SU800214A1 - Способ отоплени нагревательныхпЕчЕй - Google Patents

Description

(54) СПСЮОБ ОТОПЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ

Изобретение относитс  к области черной металлургии и может примен тьс  на .нагревательных колодцах и методических печах, отапливаемых газообразным топливом . Известен способ отоплени  нагревател ных колодцев, методических и проходных термических печей заводов черной металлургии , но которому дл  нагрева металла в рабочее пространство подают газооб разное топливо и воздух. Обычно дл  отоштенн  указанных агрегатов  сшзаь- зуют коксодоменную вли пр роднодоменную смесь с теплотворной еахособностью 1ООО-4ООО ккал/м . Иногда дл  отопле и  примен етс  чистый прирЬкный газ. Освовва  часть колоопев и мвтоднчвскшс печей оборудована керамическими рекупе- раторами дл  подогрева воздуха fl Однако в известном способе больших и переменных потерь воздуха сни жаетс  теплова  мощность агрегат,что приводит к снижению производнтельноств и повышению расхода топлива. На рекуперативных нагревательных колодцах с верхней горелкой осуществл етс  инжекторна  подача воздуха. Поэтому потери воздуха в рекуператорах не происход т . Однако из-за плохого смешени  топлива с воздухом при отоплении колодцев коксодоменной или првроднодоменной смесью получают длинный факел, что приводит к неравномерности нагрева слитков по длине колодца и, соответственно, сын- жению технико-экономических показателей. Известный способ имеет также недостатки при работе колодцев и методнческвх печей на пониженных тепловых нагрузках, вызванных технологической необходимостью . Например, на колодцах в период выдержки металла, а на методических печах- при снижении темпа выдачи металла, ё св зи с тем, что площадь выходных сечений сопел примен емых на указанных печах , не измен етс , то при пониженных тепловых мощност х за счет снижени  расхода, ;гмев1д1аютс  выходвые скорост  топлива, снижаетс  качество смешени  в

38002

увеличиваетс  длина факела. За счет изменени  апины факела увеличиваетс  неравномерность нагрева металла по объему рабочего пространства.

Известен способ отоплени  нагреватель ных колодцев, предусматривающий подачу киспооода в рабочее пространство пропорционально тетшовой мощности 2.

Известный способ позвол ет компенсировать потери воздуха в рекуператорах. Однако за счет плохого смешени  киспорода и Tonniffia новьпваютс  затраты потерь части кисло рода с продуктам и гореви 

Известен также способ отоплени  нагревательных пече предусматривающий подачу кислорода в топливную магистраль на участке между цеховыми колпектс ами и а ементами конструкци  печи при содержании горючих компсдаентов в смеси, превышаюшвм верхний кошхентрационный предел воспламенени . Как показали результаты исследований, способ отсшлени  дечвй с предварительным смещением топ  ва с кислородом обеспечивает снижение расхова кислорода при неизменном теплоiBOM аффекте на нагревательных колодцах на 5О%, а i печах с двухпроводными ,го1 елками - на 25% Сз}.

Однако и этот способ имеет недостатке . При выходе металла на заданную темдературу кислород отключаетс . Одвовременж ) снижаетс  расход топлива. Поэтому за счет снижени  общего расхода комповевтов в топливной магистрали снижаютс  скорости на выходе г ч елочного ccatпа , что приводит к увеличению длины факела и, соответственно, неравномериости на1Грева металла. Это, в свою очередь, сни:Жает производительность и приводит к по впеншю местных дефектов нагрева металла,

Цель изобретени  - повышение равномерности и качества нагрева металла за сче повышеш1Я объема смеси газов, подаваемой через сопло горелки.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в период нагрева металла дополнительно подают топливо в смеси с воздухом или кислородом при стехиометрическю соотношении, в ксмигчестве равном разности проектного значени  расхода воздуха ш максимально возможного поступлени  ш)здуха через теплообменник, и прекрашают подачу дополнительной смеси при йоспжеиии соотношени  расхода основной СЫ9СЛ и дополнительной в смеси с воздухом 1,2:1, и с кислородом 2,6:1.

Данный способ позвол ет пол1юстью шспольэовать преимущества преаваритель-

него смешени  тс 1лива и кислородоносител , так как в момент снижени  расхода топлива подача кислородоносител , в отличие от известного способа, продолжаетс  и прекращаетс  только при достижении указанных соотношений основного и дополнительного топлива. Дл  упрощени  работы системы управлени  отоплением печей дополнительна  смесь подаетс  в стехиометрическом соотношении, т.е. количество кислородоносителей соответствует их расчетному количеству, необходимому дл  сжигани  допол1штельного топлива. Эксперименты подтверждают, что при предварительном смешении компонентен расход кислоройоносйТелей с ютветствует теоретически необходимому.

