UA78175C2

UA78175C2 - Method for heating of heating furnace

Info

Publication number: UA78175C2
Application number: UAU200509612A
Authority: UA
Inventors: Mykola Vasyliovych Honcharov; Arnold Leontiiovych Ostapenko; Anatolii Valentynovy Sokurenko; Volodymyr Oleksandrov Sheremet; Volodymyr Illich Romanenko; Anatolii Volodymyrovych Kekukh; Mykhailo Antonovych Babenko; Oleksandr Fedorovych Kurochkin; Serhii Viktorovych Harkavenko
Original assignee: Mykola Vasyliovych Honcharov; Arnold Leontiiovych Ostapenko; Anatolii Valentynovy Sokurenko; Volodymyr Oleksandrov Sheremet; Volodymyr Illich Romanenko; Anatolii Volodymyrovych Kekukh; Mykhailo Antonovych Babenko; Oleksandr Fedorovych Kurochkin; Serhii Viktorovych Harkavenko
Priority date: 2005-10-13
Filing date: 2005-10-13
Publication date: 2007-02-15

Abstract

The invention relates to the field of ferrous metallurgy, in particular to a method for heating of heating furnace. A method for heating of heating furnace involves popping of mixture of blast furnace, coke and natural gas, regulating of the mixture composition by the change of the ratio of consumption of individual components. The mixture composition and its specific heat combustion are determined and regulated depending on the furnace output according to the ratio: Qcmp = a Qcmn..(?p. /?n.), where Qcmp.- a current value of specific heat combustion of gas mixture of corresponding output ?p , mJ/m3, Qcmn - a specific heat combustion of gas mixture, determined for the nominal furnace output, mJ/m3, ..?n, ?p. . - a nominal and current heat furnace output, t/hour, a = 0,93-1,1 - factor, which depends on the furnace output. The invention provides decreasing of specific fuel consumption for metal heating.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Винахід відноситься до чорної металургії, а саме до нагрівання металу в нагрівальних печах перед 2 прокатуванням.The invention relates to ferrous metallurgy, namely to the heating of metal in heating furnaces before 2 rolling.

Відомий спосіб опалювання газовою сумішшю нагрівальної печі при перемінній її продуктивності, що передбачає зміну температурного і теплового режимів у залежності від продуктивності печі, яке здійснюють за рахунок зміни її теплової потужності |(|Н.Ю.Тайц, Ю.М.Розенгарт, Методические нагревательнье печи М.A known method of heating with a gas mixture of a heating furnace with its variable productivity, which involves changing the temperature and thermal regimes depending on the productivity of the furnace, which is carried out due to the change in its thermal power stove M.

Металлургиздат, 1964, с.111-118). 70 Недоліком способу є те, що зміну теплової потужності здійснюють відповідною зміною витрати газової суміші. При цьому, наприклад, зниження теплової потужності в два рази приводить до зниження швидкості витікання газової суміші з пальників також у два рази. Це приводить до різкого погіршення умов спалювання газової суміші. Факели пальників стають млявими і витягнутими, не забезпечується повне згоряння палива в межах робочого простору печі. Виникає необхідність збільшувати коефіцієнт витрати повітря на спалювання 72 палива, що знижує ефективність його використання.Metallurgizdat, 1964, pp. 111-118). 70 The disadvantage of the method is that the change in thermal power is carried out by a corresponding change in the flow rate of the gas mixture. At the same time, for example, a decrease in thermal power by two times leads to a decrease in the flow rate of the gas mixture from the burners also by two times. This leads to a sharp deterioration in the combustion conditions of the gas mixture. The torches of the burners become sluggish and drawn out, complete combustion of fuel is not ensured within the working space of the furnace. There is a need to increase the air flow rate for burning 72 fuel, which reduces the efficiency of its use.

Відомий також спосіб опалювання нагрівальної печі шляхом спалювання суміші доменного, коксового і природного газів, регулювання складу суміші зміною співвідношення витрати компонентів, при зміні витрати одного з них, і підтримка за рахунок цього заданих температурного режиму і продуктивності печі (А.С.СРСРThere is also a known method of heating a heating furnace by burning a mixture of blast furnace, coke and natural gases, adjusting the composition of the mixture by changing the ratio of the consumption of components, when the consumption of one of them changes, and maintaining the specified temperature regime and productivity of the furnace due to this (A.S. USSR

Мо1175970, МПК С21011/00, 1985). Цей спосіб обраний як найближчий аналог.Mo1175970, IPC C21011/00, 1985). This method is chosen as the closest analogue.

