Способ отопления регенератора высококалорийным топливом

 

Использование: для нагрева воздушного дутья доменных печей. Сущность изобретения: способ включает подвод газовоэдушнрй смеси, в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов и частичную их подачу в камеру горения горелки/при этом расхбд подаваемого в камеру горения дымовых газов определяют по концентрации кислорода в газовоздушной смеси либо по концентрации окиси углерода в дымовых газах . 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУВЛИК

ГОСУДАР CTBE ННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4865257/02 (22) 10.09.90 (46) 15.01,93, Бюл, N 2 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (72) Л.Н.Торицын, Н.А,Андреев, Н,И.Овсянников и П.И.Цуканов (56) Авторское свидетельство СССР

N . 1167203, кл. С 21 В 9/00, 1985. (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ РЕГЕНЕРАТОРА ВЫСОКОКАЛОРИЙНЫМ ТОПЛИВОМ

Изобретение относится к черной металлургии и предназначено для использования в воздухонагревателях доменных печей.

Известен способ отопления воздухонагревателя регенеративного типа, основанный на циклическом нагреве и охлаждении насадки. Отопление таких аппаратов обычно ведется доменным газом с добавкой высококалорийного (природного, коксового) газа до теплотворной способности, обеспечивающей заданную температуру купола воздухонагревателя.

Однако, вследствие большой запыленности доменного газа (до 5 мгlмз), насадка быстро засоряется, растет ее гидравлическое сопротивление, снижается тепловая мощность аппарата. Это ведет к необходимости замены части засоренной насадки.

Известен другой способ отопления регенератора, включающий подвод газа и воздуха в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов, частичную их подачу в камеру

„„5U„„ 1788621 А1 (57) Использование: для нагрева воздушного дутья доменных печей. Сущность изобретения: способ включает подвод газовоздушной смееи в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов и частичную их подачу в камеру горения горелки, при этом расход подаваемого в камеру горения дымовых газов определяют по концентрации кислорода в газовоздушной смеси либо по концентрации окиси углерода в дымовых газах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. горения горелки и поддержание заданной температуры газов под куполом.

Отопление регенератора в этом способе осуществляется практически чистым от пыли высококалорийным природным газом.

Заданную температуру газов под куполом поддерживают увеличением расхода воздуха, при этом его избыточная часть расходу- ОО ется на разбавление продуктов горения. ©О

К недостаткам известного способа отоп- ( ления регенератора относится следующее. )

При сжигании природного газа с боль- д, шим коэффициентом расхода воздуха (а»,О) значительно возрастает в продуктах сгорания концентрация окислов азота (ИОх), что ухудшает экологическую обстановку в зоне работы регенератора, способствует интенсификации межкристаллитной коррозии металла кожуха аппарата и ведет к снижению его стойкости.

Регулирование заданной температуры купола расходом воздуха требует создания его запаса, т.е. больших мощностей вентилятора и, соответственно, дополнительного

1788021

20

30 расхода электроэнергии. Кроме того, может возникнуть ситуация, когда регенератор будет работать с коэффициентов расхода воздуха а < 1,0 (изменился состав топлива, расходы газа и воздуха и т,д.), что ведет к снижению температуры горения и, соответствейно, температуры купола. Система ав. томатического регулирования в этом случае сработает на снижение а, что еще сильнее снизит температуру купола, и може г вознйкнуть аварийная ситуация, когда подаваемого окислителя недостаточно для полного сжигания топлива и процесс горения прекращается.

Цель изобретения — повышение безопасности процесса и снижение вредных выбросов в атмосферу окислов азота.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе отопления регенератора высококалорийным топливом, включающем подвод газа и воздуха в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов, частич-, ную их подачу в камеру горения горелки и поддержание заданной температуры газов под куполом, в процессе отопления измеря"ют койцентрацию кислорода в газовоздушной смеси перед горелкой и при превышении в смеси заданного значения концентрации кислорода увеличивают подачу дымовых газов в камеру горения, а при снижении уменьшают. Дополнительно также измеряют концентрацию окиси углерода в дымовых газах и при превышении предельно допустимой концентрации снижают подачу в камеру горения дымовых газов.

Измерение концентрации кислорода в газовоздушной смеси, регулирование процесса горения по этой величине добавлени- . ем (уменьшением) подачи дымовых газов в смесь, позволяет повысить безопасность . процесса. При этом при любых изменениях режима сжигания обеспечивается постоянство а(близкого к 1,0), и полное сжигание топлива, что позволяет также обеспечить неблагоприятнйе условия для образования окислов азота в продуктах горения, т.е. c»uiзить количество вредных выбросов, Измерение концентрации окиси углерода (CO) в дымовых газах и регулирование процесса горения по этой величине позволяет дополнительно повысить безопасность процесса и снизить количество вредных выбросов (СО).