Нагревательные колодцы, методические и некоторые термические печи металлургических заводов отапливаютс  коксодоменной или природнодоменной смесью с теплотворной способностью 1ООО 4ООО ккал/м . Примен етс  также отопление природным газом. Как показали расчеты по правилу Ле-Шателье, при тепловой мсацности 1 млнккал/ч верхний концентрационный предел воспламенени  достигаетс  при различных расходах воздуха и кислорода в зависимости от теплотворной способности тс«1лива. При предварительном смешении топлива и воздуха верхний концентрационный предел воспламенени  наступает при следующих расходах воздуха дл  различной теплотворной с особностн:j

1000- -395 воздуха} 2000 А

3000 -460Й4000

мъ

,к

дл  природного газа -712

Соответственно при смешении топлива с кислородом: lOOO У -75 кwэтopoдa;

2000JUia -6lJU. - W

4ОООЬ 9й 59-й дл  природного газа v 80-. Абсолютное значение допустимого

Claims (2)

1. расхода кислорода нли воздуха определ ,етс  в зависимости от тепловой мощност Например, при тепловой мощности колодца 5 млн. с отоплением коксодоменной смесью 2ООО- верхний концентрационный предел воспламеневЕ  наступает при расходе «эздуха 2225- «, а кислорода - 3O5-S. Аналогичным способом определ етс  максимально допустимый расход воздуха (кислорода) при других значени х тепловой мощности и теплотворной способности тсллнва. Как показали результаты расчетов и . экспериментальные данные, при дополнительной подаче топливо-воздушной смеси к основному топливу, верхний концентрационный предел воспламенени  при неизменной тепловой мснцности достигаетс , Б первую очередь, при использовании коксового газа. Если дополнительное топливо с воздухом подавать в стехиометрическом соотношении, то верхний ковдентрационный fo предел воспламенеш  достигаетс  при ми нимальном соотношении основного и допол нительного топлива 1,2:1. При больших расходах основного топлива, а также при испопьзшании топлив другой теппотвор- ной способности смесь находитс  за вре делами воспламенени . Поэтому в качестве граничного предела берут соотношение основного и дсшопнительного топлива при предварительном смешении последнего с воздухом 1,2:1. Аналогичным образом установлено, ч5чэ и при предварительном смешении тонпвва с кислородом верхний кош1ентрациониый предеп воспламенени  достигаетс ,в иер вую очерещь, при сжигании коксовето газа при отношении основного топлива к дополнительному 2,6:1. При других теппот&ориых способност х Соплив и больших расходах основтюго топлива смесь нвхоавт с  за пределами воспламе ни . Поэтому в качестве граничного предела выбирают соотношение основного и дополнительного топлива при предварительном смешение с кислородом 2,6:1. Дл  реализации предлагаемого способа отоплеш1  осуществл ют подвод к топливной магнстрапи сжатого воздуха или кислорода . Если давление вентил торного воз духа составл ет 4ОО-5ОО мм вод.ст., а топтава 20О-250 мм вод.ст., то возможно использование части вентил торного Еювдуха дл  подачи в топливную магист- раль. В любом случае на подвод щем трубопроводе кислородоносител  к топливу устанавливаетс  комплект измерительных приборов: диафрагма, дифманометр и вторичный прибор, а также исполнительный мехавизм, регул тор и задатчик расхода. На трубопроводе квслородовоситеп  устанавливаетс  также отсечной клапан, который управл етс  дистатахнонно от кнопок уп равлени , а также может отключатьс  от устройства определени  граничного эначени  расхода топлива и от прибора, измер ющего давление кислородоносител . Так как в конкретных услови х работы нагревательной печи или колодца ис8 146 пользуетс  топливо определенной теплотворной опособности, то по расчету заранее определ ют, сколько нужно подавать топлива на единицу объема воздуха иле кислорода в стехвометрическом соотношенни . Осуществл   подачу еозоуха ига  квс- порода в топ/швную магистраль, одновр менно уввшчнвают расход Tonmtae. При этом расхо  кисдоройоноснтел   бдаетс  ксювенньтм измерйтепем аополгатеиь Яо расхода топшва. Дл  реап зацш Автоматической отсечки при опреде ниом соотношенви основного а допопинтегеьного топлива выполн ют спевующую сзсему: выходные ферродинамические преобразователи вторичных приборов общего расхода топлива и кислородонноситепей включают встречно, а разность сигналов подают на вход влектронного усилител , выходной нагрузкой ко1чэрого  вл етс  реле. Контакты реле обеспечивают отключение отсечного клапана, установленного на трубопроводе кислородоносите л . Настройка реле осуществл етс  на определенное значение электрического тока , соответствукшее минимально Допустимому соотношению расходов основного и дс юпнительного топлива, при испотшзо .