UA148577U - Спосіб підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі - Google Patents

Abstract

Спосіб підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі полягає у тому, що підігрів збагачених киснем газів досягають теплообміном між газами. При цьому застосовують розподілення повітря на гази, збагачені киснем, та їх змішують з продуктами додаткового спалюваного палива перед пальником повітронагрівача.

Description

Корисна модель належить до галузі виробництва чавуну.

Аналогами корисної моделі є рекуперативні підігрівачі повітря, розташовані у конвективних шахтах парових котлів. Значення температури спалювання палива залежить від температури повітря, що подається для горіння. Для підвищення температури спалювання палива у пальниках парових котлів виконують підігрів повітря для горіння палива. Повітря для горіння палива перед подачею на пальники парових котлів підігрівається у рекуперативних підігрівачах.

Повітря для спалювання палива переміщається всередині трубок, а викидні гази, після спалювання палива, омивають зовнішні поверхні трубок, забезпечуючи при цьому нагрів стінок трубок підігрівачів повітря.

Повітронагрівачі доменних печей обладнані пальниками, які спалюють паливні гази: доменний та природний. Для підвищення температури спалювання палива треба підігрівати повітря для спалювання, але біля доменних печей відсутня вільна виробнича площа для розташування рекуперативних підігрівачів та їх повітропроводів. Це не дає можливості використовувати підігріте повітря для спалювання палива у пальниках повітронагрівачів доменних печей.

Найближчий аналог корисної моделі має наступну спільну ознаку з методом підвищення температури підігріву повітря для спалювання: використовуються рекуперативні підігрівачі повітря, розташовані у конвективних шахтах парових котлів.

В основу корисної моделі поставлена технічна задача створити такий спосіб підігріву суміші газів, з концентрацією кисню на рівні атмосферного повітря, щоб не використовувати додаткові рекуперативні підігрівачі повітря та забезпечити сумішами газів азоту, після розподілу повітря, чи то димових газів, чи то доменного газу за технологічною потребою доменної печі.

Поставлена технічна задача вирішується тим, що у способі підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі, який полягає у тому, що підігрів збагачених киснем газів досягають теплообміном між газами, згідно з корисною моделлю, застосовують розподілення повітря на гази, збагачені киснем, та їх змішують з продуктами додаткового спалюваного палива перед пальником повітронагрівача.

Згідно з корисною моделлю, азот розподіленого повітря застосовується у суміші газів, з доменним, димовим газам, як після спалювання палива у пальнику допоміжному, так і димових

Зо газів після пальників повітронагрівачів доменних печей, котрі направляються на димову трубу, з доменним газом, а також з азотом низького тиску.

Згідно з корисною моделлю, азот розподіленого повітря застосовується у механізмах завантажувальних пристроїв шихти, у системах газоочистки доменного газу, при регенерації сепараторів уловлювання доменного газу з пристрою завантажування шихти у доменну піч, вдування пиловугільного палива доменних печей та у системі пилозаглушення при випуску чавуну та шлаку з доменної печі.

Згідно з корисною моделлю, застосовуються складові розподілу повітря: суміші газу, насиченим киснем для спалювання палива у пальниках повітронагрівачів та азотом, для забезпечення технологічної потреби виробництва чавуну на доменній печі. Повітря, потрапивши до установки розподілу повітря, розподіляється на два потоки: газ, збагачений киснем, та азот.

Газ, збагачений киснем, стискається та потрапляє на змішування з продуктами спалювання палива допоміжного пальника. Азот використовується за потребою технологічних циклів доменної печі.

Поділ повітря, призначеного для горіння палива в пальниках повітронагрівачів, надходить двома потоками. Далі відбувається часткове заміщенням однієї частини димовими газами, збагаченими киснем, до рівня концентрації повітря.

Корисна модель відрізняється від аналога, рекуперативних підігрівачів повітря, тим, що для підігріву газу змішують безпосереднє між собою продукти спалювання та гази, збагачені киснем.