На чертеже приведена схема осуществления способа отопления регенератора высококалорийным топливом.

Способ осуществляется следующим образом, В период нагрева регенератора 1 высококалорийное топливо, например, природный газ, через регулирующий 2 и отсекающий 3 клапаны подают в горелку 4

Воздух горения в горелку 4 подают от вентилятора 5 и его расход регулируют клапаном 6, установленным на трубопроводе 7 или направляющим аппаратом на всасе 8 вентилятора 5, Продукты сгорания из каме10: ры горения горелки 4 через подкупольное пространство 9 поступают в насадку 10, нагревают ее и через поднасэдочное пространство 11, дымовой патрубок 12, боров

13 и дымовую трубу 14 удаляются в атмосферу. Для поддержания заданной температуры купола часть продуктов сгорания (до

35%) иэ борова l3 отводят через дымосос

15 по трубопроводу 16 с отсекающим 17 и регулирующим 18 клапанами и подают на всас 8 вентилятора 5. При этом газ сжигается с коэффйциентом расхода воздуха, близким к единице (a = 1,05 — 1,10), Для управления работой регенератор снабжен купольной термопарой 19 (или оптическим пирометром), газоанализаторэми 20 определения содержания окиси углерода (СО) в дыме и кислорода(02) в смеси воздуха и дыма в трубопроводе 7 перед горелкой 4. Сигналы с приборов (19 — 21) поступают в блок управления

22, который связан с исполнительными механизмами 23 регулирующих клапанов 2,6 и 18.

Управление работой регенератора обеспечивает одновременно заданную тем35 пературу купола (t<>< = const) и постоянный коэффициент расхода воздуха (а = 1,05-1,10 = const).

Пример. При отоплении регенератора природным газом с теплотворной способно40 стью 35000 кДж/м и сжигании.его с а = 1,37 будет достигаться температура газов под куполом 1600 С. Эта же температура купола может быть обеспечена при подаче в воздух горения 27% дыма при сжигании газа с а =

45 = 1,05-1,10 (вместо сжигания с а = 1,37 при использовании "чистого" воздуха горения), Если. температура купола ниже заданной, то блок управления (22) подает управляющий сигнал на открытие регулирующего клапана

50 2 подачи газа в горелку 4, если выше заданной, то на прикрытие клапана 2, При обнаружении СО в дыме (по датчику 20), например, СО = 0,01%, блок управления 22 подает сигнал на прикрытие клапана 18.

55 При увеличении концентрации кислорода 02 в газодымовой смеси перед горелкой

4 больше заданного, например, 16%, блок управления 22 дает сигнал на открытие клапана 18 и при этом происходит увеличение

1788021 расхода дыма в воздух горения, При уменьшении концентрации Oz в смеси ниже заданного уровня, блок управления 22 дает сигнал на прикрытие клапана 18. Заданная температура купола поддерживается за счет изменения расхода газа, а определяется соотношением расходов газа и смеси воздуха с дымом и установленной концентрацией Oz в смеси, Составитель Н.Андреев

Техред М,Моргентал Корректор Н,Ренская

Редактор

Заказ 49 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Описанный способ отопления регенератора высококалорийным топливом позволяет снизить в 1,5 — 4,0 раза количество образования окислов азота за счет сжигания газа с коэффициентом расхода воздуха а = 1,05 — 1,10 (против а= 1,4-1,6 в высокотемпературных воздухонагревателях Косогорского метзавода); что улучшит экологическую обстановку и снизит коррозию кожуха аппарата. Кроме того применение описанного способа обеспечит надежность автоматического управления процессом горения и повысит безопасность ведения процесса, Формула изобретения

1. Способ отопления регенератора высококалорийным топливом например, природным газом, включающий подвод газа и

5 воздуха в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов, частичную их подачу в камеру горения горелки и поддер>кание заданной температуры газов под куполом, о т л и ч а-

10 ю шийся тем, что, с целью повышения безопасности процесса и снижения вредных выбросов, в процессе отопления измеряют концентрацию кислорода в газовоздушной смеси перед горелкой и при

15 превышении в смеси заданного значения концентрации кислорода увеличивают подачу дымовых газов в камеру горения, а при снижении — уменьшают.

2. Способ по п,1, о т л и ч à ю шийся

20 тем, что дополнительно также измеряют концентрацию окиси углерода в дымовых газах и при превышении предельно допустимой концентрации снижают подачу в камеру горения дымовых газов,