вании воздуха 1,2:1, кислорода - 2,6:1. Когда отношение расходов достигнет мк{шмально допустимого значени , срабатывает репе и отсечной клапан перекрывает канал кислородоноситеп  в топливную магистраль. Способ отоплени  опробован на рекуперативных нагревательных колодцах с USHTW ральной гсфелкой, которые отапливают OKcofloMeHHQft смесью калорийностью., „ . Максимальна  теплова  Mon-i ость колодца, определ ема  состо ш ем екуператоров, составл ет 4 чейке выполнен подвод вентип торного оздуха к топливной магистрали на рабоей площадке отделени  нагревательных колодцев. Отвод воздуха в топливную магистраль выполнен до регулирующего органа . П р и м е р. В нагревательный каподец загружают 5 слитков из стала ларки О8 кп с температурой посада 7ОО л1 в весом каждого слитка 2О т. После закрыти  крышки в рабочую камеру колодца подают 2ОрО м /ч топлива (коксодоменка  смесь кдаорийностью 20ОО ккал/Nr ) а 4ООО п/ч воздуха. Проектное значен в расхода уоплива на колодец составл ет 27 SO м /ч, что соответствует тепловой мошностн 5,5 млнккал/ч. Проектное значение расхода воздуха, необходимого ДЛЯ сжигани  топлива, составл ет 5500 В процессе эксплуатации колодцев увеличиваетс  потер  воздуха в рекуператорах. Повтому в рабочее пространство можно подавать не более 4000 м /ч воздуха.Соответственно , максимальный расход топлива на Молодец составл ет 20бо м /ч. Увеличение расхода топлива в обычном ва риаите невозможно, так как оно не сгорит в рабочем пространстве иэ-ва недостатка воздуха. После подачи основного топлива и воздуха в рабочее пространство, подают 750 м /ч дополнительного топлива и 15ОО м /ч воздуха в топливный трубопровод . Весь период подъема осуществл ют при указанных расходах основного и допол нительного топлива, а также воздуха. При переходе на период выдержки металла регул тор температуры колодца ав тематически снижает расход основного топлива, а система соотношени  топливовоздух пропорционально уменьшает расход воздуха, поступающего в колодец через рекуператор . Изменение (снижение) расхоаа основного топлива осуществл етс  по акспоненте . Когда мсход основного топлива достиг 90О м /ч, отключают воздух, поступающий в трубогфовод, и дополнитель ное топливо. Отключение осуществл етс  автоматически при достижении заданного аначенн  расхода основного топлива. Таким образом, отключение дополнительного тошпюа и воздуха в трубопровод происходит при соотношении основного и дополнительного топлива 9OO/75OS1,2/1. Окон8 48 чание периода выдержки осуществл ют в обычном режиме. Формула изобретени Способ отоплени  нагревательных печей , включающий предварительное смешивание окнс итеп  с топливом, подачу этой смеси и воздуха в рабочее пространство и последующее сжигание, отличаю щ и и с   тем, что, с целью повышени  равномерности и качества нагрева металла , в период нагрева металла дополнитель-но подают топливо в смеси с воздухом или кислородом при стехиометри  веком соотнсмиекии , в количестве равном разности npoesTHort) значени  расхода воздуха и максимально воаможного поступлени  воз духа через теплообменник, и прекращают подачу доаопнительной смеси при достижении сооТ1юшени  расхода основной смеси и дополнительной в смеси с воздухом 1,2:1, и с кислородом 2,6:1. .(Источники информации, прин тые во внимание при эксперчиве 1.Ивашенко А. И. и др. Металлургические печи. М., Металлургиздат, 1964, т. И. с. 217-222, 226-230.
2. 2.Авторское свидетельство СССР N9 3753О9, кл. С 21 D 9/ОО, 197 О. 3. свидетельство СССР по за вке J 257iS37/O2, кл. С 21 D 9/ОО, .1978.