Для підготовки усіх складових суміші газів: спалюють додаткове паливо, розподіляють повітря та використовують усі складові розподіляння у технологічних процесах доменної печі, та безпосереднє змішування усіх газів, котрі забезпечують спалювання палива у пальниках повітронагрівачів, перед подачею до вентилятора пальника повітронагрівачів доменної печі.

Пропонований спосіб за корисною моделлю не передбачає наявність вільної виробничої площі біля доменної печі для будівництва та подальшого використання окремо розташованих рекуперативних підігрівачів підігріву повітря горіння пальників з повітропроводами і газопроводами, та допоміжного обладнання. У зазначеному способі за корисною моделлю використовують підігріту суміш газів, збагачену вмістом кисню, для підвищення температури спалювання палива в пальниках повітронагрівачів доменної печі, без використання окремо розташованих рекуперативних підігрівачів повітря, забезпечуючи підігрів суміші газів змішуванням безпосередньо з гарячими газами продуктів спалювання та газами, збагаченими киснем.

Підігрів суміші газів, збагачених концентрацією кисню, відбувається прямим змішуванням продуктів спалювання після допоміжного пальника і газів, збагачених киснем, отриманих у результаті розподілу повітря. Необхідний додатковий баланс повітря, для повного спалювання газу у пальниках повітронагрівачів, додається по повітропроводу, змішуючись з сумішшю газів, надходить на вхід вентилятора пальника повітронагрівача доменної печі.

За рахунок перепаду тисків забезпечується у повітропроводах подача та переміщення газів.

Суміш газів здійснюється в змішувальних вузлах. Змішування кожного газу виконується з дотриманням перепаду тиску змішувачів газів. Концентрація кисню в суміші газів забезпечується за рахунок зміни положення регулюючих клапанів для підтримки витрати повітря та тиску газів.

Доменний газ, котрий є в наявності доменної печі, спалюється у пальнику допоміжному, далі продукти спалювання доменного газу збагачуються киснем до позначки концентрації кисню в атмосферному повітрі, за допомогою змішування з газами, збагаченими киснем, отриманому в установці розподілу повітря.

Далі здійснюється безпосереднє змішування атмосферного повітря з димовими газами, збагаченими киснем, та транспортування до вентилятора пальника повітронагрівача доменної печі.

Азот, вироблений установкою розподілу повітря, згідно з технологією розподілу, має високий тиск. Корисна модель передбачає змішування азоту установки розподілу повітря та азоту низького тиску заводських мереж з димовими газами, як після спалювання палива у пальнику допоміжному, так і димових газів після пальників повітронагрівачів доменних печей, котрі направляються на димову трубу та з доменним газом.

Суміш газів, здобута при змішуванні азоту установки розподілу повітря з доменним, димовими газами, а також азоту низького тиску, може застосуватись в технології механізмів завантажувальних пристроїв шихти; вдування пиловугільного палива доменних печей; у системі пилозаглушення при випуску чавуну та шлаку з доменної печі; а також у системі газоочистки доменного газу, при регенерації сепараторів уловлювання доменного газу з пристрою перед

Зо завантаженням шихти у доменну піч.

В основі вирішення використовуються фізичні процеси: спалювання додаткового доменного газу; поділ повітря на азот та газ, збагачений киснем; змішування димових газів та газу, збагачений киснем, до рівня вмісту кисню за обсягом атмосферного повітря; змішування збагачених димових газів киснем з атмосферним повітрям.

Кожен етап підготовки складу газу незалежний та виконується в умовах перепаду тисків зі зміною витрат кожної суміші газів, за рахунок положення регулюючих клапанів на кожній технологічній лінії, необхідних для підтримки концентрації кисню.

Задане значення вмісту кисню в суміші газів перед пальником повітронагрівача, а також тиск азоту для завантажувальних пристроїв шихтових матеріалів доменних печей, а також при змішуванні з доменним газом, підтримується автоматично за допомогою системи управління регулюючими клапанами всієї системи пропонованої корисної моделі.

