ДонНТУ   Портал магістрів
РЕФЕРАТ ЗА ТЕМОЮ ВИПУСКНОЇ РОБОТИ

Зміст

Вступ

У зв'язку з ростом ринкової вартості палива для промислових підприємств України важливим економічним завданням стає скорочення споживання природного газу. У першу чергу, це актуально для найбільш енергоємної галузі країни-металургії. В умовах металургійного заводу виникає задача змішування різних газів, з метою отримання відповідних теплофізичних характекристик змішаного газу і повнішого використовування газів, які генеруються на заводі. Найбільше застосування одержали подвійні суміші: коксодоменна суміш та природнодоменна суміш.

Парогенератори, що використовуються на металургійних заводах, були розраховані на роботу на природному газі. Однак зараз у зв'язку з високою ціною цього палива його замінюють природнодоменною сумішшю, що іноді потребує зниження паропродуктивності агрегатів. Якщо на підприємстві планується перехід на спалювання природної суміші. Необхідно вивчити вплив процентного змісту низькокалорійних палив в сумішші, а також вплив, який чинить процент вмісту в паливній суміші доменного газу на жаропродуктивність паливній суміші і температуру газів, що йдуть, на виході з топки котла.

У даній роботі вивчається вплив вмісту доменного газу в природнодоменній суміші, яка використовується для спалювання в котлах БКЗ-75-39 ФБ, встановлених на ТЕЦ-ППС ВАТ "Донецький металургійний завод".

1. Актуальність теми

Одним з напрямків у рішенні даної задачі є раціональне використання власних вторинних енергоресурсів, зокрема доменного газу. Неефективне використання доменного газу пов'язане з його низькою теплотою згоряння й високою вологістю. Робота енергетичних і технологічних агрегатів на доменному газі характеризується значними втратами теплоти з димовими газами, хімічною неповнотою згорання і нестійким горінням факела. Проблеми, пов'язані зі споживанням доменного газу, приводять до утворення його надлишкових ресурсів на підприємствах (до 12% від загального виходу), які спалюються на свічках.

Ефективність використання доменного газу може бути підвищена при високотемпературному нагріванні газу й повітря в автономних регенеративних підігрівниках з насипною насадкою. Відповідно до цього, актуальною практичною задачею є розробка пристроїв для високотемпературного нагрівання доменного газу й повітря, а також технологічних схем, що забезпечують спільну роботу таких пристроїв з існуючими енергетичними та технологічних агрегатами.

2. Вплив хімічного складу палива на випромінювальну здатність продуктів згоряння

Для металургії України важливим завданням є скорочення споживання природного газу, насамперед, за рахунок раціонального використання власних вторинних паливних енергоресурсів, зокрема, доменного газу. У паливному балансі металургійних підприємств частка доменного газу по теплоті становить 30-45%. Неефективне використання доменного газу пов'язане з його низькою теплотою згоряння і високою вологістю. Теплота згоряння доменного газу, обумовлена наявністю горючих компонентів (вуглекислого газу СО, водню Н і вуглеводнів СmHn) становить 3150-3800 кДж/м3, а природного газу 33000-40000 кДж/м3. Недоліком доменного газу є високий вміст баласту у вигляді азоту N2 = 46-69% і діоксиду вуглецю СО2 = 7,5-20%. Висока вологість доменного газу (35-200 г/м3) ускладнює умови його займання і сприяє утворенню хімічного недожога. Внаслідок малої кількості вуглеводнів факел доменного газу практично несвітними. Частка доменного газу в природно-доменної суміші визначається за формулою;

Зміна ступеня чорноти природно-доменної суміші газів із збільшенням нижчої теплоти згорання суміші,
де Qнрпр -нижча теплота згоряння природного газу, МДж/м3; Qнрсм-нижча теплота згоряння природно-доменної суміші газів, МДж/м3; Qнрд-нижча теплота згоряння доменного газу, МДж/м3. Розрахунки наведені в таблиці.

Таблиця-Склад природно-доменної суміші газів
Qнр 8 10 12 14 16 18 20
Частка доменного газу 0,84384 0,77976 0,71569 0,65161 0,58753 0,52346 0,45938
Частка природного газу 0,15616 0,22024 0,28431 0,34839 0,41247 0,47654 0,54062

Ступінь чорноти випромінювання продуктів згоряння визначається підсумовуванням ступенів чорноти RO2 = CO2 + SO2 і H2O, тобто
Ег=ЕRO2 + B·EH2O,
де В-поправочний коефіцієнт.

На малюнку зображена розрахункова крива E = E (Q), побудована для природно-доменної суміші газів при температурі горіння 1100 ° C

Зміна ступеня чорноти природно-доменної суміші газів із збільшенням нижчої теплоти згорання суміші

Рисунок 1 –Зміна ступеня чорноти природно-доменної суміші газів із збільшенням нижчої теплоти згорання суміші

У результаті виконаних розрахунків, можна зробити висновок, що зі збільшенням частки природного газу збільшується кількість вуглеводнів в суміші, а отже факел горить яскравіше, в той же час частка доменного газу зменшується і зменшується баласт негорючих компонентів у суміші. Все це плідно впливає на збільшення світності факела.

3. Використання доменного газу як палива

У доменному виробництві вихід доменного газу залежить від принципової технологічної схеми процесу виробництва чавуну, вигляду і масштабів використовуваних в печах енергоносіїв, від складу шихтових матеріалів і чавуну, що виплавляється, потужності і конструктивних особливостей доменних печей. Питома вага різних технологічних процесів в загальному об'ємі виробництва металу є тим основним фактором, від якого залежать ресурси доменного газу, і ступінь його участі в паливно-енергетичному балансі промислових підприємств.

