Спосіб подачі природного газу у доменну піч

1. Спосіб подачі природного газу у доменну піч, що включає його попередній підігрів до C2 2 (19) 1 3 виготовлення та широке використання в промисловості. Відомий спосіб подачі природного газу, який включає його підігрів перед введенням в потік дуття шляхом змішування природного газу з перегрітою парою з температурою 300-600°С [2] і наступним видаленням утворюваного конденсату в рекуперативному теплообміннику. Спосіб забезпечує нагрівання природного газу тільки на 85-100°С при збільшенні змісту вологи в ньому до 25%, Недоліком цього способу є підвищена вологість ПГ, конструктивна складність його реалізації та складність керування процесом подачі природного газу з метою одержання заданих параметрів, а також значні капітальні витрати на здійснення способу. Підвищена вологість ПГ і коливання цієї вологості впливають на тепловий стан та хід печі. Найбільш близьким до пропонованого винаходу за технічною суттю та досяжним результатом є спосіб подачі природного газу в доменну піч, який включає його попередній підігрів, введення в потік гарячого дуття та подачу суміші в піч. Спосіб реалізується шляхом застосування спеціальної повітряної фурми з жароміцним екраном, у якій природний газ змішується з частиною дуття та підігрівається перед введенням в основний потік дуття [3]. Недоліком даного способу подачі дуття в доменну піч є недовговічність служби жароміцного екрана в агресивному середовищі високотемпературного дуття, збагаченого киснем. Крім того, жароміцний екран, розташований тільки на 1/3 довжини ррбочого каналу фурми, не забезпечує істотного нагрівання природного газу та повноти його згоряння у фурменій зоні. Недоліком даного відомого способу є також і те, що для нагрівання природного газу використовується тепло гарячого дуття, що надходить в піч, а додаткове тепло в піч не вноситься. Технічною задачею винаходу є усунення зазначених недоліків відомих способів подачі природного газу в доменну піч, зниження витрати коксу та підвищення продуктивності доменної печі за рахунок збільшення повноти згоряння природного газу в печі та зниження втрат тепла при виплавці чавуну. Рішення поставленої технічної задачі досягається тим, що в способі подачі природного газу в доменну піч, який включає його попередній підігрів, введення в потік гарячого дуття і подачу в піч, підігрів здійснюють до введення природного газу в кожну фурму шляхом використання його як охолодного середовища для охолодження елементів фурмених пристроїв. Рішення поставленої технічної задачі досягається також тим, що підігрів природного газу здійснюють ступінчасто з підігрівом на кожному ступені на 50-150°С, причому природний газ пропускають послідовно через охолодні порожнини охолоджуваних елементів фурменого пристрою в напрямку руху дуття у фурменому пристрої. Рішення поставленої технічної задачі може досягатися також тим, що підігрів природного газу 81078 4 здійснюють ступінчасто з підігрівом на кожному ступені на 50-150°С, причому природний газ пропускають послідовно через охолодні порожнини охолоджуваних елементів фурменого пристрою в напрямку, протилежному руху дуття у фурменому пристрої. Суть винаходу полягає в такому. При пропусканні природного газу через охолодні порожнини елементів фурменого пристрою замість охолодної води, природний газ, виконуючи роль охолодного середовища, захищає елементи фурменого пристрою від перегріву та виходу з ладу. При цьому природний газ нагрівається та вносить в піч додаткове тепло, яке при охолодженні водою безповоротно втрачалося. Це приводить до підвищення теоретичної температури горіння та поліпшує умови спалювання природного газу в печі. Потрапляючи в потік дуття підігрітим, природний газ в контакті з гарячим дуттям швидше нагрівається до температури займання, довше перебуває в контакті з киснем дуття після цього та повніше згоряє у фурмі та фурменому вогнищі. Все це разом приводить до підвищення коефіцієнта заміни коксу природним газом, до зменшення витрати коксу та збільшення продуктивності печі. Додатковий позитивний ефект підігріву природного газу відповідно до запропонованого способу полягає в тому, що він дозволяє збільшити витрату природного газу без зниження