Спосіб регулювання розподілом пиловугільного палива по фурмах доменної печі

Реферат: Винахід належить до чорної металургії. Спосіб регулювання розподілом пиловугільного палива (ПВП) по фурмах доменної печі включає подачу ПВП в розподільну ємкість і транспортування з неї ПВП по пилопідвідних трасах із заданою кількістю в одиницю часу, при цьому по черзі здійснюють перекриття кожної пилопідвідної траси перед подачею ПВП на фурми печі і при подачі ПВП в розподільну ємкість, установлену на тензовагах, фіксують час наповнення заданої ваги ПВП, при цьому за допомогою датчиків витрати одночасно фіксують витрати ПВП, потім по вазі ПВП в ємкості та часу її наповнення, визначають фактичну витрату ПВП в одиницю часу, за значеннями якого та показанням датчиків витрати визначають коефіцієнт відхилення, на який за допомогою програмних засобів коректують показання датчиків витрати. Винахід дозволяє збільшити витрату ПВП від базового значення 150 кг/т до 165 кг/т, забезпечуючи зниження витрати природного газу, який подають в доменну піч. UA 108650 C2 (12) UA 108650 C2 UA 108650 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до чорної металургії та може бути використана при виплавці чавуну із застосуванням пиловугільного палива (ПВП). Виходячи з умов забезпечення повноти горіння вугільних часток у горні, високопродуктивної роботи доменної печі, необхідно прагнути до рівномірного розподілу вугільного пилу по фурмах. При нерівномірному розподілі процеси горіння вугільного пилу суттєво вповільнюються в тих фурмених зонах, у які надходить більше вугільних часток. Це пояснюється збільшенням концентрації вугільного пилу в дутті, зменшенням коефіцієнта надлишку повітря, незадовільним змішанням пилу й дуття [Ярошевский С.Л. Виплавка чугуна с использованием пилоугольного топлива - М: Металлургия, 1988-176 с.]. Відомий спосіб пневматичного дозування порошкоподібного матеріалу по фурмах агрегату, наприклад доменної печі, що включає формування газової суміші з порошкоподібного матеріалу й транспортуючого газу, транспортування суміші по загальному трубопроводу в змішувач і її подальший розподіл по фурмених трубопроводах з наступним дроселюванням потоку суміші, причому тиск у змішувачі підтримують постійним, а тиск у фурмених трубопроводах за місцем дроселювання потоку суміші підтримують на заданому за технологією рівні [UA, № 13388 С1, МПК8 С21В 7/24, 7/16, З21С7/00, опубл. 13.02.90]. При використанні вдування ПВП з високим перепадом тиску між живильним резервуаром і доменною піччю (пневмотранспорт ПВП здійснюється осушеним азотом з тиском до 16 бар) для подачі ПВП щільним потоком на відносно низьких швидкостях визначальним фактором є калібрування пилотрас. Компенсація різниці в падінні тиску між розподільним обладнанням і фурмами досягається за допомогою статичних дросельних засувок. Такий принцип подачі ПВП, як правило, гарантує рівномірний його розподіл по фурмах і в багатьох випадках пилотраси навіть не обладнаються витратомірами й регулюється зміною витрати транспортуючої азотоповітряної суміші, що подається в пилопроводи через живильники. Одночасна зміна продуктивності всіх живильників здійснюється зміною перепаду тиску між колектором гарячого дуття й живильним резервуаром з наступною корекцією витрати транспортуючої суміші по пилопроводах. У зв'язку з використанням такого принципу вдування з підмішуванням до пилу транспортуючого газу, необхідне постійне в часі коректування витрат азотоповітряної суміші. Встановлене вимірювальне обладнання, в зв'язку з початковим проектуванням для умов вдування ПВП щільним потоком має властивість з часом спотворювати свідчення витрати пилу. Найбільш близьким аналогом винаходу, що заявляється, є спосіб безперервного транспортування дрібнозернистого й/або пилоподібної твердої речовини за допомогою транспортуючого середовища до двох або більш місцях споживання (А-D), наприклад до фурм доменної печі, що включає завантаження дрібнозернистої й/або пилоподібної твердої речовини в розподільну ємкість і транспортування з неї за допомогою транспортуючого середовища через живильні трубопроводи до відповідного місця споживання (від А до D) у заданій кількості в одиницю часу, причому задану кількість в одиницю