Спосіб діагностики щільності трубчастих теплообмінників доменних повітронагрівачів

Реферат: Спосіб діагностики щільності трубчастих теплообмінників системи утилізації теплоти відхідних димових газів доменних повітронагрівачів, одержаних після спалення газового палива включає підігрів повітря та газового палива у трубчастих теплообмінниках, а також контроль вмісту кисню або СО на вході та виході теплообмінників. На повітряному теплообміннику проводять безперервний автоматичний контроль вмісту О2 на вході {%О2}1 і виході з нього {% О2}2 продуктів спалення, а на газовому теплообміннику - контроль вмісту СО на його вході {%СО}1 та виході {% СО}2, після чого автоматично знаходять різниці {% О 2}2 - {% О2}1…(1) та {% СО}2 - {% СО}1…(2). При цьому, якщо різниця (1)  0,5 % О2, то повітряний теплообмінник нещільний, а якщо різниця (2)  0,5 % CO, то нещільний газовий теплообмінник. UA 96544 U (12) UA 96544 U UA 96544 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до чорної металургії і може бути використана у кольоровій металургії та енергетиці. Відомий спосіб діагностики щільності (герметичності) ємностей (місткостей) та трубопроводів ("Анализ и обзор вакуумных устройств для контроля герметичности трубопроводов и емкостей". Костиков Е.С., Сахнин С.Г., Мясников В.М.), який, наприклад, вакуумний спосіб дозволяє знаходити дефекти, що виходять на поверхню: непровари, раковини, тріщини і т. інш. Дефекти знаходяться по місцям натікання контрольного газу та по зміні тиску в камері за рахунок пропуску контрольного газу через несуцільності. Результати позитивні, якщо за нормативний час немає такого, що можна бачити, падіння тиску по манометру і візуально не видно витоку газу. Спосіб, що заявляється і аналог- обидва неруйнівні, але спосіб аналог не є автоматичним, що є його вадою. Відомий також спосіб діагностики щільності (герметичності) теплообмінника, при якому зварні шви перевіряються на герметичність (щільність), при якому норми тисків для перевірки щільності і вміст іспитів відповідають потребам розділу "СНиП III-18-75 "Металлические конструкции. Правила производства и приемки работ", які є частиною "Инструкции по монтажу и эксплуатации воздухонагревателя" 024.005212 ИМЭ, Днепропетровск, 2004, Украина, корпорация "Укрчерметстройпроект". Недоліком цього способу є значна працеємність та відсутність автоматизації контролю. Відомий також спосіб діагностики щільності (герметичності) агрегатів, наприклад, футеровки між камерами спалення і насадки доменного повітронагрівача (ПН), який базується на інформації на вході ПН (склад і кількість доменного газу і розрахунковий склад продуктів його спалення) та інформації про фактичний склад продуктів спалення на виході ПН (П.Б. Федотов, В.М. Паршаков, Ф.Р. Шкляр. Оцінка перетоків холодного дутья и отопительного газа через разделительную стенку камеры горения доменного воздухонагревателя. Тематический сборник научных трудов "Исследование тепловых процессов и агрегатов основных переделов черной металлургии. МЧМ СССР. ВНИИМТ, М, Металлургия, 1987, с. 36-41. Вказаний спосіб вибраний як найближчий аналог до корисної моделі, яка заявляється, і має з ним спільні ознаки: контроль параметрів на вході та виході агрегату. Але мають місце й недоліки: спосіб - неавтоматизований і працеємний, ручний. В основу корисної моделі поставлено задачу вести безперервний контроль щільності газового та повітряного теплообмінників блоку ПН в автоматичному режимі. Технічний результат полягає в тому, що: - підвищується надійність експлуатації газового та повітряного теплообмінників системи утилізації теплоти відхідних димових газів ПН з метою своєчасної зупинки теплообмінників на ремонт; - в системі утилізації теплоти ПН з відбором частини продуктів горіння (диму) в систему сушіння ПВП гарантується вміст О2, який буде не більше 0,5 %, щоб в останній вміст О2 не перевищував допустимий {% О2} ≤ 2,0 %. Поставлена задача вирішується тим, що в корисній моделі здійснюється безперервний автоматичний контроль вмісту кисню в продуктах горіння на вході та на виході повітряного теплообмінника, а також для газового теплообмінника - контроль вмісту СО на його вході та виході. Різниці вмісту СО на вході та виході газового та вмісту О 2 на вході та виході повітряного теплообмінників не повинні перевищувати 0,5 %. Якщо ж цей вміст буде більше за 0,5 %, то відповідний теплообмінник буде нещільний і його треба зупинити на профілактичний ремонт. В способі діагностики щільності трубчастих теплообмінників доменних