Способ отопления нагревательного колодца

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на нагревательных колодцах обжимных станов с отоплением из центра подины. Цель изобретения - увеличение срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности и снижение расхода топлива. Способ характеризуется подачей воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах , при достижении потерь в рекуператорах 0,3 - 0,45 от поступающего в них воздуха , а его расход VB устанавливают по зависимости VB (0.85 - 0,93)VBHeo6x 0 .8..Д9 - VBMaKC(1 -J/пот ч ). где 0.85-0,93 - коэффициент , учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах,- VBHeo6x - расход воздуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, м3/с; VBMaicc - максимальный расход воздуха , подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м3/с; /пот.нач - начальные относительные потери воздуха в рекуператорах , определяемые в холодном состоянии; 0,8 - 0,9 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь .воздуха в рекуператорах при разогреве; П - продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес. 1 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 С 21 О 9/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

iM

Ф 4

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4847659/02 (22) 11.04.90 (46) 07.04.92. БюлЛФ13 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) Э.И.Говоров, В.А.Ющенко, В.Е.Зеленский, Г.Ф.Кузнецов, Н,В.Гончаров, И.Г,Бе; лицкий, Д.В,Лазаренко и А.Л.Курбатова (53) 621.783 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1138421, кл. С 21 D 9/70, 1983. (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО КОЛОДЦА (57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на нагре( вательных колодцах обжимных станов с отоплением из центра подины. Цель изобретения — увеличение срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности и сниже- ние расхода топлива. Способ характеризуется подачей воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих канаИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при нагреве слитков перед прокаткой в нагревательных колодцах с отоплением из центра пода.

Известен способ отопления нагревательного колодца, включающий подачу газа и воздуха для горения, часть из которого подается через керамические рекуператоры, а часть — через сопла, установленные в воздухоподводя щих каналах.

В известной конструкции не учитывается изменение потерь воздуха в рекуперато„„ й2„„1724707 А1 лах, при достижении потерь в рекуператорах 0,3 — 0,45 от поступающего в них воздуха, а его расход Чв устанавливают по зависимости Чв = (0,85 — 0,93)(Чв"" "—

0,8...0.9 — Чв" " (1 -gп0„",вч )), где 0,85 — 0,93 — коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла. установленные в воздухоподводящих каналах; Чв" "— расход воздуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, м /c; Чв" " — максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м /с; дзот.нала — начальные отз носительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;

0,8 — 0,9 — коэффициент, учитывающий увеличение потерь, воздуха в рекуператорах при разогреве; П вЂ” продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес, 1 табл. рах в зависимости от продолжительности их С) эксплуатации. Это затрудняет регулирование соотношения газ — воздух в процессе работы и приводит при той же тепловой мощности к уменьшению производительности колодцев за счет неконтролируемого сжигания топлива.

Целью изобретения является повышение срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности, сохранение расхода топлива.

1724707

50 цев

Согласно способу отопления нагревательного колодца, включающему подачу га< за и воздухадля горения, одна часть воздухе подается через керамические рекуператоры, а другая часть через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, воздух через сопла, установленные в воздухопроводящих каналах, начинают подавать при достижении потерь в рекуператорах 0,3 — 0,45 от поступающего в них воздуха, причем расход воздуха устанавливают по зависимости

Чв - (0,85 0 93)(Чв" "-Чв" " (1 - пот.нач)) где V> — расход воздуха, подаваемого через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, м /c;

0,85 — 0,93 — коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах;

Чв" о " — расход воздуха, необходимого для сжигазния максимального количества топлива, м /c;

V,4"" — максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м /c; фот.нач — начальное относительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;

0,8 - 0,9 — коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах при разогреве;

П вЂ” продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес.

Сущность способа заключается в следующем.

