【摘 要】
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玻璃生产是能源高消耗产业,我国单位玻璃生产能耗远高于发达国家,其节能降耗技术仍有待进一步提升。在玻璃生产过程中,玻璃熔窑蓄热室是能量交换的重要设备,其工作效率的提高能够大大降低玻璃生产的单位能耗。本文以FY公司玻璃生产为研究对象,对其玻璃熔窑蓄热室外墙和格子体结构参数进行优化设计,以提高蓄热室热效能和格子体性能,从而达到节能降耗的目的,并为之后的蓄热室设计提供参考。具体过程如下:本文首先对FY公司
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玻璃生产是能源高消耗产业,我国单位玻璃生产能耗远高于发达国家,其节能降耗技术仍有待进一步提升。在玻璃生产过程中,玻璃熔窑蓄热室是能量交换的重要设备,其工作效率的提高能够大大降低玻璃生产的单位能耗。本文以FY公司玻璃生产为研究对象,对其玻璃熔窑蓄热室外墙和格子体结构参数进行优化设计,以提高蓄热室热效能和格子体性能,从而达到节能降耗的目的,并为之后的蓄热室设计提供参考。具体过程如下:本文首先对FY公司玻璃熔窑蓄热室外墙和格子体结构,以及工作原理进行分析研究。分别建立了蓄热室热效能指标和格子体性能指标,以此为优化目标。本文接着使用响应面法对蓄热室外墙和格子体结构进行优化。响应面法先是通过中心组合设计获得用于建立变量因素与响应值回归方程的实验点,选取蓄热室外墙热效能指标和格子体性能指标作为响应值,蓄热室外墙和格子体结构参数作为变量因素。由于实验点众多,采用数值模拟的方式来获得不同变量参数组合下的实验点数据。然后利用树突网络求得回归方程,并构建了变量参数与响应值的多目标优化函数。通过变量因素与响应值的回归方程,分析了蓄热室外墙高宽比、长宽比以及小炉入口长宽比对于玻璃熔窑蓄热室热回收效率和出口温度的影响;分析了格子体的厚度、格子体孔径以及槽宽、槽深等因素对于努塞尔系数、摩擦阻力系数以及综合换热性能的影响。本文最后利用非支配遗传算法NSGAⅢ求解蓄热室外墙与格子体的多目标优化函数,获得对应的最优帕累托解集,并与优化前结构进行对比分析。优化后的蓄热室出口温度得到降低,蓄热效率得到提高。优化后的格子体的换热和流动性能均得到加强,综合换热性能显著提高。对于蓄热室结构的优化达到了预期的节能效果。
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