Способ регулирования процесса отопления нагревательных печей

 

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНА ПРОЦЕССА ОТОПЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ ПЕЧЕЙ, включающий подачу коксового газа и смеси природного и доменноПриродньи} газ го газов и их сжигание в рабочем обьеме с регулированием расходов газов смеси при падении давления коксового газа, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода топлива и повышения производительности,расходы природного и доменного тазов дополнительно изменяют при изменении температуры в печи, при зтом при падении давления коксового газа до 0,04-0,5 номинального подают смесь природного и доменного газов при с -отношении указанных компонентов 1 :

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Ни

1 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ

Н ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3680029/22-02 (22) 27.12.83 (46) 30.08.85. Бюл. № 32 (72) В.Т.Лобачев, Н.А.Кияшко, Ю.И.Васильев, M.П.Ревун и А. И. Славский (71) Коммунарский ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового

Красного Знамени металлургический завод (53) 621.783.224(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 685901, кл. F 27 L 9/00, 1972.

Авторское свидетельство СССР № 968572, кл. F 27 D 9/70, 1982. (54)(57) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ

ПРОПЕССА ОТОПЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНЫХ

ПЕЧЕЙ, включающий подачу коксового газа и смеси природного и доменно„„SU„„3 3 75970 (51)4 С 21 1- 11/00, F 23 И 1/00 го газов и их сжигание в рабочем объеме с регулированием расходов газов смеси при падении давления коксового газа, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью снижения удельного расхода топлива и повышения производительности,расходы природного и доменного газов дополнительно изменяют при изменении температуры в печи, при этом при падении давления коксового газа до

0,04-0,5 номинального подают смесь природного и доменного газов при с-отношении указанных компонентов

1:(0,41-0,45), а при уменьшении или увеличении температуры в о печи на 1 С соотношение расходов природного и доменного газов увеличивают или уменьшают соответственно на 0,0058-0,0062.

1 1175

Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее, к нагреву металла в нагревательных печах непрерывного и периодического действия. 5

Цель изобретения — снижение удельного расхода топлива и повышение производительности нагревательных печей.

На чертеже представлена струк- 10 турная схема регулирования соотношения тройной газовой смеси.

Смесь природного и доменного газов подают в газопровод коксового газа при снижении давления последнего на 0,04-0,5 номинального. При снижении давления газа больше 0,5 номинального срабатывает автоматическая отсечка подачи газа на нагревательную печь. Давление газа

20 меньше 0,04 номинального находится в пределах зоны нечувствительности контрольно-измерительной аппаратуры.

На чертеже показаны контуры стабилизации давления и соотношения расходов.

Для управления расходами природного и доменного газов используется контур стабилизации давления, состоящий из дифманометра ), регулятора давления 2, исполнительного ме30 ханизма 3, регулирующего органа 4, и контур соотношения расходов, состоящий из диафрагм 5 и 7, дифманометров 6 и 8, регулятора соотношения

9, задатчика соотношения 10, исполнительного механизма 11, регулирующего органа 12, устройства 13 для определения абсолютного значения и знака коррекции коэффициента соотношения расходов доменного и природ- -40 ного газов, вторичного прибора для измерения температуры 14, термопары

15, стабилизаторов давления 16.

При уменьшении подачи коксового газа давление в газопроводе снижается. Срабатывают контур стабилизации давления, увеличивая расход природного газа, и контур соотношения, увеличивая расход доменного газа по доменному соотношению расходов природного и доменного газов 1:(0,41—

0,45). ъ

Так как смесь природного и доменного газов имеет более низкую температуру горения, температура в печи 55 будет ниже требуемой. При этом в устройстве для определения абсолютного значения и знака коррекции коэффици970 2 ента соотношения вырабатываетс р. сиг- нал на увеличение соотношения природный — доменный га >.

При увеличении подачи коксового газа снижается расход смеси природного и доменного газов, уменьшается соотношение природный — доменный газ.

1 оддув в коксовый газ природнодоменной смеси в соотношении боль— шем или меньшем,чем 1:(0,41-0,45). приводит к снижению качества сжигания топлива, ухудшению теплопередачи в рабочем пространстве, что снижает производительность нагревательньгх печей, повышает расход топлива.

Верхний предел соотношения 1:0,41 необходимо осуществлять при максимальном падении коксового газа, рав— ном 0,5 номинального, нижний

1:0,45 — при давлении, равном 0,04 номинального.

Корректировка соотношения расхода коксового газа и смееи природного и доменного газов по температуре в рабочем пространстве обес— печивает регулирование процесса отоп— левил нагревательных печей с учетом температурного потенциала сжигаемо—

ro топлива и его влияния на изменение температуры горения, что пря— мо пропорционально воздействует на производительность нагревательных печей и удельный расход топлива при нагреве металла.

