Энерготехнологический агрегат

 

ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ АГРЕГАТ , преимущественно для прокалки углеродсодержащих материалов, содержащий печь для термообработки с технологическими горелками, устройство для дожигания горючих компонентов, топочную камеру с подтопочной горелкой , трубопроводы для подвода воздуха и топлива к горелкам, теплоутилизационную установку, состоящую из последовательно размещенных в газоходе по ходу движения дымовых газов испарительных теплообменных поверхностей , секций воздухоподогревателя, пароперегревателя и экономайзера, и соединенный с воздухоподогревателем вентилятор подачи холодного воздуха, отличающийся тем, что, с целью стабилизации теплового режима агрегата, первая по ходу движения дкмовых газов секция воздухоподогревателя соединена посредством воздуховода и запорных органов с технологическими .горелками, а следующая параллельно первой соединена со смесительной частью топочной камеры и с устройством для дожигания, а также последовательно с первой секцией (Л воздухоподогревателя и технологическими горелками, при этом вентилятор соединен -параллельно с секциями воздухоподогревателя и с подтопочной горелкой. /5 о 4iib OD 00 00

СО)ОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) F 27 D 17/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕПЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3271960/22-02 (22) 06.04.81 (46) 30.09.83. Вюл. Р 36 (72) Л.С. Кигель, Ю.A. Емельянов, A.Í. Гладышев, В.В. Добрынин, Н.К. Ситникова и В.И. Старков (53) 621.783(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 298669, кл. С 21 D 9/00, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

9.604877, кл. F 27 В 13/00, 1978. (54)(57) ЭНЕРГОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЯ АГРЕГАТ, преимущественно для прокалки углеродсодержащих материалов, содержащий печь для термообработки с технологическими горелками, устройство для дожигания горючих компонентов, топочную камеру с подтопочной горелкой, трубопроводы для подвода воздуха и топлива к горелкам, теплоутилизационную установку, состоящую иэ

„„Я(.) „„1 044938 А последовательно размещенных в газоходе по ходу движения дымовых газов испарительных теплообменных поверхностей, секций воздухоподогревателя, пароперегревателя и экономайзера, и соединенный с воэдухоподогревателем вентилятор подачи холодного воздуха, отличающийся тем, что, с целью стабилизации теплового режима агрегата, первая по ходу движения дымовых газов секция воздухоподогревателя соединена посредством воздухо. вода и запорных органов с технологическими горелками, а следующая параллельно первой соединена со смесительной -..астью топочной камеры и с устройством для дожигания, а так- щ

И же последовательно с первой секцией воэдухоподогревателя и технологическими горелками, при этом вентилятор соединен .параллельно с секциями воздухоподогревателя и с подтопочной горелкой.

1O«938

Изобретение относится к металлур гической теплотехнике, в частности к устройствам для использования тепла отходящих печных газов, и может найти применение во всех отраслях народного .хозяйства при утили. — 5 зации вторичного тепла,огнетехничес. ких агрегатов.

Известен агрегат для одновременного нагрева металла и выработки пара энергетических параметров, со- I9 держащий нагревательную печь с трубопроводами для подвода топлива и воздуха и теплоутилиэационную установку 1 1.

Известный агрегат позволяет использовать тепло уходящих иэ нагревательной печи газов, однако недос таткам является то, что он не обеспечивает стабильную выработку пара при изменении технологических режи, мов работы печи. Выработка пара изменяется в зависимости ат расхода технологического топлива, причем в периоды горячих простоев печи расход технологического топлива, и следовательно, выработка пара снижаются в несколько раз.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является энерготехналогический агрегат, содержащий нагревательную печь с тру- ЗО бопроводами для подвода топлива и воздуха, теплоутилизацианную установку, состоящую из последовательно размещенных в газохаде по ходу движения дымовых газов испарительных 5 теплоабменных поверхностей, секций воздухоподогревателя, параперегревателя и экономайзера, причем агрегат снабжен установленной между печью и утилизационной установкой топочной камерой спадтапочнай горелкой 321 °

Однако известное устройство также не свободно ат недостатков, поскольку в нем не предусмотрена вазможность перераспределения потоков воздуха, нагретых в воэдухаподогревателе, резких колебаниях тепловой нагрузки при изменении технологических режимов работы печи.