часу, призначену для кожного місця споживання (від А до D), ділять на дві або більш часткових кількостей в одиницю часу й кожну часткову кількість в одиницю часу відводять через індивідуальний частковий живильний трубопровід від розподільної ємкості за допомогою транспортуючого середовища, потім задані часткові кількості в одиницю часу спільно підводять до відповідного до місця споживання (від А до D), при цьому для регулювання заданої кількості в одиницю часу в певному розмірі на місці споживання (від А до D) часткові живильні трубопроводи, підведені до цього місця споживання (від А до D), вибірково тримають закритими або відкритими [RU, № 2149132 С1, МПК 7 B65G 53/00, В21В 5/00, опубл.20.05.2000 г.]. Реалізація відомого способу характеризується значною витратою природного газу, що подають в доменну піч, через нерівномірний розподіл ПВП по фурмах, відхилення якого від базового становить до 25 %. Нераціональна подача пиловугільного палива в доменну піч викликає різке погіршення стійкості температурного режиму горна: у фурмених зонах, у які надходить велика кількість вугільного пилу, температура газів і шихти буде значно перевищувати оптимальну, в інших же фурмених зонах ця температура буде суттєво нижче. При цьому змінюється розподіл температур і вихід горнових газів не тільки по окружності, але й по висоті печі, збільшується висота зони первинного шлакоутворення, опір стовпа шихтових матеріалів. Ступінь використання відновлювальної й теплової енергій газів погіршується. Усі ці фактори викликають порушення ходу печі й погіршення техніко-економічних показників доменної плавки. З урахуванням того, що в існуючих умовах вдування ПВП рівномірність його розподілу контролюють по температурі трас, звертає на себе увагу те що відносно рівна температура по всіх трасах (коливання до 2 °C). При цьому на практиці не відзначається залежність витрати ПВП по трасі від її температур: теоретично більш висока температура повинна бути на тій трасі, 1 UA 108650 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 по якій проходить більша кількість гарячого вугільного палива. Згідно з дослідженнями було встановлено, що показання температури на пилопідводах до повітряних фурм № 8 (44,46 °C) і № 7 (46,87 °C) мають зворотну залежність від витрати вугільного пилу. Показання дозволяють говорити про неоднозначність оцінки рівномірності розподілу палива по фурмах на підставі даного критерію. Спосіб розподілу ПВП по фурмах, заснований на контролі величин температур пилотрас відповідно регулювання витрати вугільного палива, не дозволяє забезпечити рівномірність подачі ПВП в доменну піч у межах ±5 %. В основу винаходу поставлена задача удосконалення способу регулювання розподілом пиловугільного палива по фурмах доменної печі, у якому за рахунок раціональної подачі пиловугільного палива в доменну піч забезпечується рівномірний розподіл ПВП по фурмах з відхиленням від базового в межах ±5 %, що приводить до підвищення точності регулювання, що дозволяє збільшити витрату ПВП щодо базового значення та забезпечує зниження витрати природного газу, який подають в доменну піч. Поставлена задача вирішується тим, що в способі регулювання розподілом пиловугільного палива (ПВП) по фурмах доменної печі, що включає подачу ПВП в розподільну ємкість і транспортування з неї ПВП по пилопідвідних трасах із заданою кількістю в одиницю часу, згідно з винаходом, по черзі здійснюють перекриття кожної пилопідвідної траси перед подачею ПВП на фурми печі і при подачі ПВП в розподільну ємкість, установлену на тензовагах, фіксують час наповнення заданої ваги ПВП, при цьому за допомогою датчиків витрати одночасно фіксують витрати ПВП, потім по вазі ПВП в ємкості й часу її наповнення, визначають фактичну витрату ПВП в одиницю часу, за значеннями якого й показанням датчиків витрати визначають коефіцієнт відхилення, на який за допомогою програмних засобів коректують показання датчиків витрати. Приклад. Пропонований спосіб був випробуваний для регулювання розподілом ПВП по фурмах доменної печі № 2 ПрАТ "ДМЗ". Для реалізації способу використовували тарувальний стенд, що дозволяє коректувати показання датчиків витрати ПВП залежно від коефіцієнта відхилення. До стенда підключали всі