повітронагрівників: 1, 2, 3 - доменні повітронагрівники, з яких відхідні продукти горіння йдуть до повітряного теплообмінника 5, газового теплообмінника 6, в димар 7, в димопровід 8, який пов'язаний з системою сушіння ПВП; 9 і 10 - відповідно газоаналізатори вмісту О2 на вході і виході повітряного теплообмінника 5; 11 і 12 - відповідно газоаналізатори вмісту СО на вході та виході газового теплообмінника 6; 13 - процесор, який вичислює відповідно різниці вмісту О 2 та СО на вході та виході теплообмінників. Спосіб контролю щільності трубчастих теплообмінників реалізується наступним чином (креслення): продукти спалення після повітронагрівачів 1, 2, 3 поступають у лежак 4, далі в повітряний теплообмінник 5, газовий теплообмінник 6, димар 7. По димопроводу 8 димові гази відбираються до системи сушіння ПВП (пило-вугільного палива). На вході теплообмінника повітронагрівника 5 забираються димові гази на вхід газоаналізатора на О 2 9, а на виході з теплообмінника 5 - на вхід газоаналізатора на О2 10. Якщо повітряний теплообмінник 5 щільний, то різниця в сигналах з газоаналізаторів на О2 9 та 10 {% О2}1 - {% О2}2=0. У разі нещільності повітряного теплообмінника 5 {% О2}2 у димових газах на виході теплообмінника 5 буде більше 1 UA 96544 U 5 10 15 20 25 30 35 40 за {% О2}1, на вході теплообмінника, бо в димові гази буде потрапляти повітря через нещільності теплообмінника 5. Це буде свідчити про розгерметизацію теплообмінника 5. Зазвичай на димових штуцерах ПН {% О2}2=0,6-1,2 % при коефіцієнті витрати повітря n=1,051,10. При цьому в димопроводі 8, який постачає дим в систему сушіння пиловугільного палива (ПВП), необхідно додержуватися умови {% О2}3 ≤ 2 %. Для діагностики щільності газового теплообмінника 6 контролюють вміст CO газоаналізаторами 11 (перед входом до теплообмінника 6) {% CO} 1 та після цього теплообмінника {% СО}2. При щільному теплообміннику 6 {% CO}1 = {% СО}2. При нещільності газового теплообмінника 6 {% CO}2 - {%СО}1.буде більше 0 у зв'язку з тим, що CO з доменного газу буде потрапляти в дим після теплообмінника 6. Процедури обчислення різниць {% О2}2 - {%О2}1…(1) та {%СО}2 - {%СО}1…(2) виконує процесор 13, який також командує сигналізацією, якщо різниці (1) та (2) будуть більше за > 0,5 % і для О2, і для CO. Максимальна границя для О2 та СО по 0,5 % вибрана, виходячи з того, що в діапазоні роботи газових аналізаторів 0-20 % при точності виміру 2,5 %, 0,5 % буде мінімальною величиною, яку газоаналізатори зможуть "почути" (виміряти). Причинно-наслідковий зв'язок між суттєвими ознаками і технічним результатом, який досягається, полягає в наступному. Згідно способу контролю щільності теплообмінник для підігріву повітря спалення обладнається датчиками для визначення вмісту кисню (% О 2) на вході та на виході диму (продуктів спалення) з теплообмінника підігріву повітря спалення. При цьому, якщо різниця у % О2 між виходом диму та його входом складає  0,5 % О2, то повітряний теплообмінник потребує зупинки на ремонт, а якщо аналогічно на газовому теплообміннику різниця у вмісті СО між його входом та виходом буде % СО  0,5 %, то газовий теплообмінник негерметичний. Зазвичай діапазон % СО та % О2 у відхідних димових газах ПН складає  0,5 %, а діапазон виміру їх вмісту у димових газах промисловими газоаналізаторами 0-20 %. При точності цих газоаналізаторів 2,5 % їх мінімальна чутливість складає 0,5 %. Тому негерметичність повітряного та газового теплообмінників можна буде визначити, коли % О2 буде більше відповідно за 0,5 % О2, а газового - коли % СО  0,5 % CO. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб діагностики щільності трубчастих теплообмінників системи утилізації теплоти відхідних димових газів доменних повітронагрівачів, одержаних після спалення газового палива, який включає підігрів повітря та газового палива у трубчастих теплообмінниках, а також контроль вмісту кисню або СО на вході та виході теплообмінників, який відрізняється тим, що на повітряному теплообміннику проводять безперервний автоматичний контроль вмісту О 2 на вході {%О2}1 і виході з нього {% О2}2 продуктів спалення, а на газовому теплообміннику контроль вмісту СО на його вході {%СО}1 та виході {% СО}2, після чого автоматично знаходять різниці {% О2}2 - {% О2}1…(1) та {% СО}2 - {% СО}1…(2), при цьому, якщо різниця (1)  0,5 % О2, то повітряний теплообмінник нещільний, а якщо різниця (2)  0,5 % CO, то нещільний газовий теплообмінник. 2 UA 96544 U Комп’ютерна верстка Л. Бурлак 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