Спосіб керування тепловим режимом сталеплавильної печі

Спосіб керування тепловим режимом сталеплавильної печі, що включає визначення періодів плавки, задання технологічних параметрів і теплового навантаження печі для кожного періоду плавки, подачу палива й повітря в реформатор, подачу природного газу і/або коксового газу в інжектор, подачу сажогазової суміші з реформатора, газу з інжектора і вентиляторного повітря в робочий простір печі та кисню у факел, витрату яких визначають відповідно до заданих те хнологічних параметрів і теплових навантажень по періодах плавки, який відрізняється тим, що визначають оптимальну кількість періодів плавки з урахуванням технологічних параметрів процесу плавки, здійснюють систематичний вимір технологічних параметрів і теплових навантажень по періодах плавки, порівнюють величини обмірюваних технологічних параметрів і теплових навантажень із заданими, і при розбіжності обмірюваних параметрів і теплових навантажень із заданими здійснюють коректування технологічних параметрів і теплових навантажень шляхом вироблення керуючих впливів на виконавчі механізми, визначаючи витрати подаваних газів по наступних залежностях: - витрата повітря, що подається в реформатор: Vп реф = V пг реф × Lп. теор. пг × aв , 2 (19) 1 3 20930 4 максимальною швидкістю, прогрів шихти, подачу збільшення тривалості плавки, підвищення витраяк паливо природного газу, мазуту, коксового газу, ти палива, високої кількості викидів в атмосферу. доменного газу, або їхньої суміші, збільшення тепВ основу корисної моделі поставлена задача лових навантажень до максимального значення вдосконалення способа керування тепловим репісля закриття поду дрібним скрапом, незалежно жимом сталеплавильної печі, у якому за рахунок від наступної щільності шихти й темпу завалки, можливості контролю й керування тепловим ревизначення відповідності швидкості завалки тепжимом у режимі реального часу шляхом регламеловим навантаженням по висоті стовпа шихти над нтованої витрати подаваних газів забезпечується рівнем порогів, що підтримують у межах 500оптимальне спалювання палива, що дозволяє 800мм [RU, №99108835 А, кл. С21С5/04, опубл. скоротити тривалість плавки, знизити витрату па27.02.2001 р.]. лива, скоротити викиди в атмосферу. Відомий спосіб не дозволяє вести контроль і Поставлена задача вирішується тим, що в керування тепловим режимом печі в режимі реаспособі керування тепловим режимом сталеплального часу. вильної печі, що включає визначення періодів Найбільш близьким аналогом пропонованої плавки, завдання технологічних параметрів і тепкорисної моделі є спосіб опалення сталеплавильлового навантаження печі для кожного періоду них печей мазутом і природним газом, що включає плавки, подачу палива й повітря в реформатор, визначення періодів плавки, завдання технологічподачу природного газу й/або коксового газу в інних параметрів і теплового навантаження печі для жектор, подачу сажо-газової суміші з реформатокожного періоду плавки, подачу палива, у якості ра, газу з інжектора й вентиляторного повітря в якого використовують мазут і повітря в реформаробочий простір печі й кисню у факел, витрату тор для неповного спалювання мазуту з утвореняких визначають відповідно до заданих технологіням сажі в максимальній кількості, подачу природчних параметрів і теплових навантажень по періного газу й/або коксового газу в інжектор, одах плавки, згідно корисної моделі визначають введення в отриману сажо-газову суміш газу з оптимальну кількість періодів плавки з урахуванінжектора, подачу сажо-газової суміші з реформаням технологічних параметрів процесу плавки, тора, газу з інжектора й вентиляторного повітря в здійснюють систематичний вимір технологічних робочий простір печі й кисню у факел, витрату параметрів і теплових навантажень по періодах яких визначають відповідно до заданих технологіплавки, порівнюють величини обмірюваних техночних параметрів і теплових навантажень по перілогічних параметрів і теплових навантажень із одах плавки [SU, №298242, кл. F27B3/20, опубл. заданими, і при розбіжності обмірюваних парамет04.09.1972 р.]