UA81876C2 - Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей - Google Patents

Abstract

Винахід належить до галузі чорної металургії, зокрема конструкції пристроїв для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей. Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей містить два і більше повітронагрівників доменних печей, димопровід, димову трубу, теплообмінники для нагрівання компонента горіння і підвідний та відвідний колектори компонента горіння, а один і більше теплообмінники для нагрівання компонента горіння встановлені в димопроводі, виконані у вигляді розміщених упродовж димопроводу пакетів труб і забезпечені засобами з'єднання пакетів труб з підвідним та відвідним колекторами компонента горіння, при цьому сумарна площа прохідного перерізу труб теплообмінників дорівнює площі прохідного перерізу підвідного та відвідного колекторів компонента горіння. Винахід забезпечує поліпшення умов теплообміну між компонентом горіння, що нагрівається і відхідними димовими газами, зменшення витрат опалювального газу на нагрівання дуття доменних печей.

Description

Опис винаходу

Винахід стосується чорної металургії, зокрема пристроїв для утилізації тепла відхідних димових газів 2 повітронагрівників доменних печей.

Відомий пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів доменних повітронагрівників, в якому кожний доменний повітронагрівник обладнаний двома газопроводами, причому перші газопроводи сполучають із спільним димопроводом, а інші газопроводи об'єднують і виводять в обвідній димохід, в який вбудований пристрій утилізації тепла відхідних димових газів, причому вихід пристрою сполучений з димопроводом, (див. 70 заявку Японії Мо57-19161, МКВ С2189/00, заявлено 22.09.78).

При роботі повітронагрівників в режимі утилізації тепла відхідних димових газів один газопровід повністю перекривають, а другий газопровід відкривають, пропускаючи відхідні димові гази через пристрій утилізації.

Суттєві ознаки аналога, які збігаються з суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється: димопровід, димова труба і теплообмінник для нагріву компонентів горіння, сполучений з підвідним і відвідним 19 компонент горіння колектором.

Недоліком пристрою є необхідність врізання перепускного газопроводу, на якому встановлений теплообмінник, що збільшує протяжність тракту димових газів, і, відповідно, приводить до зниження температури нагріву компонента горіння і ускладнення конструкції пристрою.

Найбільш близьким за сукупністю суттєвих ознак та технічним результатом, який досягається до винаходу, що заявляється, є пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей, що містить димопровід, димову трубу і теплообмінник для нагріву компонентів горіння, сполучений з підвідними та відвідними компонентів горіння трубопроводами. |Див. заявку ФРН Мо2519899, МКВ С2189/14, заявлено 03.05.75р.) Теплообмінник для нагрівання за допомогою відхідних димових газів повітронагрівника газоподібного палива і повітря горіння складається з окремих теплообмінників, канали яких для газоподібного палива і се 29 повітря горіння розташовані в замкнутих рамах, сполучених між собою торцями з утворенням газоходів для Ге) відхідних димових газів повітронагрівника. При цьому канали, які проходять через стінки рам окремих теплообмінників сполучені в дві різні системи для газоподібного палива і для повітря горіння.

Суттєвими ознаками прототипу, які збігаються з суттєвими ознаками технічного рішення, що заявляється, є: наявність димопроводу, димової труби і теплообмінника для нагріву компонентів горіння, сполученого з со підвідними і відвідними компонента горіння колекторами. м.

Недоліком прототипу є конструктивна складність теплообмінника, його високий аеродинамічний опір, висока матеріаломісткість, що погіршує умови теплообміну та призводить до недостатньо ефективного нагріву со компонента горіння. --

Крім того, недоліком прототипу є також низька герметичність, оскільки він складається з кількох окремих теплообмінників, канали яких стикуються між собою, причому має місце низька газощільність місць стиковки, а со це приводить до зниження ефективності роботи пристрою.

В основу винаходу поставлена задача удосконалити пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників доменних печей шляхом підвищення температури нагріву газу і повітря, що подається на « нагрів повітронагрівників, за рахунок нової схеми подання потоків газу, повітря, а також димових газів, що поліпшує умови теплообміну між компонентом горіння, що нагрівається, і відхідними димовими газами, - с забезпечує зменшення витрати опалювального газу на нагрів дуття, а також отримання значного з» енергозберігаючого ефекту.

Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для утилізації тепла відхідних димових газів двох і більш повітронагрівників доменних печей, що містить димопровід, димову трубу, теплообмінник для нагріву компонента горіння і підвідний та відвідний компонентів горіння колектор, згідно винаходу, один і більш со теплообмінник для нагріву компонента горіння встановлений в димопроводі, виконаний у вигляді розміщеного - уподовж димопроводу пакетів труб і забезпечений засобом з'єднання пакета труб з підвідним та відвідним компонента горіння колектором, при цьому сумарна площа прохідного перерізу труб теплообмінника дорівнює со площі прохідного перерізу підвідного та відвідного компонента горіння колектора. -І 20 Крім того, засіб з'єднання пакета труб з підвідним та відвідним компонента горіння колектором виконаний у вигляді встановленого на кожному торці пакета труб опорно-розподільного елемента з отворами, причому 0 торець кожної труби встановлений в отворах опорно-розподільного елемента, а діаметр опорно-розподільного елемента рівний більшому діаметру пустотілого зрізаного конуса, що сполучає опорно-розподільний елемент з підвідним та відвідним компонента горіння колекторами. 29 Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак технічного рішення, що заявляється, і

Ге! технічним результатом, що досягається, полягає в наступному.

Встановлення теплообмінника в димопроводі, де постійно знаходяться відхідні димові гази блоку ко повітронагрівників, що мають температуру 250-300 (максимально до 4002), забезпечує постійний нагрів компонентів горіння до температури 100-1102С, що в поєднанні з виконанням теплообмінника у вигляді пакета 60 труб, які акумулюють тепло відхідних димових газів забезпечує стабілізацію температури нагріву компонентів горіння в умовах періодичної роботи повітронагрівників.

Крім того, виконання теплообмінника у вигляді пакета суцільних труб забезпечує йому високу герметичність, виключає підсос димових газів компонентом горіння, що нагрівається, і його розбавлення, що підвищує ефективність роботи пристрою. бо Виконання теплообмінника у вигляді пакета труб, сумарна площа прохідного перерізу яких дорівнює площі прохідного перерізу підвідного та відвідного компонента горіння колектора, забезпечує збільшення поверхні теплообміну між відхідними димовими газами і компонентом горіння, що нагрівається, що підвищує температуру нагріву газу і повітря, тобто ефективність роботи пристрою.

Таким чином, за рахунок підвищення ефективності нагріву компонентів горіння, що підводяться до пальників повітронагрівників доменних печей, досягається збільшення температури нагріву гарячого дуття, зменшення витрати опалювального газу, а також зменшення витрат на встановлення теплообмінника і підвищення надійності і довговічності роботи блоку повітронагрівників доменних печей.

Винахід пояснюється кресленнями, де на фіг.1 показана схема пристрою для утилізації тепла відхідних 7/0 димових газів повітронагрівників доменних печей, на фіг.2 розріз А-А на фіг.1, на фіг.3 вузол Б на фіг.1 - засіб з'єднання пакета труб з підвідним та відвідним компонента горіння колектором.

Технічне рішення, наведене як приклад, відноситься до блоків повітронагрівників з централізованою подачею повітря горіння до пальників від окремо розташованої станції подачі повітря.

У разі наявності у повітронагрівників індивідуальних пальників, що відбирають повітря горіння самостійно /5 З навколишньої атмосфери, можна проводити нагрів тільки опалювального газу.

Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників 1 доменних печей містить димопровід 2, сполучений з димовою трубою 3, і встановлені в ньому теплообмінники нагріву газу і повітря, сполучені з підвідними та відвідними колектором б газу і колектором 7 повітря. Теплообмінники для нагріву газу і для нагріву повітря виконані у вигляді двох розміщених уздовж димопроводу пакетів 4 і 5 труб 9 (фіг.2).

Засіб з'єднання пакета 4 труб 9 з підвідним та відвідним компонента горіння колектором виконано у вигляді встановленого на кожному торці пакета 4 труб 9 опорно-розподільного елемента 8 (фіг.3). Діаметр опорно-розподільного елемента 8 рівний більшому діаметру пустотілого зрізаного конуса 11, який сполучає опорно-розподільний елемент 8 з підвідним та відвідним компонента горіння колектором 6.

Причому на кожному торці пакетів 4 і 5 труб 9 встановлено аналогічний засіб з'єднання пакета труб з с підвідним та відвідним компонента горіння колектором 6.