Технічним результатом корисної моделі є підвищення температури спалювання газів у пальниках повітронагрівачів та забезпечення технологічних процесів доменної печі, котрі забезпечують: скорочення шкідливих викидів та зниження впливу експлуатації доменної печі на навколишнє середовище; зниження витрат природного газу пальника повітронагрівача; зниження витрати умовного палива доменних печей; підвищення ефективності використання доменного газу.

Перелік фігур креслення.

На фіг. 1 "ПРИНЦИПОВА СХЕМА. ІСНУЮЧИЙ СТАН" показано пальниковий пристрій, який не використовує пропоноване рішення корисної моделі (аналог).

На фіг. 2 "ПРИНЦИПОВА СХЕМА. КОРИСНА МОДЕЛЬ" показано пальник для спалювання додаткового палива, установка розділення повітря та вузли змішування газів. Повітря надходить до допоміжного пальника для спалювання додаткового палива для утворення продуктів спалювання. Подача повітря здійснюється також на установку поділу повітря, для виробництва газу, збагаченого киснем, а також азоту. Газ, збагачений киснем, надходить у змішувальний вузол для змішування з продуктами спалювання та далі, після змішування, надходить до змішувального вузла для змішування з атмосферним повітрям. Газ, до вентилятора пальника, змішуючись з атмосферним повітрям, досягає температури понад 100 об, потрапляючи у пальник повітронагрівача для спалювання доменного газу, забезпечуючи 60 підвищення температури спалювання.

Відомості, які підтверджують можливість здійснення корисної моделі (фіг. 2 "ПРИНЦИПОВА

СХЕМА. КОРИСНА МОДЕЛЬ").

Повітря надходить за напрямками: поз. 26, поз. 33. поз. 1.

Повітря за напрямком поз. 26 надходить з атмосфери по повітропроводу поз. 27, змінюючи витрату за допомогою клапана регулюючого поз. 28, по повітропроводу поз. 29 надходить в вентилятор поз. ЗО та далі по повітропроводу поз. 31 - до пальника допоміжного поз. 25.

Доменний газ із заводських мереж у напрямку по3з. 21 подачі доменного газу надходить до пальника допоміжного поз. 25 по газопроводу поз. 22 доменного газу, змінюючи витрату клапаном регулюючим поз. 23, далі переміщається по газопроводу поз. 24 доменного газу для подачі в пальник допоміжний поз. 25.

У пальнику допоміжному поз. 25 доменний газ спалюється, попередньо змішуючись з повітрям, яке надходить у напрямку поз. 26 повітря до пальника допоміжного. Димові гази, після пальника допоміжного поз. 25, надходять у газохід поз. 32 димових газів пальника допоміжного для подачі у змішувач поз. 41 та через газопровід поз. 60 до змішувача поз. 61.

Напрямком поз. 33 повітря по повітропроводу поз. 34 надходить до установки розподілу повітря поз. 35, у котрій повітря розподіляється на азот та газ, збагачений киснем. Газ, збагачений киснем, - суміш газу, збагачена концентрацією кисню, більше концентрації кисню у атмосферному повітрі. Після установки розподілу повітря поз. 35, за допомогою газопроводів, азот направляється до змішувачів поз3.46 та поз. 61, а газ, збагачений киснем, - до поз. 41.

Газ, збагачений киснем, надходить по газопроводу поз. 36 до компресора поз. 30, у якому він стискається і далі переміщається по газопроводу поз. 38, змінюючи витрату газу, збагаченого киснем, клапаном регулюючим поз. 39, надходить в трубопровід поз. 40 та за напрямком поз.58 надходить до змішувача поз. 41. У змішувачі поз. 41 газ, збагачений киснем, змішується з димовими газами, які надходять по газопроводу поз. 32 димових газів від пальника допоміжного. Завдяки змішуванню з газом, збагачений киснем, димові гази збагачуються киснем.

Азот від установки розподілу повітря поз. 35 переміщується по азотопроводу поз. 43 за напрямком поз. 53 до клапана регулюючого поз. 44, змінюючи витрату, надходить в азотопровід поз. 45 для змішування в змішувачі поз. 46 з азотом низького тиску, що надходить по напрямку

Зо поз. 47.

