Спосіб нагрівання повітронагрівачів доменної печі

Реферат: Спосіб нагрівання повітронагрівачів доменної печі включає подачу в камеру горіння доменного газу й спалювання його з подачею повітря до одержання необхідної температури гарячого дуття. При цьому попередньо перед подачею доменного газу в камеру горіння додають паливо з теплотою згоряння. UA 68737 U (12) UA 68737 U UA 68737 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до чорної металургії й може бути використана для нагрівання повітронагрівачів доменної печі зі скороченням наднормативних викидів шкідливих речовин в атмосферу. Відомий спосіб нагрівання повітронагрівачів доменної печі, реалізований відомою системою нагрівання (RU, №2072476 С1, кл. F23D 14/00, опубл. 27.01.1997 p.), що включає змішування газу й частини повітря, що подається у вигляді струменів, подачу отриманої суміші й основної частини повітря в камеру горіння, спалювання газу в камері горіння з пальниками, розміщеними на відстані, визначеної з урахуванням фізичної швидкості газів у камері горіння й частоти коливань стовпа газів у камері горіння. Відомий спосіб нагрівання повітронагрівачів знижує кількість викидів шкідливих речовин в атмосферу. Однак реалізація способу вимагає значних матеріальних витрат, пов'язаних з установкою додаткових засобів для формування окремих струменів, що створюють умови для змішування газу з повітрям, джерел пульсації продуктів горіння й ін., що ускладнює й здорожує експлуатацію повітронагрівачів. Найбільш близьким аналогом пропонованої корисної моделі є спосіб нагрівання повітронагрівачів, що включає подачу в камеру горіння доменного газу й спалювання його з подачею повітря при коефіцієнті надлишку повітря =1,1 до одержання необхідної температури гарячого дуття (Шишкин В.В. и др. Анализ эффективности работы доменных воздухонагревателей. Труды III Международной научно-технической конференции МИСиС, Москва, 1-3 февраля 2006. - С. 642-643). Недоліком даного способу є те, що в камері горіння утворюється надлишковий вміст оксиду вуглецю (СО), рівний 1,0 %, що приводить до зниження коефіцієнта корисної дії повітронагрівача на 5-7 % і температури дуття, що нагрівається, на 77 °C. Все подаване повітря з коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,1 % повністю використовується для спалювання доменного газу, а утворювані продукти горіння, що містять шкідливі речовини високої концентрації викидаються в атмосферу, перевищуючи наднормативні межі. Наприклад, на повітронагрівачах комбінату "Азовсталь" повне завершення горіння доменного газу, що 3 подається витратою 75 тис.м /год. при коефіцієнті надлишку повітря =1,1 і співвідношенні швидкостей газ-повітря, рівному 1,7 відбувається па відстані 10 калібрів від пальника (Шкляр Ф.Р. и др. Доменные воздухонагреватели, Μ., 1982. - С. 38-43). При зниженні виграти доменного 3 газу до 35 тис.м /год. і співвідношенні швидкостей газ-повітря, рівному 0,95-1,0 у камері горіння перемішування газів незадовільне, яке приводить до утворення СО, що викидається в 3 атмосферу на рівні 2500-3000 мг/м , що перевищує гранично допустиме в 2,8-3,4 рази. В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення способу нагрівання повітронагрівачів доменної печі, у якому за рахунок повного згоряння палива при більш низькому коефіцієнті надлишку повітря й розведення продуктів горіння до гранично допустимих концентрацій, що приводить до запобігання наднормативних викидів шкідливих речовин в атмосферу. Поставлена задача вирішується тим, що в способі нагрівання повітронагрівачів доменної печі, що включає подачу в камеру горіння доменного газу й спалювання його з подачею повітря до одержання необхідної температури гарячого дуття, згідно з корисною моделлю, попередньо перед подачею доменного газу в камеру горіння до нього додають паливо з теплотою згоряння, що забезпечує теплоту згоряння суміші, рівну 1,08-1,12 теплоти згоряння доменного газу, а повітря подають із коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,30-1,35. Доцільно як паливо з високою теплотою згоряння використовувати природний газ. Суть пропонованої корисної моделі полягає в спалюванні в камері горіння доменних повітронагрівачів суміші доменного газу й палива, продукти згоряння яких не перевищують гранично допустиму концентрацію. При цьому повітря подають із коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,30-1,35, при цьому па спалювання суміші витрачається повітря з коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,02 за рахунок експериментального підбору оптимальної теплоти згоряння суміші, а інша частина повітря витрачається на розведення продуктів згоряння. При збільшенні коефіцієнта надлишку повітря більше 1,35 можливе недогрівання купола повітронагрівача до заданої температури й неможливість одержання необхідної температури гарячого дуття, що приводить до збільшення витрати коксу доменної печі. Приклад Пропонований спосіб і найближчий аналог були випробували при подачі гарячого дуття в доменну піч, що має три повітронагрівачі висотою 40,2 м, камеру горіння висотою 31 м і площу 3 нагрівання 27,8 тис.м . 1 UA 68737 U 5 10 15 Реалізацію відомого способу здійснювали подачею в камеру горіння доменного газом з р 3 теплотою згоряння Q н=3510 кДж/м і подачею повітря з коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,1. Пропонований спосіб здійснювали подачею в камеру горіння попередньо змішаних р 3 доменного газу й 1,5-2,0 % природного газу з теплотою згоряння суміші Q н=3850 кДж/м , рівної 3 1,09 теплоти згоряння доменного газу й витратою 450-600 м /год. на кожний повітронагрівач. Для спалювання подаваної в камеру горіння суміші й розведення концентрації продуктів горіння в неї подавали повітря з коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,32 за допомогою відкриття жалюзі вентилятора. Визначали масу наднормативних викидів шкідливих речовин в атмосферу - CO (SO2 і NOх незначна величина, що не впливає на загальну масу викидів). Вимірювали середнє значення виходу продуктів горіння і визначали середнє значення масової концентрації СО, що порівнювали з нормативною масовою концентрацією. Технологічні параметри й результати вимірів представлені в таблиці, де чисельник - відомий спосіб - найближчий аналог, знаменник - пропонований спосіб. Таблиця (ро)ВІ 3 мг/м 2500 250 20 25 30 35 40 Фр Фобм % 3,0 3,0 3,0 5,0 gv 3 м /с 17,7 18,6 Τ год. 1,0 1,0 mCO т/год. 0,207 0,014 З грн/τ 2851 Цгаз грн/год. 590,15 39,91 Vпр.г 3 м /год.  450 Vд.г 3 м /с 17,7 18,6 tа С 1050 1100 n 2 2 У таблиці представлені: (ро)ВІ - масова концентрація СО; Фр і Фобм - регламентоване й обмірюване значення О2; gv - середнє значення виходу продуктів горіння; Т - час випробування повітронагрівача па газовому періоді; mCO - маса наднормативних викидів; З - збиток від наднормативних викидів CO; Цгаз - виграти на витрату природного газу; Vпр.г - витрата природного газу на один повітронагрівач; Vд.г - витрата продуктів горіння при роботі повітронагрівачів на димову трубу; ta - температура дуття; n - кількість одночасно працюючих повітронагрівачів. Як видно з таблиці, реалізація пропонованого способу нагрівання повітронагрівачів забезпечує в порівнянні з найближчим аналогом зниження викидів в атмосферу в середньому 3 для CO до 300 мг/м і окислів азоту ΝΟх до слідів у продуктах горіння. Витрати на витрату природного газу повністю окупаються економією коксу в доменній печі, тому що витрати на кокс склали 18,2 грн./т чавуну, витрати на витрату природного газу - 17,6 грн./т чавуну. Збиток при реалізації відомого способу від наднормативних викидів CO за 1 тонну становить 2851 гри. Таким чином, реалізація пропонованого способу приводить до запобігання наднормативних викидів шкідливих речовин в атмосферу за рахунок повного згоряння палива при більш низькому коефіцієнті надлишку повітря й розведення продуктів горіння до гранично припустимих концентрацій. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 45 50 1. Спосіб нагрівання повітронагрівачів доменної печі, що включає подачу в камеру горіння доменного газу й спалювання його з подачею повітря до одержання необхідної температури гарячого дуття, який відрізняється тим, що попередньо перед подачею доменного газу в камеру горіння до нього додають паливо з теплотою згоряння, що забезпечує теплоту згоряння суміші, рівну 1,08-1,12 теплоти згоряння доменного газу, а повітря подають із коефіцієнтом надлишку повітря, рівним 1,30-1,35. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що як паливо з високою теплотою згоряння використовують природний газ. 2 UA 68737 U Комп’ютерна верстка А. Рябко 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