特对其 气量计算炉气带走的热量，由矿热炉炉体结构和尺寸 计算过程利用Visual Basic编程软件制作完成，程序框 计算热损失 图如图3所示 (开始 设定参数 干燥简 是否进行 进行物质 误差是 是 是否进行 是进行能城 误差是 是偷物质流和能量 物质流计算 流算 否究许 能量流计算 流计算 否允许 流算表及饼图 反馈间转等 进行向转密 烟气及热量 i算 回转窑 喻：物流和能量 误差品 进行能量 是5进立 进行物硬 是 是否讲行 流计算表及饼图 智允许 流算 能量流计算 否允许 流计算 物质流计算 进行利 反做矿共炉 热炉计算 炉气量及热量 矿热炉 是否进疗 是 进行物质 误烧是 是 是否进行 是进行能量 类龙是 恤出物研流利能量 物质流计算 流计算 雪允许 能量流计算 流谊 雪元作 流计算表及图 结浆 图3物质流和能量流程序计算框图 Fig.3 Block diagram of a program for material flow and energy flow calculation 图4是Visual Basic计算软件的主界面，在该界面 灰石量，干燥筒和回转窑中产生的烟气量及其成分、干 上可通过两个操作参数和物性参数的设置界面按钮进 燥筒中水分蒸发量和余热烟气进入量、烟气中热量的 行参数设置，用“矿热炉主要结构参数与产量关系”的 利用率、矿热炉炉气量和利用率、各系统中输入热量和 按钮对矿热炉电极直径、炉子结构、二次电压、二次电 输出热量中各项含量、粗镍铁制品中S和P的去除率、 流等参数进行计算，而干燥筒、回转窑和矿热炉的物质 渣铁比、炉渣量及成分和镍铁产品含量，并计算矿热炉 流和能量流分别通过“干燥筒”、“回转窑”和“矿热 电极、炉体尺寸、二次电压、二次电流量、额定电容等 炉”三个按钮进入其相应界面计算. 数据. 3计算结果 图5、图6和图7分别为干燥筒物质流和能量流计 算界面、回转窑物质流和能量流计算界面、矿热炉物质 利用Visual Basic软件对干燥筒、回转窑和矿热炉 流和能量流计算界面.由图5计算结果可知，由于干 中各自的物质流和能量流及各阶段红土矿成分的变化 燥筒利用烟煤燃烧和余热烟气干燥物料，使物料质量 量进行计算，通过各阶段物料中各成分含量的变化分 减少20.7h,而干燥产生的水蒸气和烟煤燃烧产生 析红土矿被还原情况，根据能量流分配情况及红土矿 的C02又使排放的烟气质量增加37.38th.干燥筒 被还原程度计算各子工艺系统所需烟煤、无烟煤和石 的主要作用是干燥物料，因此能量损失主要集中在蒸工程科学学报，第 37 卷，第 7 期 热损失． 第三步( 矿热炉能量流计算) 输入热量: 根据矿热炉所需电能计算电能转化热、 由焙烧砂量计算焙烧砂带入热量，由矿热炉中产生 CO 量计算 CO 生 成 热，由矿热炉生成渣量计算造渣反 应热． 输出热量: 依据生成镍铁产品量可计算粗镍铁制 品带走热量，由还原反应公式计算还原反应吸热，由生 成的炉渣量计算炉渣带走热量，由矿热炉中产生的炉 气量计算炉气带走的热量，由矿热炉炉体结构和尺寸 计算热损失． 2 软件的开发与应用 由于回转窑--矿热窑生产工艺的物质流和能量流 计算比较复杂，且各成分的含量在镍铁冶炼过程中随 工况不同而改变，本研究针对回转窑--矿热炉生产工 艺中 12 t·h － 1、粗制镍的质量分数 12% 、镍的回收率 95% 、碱度比为 0. 8 和适应不同红土矿、烟煤和无烟煤 中成分变化进行研究，以满足不同粗镍铁制品的生产， 简化手工计算的重复劳动，提高计算的准确度，特对其 计算过程利用 Visual Basic 编程软件制作完成，程序框 图如图 3 所示． 图 3 物质流和能量流程序计算框图 Fig． 3 Block diagram of a program for material flow and energy flow calculation 图 4 是 Visual Basic 计算软件的主界面，在该界面 上可通过两个操作参数和物性参数的设置界面按钮进 行参数设置，用“矿热炉主要结构参数与产量关系”的 按钮对矿热炉电极直径、炉子结构、二次电压、二次电 流等参数进行计算，而干燥筒、回转窑和矿热炉的物质 流和能量流分别通过“干燥筒”、“回转窑”和“矿热 炉”三个按钮进入其相应界面计算． 3 计算结果 利用 Visual Basic 软件对干燥筒、回转窑和矿热炉 中各自的物质流和能量流及各阶段红土矿成分的变化 量进行计算，通过各阶段物料中各成分含量的变化分 析红土矿被还原情况，根据能量流分配情况及红土矿 被还原程度计算各子工艺系统所需烟煤、无烟煤和石 灰石量，干燥筒和回转窑中产生的烟气量及其成分、干 燥筒中水分蒸发量和余热烟气进入量、烟气中热量的 利用率、矿热炉炉气量和利用率、各系统中输入热量和 输出热量中各项含量、粗镍铁制品中 S 和 P 的去除率、 渣铁比、炉渣量及成分和镍铁产品含量，并计算矿热炉 电极、炉体尺寸、二次电压、二次电流量、额定电容等 数据． 图5、图6 和图7 分别为干燥筒物质流和能量流计 算界面、回转窑物质流和能量流计算界面、矿热炉物质 流和能量流计算界面． 由图 5 计算结果可知，由于干 燥筒利用烟煤燃烧和余热烟气干燥物料，使物料质量 减少 20. 7 t·h － 1，而干燥产生的水蒸气和烟煤燃烧产生 的 CO2又使排放的烟气质量增加 37. 38 t·h － 1 ． 干燥筒 的主要作用是干燥物料，因此能量损失主要集中在蒸 · 268 ·