Таким чином, щоб уникнути спалювання природного газу, який дорого коштує, на ТЕЦ доводиться спалювати великі кількості доменного газу, які постійно змінюються. Раціональне його спалювання пов'язане з великими труднощами. Річ у тому, що спалювання доменного газу різко змінює роботу звичайних парогенераторів. Через низьку теплоту згорання доменного газу (4000-4500 кДж/м3) і великого баластування його інертними газами (56%, N2 і 14% СО2) температура в топці парогенератора сильно знижується; крім того, світимість продуктів згорання доменного газу низька, все це погіршує роботу радіаційних поверхонь нагріву. Збільшується масова витрата димових газів через парогенератор при тій же його паропродуктивності, зростає температура перегріву пари, зростає температура газів, що йдуть, перевантажуються димососи і ін. Через відмічені обставини паропродуктивності звичайних парогенераторів при переведені їх на доменний газ знижується до 70-75% номінальної. При сумісному спалюванні доменного газу з іншим паливом, особливо з вугіллям з малою реакційною здатністю, суттєво знижується ККД парогенераторів. Зрозуміло, питання про можливість підвищення ККД котлів, що працюють на доменному газі, підіймається останнім часом все частіше. Одним з рішень, наприклад, є підігрів доменного газу. Показано, що попередній підігрів доменного газу є ефективним напрямом підвищення продуктивності котлів ТЕЦ при опалюванні тільки доменним газом. Збільшення температури доменного газу на кожні 100° C дасть приріст продуктивності на 3,5-4%.

У даній роботі вивчається вплив вмісту доменного газу в природно-доменній суміші, яка використовується для спалювання в котлах БКЗ-75-39 ФБ

4. Особливості роботи з доменним та природним газом

У даній роботі передбачається можливість зміни характеристик спалювання суміші природного та доменного газів. Продукти горіння природного газу містять велику кількість водяної пари. Їх точка роси, тобото температура, при якій починається конденсація цієї пари, може бути нижчим 60° C. Тому в сталевих димарях в холодний час може відбуватися конденсація водяної пари. У цих умовах відбувається поступове корозійне руйнування металу вологою і вуглекислим газом. Для запобігання цьому явищу здійснюють теплоізоляцію нижніх частин димарів. Крім того, їх стан періодично перевіряється оглядом і обстуковуванням.

При роботі котла на доменному газі або при спалюванні суміші доменних і природних газів необхідно стежити за тиском газів в газопроводах котла перед регулюючими шиберами. Необхідно стежити за тим, щоб газ і повітря рівномірно розподілялися по пальниках, і щоб не було теплових перекосів в топці і по газоходах котла.При сумісному спалюванні доменних і природних газів необхідно стежити за роботою топки. У разі появи синього полум'я у області пароперегрівника, що вказує на погану роботу пальників доменного газу, необхідно відрегулювати подачу доменного газу і повітря по кожному пальнику. При одному і тому ж навантаженні на котлі із збільшенням подачі в топку доменного газу зростатиме і температура перегрітої пари. Слід знизити її до нормальної температури.

Висновки

Встановлено, що чим ближче теплота згорання природнодоменної паливної суміші наближається до теплоти згорання доменного газу, тим більший вплив температура підігріву палива має на кінцеву температуру продуктів згорання на виході з топки котла, і при теплоті згорання паливної суміші менше 10 МДж/м3 доцільно використовувати попередній підігрів палива.

При написанні даного реферату магістерська робота ще не завершена. Остаточне завершення: грудень 2013 року. Повний текст роботи та матеріали по темі можуть бути отримані у автора або його керівника після вказаної дати.

Перелік посилань

  1. Лавров Н.В. и др. Термодинамика реакций газификации и синтеза из газов. - М.: Изд-во АН СССР, 1960.-99с.
  2. Филиппов С.И. Теория металлургических процессов.-М.: Металлургия, 1967.-280 с.
  3. Котлы-утилизаторы и энерготехнологические агрегаты / Под ред. Л.Н. Сидельковского.-М.: Энергоатомиздат, 1989.-381 с.
  4. Лом У.Л., Уильямс А.Ф. Заменители природного газа. Производство и свойства.-М.: Недра, 1979.-248 с.
  5. Повышение эффективности работы промышленных парогенераторов на доменном газе / Цкитишвили Э.О., Федоров С.С., Губинский М.В., Шевченко Г.Л. //Металлургическая и горнорудная промышленность.-2004.-№6.-с.95-98.
  6. Сазанов Б.В., Ситас В.И. Теплоэнергетические системы промышленных предприятий: Учеб. пособие для вузов. -М.:Энергоатомиздат, 1990.-304 с.
  7. Двойнишников В.А., Деев Л.В., Изюмов М.А. Конструкция и расчет котлов и котельных установок.-М.:Машиностроение, 1988.-264 с.
  8. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2-е издание, дополненное и переработанное / Казанцев Е.И. - М.: "Металлургия", 1975.-368 с.
  9. Равич М.Б. Упрощенная методика теплотехнических расчетов. - М.: Наука, 1964.-369 с.
  10. Безопасная эксплуатация паровых и водогрейных котлов / Г.П.Гладышев, А.А. Дорожков, В.В. Лебедев, А.А. Тихомиров. - М.:Энергоатомиздат, 1995.-240 с.
  11. Волковыский Е.Г., Шустер А.Г. Экономия топлива в котельных установках.-М.:Энергия, 1983.-304 с.
НАВЕРХ
HTML фон