TY - THES

T1 - Analyse des Abwärmepotentials der Hochofen-Heißwindproduktion bei den Winderhitzern und mögliche energetische Nutzung im Hüttenwerk am Standort Donawitz

AU - Hochmeister, Susanne

N1 - gesperrt bis 21-04-2027

PY - 2022

Y1 - 2022

N2 - Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen verschiedene Optimierungsszenarien bezüglich der Bereitstellung von Heißwind zur Rohstahlproduktion in der voestalpine Stahl Donawitz GmbH betrachtet werden. Die Beurteilung der Optimierungsszenarien erfolgt über ein thermodynamisches Simulationsmodell einer Winderhitzergruppe am Standort. Die Modellierung der Winderhitzergruppe erfolgt in EBSILON®Professional. Das Modell wird anhand von Messdaten validiert und auf Betriebsauffälligkeiten untersucht. Mögliche Optimierungsszenarien sind die Vorwärmung der Brennluft für den Winderhitzerprozess über das Rauchgas beziehungsweise über Abwärme vom Standort. Weiters wird eine mögliche Abwärmeauskopplung aus dem Prozess betrachtet. Mit Hilfe der Vorwärmung der Brennluft soll eine Brennstoffeinsparung sowie die Erhöhung der Heißwindtemperatur ermöglicht werden. Die Ergebnisse der Berechnungen zeigen erhebliche Optimierungspotentiale auf. Die Unterschiede in der Leistungsfähigkeit der Winderhitzer begründen sich durch abweichende Verluste über die Oberfläche. Lediglich durch eine Umstellung der Betriebsweise der Winderhitzer lässt sich eine Einsparung an Erdgas von rund 73 Nm3/h realisieren. Die Implementierung eines Wärmeverschiebesystems und somit die Vorwärmung der Brennluft durch den Rauchgasstrom ermöglicht eine Brenngaseinsparung von durchschnittlich 454 Nm3/h Erdgas. Geht man von einem konstanten Brennstoffeinsatz aus, ist eine Erhöhung der Mischwindtemperatur um 65 °C realisierbar. Erfolgt die Brennluftvorwärmung über Abwärme des Standorts, können durchschnittlich 225 Nm3/h Erdgas eingespart werden. Bei konstantem Brennstoffeinsatz ist eine Erhöhung der Mischwindtemperatur um 25 °C möglich.

AB - Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen verschiedene Optimierungsszenarien bezüglich der Bereitstellung von Heißwind zur Rohstahlproduktion in der voestalpine Stahl Donawitz GmbH betrachtet werden. Die Beurteilung der Optimierungsszenarien erfolgt über ein thermodynamisches Simulationsmodell einer Winderhitzergruppe am Standort. Die Modellierung der Winderhitzergruppe erfolgt in EBSILON®Professional. Das Modell wird anhand von Messdaten validiert und auf Betriebsauffälligkeiten untersucht. Mögliche Optimierungsszenarien sind die Vorwärmung der Brennluft für den Winderhitzerprozess über das Rauchgas beziehungsweise über Abwärme vom Standort. Weiters wird eine mögliche Abwärmeauskopplung aus dem Prozess betrachtet. Mit Hilfe der Vorwärmung der Brennluft soll eine Brennstoffeinsparung sowie die Erhöhung der Heißwindtemperatur ermöglicht werden. Die Ergebnisse der Berechnungen zeigen erhebliche Optimierungspotentiale auf. Die Unterschiede in der Leistungsfähigkeit der Winderhitzer begründen sich durch abweichende Verluste über die Oberfläche. Lediglich durch eine Umstellung der Betriebsweise der Winderhitzer lässt sich eine Einsparung an Erdgas von rund 73 Nm3/h realisieren. Die Implementierung eines Wärmeverschiebesystems und somit die Vorwärmung der Brennluft durch den Rauchgasstrom ermöglicht eine Brenngaseinsparung von durchschnittlich 454 Nm3/h Erdgas. Geht man von einem konstanten Brennstoffeinsatz aus, ist eine Erhöhung der Mischwindtemperatur um 65 °C realisierbar. Erfolgt die Brennluftvorwärmung über Abwärme des Standorts, können durchschnittlich 225 Nm3/h Erdgas eingespart werden. Bei konstantem Brennstoffeinsatz ist eine Erhöhung der Mischwindtemperatur um 25 °C möglich.

KW - Winderhitzer

KW - Simulation von Winderhitzern

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M3 - Masterarbeit

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