Вадою цього способу є те, що він використовується тільки для підтримки постійної теплоти згоряння газової суміші і за рахунок цього забезпечує задані значення температури в робочому просторі і продуктивності печі.The disadvantage of this method is that it is used only to maintain a constant heat of combustion of the gas mixture and, due to this, ensures the specified values of the temperature in the working space and the productivity of the furnace.

Зі зміною продуктивності печі виявляються всі недоліки попереднього способу. Крім того, спосіб не передбачає раціонального використання вьісокознергетического палива, яким є природний газ.With the change in the performance of the furnace, all the shortcomings of the previous method are revealed. In addition, the method does not provide for the rational use of high-energy fuel, which is natural gas.

В основу винаходу поставлено задачу, розробити спосіб опалювання нагрівальної печі сумішшю доменного, с коксового і природного газів, що дозволяє спалювати паливо з постійним коефіцієнтом витрати повітря незалежно (3 від продуктивності печі і на цій основі знизити питому витрату палива на нагрівання металу, у тому числі і природного газу.The invention is based on the task of developing a method of heating a heating furnace with a mixture of blast furnace, coke and natural gases, which allows fuel to be burned with a constant air flow coefficient (3) regardless of the furnace performance and on this basis to reduce the specific fuel consumption for heating metal, including and natural gas.

Поставлена задача вирішується завдяки тому, що у способі опалювання нагрівальної печі за яким спалюють суміш доменного, коксового і природного газів, регулюють склад газової суміші і її питому теплоту згоряння о зміною витрат окремих компонентів гозавої суміші. Склад газової суміші і її питому теплоту згоряння регулюють - у залежності від продуктивності печі згідно співвідношеннюThe task is solved thanks to the fact that in the method of heating the heating furnace, which burns a mixture of blast furnace, coke and natural gases, the composition of the gas mixture and its specific heat of combustion are regulated by changing the consumption of individual components of the gas mixture. The composition of the gas mixture and its specific heat of combustion are regulated - depending on the productivity of the furnace according to the ratio

Осм п-аОсм н«По/Пр), -- де Осм п - поточне значення питомої теплоти згоряння газової суміші відповідної продуктивності Пт, мДж/м 3. (оо)Osm n-aOsm n«Po/Pr), -- where Osm n is the current value of the specific heat of combustion of the gas mixture of the corresponding productivity Pt, mJ/m 3. (oo)

Пу, Па - номінальна і поточна продуктивність нагрівальної печі, т/г; мPu, Pa - nominal and current productivity of the heating furnace, t/h; m

Зо Осм. н - питома теплота згоряння газової суміші, установлена для номінальної продуктивності печі, мДж/м У; а-0,93.1,1 - коефіцієнт, що залежить від продуктивності печі. Суттєвими ознаками винаходу, які збігаються з суттєвими ознаками найближчого аналогу, є те, що опалювання нагрівальної печі роблять сумішшю доменного, коксового і природного газів, а регулювання складу газової суміші і її питому теплоту згоряння здійснюють « зміною співвідношення окремих компонентів. оFrom Osm. n - specific heat of combustion of the gas mixture, set for the nominal efficiency of the furnace, mJ/mU; a-0.93.1.1 is a coefficient that depends on the performance of the furnace. The essential features of the invention, which coincide with the essential features of the closest analogue, are that the heating furnace is heated with a mixture of blast furnace, coke and natural gases, and the composition of the gas mixture and its specific heat of combustion are regulated by changing the ratio of individual components. at

Гані Суттєвими відмітними ознаками є те, що склад газової суміші і її питому теплоту згоряння регулюють у залежності від продуктивності печі таким чином, що зі зменшенням продуктивності печі (у порівнянні з і» номінальною) питому теплоту згоряння газової суміші знижують, а з підвищенням продуктивності печі - підвищують.Gani The essential distinguishing features are that the composition of the gas mixture and its specific heat of combustion are regulated depending on the productivity of the furnace in such a way that with a decrease in the productivity of the furnace (compared to the "nominal") specific heat of combustion of the gas mixture is reduced, and with an increase in the productivity of the furnace - increase

На кресленні представлена структурна схема системи управління теплотою згоряння газової суміші для -І реалізації пропонованого способу опалювання нагрівальної печі.The drawing presents a structural diagram of the gas mixture heat control system for -I implementation of the proposed method of heating the heating furnace.

Система містить обчислювально-керуючий блок 1, регулятор співвідношення доменного і коксового газів 2, бо регулювальні клапани 3. Регулятор співвідношення природного газу і коксодоменной суміші 4, регулятор - співвідношення газ - повітря 5 і задатчик продуктивності печі 6.The system includes a computer and control unit 1, a regulator of the ratio of blast furnace and coke gases 2, because control valves 3. The regulator of the ratio of natural gas and coke oven mixture 4, the regulator - the ratio of gas - air 5 and the furnace productivity setter 6.

