Режимы воздухонагревателей

Энергосберегающие режимы работы воздухонагревателей



Т.С. Клягина, Г.С.Клягин
Донецкий национальный технический университет


Збірка доповідей ІІІ Міжнародної наукової конференції аспірантів та студентів. Т.1. - Донецьк: ДонНТУ, ДонНУ, 2004.-196 с.

   Высокая степень интенсификации доменного производства невозможна без повышения стабильности доменного процесса во всех его стадиях. В первую очередь это касается постоянства всех параметров дутья, поступающего в печь.
   Так, нагрев дутья оказывает существенное влияние на производительность доменных печей и удельный расход кокса. Если в прошлом максимальная температура дутья ограничивалась требованиями ровного хода доменных печей, то в настоящее время в результате применения комбинированного дутья, повышенного давления газов, офлюсованного агломерата, увеличения его доли в шихте и лучшей подготовки нет ограничений для дальнейшего повышения температуры горячего дутья.

   Необходимость нагрева воздуха до 1000 - 1100 ОС и более способствовала возникновению ряда проблем. Одни проблемы относятся целиком к конструкции воздухонагревательных аппаратов (увеличение поверхности нагрева воздухонагревателей, увеличение мощности газовых горелок, усовершенствование средств теплотехнического контроля и автоматического регулирования теплового режима), другие к подбору режимов, обеспечивающих максимальное использование тепловой мощности воздухонагревателей.

   Для непрерывного снабжения доменной печи дутьем необходимо минимум два воздухонагревателя. Обычно для одной печи сооружают блок из трех-четырех аппаратов, которые поочередно нагревают дутье.

   Возможны четыре режима дутья: последовательный, параллельный, попарно - параллельный и смешанный.

   Наиболее распространенным режимом работы воздухонагревателей в период дутья является последовательный, когда воздухонагреватели поочередно, один за другим, становятся "на дутье". Возможен смешанный режим, когда сочетаются последовательный и попарно - параллельный режимы. При таком режиме воздухонагреватель часть периода стоит "на дутье" один, постоянство температуры дутья поддерживается смесительным клапаном. Часть периода воздухонагреватели работают в паре, температура дутья стабилизируется за счет перераспределения его между горячим и теплым аппаратами. Также возможен параллельный режим, когда в работе находится два воздухонагревателя, а два на нагреве.

   Однако наиболее эффективным режимом нагрева дутья, позволяющим достичь экономически выгодного уровня нагрева, считается попарно-параллельный. При нем возможно увеличение температуры дутья, если уменьшить долю дутья, которое минует воздухонагреватель. Чтобы обеспечить это условие, необходимо стабилизировать температуру горячего дутья, смешивая дутье из одного (более нагретого - "горячего") нагревателя и из второго (менее нагретого - "теплого"), который при обычной последовательной работе воздухонагревателей следовало бы оставить на нагрев насадки.

   Через "горячий" воздухонагреватель проходит только часть дутья. Остальное дутье проходит через менее нагретый воздухонагреватель. По мере охлаждения нагревателей расход дутья через "горячий" воздухонагреватель увеличивается, а через менее нагретый уменьшается с таким расчетом, чтобы при смешивании двух потоков дутья в доменную печь поступало дутье с постоянной температурой. К тому времени, когда почти все дутье будет нагреваться только в "горячем" нагревателе, менее нагретый нагреватель переводится на нагрев насадки, а нагреватель, который до этого грелся, переводится на нагрев дутья.

   Ниже приведены графики изменения температуры дутья на выходе из четырех воздухонагревателей при обычной и попарно-параллельной работе.

      Рисунок - Изменение температуры дутья на выходе из четырех воздухонагревателей (ТI-TIV) при обычной (А) и попарно-параллельной (Б) работе.


   Bнедрение этого режима на ряде заводов Украины позволило бы поднять температуру нагрева дутья на 30 - 200 0 С по сравнению с последовательным режимом. Это требует увеличения расходов топлива в единицу времени более, чем в полтора раза, что приводит к необходимости увеличения давления топлива и воздуха перед горелкой более чем в два раза. Эти дополнительные требования не являются сдерживающим фактором, так как обычно горелки доменных воздухонагревателей имеют большой запас производительности. Предложенный режим позволяет экономить расход кокса, что очень актуально в настоящее время, как с экологической, так и с экономической позиции.