Удосконалення технології нагріву дуття у доменних повітронагрівниках з метою енергозбереження

6. При використанні рециркуляції продуктів горіння економія палива досягає 7, 5%, температура нагріву дуття збільшується на 15-20С, а шкідливі викиди зменшуються на 40-50%. Розроблено новий спосіб нагріву повітронагрівників, які опалюються природнодоменою сумішшю. При цьому економія природного газу досягає 34%, а зростання температури нагріву дуття – близько 30С. Цей спосіб впроваджено на доменній печі № 3 металургійного заводу ім. Петровського, а для доменної печі № 2 МК ім. Ілліча виконано робоче проектування.

7, Розроблені способи та пристрої для опалення високотемпературних повытронагрівників тільки доменним газом. Для оцінки найкращого варіанта використані критерій мінімуму цільової функції, яка включає вартість витрат доменного газу та повітря, інвестиції і виплату за шкідливі викиди. Крім цього розраховували вартість нагріву 1000 м3 дуття. Кращий з досліджених варіантів виявився, коли tкуп = 1300С, є нагрів компонентів горіння у теплообмінниках з проміжним теплоносієм, а при tкуп = 1450С – нагрів повітря в індивідуальних регенераторах або використання повітронагрівників зупинених доменних печей. При збільшенні температури дуття на 100С (з 1150 до 1250С) вартість нагріву дуття зростає на 15% при відповідній економії питомої витрати коксу.

8. Розроблено декілька нових способів двостадійного спалення палива у повітронагрівниках, що дозволяє знизити температури у нижній частині камери спалення з 1300-1450С до 1050-1150С, де навантаження на кладку максимальне, і, таким чином, збільшити термін її служби. Визначено взаємозв'язок між деформацією повзучості вогнетривів і температурою під куполом, а також навантаженням на них. При збільшенні температури під куполом на 50С (з 1350 до 1400С) деформація повзучості вогнетривів типу МКП-72 зростає практично у 4-и рази, а при зменшенні навантаження на 10% на ці вогнетриви – знижується тільки на 6%.

9. Термін служби повітронагрівників з внутрішньою камерою спалення нижче чим з винесеною. Розроблені новий спосіб модернізації та конструкція повітрорнагрівника з винесеним керамічним пальником, що дозволяє використовувати апарати з внутрішньою камерою горіння у період їх ремонту.

10. Промислово-експериментальні дослідження температурно-напруженого стану повітронагрівника у період сушіння, розігріву та початкового терміну експлуатації показало, що режим розігріву кладки не закінчується після регламентованого періоду, а необхідно додатково ще близько 16 діб для стабілізації температур і напруг. На стійкість кладки негативно впливає її вологість. У період сушіння та розігріву кладки необхідно вивести біля 150 т водяної пари, що приводить до порушення щільності швів між цеглою. Впроваджені розроблені режими та пристрої для розігріву кладки повітронагрівників і їх керамічних пальників, а також удосконалено їх окремі елементи (купол, штуцер гарячого дуття).

11. Термодинамічний аналіз умов формування і утворення азотомістких сполук у робочому просторі доменної печі, а також експериментальні дослідження для визначення їх концентрацій у горновому та доменному газі показали, що ці гази не містять оксидів азоту, але у них присутні азотомісткі сполуки (ціаніди, родоніди, аміак). На відміну від відомих досліджень формування ціанідів у доменній печі запропоновано механізм утворення ціанідів також у зоні помірних температур (800-1300С) із залишкових сполук коксу: аміака, метану і лужних металів. Залишкова кількість ціанідів та аміаку переходить у доменний газ, що підтверджується нашими експериментальними дослідженнями. Тому при його спалюванні у повітронагрівниках утворюються також «паливні» оксиди азоту (NOx), доля яких у загальній масі досягає 10-68%. Концентрація NOx залежить від складу газу і виду виробленого чавуну: при виробництві переробного чавуну – 81-104 мг/м3, ливарного – 135-153 мг/м3 і феромарганцю – 380-450 мг/м3.

12. Експериментальні дослідження параметрів роботи пристроїв для взяття доменної печі на «тягу» виявили причини їх незадовільної експлуатації. Розроблено нові конструкції цього пристрою, які впроваджені на МК ім. Дзержинського, «Запоріжсталь» та Єнакіївському металургійному заводі.

13. На основі наукових узагальнень, теоретичних розробок та промислових досліджень вирішено важливу науково-технічну проблему – розробка та розвиток теоретичних та технологічних основ енергозбереження при нагріві дуття у доменних повітронагрівниках, яка забезпечує економію питомої витрати коксу, природного та доменного газів, а також зменшення шкідливих викидів у довкілля.

 

 

Грес Л. П. Охрана окружающей среды при сжигании топлива. – Учебное пособие. – Днепропетровск: – РИА «Днепр – VAL». – 2002. – 104 с.

Грес Л. П., Шатоха В. И. Термодинамический анализ и экспериментальные исследования условий образования оксидов азота в доменной печи. //Системные технологии. – 2002. – Выпуск 1 (18). – С. 83-89.

Грес Л. П., Свинолобов Н. П., Самойленко Т. В., Флейшман Ю. М. Методика поэлементного поверочного расчета доменных воздухонагревателей. //Сборник научных трудов Национальной металлургической академии Украины. (Металлургическая теплотехника), – Том 7. – Днепропетровск. – 2002. С. 27-33.

Грес Л. П., Самойленко Т. В., Флейшман Ю. М., Петренко В. А., Макоткин В. В., Батрак Л. В., Дышлевич И. И., Абросимов Н. И. Опыт применения динаса в доменных воздухонагревателях. //Металл и литье Украины – 2002. – № 2, 3. – С. 20-22.

Грес Л. П., Миленина А. Е., Гусаров А. С., Набока В. И., Марченко А. Ф., Пономарев