Суть способу полягає в наступному. За допомогою обчислювально-керуючого блоку 1, регулятора - співвідношення 2 і регулювальних клапанів З на трубопроводах коксового і доменного газів одержують с коксодоменну суміш із заданою постійною питомою теплотою згоряння. Для номінальної продуктивності П ,, установлюють через обчислювально-керуючий блок 1, регулятор співвідношення 4 і регулювальні клапани З на трубопроводах природного газу і коксодоменной суміші базову номінальну питому теплоту згоряння Осу н газової суміші. При іншій продуктивності печі П, відповідно змінюють температурний і тепловий режтими печі. Ці зміни здійснюють за рахунок зміни витрати теплової потужності печі, причому не за рахунок зміни витрати газової (Ф) суміші, а, головним чином, зміною її питомої теплоти згоряння Ом н відповідно до залежності ко Осм п-аОсм н«По/Пру,.The essence of the method is as follows. With the help of computer control unit 1, regulator - ratio 2 and control valves З on the pipelines of coke and blast furnace gases, a coke blast furnace mixture with a given constant specific heat of combustion is obtained. For the nominal productivity P,, the basic nominal specific heat of combustion Osu n of the gas mixture is established through the computer control unit 1, the ratio regulator 4 and the control valves Z on the pipelines of natural gas and the coke oven mixture. If the productivity of the furnace P is different, the temperature and heat parameters of the furnace are changed accordingly. These changes are carried out by changing the heat output of the furnace, and not by changing the flow rate of the gas (F) mixture, but, mainly, by changing its specific heat of combustion Ohm n in accordance with the dependence koOsm n-aOsm n«Po/Pru,.

Для цього задатчиком б установлюють нову продуктивність печі і по ній обчислювально-керуючий блок 1 во формує сигнал регуляторові співвідношення природного газу 4 і через регулювальні клапани З на трубопроводах природного газу і коксодоменної суміші встановлюють необхідне співвідношення витрат природного газу і коксодоменної суміші. Одночасно через регулятор співвідношення витрат газ - повітря 5 новому значенню питомої теплоти згоряння газової суміші установлюють відповідну витрату повітря.For this purpose, the new productivity of the furnace is set by the setter b, and according to it, the computing and control unit 1 creates a signal for the regulatory ratio of natural gas 4, and through the control valves C on the pipelines of natural gas and coke oven mixture, the necessary ratio of consumption of natural gas and coke oven mixture is set. At the same time, the gas-air flow ratio regulator 5 sets the corresponding air flow to the new value of the specific heat of combustion of the gas mixture.

Витрата газової суміші Осмлп може залишатися незмінною або відрізнятися незначно. Цим забезпечують 65 приблизно постійну швидкість витікання газової суміші з пальників при різній тепловій потужності і стабільні умови спалювання палива.The consumption of the Osmlp gas mixture may remain unchanged or vary slightly. This provides 65 an approximately constant flow rate of the gas mixture from the burners at different thermal power and stable fuel burning conditions.

Коефіцієнт а у формулі враховує зміну питомої витрати палива від продуктивності печі і приймає значення 0,93 при максимальній продуктивності, 1,0 при номінальній, і 1,1 при мінімальній продуктивності печі.Coefficient a in the formula takes into account the change in specific fuel consumption from furnace productivity and takes the value of 0.93 at maximum productivity, 1.0 at nominal, and 1.1 at minimum furnace productivity.

Ефективність опалювання нагрівальної печі по пропонованому способу визначається зниженням витрати природного газу за рахунок зменшення його вмісту в газовій суміші при зниженні продуктивності печі і зменшенням питомої витрати палива на нагрівання металу за рахунок стабільних умов спалювання газової суміші у всьому діапазоні зміни продуктивності печі.The heating efficiency of the heating furnace according to the proposed method is determined by reducing the consumption of natural gas due to the reduction of its content in the gas mixture when the furnace productivity decreases and by reducing the specific fuel consumption for heating the metal due to the stable combustion conditions of the gas mixture in the entire range of changes in the furnace productivity.