Торці кожної труби 9 встановлені в отворах 10 двох опорно-розподільних елементів 8, виконаних у вигляді (8) перфорованих дисків, встановлених на кожному торці пакета труб. Діаметр кожного опорно-розподільного елемента 8 рівний більшому діаметру зрізаних конусів 11, які сполучають опорно-розподільні елементи 8 з обох торців теплообмінника з підвідним та відвідним компонента горіння колектором 6. «с зо Сумарна площа прохідного перерізу труб 9 теплообмінників відповідно дорівнює площі прохідного перерізу підвідного та відвідного газ або повітря колекторів 6 та 7. і -

Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів повітронагрівників працює наступним чином. со

Почергова робота повітронагрівників 1 змінно то в режимі нагріву насадки, то в режимі нагріву дуття забезпечує постійну подачу відхідних димових газів з піднасадкових пристроїв повітронагрівників 1 в 2 димопровід 2 до димової труби 3. со

Компоненти горіння - газ і повітря горіння підводять до пальників повітронагрівників 1 по трубах великого діаметра - підвідному та відвідному газовому 6 і повітряному 7 колекторам.

При підході до глухого торця димопроводу 2 підвідний та відвідний газовий б і повітряний 7 колектори з'єднуються з першими зрізаними конусами 11, менший діаметр яких дорівнює діаметру підвідного та відвідного « газового 6 і повітряного 7 колекторів, що живлять пакети 4 їі 5 труб 9 малого діаметра, які входять в торець з с димопроводу 2 і проходять по ньому уздовж його подвзовжньої осі до з'єднання з колекторами біля димової труби 3. з Газ і повітря горіння, що знаходяться в трубах 9 малого діаметра, нагріваються від температури 30-40 9 до температури 100-1102С відхідними димовими газами повітронагрівників 1 доменних печей.

При виході з димопроводу 2 в районі димової труби З пакети 4 і 5 труб 9 малого діаметра сполучено за со допомогою других опорно-розподільних елементів 8 і других зрізаних конусів 11 з продовженням підвідних та відвідних газ б і повітря 7 колекторів, по яких відводять нагріті газ і повітря, причому колектори ізольовані - теплоізоляцією. Індивідуальні підводи (не показани), по яких газ і повітря поступають у повітронагрівники 1, о також ізольовані теплоізоляцією 12. Нагріті газ і повітря спалюються в камерах горіння і пройшовши через насадку і піднасадковий пристрій повітронагрівників 1 у вигляді відхідних димових газів, поступають в - димопровід 2, де обігрівають пакети 4 і 5 труб 9 малого діаметра, по яких йдуть наступні холодні порції газу б і повітря горіння.

Застосування пристрою для утилізації тепла відхідних димових газів забезпечує отримання значного енергозберігаючого ефекту, оскільки за рахунок підігріву в теплообмінниках компонентів горіння підвищується калориметрична температура дуття у повітронагрівників і відповідним чином знижується витрата газового палива о в кількості, еквівалентній утилізованому теплу відхідних димових газів. і

Claims (2)

Формула винаходу

1. Пристрій для утилізації тепла відхідних димових газів двох і більше повітронагрівників доменних печей, що містить димопровід, димову трубу, один і більше теплообмінників для нагрівання компонента горіння і підвідний та відвідний колектори компонента горіння, який відрізняється тим, що один і більше теплообмінників для нагрівавння компонента горіння встановлені в димопроводі, виконані у вигляді розміщених упродовж 65 димопроводу пакетів труб і забезпечені засобами з'єднання пакетів труб з підвідним та відвідним колекторами компонента горіння, при цьому сумарна площа прохідного перерізу труб теплообмінників дорівнює площі прохідного перерізу підвідного та відвідного колекторів компонента горіння.

2. Пристрій за п. 1, який відрізняється тим, що засоби з'єднання пакетів труб з підвідним та відвідним колекторами компонента горіння, виконані у вигляді встановленого на кожному торці пакета труб опорно-розподільного елемента з отворами, причому торець кожної труби встановлений в отворах опорно-розподільного елемента, а діаметр опорно-розподільного елемента дорівнює більшому діаметру пустотілого зрізаного конуса, що сполучає опорно-розподільний елемент з підвідним та відвідним колекторами компонента горіння. с 7 о (Се) че (ге) «-- Зо со

- . и? со - со - (42) ко 60 б5