Азот низького тиску надходить по напрямку поз. 47 подачі азоту низького тиску із заводських мереж до змішувача поз. 46, змішується з азотом установки розподілу повітря поз. 35 та далі по газопроводу поз. 51 за напрямком поз. 52 направляється до завантажувальних пристроїв шихтових матеріалів доменних печей або вдування пиловугільного палива у доменні печі.

Азот установки розподілу повітря поз. 35 може змішуватись в змішувачі поз. 46 з доменним газом, котрий направляється напрямком поз. 68. По газопроводу поз. 69, змінюючи витрату клапаном регулюючим поз. 70, та за допомогою газопроводу поз. 71 надходить через газопровід поз. 72 в змішувач поз. 46 для змішування з азотом установки розподілу повітря.

Доменний газ по напрямку поз. 68 подачі по газопроводу по3з.69 до клапана регулюючого поз. 70, змінюючи витрату, надходить в газопровід поз. 71 та далі по газопроводу поз. 72 до змішувачів поз. 46. Доменний газ, змішавшись в змішувачі поз.46 з азотом установки розподілу повітря поз. 35, надходить по газопроводу поз. 51 за напрямком поз. 52. Далі суміш азоту чи то азоту та доменного газу направляться до технології механізмів завантажування шихтових матеріалів доменної печі або для вдування пиловугільного палива у доменні печі.

Димові гази за напрямком поз. 59 після пальника допоміжного поз. 25 по газопроводу поз. 60 надходять до змішувача поз. 61, змішуються з азотом установки розподілу повітря поз. 35.

Газопровід поз. 63 димових газів за напрямком поз. 62 від газоходу димових газів повітронагрівача доменної печі, змінюючи витрату димових газів в клапані регулюючому поз. 64, транспортується в газохід поз. 65 та далі через газопровід поз. 60 для змішування з азотом установки розподілу повітря поз. 35 в змішувачі поз. 61. Суміш азоту та димових газів направляються до технології механізмів завантажування шихтових матеріалів доменної печі або для вдування пиловугільного палива у доменні печі.

Повітря надходить у напрямку поз. 1 по повітропроводу поз. 2, далі змінює свою витрату клапаном регулюючим поз. 3, через повітропровід поз.4 надходить до змішувача поз. 19. В змішувачі поз. 19 повітря змішується з збагаченими киснем димовими газами після змішувача поз. 41. Суміш газів після змішувача поз. 19 транспортуються по газопроводу поз3з.б6 до вентилятора поз. 5 через газопровід поз. б пальника поз. 7 повітронагрівача поз. 8.

Доменний газ надходить із заводських мереж у напрямку поз. 11 в газопровід поз. 12, потім, змінюючи витрату в клапані регулюючому поз. 13, переміщається по газопроводу поз. 14 в бо пальник поз. 7.

Природний газ із заводських мереж переміщається у напрямку поз. 15 по газопроводу поз. 16, змінюючи витрату на регулюючому клапані поз. 17, подається по газопроводу поз. 18 у пальник поз. 7.

Суміш газів, яка надходить в пальник поз. 7 повітронагрівача поз. 8 від вентилятора поз. 5, Змішуються з сумішшю доменного та природного газів, забезпечуючи їх повне спалювання.

Потім димові гази переміщаються всередину повітронагрівача поз. 8, омиваючи його внутрішні теплообмінні поверхні, транспортуються по газопроводу поз. 9 в напрямку поз. 10 до димової труби.

Високе значення температури суміші газів, котрі надходять до вентилятора поз. 5, в порівнянні з існуючим станом, виконується за рахунок змішування димових газів з температурою понад 800 "С після змішувача поз. 41, далі в змішувачі по3. 41 виконується змішування за атмосферним повітрям, котре надходить за напрямком поз. 1.

Температура спалювання палива у пальнику поз. 7 повітронагрівача поз. 8, за допомогою підігрітої суміші газів замість атмосферного повітря, зростає в порівнянні з максимальним показником температури спалювання палива з існуючим станом використання тільки температури атмосферного повітря та існуючих калорійностей паливних газів.

Змішування кожного газу виконується з дотриманням перепаду тиску, необхідного для конструкції змішувачів газів.