. рів і теплових навантажень із заданими, здійснюОзнаки найближчого аналога, що збігаються з ють коректування технологічних параметрів і тепсуттєвими ознаками способу, що заявляється: вилових навантажень шляхом вироблення керуючих значення періодів плавки; завдання технологічних впливів на виконавчі механізми, визначаючи випараметрів і теплового навантаження печі для трати подаваних газів по наступних залежностях: кожного періоду плавки; подача палива й повітря в - витрата повітря, що подається в реформареформатор; подача природного газу й/або коксотор: вого газу в інжектор; подача сажо-газової суміші з Vп реф=Vпг ре ф×Lп.теор.пг×a в, реформатора, газу з інжектора й вентиляторного де Vп реф - витрата повітря, що подається в повітря в робочий простір печі й кисню у факел, реформатор, м 3/год; витрату яких визначають відповідно до заданих Vпг реф - задана витрата природного газу, що технологічних параметрів і теплових навантажень подається в реформатор, м 3/год; по періодах плавки. Lп.теор.пг - теоретично необхідна кільВідомий спосіб не забезпечує досягнення некість повітря для спалювання природного газу в обхідного технічного результату по наступних приреформаторі, м 3/м 3; чинах. a в - коефіцієнт витрати повітря, У відомому способі витрату подаваних газів - витрата природного газу, що подається в інздійснюють відповідно до заданого теплового режектор: жиму, ви ходячи їх якого задають технологічні паVпг інж×к пг=Тепл.нав./8141-Vпг реф×к пг, раметри й теплові навантаження по періодах пладе Vпг інж·к пг - витрата природного газу, що вки. Відомий спосіб не дозволяє вести контроль і подається в інжектор, м 3/год; керування тепловим режимом печі в режимі реак пг - калорійний еквівалент природного газу; льного часу, оскільки подачу в робочий простір Тепл.нав. - теплове навантаження, Мвт; печі сажо-газової суміші з реформатора, газу з 8141 - калорійність умовного палива, Вт/кг; інжектора й вентиляторного повітря, а також подаVпг реф - витрата природного газу, що подачу кисню у факел здійснюють із постійною витрається в реформатор, м 3/год, тою по заздалегідь розрахованому тепловому ре- витрата вентиляторного повітря, що подажиму по конкретних періодах плавки. Оскільки в ється в робочий простір печі: процесі протікання періодів плавки можливі зміни Vвент=[(Vпг реф+Vпг інж)×Lп.теор.пг]×a nтехнологічних параметрів, що вимагають коректу-Vп реф-Vкис×4,76 вання теплового режиму, який відрізняється від де Vвент - ви трата вентиляторного повітря, що фактичного теплового режиму. Однак постійна подається в робочий простір печі, м 3/год; витрата газів при зміні теплового режиму привоVпг реф - витрата природного газу, що подадить до того, що досягти оптимального спалюванється в реформатор, м 3/год; ня палива не можливо, що приводить до значного 5 20930 6 Vпг інж - витрата природного газу, що подаПараметри, що задають: ється в інжектор, м 3/год; період плавки - завалка; Vп реф - витрата повітря, що подається в ретеплове навантаження, МВт 29,1; форматор, м 3/год; витрата природного газу, що подається Vкис - витрата кисню, що подається у факел, в реформатор, м 3/год 1000; 3 м /год; коефіцієнт витрати повітря в реформаLп.теор.пг - теоретично необхідна кількість поторі 0,38; вітря для спалювання природного газу в реформакоефіцієнт витрати повітря в печі 1,20; торі, м 3/м 3; витрата кисню, м 3/год 2000; калорійний еквівалент природного газу 1,157. a n - коефіцієнт витрати повітря для печі; склад природного газу, %: СН4 - 92,66; С2Н6 4,76 - коефіцієнт перерахування витрати кис2,985; С3Н8 - 0,464; С4Н10 - 0,101; С5Н12 - 0,027; ню в повітря. СО2 - 0,328; N2 - 3,367; О2 - 0,006; С2Н4 (CmHn) Приклад. 0,062. Здійснювали керування тепловим режимом 1. Витрата повітря, що подається в реформамартенівської печі. Попередньо визначали періоди тор: плавки й визначали оптимальну кількість із урахуванням технологічних параметрів процесу плавки, Vп реф=Vпг реф×Lв.теор.пг×a в=1000·9,57·0,38= що склала 15. =3638м 3/год, Задавали технологічні параметри (витрата де Vпг реф - витрата природного газу, що поприродного газу в реформатор й інжектор, витрата дається в реформатор (задана), 1000м 3/ч; повітря, витрата кисню у факел, коефіцієнти виLв.теор.пг - теоретично необхідна кількість потрати повітря в реформатор й у димових газах для вітря для спалювання природного газу в реформапідтримки заданого теплового навантаження) і торі: теплове навантаження печі для кожного періоду Lв.