пилопідвідні траси, по яких здійснювали подачу ПВП до фурм доменної печі. По черзі здійснювали перемикання кожної пилопідвідної траси на стенд, шляхом перекриття подачі ПВП в піч і відкриття подачі в розподільну ємкість, установлену на тензовагах. У розподільну ємкість подавали задану кількість ПВП (400 кг) і фіксували час наповнення ємкості заданою кількістю. Одночасно фіксували витрати ПВП за показниками датчиків витрати ПВП типу "F-BLOCK". За значеннями витрати ПВП, поданої в розподільну ємкість і часу її наповнення автоматично визначали фактичну витрату ПВП в одиницю часу. На підставі визначеної за допомогою стенда фактичної витрати ПВП й показань датчиків витрати визначали коефіцієнт відхилення, на який за допомогою програмних засобів коректували показання датчиків витрати. У зв'язку з тим, що тарування показань датчиків витрат проводиться при різних обсягах вдування ПВП (тобто навантаження на одну повітряну фурму коливається в межах від 500 до 1000 кг) також були проведені дослідження впливу обсягу подаваного ПВП на кожну фурму на коефіцієнт відхилення. При проведенні роботи з різною витратою ПВП отримана залежність, представлена на кресленні. Залежність показує розбіжність між фактичною кількістю, що вдувається ПВП й показаннями датчиків витрати, вираженої в частках одиниці (відношення маси зваженого в стенді пилу до маси за показниками датчика, вісь Y) залежно від кількості, що вдувається ПВП на кожну повітряну фурму (кг/год., вісь X). При подачі ПВП з витратою 800 кг/год. на кожну повітряну фурму показання датчиків і фактичної витрати рівні, при збільшенні витрати ПВП спостерігається тенденція по завищенню показників і навпаки. Отримана залежність дозволяє суттєво скоротити інтервали тарування й тим самим знизити вплив перемикання трас на процеси вдування ПВП в доменну піч. У період спостережень задана витрата ПВП перебувала без змін на рівні 14 т/год., при цьому на повітряну фурму (ПФ) № 12 ПВП не подавалося. У таблиці наведені дані за фактичними показниками фактичної витрати ПВП на датчики витрати, а також показник температур пиловідвідних трас. 55 Таблиця 1 Фурма №№ 9 7 5 Блок № 1 3 1 11 15 2 13 10 6 Блок № 2 8 2 4 12 14 UA 108650 C2 Продовження таблиці 1 Температура траси, 3 Витрата по датчиках, кг/год. 5 10 46,2 46,87 45,8 45,87 45,18 46,1 45,27 46,39 44,36 44,1 44,46 46,05 45,9 903 558 853 786 557 692 686 708 911 723 1032 674 694 46,02 804 Як видно з таблиці спостерігаються значні коливання фактичної витрати ПВП по фурмах. Так, між показаннями датчика витрати на ПФ № 1 (мін - 557 кг/год.) і ПФ № 8 (макс - 1032 кг/год.) різниця становить 46 %, при цьому зміна температури пиловідвідних трас по даних фурмах перебуває в межах менш 1 °C и склало 1,6 % (ПФ № 1-45,18 °C и ПФ № 8-44,46 °C). Порівнюючи сумарну витрату пиловугільного палива, визначену по провішуваннях і на підставі показань датчиків витрати в момент зняття інформації витрати на фурми визначено, що розбіжність між дійсною витратою ПВП по фурмах (13,98 т/год.) і фактичною витратою ПВП по датчиках (11,75 т/год.) становить 19 %. Реалізація пропонованого способу забезпечує нерівномірність розподілу ПВП по фурмах у межах ±5 %, що дозволяє збільшити витрату ПВП від базового значення 150 кг/т до 165 кг/т, забезпечуючи зниження витрати природного газу, який подають в доменну піч. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 15 20 Спосіб регулювання розподілом пиловугільного палива (ПВП) по фурмах доменної печі, що включає подачу ПВП в розподільну ємкість і транспортування з неї ПВП по пилопідвідних трасах із заданою кількістю в одиницю часу, який відрізняється тим, що по черзі здійснюють перекриття кожної пилопідвідної траси перед подачею ПВП на фурми печі і при подачі ПВП в розподільну ємкість, установлену на тензовагах, фіксують час наповнення заданої ваги ПВП, при цьому за допомогою датчиків витрати одночасно фіксують витрати ПВП, потім по вазі ПВП в ємкості та часу її наповнення, визначають фактичну витрату ПВП в одиницю часу, за значеннями якого та показанням датчиків витрати визначають коефіцієнт відхилення, на який за допомогою програмних засобів коректують показання датчиків витрати. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3