С тем,. чтобы предотвратить выход воздухоподагревателя из строя эа

5О счет пережага при уменьшении расхода нагреваемаго в нем воздуха, необходимо либо снизить суммарное количество газов íà входе в теплаутилизационную установку, либо пропускать 55 через воздухоподогреватель непрерывно максимальное количество воздуха, часть которого в период работы печи на пониженных тепловых режимах сбрасывать в атмосФеру. 60

Первый путь приведет к снижению тепловой нагрузки утилизационной установки и ее паропроизводительности, а во втором случае неизбежны сбросовые потери тепла и электро=

/>5 энергии на привод тягодутьевых устройств.

Цель изобретения — стабилизация теплового режима агрегата при различных режимах работы печи.

Поставленная цель достигается тем, что в энергатехнологическом агрегате„ преимущественно для прокалки углерадсадержащих материалов, содержащем печь для термаабработки с технологическим горелками, устройство для дожигания горючих компонентов, топочную камеру с подтопочнай горелкой, трубопроводы дня подвода воздуха и топлива к гор елкам, теплоутилизацианную установку„, состоящую из последовательно размещенных в газаходе па ходу движения дымовых газов испарительных теплоабменных поверхностей, секций воздухападагревателя, параперегревателя и эконамайэера, и соединенный с ваздухопадагревателем вентилятор подачи холаднаго воэдуха, первая па ходу движения дь>мавых газов секция ваздухаподогревателя соединена посредством воздухавада и эапарных органов с технологическими горелками, а следующая — параллельно первой соединена со смесительйсй частью топочной камеры и с устройством для дожигания, а также последовательна с первой секцией ваэдухопсдагревателя и технологическими горелками печи, при этом вентилятор холодного воздуха соединен параллельно с секциями ваздухападагревателя и с под"апачнай горелкой.

Б результате обеспечивается рациональное перераспределение потоков холодного и нагретого воздуха в зависимости от различных технологических и тепловых режимов пракалачнай печи.

На чертеже схематично изображен знергатехналагический агрегат.

Знергатехналагический агрегат, преимущественно для пракалки углерадсадержащих материалов, содержит вращающуюся пракалачную печь 1 барабанного типа, технологические горелки 2 для сжигания топлива, загрузочную головку 3,. устройства 4 для дожигания горючих компонентов (при прокалке коксов или антрацита), топочную каме>>у 5 с падтапачными горелками б для сжигания дополнительного топлива, утилизационную установку 7, состоящую из радиационно-канвективного газахада 8 с испарительными парагенерирующими поверхностями 9 нагрева, второй секции 10 ваздухападагревателя, параперегревателя 11, первой секции 12 ваэдухападагревателя, эконамайзера 13, ваздуховадав холодного 14 и нагретого 15 воздуха и дутьевага вентилятора 16.

B качестве технологического топлива используют гаэ или мазут.

1044938

Для обеспечения стабилизации тепловых режимов утилизационной установки 7 и воэдухоподогревателя с его двумя секциями 10 и 12 при различных режимах работы прокалочной печи 1 первая по ходу газов секция 10 воздухоподогревателя соединена посредством воздуховода 15 с технологическими горелками 2 печи, а вторая по ходу газов;секция 12 воэдухоподогревателя соединена воздуховодом |0.

15 параллельно первой секции 10 со смесительной частью топочной камеры

5, а также с устройством 4 для дожигания горючих и, в то же время, последовательно с первой секцией 10 и технологическими горелками 2 прокалочной печи 1. Дутьевой вентилятор

16 посредством воздуховода 14 холодного воздуха соединен параллельно с секциями 10 и 12 воэдухоподогревателя и с подтопочными горелками 6 топочной камеры 5.