В процессе эксплуатации нагревательного колодца происходит постепенное увеличение потерь воздуха в рекуператорах, связанное с температурными перепадами при посаде и выдаче слитков и остановкой колодцев на горячий ремонт, зарастанием верхних рядов рекуператоров шлаком и механическим воздействием при ударах слитками в процессе посада. При достижении потерь в рекуператорах 0,3 — 0,45 от поступающего в них воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, подают воздух. Потери воздуха определяют по эмпирической зависимости, полученной в результате статистической обработки результатов промышленных исследований

О,B.:.03 п ф\От Ч not esv где /nod.апач. — начальные относительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;

0,8 — 0,9 — коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах при разогреве;

П вЂ” продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес.

Большее значение коэффициента, учитывающего увеличение потерь воздуха в рекуператорах предпочтительнее при выходе нагревательного колодца после капитального ремонта, а меньшее — после среднего, При значениях коэффициента более 0.9 не учитывается увеличение относительных потерь воздуха при разогреве за счет образования микротрещин в местах соединения элементов рекуператора. При значениях коэффициента менее 0,8 увеличение относительных потерь воздуха при разогреве не соответствует действительному, поскольку вследствие различия режимов охлаждения рекуператоров перед ремонтом и их разогрева после него происходит перераспределение микротрещин в местах соединения элементов, что приводит к увеличению герметичности, Кроме того, очистка верхних рядов рекуператоров от наростов шлака уменьшает перепад давления между воздушной и дымовой сторонами, что также способствует снижению относительных потерь.

Пределы относительных потерь воздуха в рекуператорах, при которых через сопла, установленные в воэдухоподводящих каналах, начинают подавать воздух выбраны из условий сохранения максимальной тепловой мощности нагревательных колодцев и обеспечения экономичности работы. Подача воздуха в случае относительных потерь в рекуператорах менее 0,3 нецелесообразна, так как в этом случае поступающего в нагревательный колодец из рекуператоров подогретого воздуха достаточно для обеспечения сжигания максимального количества топлива. Это приводит к снижению коэффициента использования топлива и калориметрической температуры горения, увеличению расхода топлива на нагрев и уменьшению производительности колодНачало подачи воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, в случае относительных потерь в рекуператорах более 0,45 приводит к появвению недожога топлива вследствие недостатка подогретого в рекуператорах воздуха для обеспечения сжигания его максимального количества, Это создает предпосылки для снижения тепловой мощности и, как следствие, уменьшения производительно1724707 сти колодцев за счет увеличения продолжительности периода подъема температуры.

Расход воздуха в зависимости от продолжительности работы нагревательного колодца после ремонта устанавливают по зависимости

Vs - (0,85 — 0,93)(Чв"" " - Vs" " (1 - лот)), ента мене 0,85 перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами сохраняется на том же уровне, как и без подачи

40 части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, вследствие чего происходит уменьшение количества тепла, поступающего в нагревательный ко45 лодец с воздухом из рекуператора за счет снижения перепада температур между воздушной и дымовой сторонами. При значениях коэффициента более 0,93 также уменьшается количество поступающего в нагревательный колодец с воздухом из рекуператора тепла за счет снижения конвективной составляющей теплообмена.

55

Способ осуществляется следующим образом.

При достижении относительных потерь воздуха в рекуператорах 0,3- 0,45, определяемых по зависимости где 0,85-0,93 — коэффициент, учитывающий 10 снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах;

Не"" "- расход воздуха, необходимого 15 для сжигания максимального количества топлива. м /c;

V — максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м /c; 20 пот — относительные потери воздуха в рекуператорах в текущий период эксплуатации.

Коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет 25 подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, составляет 0,85- 0,93, Связано это с тем, что при уменьшении количества воздуха, поступающего через рекуператоры, снижается 30 его давление в них и, соответственно, уменьшается перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами, что приводит к уменьшению потерь. Большее значение коэффициента предпочтительнее при теку- 35 щих потерях в рекуператорах 0 5 и выше, меньшее — при начальных потерях в рекуператорах до 0,15. При значениях коэффицио.в...о,в

9 О 6 пот.йач в нагревательный колодец через сопла, установленные в воэдухоподводящих каналах, подают воздух. Для сохранения постоянным в процессе эксплуатации необходимо для нормального горения коэффициента расхода воздуха аго количество определяют и изменяют по мере увеличения срока службы колодца по зависимости

Vs - (0,85 — 0,93)f V необх Ч мак -(1 - У пот)).

Это позволяет сохранить на максимальном уровне тепловую мощность и производительность нагревательных колодцев к концу периода эксплуатации и обеспечить оптимальный режим сжигания топлива.

Для определения эффективности предлагаемого способа проведены исследования на нагревательных колодцах с центральной горелкой, основные результаты которых следующие.

Нагревательные колодцы отапливаютдоменно-природной смесью, удельная теплота сгорания которой составляет 8800 кДж/м .

Максимальная тепловая мощность ячеек составляет 7,1 — 7,3 МВт, что соответствует расходу топлива Vs 2900 — 3000 м Iч. При коэффициенте расхода воздуха а- 1,2 количество воздуха, необходимое для сжигания максимального количества топлива, составляет 7600 — 7900 м /ч. Максимальный расход воздуха, подаваемого в нагревательный колодец вентиляторами через рекуператоры, составляет 12000 м /ч. Поученные данные приведены в таблице.

Таким образом, применение предлагаемого способа в зависимости от температуры посада слитков позволяет на 10 — 30 увеличить производительность колодцев к концу периода эксплуатации и на 5 — 20 снизить расход топлива на нагрев за счет уменьшения продолжительности подъема температуры.

Формула изобретения

Способ отопления нагревательного колодца, включающий подачу rasa и воздуха для горения, одна часть воздуха подается через керамические рекуператоры, а другая часть — через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности, сокращения расхода топлива, воздух через

1724707 сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, начинают подавать по достижении потерь в рекуператорах 0,3 — 0,45 от поступающего в них воздуха, причем расход воздуха устанавливают по зависимости сопла, установленные в воздухоподводящих каналах;

V8" " — расход воздуха, необходимого для сжигания максимального количества

5 топлива, м /c;

V8" — максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м /c; у 07.148ч — начальные относительные по10 тери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;

0,8 — 0,9 — коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах при разогреве;

15 ll — продолжительность эксплуатации колодца после ремонта. мес.

Чо - (0 85 — 0 93)(V необх

0,8...0,9 (1 т йот.нач )1 где V8 — расход воздуха, подаваемого через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, м /ч;

0,85 — 0,93 — коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через

Беа подачи дополнительного во в

С подачей дополнительного во а

Текущие потери

° оэдуха. ольг.

Продолжи- тельность эксплуатации. мес.

Начальные относительные потери воэдуха

Удельный расход топлива, кг т

/ч П

Чг. м роиэводительность. т/ч

Чв.м /ч ПроиэвоУдельный расход топлива. кг/т

Чг,м /ч дительность. т/ч

22-25

22-25

23-26

23-27

22-25

23-26

2 -ЗО

26-31

36-40

36-40

30-34 го-зо

36"40

28-32

21-25

18-22 зооо

2350 зооо

1900

22-25

22-25

22-25

22-25

22-25

22-25

22-25

22-25

36-40

36-40

36-40

36-40

36-40

Э6"40

35-40

35-39

3000 зооо зооо зооо

2900

0.16

0,35

0.44

О.50

0,28

0,48

0.56

0.61

1.0

3.0

5.0

7.0

1.О з,о . 5,0

7.0

О,1

0.1

0,1

01

02, 0.2

Ог

0.2

2630

45

Составитель В. Ющенко

Техред М. Моргентал Корректор Н. Ревская

Редактор Л. Гратилло

Заказ 1151 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям.при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул,Гагарина, 101