теор.пг=0,0476×[0,5СО+0,5Н2+1,5H2S+ плавки, які відображали на екрані робочої станції +2СН4+(m+n/4)СmHn-О]·(1+0,00124d)= сталевара. =0,0476·[2·92,66+3,5·2,98+6,5·0,101+5·0,46Паливо, у якості якого використали природний -0,006]·(1+0,0012·10)=9,57м 3/м 3 3 газ калорійністю 33649КДж/м , подавали в інжекd - вологовміст сухого повітря, 10 г/м 3; тор, а також у реформатор разом з повітрям, де a в - коефіцієнт витрати повітря, 0,38 здійснювали спалювання палива з утворенням 2. Витрата природного газу, що подається в сажо-газової суміші. Сажо-газову суміш із рефорінжектор: матора, природного газу з інжектора й вентилятоVпг інж×кепл.нав Т пг = ./8141-Vпг реф×к пг= рного повітря подавали в робочий простір печі, і =Vпг інж×1,157=29,1×106/8141-1000×1,157=2087 м 3/ч, подавали кисень у факел, витрату яких визначали де к пг - калорійний еквівалент природного газу, відповідно до заданих те хнологічних параметрів і 1,157; теплових навантажень по періодах плавки. Тепл.нав. - теплове навантаження, Мвт; Здійснювали систематичний вимір з інтерва8141 - калорійність умовного палива, Вт/кг. лом 5сек технологічних параметрів і теплових на3. Витрата вентиляторного повітря, що подавантажень по періодах плавки. Порівнювали велиється в робочий простір печі: чини обмірюваних те хнологічних параметрів і Vвент=[(Vпг реф+Vпг інж)×Lп.теор.пг]·a n-Vтвтеплових навантажень із заданими. Здійснювали -Vкис×4,76=(1000+2087)×9,57)×1,20-3638-2000×4,7= коректування технологічних параметрів і теплових =22413м 3/год, навантажень шляхом дистанційного керування Vкис - витрата кисню, що подається у факел, виконавчими механізмами за допомогою органів м 3/год; керування й індикації, розташованих на екрані роa n - коефіцієнт витрати повітря для печі, 1,20; бочої станції сталевара. Вироблення керуючих 4,76 - коефіцієнт перерахування витрати кисвпливів на виконавчі механізми здійснювали шляню в повітря. хом визначення витрат подаваних газів по пропоЯк видно з порівняльного аналізу отриманих нованих залежностях. результатів пропонованого способу й способу Технологічні параметри й теплові завантаженнайближчого аналога пропонований спосіб забезня по періодах й отримані результати наведені в печує оптимальне спалювання палива, скорочує таблиці 1 (заявляємий способ) і таблиці 2 (спосіб тривалість плавки, знижує витрату палива й сконайближчий аналог). рочує викиди в атмосферу. Керування тепловим режимом мартенівської печі в період завалки здійснювали таким чином. 7 20930 8 Таблиця 1 Витрата, м 3/год коефіцієнт Теплове наван- витрати повітприродного таження, тис. ря в реформакисню у газу в рефокВт факел торі рматор Період плавки випуск заправлення завалка й прогрів нормальні завалка тривала заливання чавуну початкове плавлення плавлення кипіння розкислення перегрів нас адок підсипання порогів і заправлення при кипінні ст алі закриття отвору й дрібний ремонт відбір попереднь ої проби й замір температ ури сталі прис адка окислювачів 26,68 26,68 29,58 29,00 27,26 24,36 24,94 26,68 17,40 20,88 24,36 0,33 0,35 0,33 1000 1000 1250 1250 1000 900 1000 1000 850 1000 1500 0,0 2000 2000 2000 1000 1200 1500 0,0 1000 коефіцієнт витрати повітря в димових газах 1,16 1,10 1,12 1,12 1,18 1,40 1,30 1,16 1,00 1,80 1000 1500 500 0,0 1000 1500 1000 1500 5~ 7 1,14 9,28 1200 ~ 1150 ~ 1370 1250 до 650 1,00 23,20 до ~ 60 Інтервал між перекиданням клапанів, хв. 1,10 9,28 Температура, °С Тиск під у зводом, рефоу насадок рмато- лежаку Па рі 1,20 Калорійність природного г аз у 33649 кДж/м 3 Таблиця 2 Період плавки заправлення завалка прог рів плавлення доведення Теплове навантаження, тис . кВт 28,42 30,85 30,85 27,26 28,42 у реформатор природного турбінного газу повітря 1100 4200 1100 4200 1100 4200 1100 4200 1100 4200 Витрата, м 3/год в інжектор вентиляторного природного повітря газу 1750 25000 2000 20000 2000 20000 1650 30000 1750 25000 кисню у факел 0 2000 2000 1000 1500 Тиск під зводом печі, Па 40~60 Температура, °С насадок реформатора лежака 1200~1370 1150~1250 Інтервал між перекиданням клапанів, хв. до 650 Калорійність природного г аз у 33649 кДж/м 3 Комп’ютерна в ерстка А. Крижанівський Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 5~7