Энерготехнологический агрегат, работает следующим образом, Прокалочная печь 1 предназначена для прокалки нефтяного кокса, но

25 по условиям производства также ис:пользуется для прокалки антрацита, литейного и пекового кокса. В зависимости от физико-химического состава перерабатываемого в печи продукта ЗО теплосодержание отходящих печных газов, а следовательно, и тепловой режим утилизационной установки 7 резко изменяется.

Необходимо рассмотреть три прин- 35 ципиально разных режима работы энерготехноногического агрегата: а) номинальный режим при прокалке нефтяного кокса с дожиганием горючих компонентов; б) режим работы лечи на прокалке антрацита, литейного и пекового кокса; в) режим работы агрегата при останове прокалочной печи.

При работе. гечи в номинальном режиме через загрузочную головку 3 в печь 1 подают сырой нефтяной кокс, который затем преходит по всей длине печи 1 и подвергается прокалке горячими дымовыми газами, образующимися от сжигания технологического. топлива в горелках 2 печи, а также от частичного окисления кокса. Отходящие из печи дымовые газы, содержащие горючие компоненты, проходят в устройство для их дожигания 4 и топочную камеру 5, где и происходит 55 их дожигание, в результате чего температура топочных газов повышается примерно до 1200 С.

Затем топочные газы поступают в утилизационную установку 7, где от- 60 дают свое тепло парогенерирующим поверхностям нагрева 9 для получения энергии в форме пара и перегрева его в пароперегревателе ll, также для нагрева питательной воды в эко- 65 номайзере 13 и нагрева воздуха в обеих секциях 10 и 12 воздухоподогревателя.

Холодный воздух дутьевым вентилятором 16 подают в первую 12 секцию, включенную последовательно со второй 10 секцией воэдухоподогревателя.

После нагрева воздуха часть его из первой секции 12 подают на устройство 4 для дожигания горючих компонентов, а другую его часть подают через вторую 10 секцию на технологические горелки 2 прокалочной печи 1.

При работе печи в номинальном режиме прокалки нефтяного кокса с утилизацией тепла отходящих иэ печи 1 газов в утилизационной установке 7 количество поступающего в воздухоподогреватель воздуха составляет около

42 10 э нм 3/ч

Темперарута воздуха на выходе и= первой секции 12 воздухоподогреватео ля составляет 200 С, на выходе из второй секции 10 около 400 С.

При работе печи в режиме прокалки литейного или пекового кокса и антрацита выделяется меньшее количество горючих компонентов и общее количество дымовых газов, поступающих через загрузочную головку 3 печи 1 и горелочное устройство 4 для дожигания горючих в топочную камеру 5, значительно меньше, а температура газов на выходе из топочной камеры 5 составляет 600-700 С.

С целью стабилизации теплового режима и повышения температуры дымовых газов на входе s утилизационную установку 7 включают подтопочные горелки 6 топочной камеры 5, подавая в них те же топлива, что и на технологические горелки 2, и холодный воздух по воздуховоду 14 от дутьевого вентилятора 16.

Регулирование теплового режима топочной камеры 5 и утилизационной установки 7 осуществляют эа счет смешивания отходящих иэ печи 1 газов с дымовыми газами на выходе после подтопочных горелок 6 и нагретого воздуха, подаваемого в смесительную часть топочной камеры 5 из первой секции 12 воадухоподогревателя по воздуховоду 15 нагретого воздуха.

Выделяемое тепло при сжигании дополнительного топлива и тепло, приносимое нагретым воздухом, покрь.вает в балансе тепла его недостаток по сравнению с теплосодержаннем отходящих газов в основном режиме (при прокалке нефтяного кокса), а количество тепла дымовых газов на входе в утилизационную установку 7 остается постоянным. Кроме того, подача нагретого воздуха по воздуховоду 15 го=:— воляет регулировать тепловой режим в топочной камере 5.

