Способ сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей
ОП ИСАНИ Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТО РСИОМУ СВИДЕТИЗВСТВУ
Соеэ Советских
Социапнстмчвских
Республик
Дата опубликования описания 10.06.82 (51)М. Кл. С 21 В 9/00 Веудареткввй кеихтет CCCP ав авлан NsedllefeNNI н етхрыткй (53) УДК 669.162. .23 1.92(088.8) М.-Г.-Б. Кутнер, Н. Н. Подкантор, А. Н. >Кар А. С. Гусаров, В. Н. Никифоров, В. В. Малый, . М. Гольдфар(4.ъ Л. П. Грес, В. В. Лебедев, Ю. М. флейшман, . Ц БЙАяф:" !,:;.. Я. П. Калугин, В. Н. Денисенко и В. Ф..Белоптайка, " „=,„, „«, } f с Украинский государственный институт по проекд„щ оМвй - - "; металлургическнх заводов (72) Авторы изобретения (71) Заявмтель (54) СПОСОБ СЖИГАНИЯ ГАЗА В ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯХ ДОМЕННЫХ ПЕЧЕЙ Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам cN«sгания газа в воэдухонагревателях доменных печей, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, тде требуется высокотемпературный нагрев дутыт. Известны способы сжиганий газа в воэдухонагревателях доменных печей, включающие подачу в камеру горения высоко10 калорийного топлива в период нагрева насадки (1) . Недостатком известных способов работы воэдухонагревателей является ма. лая эффективность нагрева дутья и низ15 кая стойкость воэдухонагревателей. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ сжигания газа в воэдухонагревателях доменных печей, включающий подачу в камеру горения высококалорийного и ниэкокалорийного топлива в период нагпева насадки, нагрев дутья в насадке 2 3 . Недостатком известного способа ив ляется малая эффективность нагрева дутья, обусловленная низкой стойкостъю камеры горения и разделительной стенки, ж:пытывающих значительные крин и температурные напряжения, уровень которых возрастает по мере увеличения температуры купола. Причиной появления напряжений является различие в температурах внутренней и наружной поверхностей рядов кирпича, величина которой меняется к тому же во времени. Следствием этого является различие в тепловом pacmspesss отдельных рядов кладки. Иель изобретении увеличение эффективности нагрева дутьи, повышение стой кости камеры горения и надежности воэдухонагрева тели. Поставленная цель достигается тем, что подают в камеру горения воэдухонагревателя высококалорийное и низкокалорийное топливо в период нагрева насадки, нагревают дутье в насадке, прн этом низкокалорийное топливо сжигают з 93 в основной горелке с коэффициентом расхода воздуха 1,6 - 2,2, обеспечивающим температуру 1000 - 1100 С, а продукты горения подают 2-40% высококалорийного топлива для обеспечения темперао туры под куполом 1400 — 1500 С. На фиг. 1 изображен доменный возлухонагреватель, вертикальный разрез; на фиг. 2 — то же, разрез А«А на фиг. 1. Доменный воздухонагреватель состоит из металлического кожуха 1, внутренней . поверхности которого примыкает огнеупорная футеровка 2. Воздухонагреватель содержит камеру насадки 3 и встречную камеру горения 4, объединенные общим куполом 5. Огнеупорная футеровка камеры горения 4 в верхней зоне 6 выложена высокоогнеупорным крипоустойчивым кирпичом (например, динасом), а нижняя о зона 7 — менее крипоустойчивым кирпи« чом, например,. муллитокорундовым (72% ДР,йО ) или муллитовым (62% АСд.О ). В нижней зоне 7 камеры горения 4 встроена горелка 8, под которой также в зоне 7 камеры горения 4 врезан штуцер 9 горячего дутья. В верхней зоне 6 камеры горения 4 под штуцером 9 горя» ,чего дутья установлена тангенциально к внутренней поверхности эоны 6 камеры горения 4 дополнительная горелка 10. Реализация предлагаемого способа. В навестных способах отопления воздухонагревателей для обеспечения температуры под куполом 1400 - 1500" С к низкокалорийиому доменному газу (Яф 820 - 950 ккал/нм ) добавляют прйродный газ (3 - 9%) или коксовый газ (60 - 80%). Коэффициент расхода воздуха цри сжатии газа составляет 1,05- 1,2. В предлагаемом способе в период нагрева насадки в горелку 8,.