Усі технологічні процедури запуску, вимкнення, а також зміни: витрати, тиску, температури чи концентрації, кожного потоку газів та всієї системи в цілому виконуються відповідно до нормативних вимог безпеки газового господарства.

Claims (3)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Спосіб підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі, який полягає у тому, що підігрів збагачених киснем газів досягають теплообміном між газами, який відрізняється тим, що застосовують розподілення повітря на гази, збагачені киснем, та їх змішують з продуктами додаткового спалюваного палива перед пальником повітронагрівача.

2. Спосіб підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі за Зо п. 1, який відрізняється тим, що азот розподіленого повітря застосовується у суміші газів, з доменним, димовим газами, як після спалювання палива у пальнику допоміжному, так і димових газів після пальників повітронагрівачів доменних печей, котрі направляються на димову трубу, з доменним газом, а також з азотом низького тиску.

3. Спосіб підвищення температури газів перед пальником повітронагрівача доменної печі за п.1, який відрізняється тим, що азот розподіленого повітря застосовують у механізмах завантажувальних пристроїв шихти, у системах газоочистки доменного газу, при регенерації сепараторів уловлювання доменного газу з пристрою завантажування шихти у доменну піч, вдування пиловугільного палива доменних печей, та у системі пилозаглушення при випуску чавуну та шлаку з доменної печі.

Я Дояканний бо та т чу 13 м | ЕЕ 14 щи ЩЕ тет туя и Я Н за є а Дикі гази з 13 ок Інни Ї їв 15 и Приредний гла

Фіг. 1 Джекомей вк В КН - | и я я ія щи я ра ше -ї нтажтжжжнввжлнжлжлшл у чн да хг к з п ж я я зм здо йехока тах» З шк у ще ще шк шу рлрА Се вхенря СТ нин: Бо шику зе з ох з ЗЕ НЕ: й се я 1 зе Е че т те -- ух ве ; К во - Б й Ка й ох, нер а. про і Ко Й зм я шк ь Ки 35 С щи я я Шк й В в Мшенрх с - «Ел й; ча й ра з . зх | ЕІ СА м удвовнкої хосоя Мом К гая у ши й ще я к з , Де - ; чи ї шк Димеохі сом те, "

І. я 5 й «ов з и дя й в ой те дохо коовкоги тео У г ях ПО Е; ок тк ? ку дев 2 ДІ сукко мот хо у ї. зв -Ж | доме г / вісн С во рані зму пекуовкнж и

Фіг. 2

УОНУВНІ ПОЗНАЧЕННЯ ВН ПОЗНАЧЕННЯ цзх имучених Моймунжаним яко,| Обхнмюкния Набекскування ї ; - пиш С ме -й що Я рн х8 - Евер; Е - Пекіерокацріасх порно монвс -Увмярквд: -е чу ние ЗМ Меч ред мин - - века х і - Направк: з Кк -Увкищии: Кі Ко -- -Даснчни доукиюнянй; не ЩЕ с ка св.

МУКИ ПЕК ЕХ МКУ: МІК АМЕННХ ще Ікдиначекня зов акуювинх мі Їкувхокоюня Задесоюзанх й с твзогрювох Де ай а НИ Ь і 55 Б с ВН ер Ії ее Й ЧЕ ок я- Маотаю рогулизкучаи: --ьж | - Мознрдареюи: Ме ря За я-КеЕ т Кзаривох: -з зе і - Зевакикик о фнния Я | «т Влраюцх; я -Жеташоко розходу покра; Б ажкааї 48 - Веотовровіх у у, - Хату КИКННЙ - Ох а регу кноч й чех ротик БУ:3 Я- еовправу т -Тканрая:

ХВАЕНКНЕ ПОЗНАМЕННЯХ УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ що чо | -- Бумерювник Я яК------ - Вапромев: рої фено її МЕкнея щ- а - Екопою рюгкюний: ЗО сн же | - Виовровідх Те да - Нразк регуанюий; Ка -Тахнфові: я дан т т Квоуккд ЇЇ бе