Спосіб утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей

Спосіб утилізації тепла відхідних димових газів двох і більше повітронагрівників доменних печей, який включає підведення одного і більше компонентів горіння, що нагріваються, по підвідному колектору в канали встановлених в потоці відхідних димових газів теплообмінників, їх розподіл по каналах і відведення, який відрізняється тим, що розподіл проводять по каналах одного і більше теплообмінників, встановлених в потоці відхідних димових газів в димопроводі, причому сумарну площу поперечного перерізу каналів задають рівною площі поперечного перерізу підвідного колектора. UA (21) a200613743 (22) 25.12.2006 (24) 11.02.2008 (72) КРІВЧЕНКО ЮРІЙ СЕРГІЙОВИЧ, UA, ЖАРІКОВ АЛЬБЕРТ МИКОЛАЙОВИЧ, UA, ВИБИВАНЕЦЬ ОЛЕГ ОЛЕКСІЙОВИЧ, UA, ПАНІН ВІКТОР МИКОЛАЙОВИЧ, UA, АЛЕКСАНДРОВ ВАЛЕНТИН ОЛЕКСАНДРОВИЧ, UA, ФЛЕЙШМАН ЮРІЙ МУСІЙОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНЕ ПІДПРИЄМСТВО "УКРАЇНСЬКИЙ ІНСТИТУТ ПО ПРОЕКТУВАННЮ МЕТАЛУРГІЙНИХ ЗАВОДІВ", UA (56) SU, 1 502 620, A1, 23.08.1989 UA, 70 273, C2, 10.04.2007 UA, 78 862, C2, 25.04.2007 RU, 2 013 451, C1, 30.05.1994 RU, 2 096 481, C1, 20.11.1997 DT, 2 519 899, A1, 19.02.1976 US, 4 541 864, A, 17.09.1985 JP, 53-072247, A, 27.06.1978 C2 2 (19) 1 3 жність тракту димових газів, а це приводить до погіршення умов теплообміну і, відповідно, приводить до зниження температури підігріву компонентів горіння. Недоліком способу є також необхідність подання димових газів в обвідній димохід з надмірним тиском, що вимагає високої герметичності обвідного димоходу. Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак та технічним результатом, який досягається, до винаходу, що заявляється, є спосіб утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей, що містить підведення компонентів горіння до теплообмінників для нагрівання компонентів горіння, сполученого з підвідними і відвідними компонентів горіння трубопроводами, розміщеному в потоці відхідних димових газів доменних печей [див. заявку ФРН №2519899, МКВ С21В9/14, заявлено 03.05.75]. Спосіб реалізується за допомогою теплообмінників для підігріву за допомогою відхідних димових газів повітронагрівника газоподібного палива і повітря горіння, який складається з окремих теплообмінників, канали яких для газоподібного палива і повітря горіння розташовані в замкнутих рамах, сполучених між собою торцями з утворенням газоходів для відхідних димових газів повітронагрівника. При цьому прохідні через стінки рам канали окремих теплообмінників сполучені в дві різні системи для газоподібного палива і для повітря горіння. Такий спосіб подання потоків газу і повітря горіння, що нагріваються, а також димових газів, передбачає подачу димових газів в теплообмінник з надмірним тиском, що вимагає високої герметичності теплообмінників. Суттєвими ознаками прототипу, співпадаючими з суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: підведення одного і більш компонентів горіння, що нагрівається, по підвідному колектору в канали встановлених в потоці відхідних димових газів теплообмінників, і розподіл його по каналах. Недоліком прототипу є подання компонентів горіння в теплообмінники суцільним потоком, що погіршує умови теплообміну, оскільки при цьому прогріваються тільки шари, прилеглі до стінок каналу, а також необхідність подачі відхідних димових газів в теплообмінник з надмірним тиском для подолання опору теплообмінників. В основу винаходу поставлена задача удосконалити спосіб утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей шляхом підвищення температури нагрівання газу і повітря, що подаються на нагрівання повітронагрівників, за рахунок поліпшення умов теплообміну між компонентом горіння, що нагрівається, і відхідними димовими газами. Це забезпечує зменшення витрати опалювального газу на нагрів дуття, зменшення витрат на встановлення теплообмінників. Поставлена задача вирішується тим, що в способі утилізації тепла відхідних димових газів двох і більш повітронагрівників доменних печей, який включає підведення одного і більш компонентів горіння, що нагріваються, по підвідному колек 81877 4 тору в канали встановлених в потоці відхідних димових газів теплообмінників, їх розподіл по каналах і відведення, згідно винаходу, розподіл проводять по каналах одного і більш теплообмінників, встановлених в потоці відхідних димових газів в димопроводі, причому сумарну площу поперечного перерізу каналів задають рівній площі поперечного перерізу підвідного колектора. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак технічного рішення, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в наступному. Розподіл компонентів горіння по каналах теплообмінників, сумарна площа поперечного перерізу яких дорівнює площі поперечного перерізу підвідного колектора, забезпечує дроблення потоку на окремі потоки, за рахунок чого збільшується поверхня теплообміну, що значно підвищує температуру нагрівання компоненту горіння, тобто ефективність способу утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей. А встановлення теплообмінників в димопроводі, де постійно знаходяться відхідні димові гази блоку повітронагрівників, що мають температуру 250300°С (максимально до 400°С), забезпечує постійне нагрів компонентів горіння до температури 100110°С, що в поєднанні з виконанням теплообмінників у вигляді пакетів труб, які акумулюють тепло відхідних димових газів, забезпечує стабілізацію температури нагрівання компонентів горіння в умовах періодичної роботи повітронагрівників. Спосіб реалізується за допомогою пристрою для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей, наведеному на кресленнях, де на Фіг.1 показана схема пристрою утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей, на Фіг.2 розріз А-А на Фіг.1, на Фіг.3 вузол Б на Фіг.1 - засіб з'єднання пакетів труб з підвідним і відвідним компонентів горіння колекторами. Технічне рішення, наведене як приклад, стосується блоків повітронагрівників з централізованою подачею повітря горіння до пальників від окремо розташованої станції подачі повітря. У разі наявності у повітронагрівників індивідуальних пальників, що відбирають повітря горіння самостійно з навколишньої атмосфери, можна проводити нагрів тільки опалювального газу. Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників 1 доменних печей містить димопровід 2, сполучений з димовою трубою 3 і встановлені в ньому теплообмінники нагрівання газу і повітря, сполучені з підвідним і відвідним колекторами 6 газу і підвідним та відвідним колекторами 7 повітря. Теплообмінники для нагрівання газу і для нагрівання повітря виконані у вигляді, розміщених уздовж димопроводу пакетів 4 і 5 труб 9. Засіб з'єднання пакетів 4 труб 9 з підвідним і відвідним компоненту горіння колекторами виконаний у вигляді встановленого на кожному торці пакетів 4 труб 9 опорно-розподільного елемента 8. Діаметр опорно-розподільного елемента 8 рівний більшому діаметру порожнистого зрізаного конуса 11, який сполучає опорно-розподільний елемент 8 5 з підвідним і відвідним компоненту горіння колекторами. Причому на кожному торці пакетів 4 і 5 труб 9 встановлено аналогічний засіб з'єднання пакетів труб з підвідним і відвідним компоненту горіння колекторами. Торці кожної труби 9 встановлені в отворах 10 двох опорно-розподільних елементів 8, виконаних у вигляді перфорованих дисків, встановлених на кожному торці пакетів труб. Діаметр кожного опорно-розподільного елемента 8 рівний більшому діаметру зрізаних конусів 11, які сполучають опорнорозподільні елементи 8 з обох торців теплообмінників з підвідним і відвідним компоненту горіння колекторами. Сумарна площа прохідного перерізу труб 9 теплообмінників відповідно дорівнює площі прохідного перерізу підвідного і відвідного газу або повітря колекторів 6 та 7. Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей працює наступним чином. Почергова робота повітронагрівників 1 змінно то в режимі нагрівання насадки, то в режимі нагрівання дуття забезпечує постійну подачу відхідних димових газів з піднасадкових пристроїв повітронагрівників 1 в димопровід 2 до димової труби 3. Компоненти горіння - газ і повітря горіння підводять до пальників повітронагрівників 1 по трубах великого діаметра - газовому 6 і повітряному 7 колекторам. При підході до глухого торця димопроводу 2 газовий 6 і повітряний 7 колектори з'єднуються з 81877 6 першими усіченими конусами 11, менший діаметр яких дорівнює діаметру підвідного і відвідного компоненту горіння газового 6 і повітряного 7 колекторів, що живлять пакети 4 і 5 труб 9 малого діаметра, які входять в торець димопроводу 2 і проходять по ньому уздовж його повздовжньої осі до з'єднання з колекторами біля димової труби 3. Газ і повітря горіння, що знаходяться в тубах 9 малого діаметра, нагріваються від температури 30-40°С до температури 100-110°С відхідними димовими газами повітронагрівників. При виході з димопроводу 2 в районі димової труби 3 пакети 4 і 5 труб 9 малого діаметра сполучені за допомогою других опорно-розподільних елементів 8 і других зрізаних конусів 11 з продовженням підвідних та відвідних колектора 6 газу і колектора 7 повітря, по яких відводять нагріті газ і повітря, причому колектори ізольовані теплоізоляцією. Індивідуальні підводи (на схемі не показані), по яких газ і повітря поступають у повітронагрівники 1, також ізольовані теплоізоляцією 12. Нагріті газ і повітря спалюються в камерах горіння і пройшовши через насадку і піднасадковий пристрій повітронагрівників 1 у вигляді димових газів, поступають в димопровід 2, де обігрівають пакети 4 і 5 труб 9 малого діаметра, по яких йдуть наступні холодні порції газу і повітря горіння. Застосування способу утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей підвищує температуру гарячого дуття, одночасно знижуючи витрату опалювального газу, що забезпечує отримання значного енергозберігаючого ефекту. 7 Комп’ютерна верстка В. Клюкін 81877 8 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601