встроенную в нижнюю зону 7 камеры горения 4, подается на сжигание низкокалорийное топливо, например доменный газ (Qp 820950 икал/нм ) совместно с незначитель ной частью высококалорийного топлива (1 - 3%), например природного газа или коксового газа (30 - 40%). Эту смесь сжигают в .основной горелке с избытком воздуха. При этом температура продуктов горения 1000 - 1100 С, что обеспечивает стойкость кладки нижней части камеры горения, где нагрузки на кирпич составляют 4 - 6 кг/см . Кроме этого разви, ваемая окислительная атмосфера также благоприятно влияет на нижнюю зону 7 3717 4 камеры горения 4, выложенную муллитовыми или муллитокорундовыми огнеупорами. После сгорания ниэкокалорийного (доменного газа) в продукты сгорания, имеющие избыток кислорода, через дополнительную горелку 10, установленную над штуцером 9 горячего дутья, подают 2 — 40% высококалорийного топлива танIÎ генциально к внутренней поверхности высокотемпературной зоны 6 камеры горения 4, выше стыка зон 6 и 7. Этот газ сжигается эа счет избыточного кислорода,в продуктах горения с. 15 коэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим температуру под куполом 1400 - 1500 С. Обоснование выбираемых параметров при реализации способа. щ При работе известной конструкции воздухонагревателя с использованием для отопления природно-доменной смеси или коксодоменного газов наблюдается неудовлетворительная стойкость кладки камеры горения. Наблюдаются случаи деформации и потери устойчивости камеры горения, как со стороны насадки, так и радиальной стенки. Обычно разрушения кладки отмечаются на отметке 8-12 м выше оси штуцера газовой горелки. Основной причиной низкой стойкости кладки камеры горения высокотемпературных воздухонагревателей является 35 деформация огнеупоров при значительных температурах и нагрузках. Исследования ВНИИМТа показали, что длина факела составляет 8 — 10 м при использовании газовых горелок ИЗТМ и 14-16 м — ке4 рамических горелок. Температуры по Вы соте камеры горения, начиная от штуцера горячего дутья и до купола в период нагрева, отличаются на 50-80 С, и составляют 1400 - 1500 С, а в период l5 дутья - 1300- 1450 С. Нагрузки на огнеупоры на уровне штуцера горячего дутья составляют 4-6 кг/см . Например, 2 для огнеупоров типа МКВ-72, применяюшихся в настоящее время для кладки камер горения воздухонагревателей, при температурах 1400 и 1450 С допустимые нагрузки должны составлять 3 и 0,5 кг/см, соответственно ГОСТ-20901-75. За счет применения предлагаемого технического решения повышается стойкость кладки камеры горения и разделительной стенки путем переноса зоны вы5 933 соких температур в верхнюю часть камеры горения, где нагрузки незначительны. Применение предлагаемого технического решения применительно к доменной печи полезным объемом 2000 м по 5 сравнению с известными позволяет повысить стойкость камеры горения и разделительной стенки на 20 - 30%, а также обеспечивает увеличение тепловой мощности воздухонагревателя с увеличе- 10 нием температуры дутья на 5 — 10 С. Экономический эффект на блок воздухонагревателей (4 шт3 составляет около 264 руб. в год. Формула изобретения д5 Способ сжигания газа в воэдухонагревателях доменных печей, включаюший подачу в камеру горения высококалорий717 6 ного и ниэкокалорийного топлива в пе риод нагрева насадки, нагрев дутья в насадке, о т л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью увеличения эффективности нагрева дутья, повьппения стойкости камеры горения и надежности воздухонагревателя, низкокалорийное топливо сжигают в основной горелке с коэффициентом расхода воздуха 1,6 - 2,2, обеспечивающим температуру 1000 - 1100 С, а в продукты горения подают 2-40% высококалорийного топлива для обеспечения температуры под куполом 1400 - 1500 С. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Франции K 2077706, кл. С 21 В 9/00, опублик. 1973. 2. Патент ФРГ № 2320379, кл. С 21 В 9/02, опублик. 1978. 933 7 17 Составитель Б. Раковский Редактор С. Запесочный Техред М.Рейвес Корректор A Ф еренп Заказ 3865/7 Тираж 587 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, -35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент, r.,Óæãîðîä, ул. Проектная, 4