ПрикладExample

Методична нагрівальна піч мелкосортного стану має дві зон опалювання і призначена для нагрівання 70 заготівок перерізом 80х80 перед прокатуванням. Піч опалюється сумішшю доменного, коксового і природного газів. Прийнята номінальна теплота згоряння газової суміші становить 11,72мДж/м З | відповідає номінальної продуктивності печі 9От/г. Вміст природного газу в суміші становить 20,7 90. Продуктивність печі змінюється в межах 600-120 т/г. При зниженні продуктивності печі до бО т/г питому теплоту згоряння газової суміші установили, відповідно до пропонованого винаходу, рівною одсмно - 1,1х11,72х60/90 - 8,59 мДж/м3. Вміст 75 природного газу в газовій суміші становив 9,1 95. З підвищенням продуктивності печі до 120 т/г питому теплоту згоряння газової суміші підвищіли до 0 см. н.--0,93х11,72х120/90-14,53мДж/му, вміст природного газу в суміші тановив 28,3905.The methodical heating furnace of fine grade has two heating zones and is designed for heating 70 blanks with a section of 80x80 before rolling. The furnace is heated by a mixture of blast furnace, coke and natural gases. The accepted nominal heat of combustion of the gas mixture is 11.72 mJ/m Z | corresponds to the nominal productivity of the furnace 9Ot/h. The content of natural gas in the mixture is 20.7 90. The productivity of the furnace varies between 600-120 t/h. When the productivity of the furnace is reduced to bO t/h, the specific heat of combustion of the gas mixture was established, according to the proposed invention, equal to odsmno - 1.1x11.72x60/90 - 8.59 mJ/m3. The content of 75 natural gas in the gas mixture was 9.1 95. With the increase in the productivity of the furnace to 120 t/h, the specific heat of combustion of the gas mixture was increased to 0 cm.n.--0.93x11.72x120/90-14.53mJ/mu, the content of natural gas in the mixture was 28.3905.

Основні результати порівняльних нагрівань заготівок приведені в таблиці.The main results of comparative heating of the workpieces are given in the table.

Таблиця 1. печі т/г Ом, Витрата газової | Питома витрата палива, (Осм, Витрата газової) Питома втрата палива,Table 1. Furnace t/h Ohm, Gas consumption | Specific fuel consumption, (Osm, Gas consumption) Specific fuel loss,

Мдж/м З суміші, м Зг кг у.т/т МДж/м (суміші, м З/г кгу.т/т загальна У т.ч. З Загальна У т.ч. се природного газу природного газу 1172 1 лББОО за53| 11300 зо З них випливає, що пропонований спосіб опалювання нагрівальної печі стабілізує швидкість витікання газової суміші з пальників (її витрата зі зміною продуктивності печі змінюється незначно, не більш 10905). За - рахунок цього підвищується якість спалювання палива в робочому просторі печі і знижується його витрата. Трохи «- збільшується витрата природного газу зі збільшенням продуктивності печі вище номінальної, однак це компенсується зниженням загальної питомої витрати палива, а також суттєвим зниженням витрати природного со зв тазу при зниженні продуктивності печі нижче номінальної. Покращилася якість нагрівання заготівок, що привело їм- до зниження на 1-295 витрати електроенергії на їхнє прокатування.Mj/m Z mixture, m Zg kg u.t/t MJ/m (mixtures, m Z/g kgu.t/t total Including natural gas natural gas 1172 1 lBBOO за53 | 11300 зо It follows from them that the proposed method of heating the heating furnace stabilizes the rate of outflow of the gas mixture from the burners (its consumption changes slightly with changes in the furnace productivity, no more than 10905). Due to this, the quality of fuel combustion in the working space of the furnace increases and decreases its consumption. The consumption of natural gas increases slightly with an increase in the productivity of the furnace above the nominal, but this is compensated by a decrease in the total specific consumption of fuel, as well as a significant decrease in the consumption of natural gas when the productivity of the furnace is reduced below the nominal. The quality of heating the workpieces improved, which led to - to a reduction of 1-295 times the consumption of electricity for their rolling.

Claims

The formula of the invention «| | shsh what | | - c The method of heating a heating furnace by burning a mixture of blast furnace, coke and natural gases, adjusting the composition of the mixture by changing the consumption ratio of individual components, which differs in that the composition of the gas mixture and its specific heat of combustion are set depending on the productivity of the furnace in accordance with the ratio Osm p.

In a Osm "Po. /Pr), -I de Osmp. - the current value of the specific heat of combustion of the gas mixture of the corresponding productivity Po pd, so mJ/m?, Pu - nominal productivity of the heating furnace, t/h., Po - current productivity of the heating furnace, t/h, COcm.n. - specific heat combustion of the gas mixture, established for the nominal efficiency of the furnace, - mJ/m3, and - 0.93-1.1 - a coefficient that depends on the efficiency of the furnace.

-i sl ko bo b5