1044938

Постоянная температура металла стенок труб воздухоподогревателя обуславливает длительную безаварийную работоспособность воздухоподогревателя и способствует повышению эксплуатационной надежности.

Парогенерирующая часть утилизационной установки работает стабильно в оптимальном режиме, обеспечивая потребителя паром постоянных параметров, что повышает надежность работы всех узлов котла-утилизатора, уде шевляет эксплуатацию и снижает себестоимость пара.

Составитель Г. Назарова

Редактор Н. Стащишина Техред В.Далекорей Корректор A. Повх

Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб. д. 4/5

Заказ 7512/36

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Паропроиэводительность утилизационной уcòàíîâêè 7, а также температура дымовых газов по тракту остаются неизменными по сравнению с работой энерготехнологического агрегата в основном режиме (а). 5

Через первую 12 и вторую 10 секции воздухоподогревателя устанавливают такой хе расход воздуха (42

"10 нм /ч) с температурой 300 С, но при этом секции воэдухоподогрева- 1О теля 12 и 10 переключают на параллельную работу при увеличенной производительности дутьевого вентилятора 16. С его помощью подают дополнительное количество воздуха через воз 15 духовод холодного воздуха 14 к подтопочным горелкам б для сжигания дополнительного топлива в топочной камере 5.

Нагретый воздух иэ второй секции

10 воздухоподогревателя подают также как и в основном. режиме на технологические горелки 2 печи 1, Нагретый воздух из первой ступени

12 воздухоподогревателя перераспределяют между горелочным устройством

4 для дожигания горючих и смеситель-ной частью топочной камеры 5.

В режиме прй остановках печи утилизационная установка работает с номинальной производительностью на дымовых raaax„ выделяемых при сжигании топлива в подтопочных го„ 6 с подмешиванием-.к ним (в смесительной ч-сти топочной камеры 5) нагретого воздуха из обеих секций 12 и 10 воздухоподогревателя, причем суммарное теплосодержание выходящих из топочной камеры 5 дымовых газов остается неизменным (т.е. таким же как и в двух описанных режимах а и б работы фО печи).

Вдувание горячего воздуха позволяет регулировать температуру дымовых газов в топочной камере 5.

Дутьевой вентилятор 16 подает воздух к первой 12 и второй 10 секциям воздухоподогревателя, включенным в данном случае, на параллельную работу (также в количестве 42 10 нм /ч с температурой в 300 С), э,. 3 О а также и к подтопочным горелкам б.

Энерготехнологический агрегат может работать в автоматическом режиме, причем для стабилизации тепловых параметров газов на входе в утилизационную установку 7 расход топлива регулируют по паропроизводительности и корректируют по температуре дымовых газов в топочной камере 5.

Таким образом, -. ðè всех режимах работы печи устанавливается постоянная тепловая производительность утилизационной установки, металлические стенки труб воэдухоподргревателя имеют постоянную температуру, тепло нагреваемого воздуха возвращается дымовым газом, а температура дымовых газов в топочной :;=..êàðå остается.постоянной.

Все количество нагретого воздуха в любых режимах работы энерготехнологического агрегата используется полностью и непосредстве . но в самом агрегате, в результате чего до тигается увеличение степени использования перЪичногo топлива и вторичны;." энергоресурсов.

Но сравнению с известным приемом сжигания дополнительного топлива в неэкранированной топке с под=.чей горячего воздуха непосредственна в горелки предлагаемое устройство позволяет сохранить существующие габариты топки или уменьшить их и, как следствие, снизить затраты на обмуровочные материалы и уменьшить габариты горелочных устройств.

За счет применения огнеупорных материалов более низких и более дешевых сортов, а также увеличения срока их службы получают дополнительную экономию денежных средств.