Увеличение или уменьшение соот1 ношения расходов природного и доменного газов на 0,0058 — 0,0062 при уменьшении или увеличении температуо ры в печи на 1 С обеспечивает под— держание стабильной температуры в рабочем пространстве.

При увеличении или уменьшении соотношения расходов природного и до— менного газов менее 0,0058 не обеспечивается заданная температура в рабочем пространстве печи, снижается тепловой поток на металл, а при увеличении или уменьшении соотношения более 0,0062 увеличивается удельный расход топлива на нагрев металла, что экономически нецелесообразно.

Пример. В пятизонных мето— дических печах крупносортного стана при нагреве блюмсов сечением

300.300 мм, длиной 6000 мм из стали

45Г отопление производили коксовым газом теплотой сгорания

11.75970

16,5 МДж/м . При этом давление га-. . за в коллекторе составляло 2500 Па, расход на каждую печь 12 тыс м /ч, время нагрева до температуры поверхо ности металла 1250 С с конечным перепадом температур по сечению 40 С составляло 4,3 ч, производительность печи 90 т/ч.

При снижении давления газа в цеховом коллекторе до 1800 Па, т.е. на 0,28 номинального, а расхода до 10 тыся м о/ч скорости истечения газа уменьшились, ухудшилась организация его сжигания в рабочем пространстве: факелы горелок стали вялыми и вытянутыми, в продуктах сгорания на выходе из печей содержание СО сос— тавляло 2,0-2,5Х. Температура в рабочем пространстве снизилась на 2030 С, производительность методичесо ких печей уменьшилась в среднем на 6Х.

При падении давления коксового газа регулятор контура стабилизации давления воздействует на исполнитель- 25 ный механизм, изменяя положение регулируюшего органа на, трубопроводе природного газа. Одновременно ре— гулятор контура соотношения расходов природного и доменного газов через свой исполнительный механизм перемещением регулирующего органа изменяет расход доменного газа и в газопровод коксового газа вводится

2 тыс.м /ч смеси природного и доменного газов с теплотой сгорания

24,3 МДж/м . При этом температура в рабочем пространстве увеличилась о на 15-20 С, содержание СО в продуктах сгорания уменьшилось до 0,61,ОХ, т.е. показатели работы мето40 дических печей улучшились, но не достигли требуемого уровня.

На вход регулятора соотношения природный газ — доменный газ поступил корректирующий сигнал, обеспечивающий получение газовой смеси теплотой сгорания 24,9 МДж/м . Температура в печи достигла заданной величины, в продуктах сгорания СО не обнаружили, производительность составила 90 т/ч, температура поверхности раскатов после черновых клетей о была 1160 С, что отвечало требованиям технологической инструкции. Токовые нагрузки на электродвигатели стана были в допустимых пределах.

Через 2 ч давление коксового газа в газопроводе снизилось до 1250 Па.

Расход газа на печь составил 8, 8,5 тыс м /ч. Температура в рабочем пространстве снизилась на 40-50 С против заданной, недожог тбплива составил 4-6, производительность нагре—

0 вательных печей уменьшилась на

17-20Х.

Для стабилизации параметров топлива и компенсации недостающей для нормальной работы тепловой мощности нагревательной печи в газопровод коксового газа с помощью контуров стабилизации давления и соотношения расходов природного и доменного газов подали смесь этих газов с теп— лотой сгорания 24,78 МДж/м . Выход температурного режима на заданный по технологической инструкции обеспечил корректирующий импульс, выработанный в схеме соотношения расходов природного и доменного газов.

Теплота сгорания смеси природного и доменного газов увеличилась до

25,1 МДж/м, что является оптималь3 ной величиной, обеспечивающей максимальную скорость и высокое качество нагрева металла с минимальным расходом топлива при снижении давления коксового газа на 0,5 номинального.

При снижении давления коксового газа на 0,04 номинального (уровень давления, при котором начинает дей— ствовать схема корреции соотношения природный газ — доменный газ ) оптимальной величиной теплоты сгорания смеси природного и доменного газов является 24,7 МДж/м .

Обеспечение в предложенном способе соотношения расходов природно— го и доменного газов, поддуваемых

45 в газопровод коксового при падении его давления на 0,04-0,5 номинального, в пределах по теплоте сгорания 24,7-25,1 МДж/м, позволило получить высокую производительность

50 методических печей и качество нагрева металла при минимальных расходах топлива. Токовые нагрузки электродвигателей клетей стана снизились на 5-8Х, удельный расход топлива

2,35 кг/т, что составило 3,2Х.