теоретичної температури горіння та додатково знизити за рахунок цього витрату коксу. Винахід ілюструється фіг.1 та фіг.2. На фіг.1 представлена існуюча схема водяного охолодження верхнього та нижнього фланців коліна фурменого пристрою доменної печі. На фіг.2 показана схема подачі природного газу вдоменну піч відповідно до винаходу. Спосіб подачі природного газу в доменну піч реалізується в такий спосіб Холодний ПГ із загального колектора по індивідуальній трубі 1 подається на вхід охолодження верхнього фланця 2. Пройшовши по внутрішній порожнині охолодження верхнього фланця 2 підігрітий на 50150°С (перший ступінь нагрівання) природний газ по трубі 3 входить у внутрішню порожнину охолодження нижнього фланця 4. Вихід охолодної порожнини верхнього фланця 2 коліна фурменого пристрою жорстко з'єднаний металевою трубою 3 зі входом охолодної порожнини нижнього фланця 4 коліна фурменого пристрою. Пройшовши по внутрішній порожнині охолодження нижнього фланця 4 природний газ нагрівається до 100-300°С і вище (другий ступінь нагрівання). Далі нагрітий природний газ подається в газопідвідну трубу 5 фурми 6, вводиться в потік гарячого дуття, змішується з ним, нагрівається до температури займання та згоряє, надходячи з дуттям в робочий простір печі. При описаному способі подачі природного газу в доменну піч рух природного газу через охолодні порожнини елементів фурменого пристрою здійснюється в напрямку руху потоку дуття по фурменому пристрою. 5 Спосіб подачі природного газу в доменну піч може бути реалізований також шляхом подачі природного газу через охолодні порожнини елементів фурменого пристрою в напрямку, протилежному напрямку руху потоку дуття через фурмений пристрій. У цьому випадку природний газ надходить спочатку в нижній фланець 4 коліна фурменого пристрою, а потім по трубі 3 надходить у верхній фланець 2 коліна фурменого пристрою, а з нього через трубу 5 надходить в потік дуття. Ступінчастий підігрів природного газу, здійснюваний шляхом послідовного проходження його через охолодні порожнини охолоджуваних елементів фурменого пристрою, дозволяє забезпечити нагрівання природного газу до 200300°С за рахунок збільшення поверхні теплообміну. Такий спосіб подачі природного газу в доменну піч знижує втрати тепла при виплавці чавуну за рахунок усунення втрат тепла з охолодною водою на охолодження елементів фурменого пристрою. В залежності від конструкції фурмених пристроїв на доменній печі підігрів природного газу може здійснюватися і одноступінчасто, шляхом пропущення його через охолодну порожнину одного охолоджуваного елемента фурменого пристрою. Охолодження елементів фурмених пристроїв природним газом не позначається на їхній стійкості та не зменшує їхньої надійності в роботі. Проведений аналіз патентної та науковотехнічної документації не виявив рішень, ідентичних до того, що заявляється. У порівнянні із прототипом рішення, що заявляється, має принципово нові ознаки і, отже, відповідає критерію «новизна». При пошуку по патентній і науково-технічній літературі не виявлені технічні рішення, що містять ознаки, схожі з відмітними ознаками винаходу, що свідчить про відповідність його критерію «винахідницький рівень». Винахід ілюструється наступним прикладом. На доменній печі об'ємом 700м3, яка працює з вдуванням природного газу в кількості 75 м3/т чавуну, подачу природного газу в піч реалізували відповідно до винаходу, а саме, через верхній та нижній охолоджувані фланці колін всіх фурмених пристроїв. Безпосередні виміри показали, що температура природного газу на вході в повітряні фурми при цьому становила 190-210°С. В результаті реалізації описаного способу подачі природного газу витрату його збільшили до 80м3/т при збереженні теоретичної температури на попередньому рівні (1925°С). Витрата коксу на печі знизилася на 8,5кг/т, а продуктивність печі збільшилася на 0,5%. Таким чином, подача природного газу в доменну піч відповідно до винаходу скорочує витрату коксу та збільшує продуктивність печі. Джерела інформації: 1. Авторське свідоцтво SU №1771486 A3, кл. С21В7/16, 20.02.1991 р. 2. Авторське свідоцтво RU №2009201 С1, кл. С21В 5/00, 15.03.1994 р. 81078 6 3. Авторське свідоцтво С21В7/16, 05.12.1977 р. №840116, кл.