СПОСОБ ОСТАНОВКИ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ ПРИ АВАРИЙНОЙ ОСТАНОВКЕ ВОЗДУХОДУВНОГО АГРЕГАТА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1995 года по МПК C21B7/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам остановки доменной печи.

Известен способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающий аварийное отключение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник, открывание атмосферных клапанов печи, снижение давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги [1]
Недостатком этого способа является то, что все операции по остановке печи должны выполняться быстро, четко, почти одновременно. Промедление со снятием высокого давления на колошнике, закрытием природного газа, закрытием отсекающего клапана и других клапанов может привести к крупной аварии.

Известно устройство для подачи воздуха для выравнивания давления в воздухонагревателе доменной печи (прототип), содержащее трубопроводы с клапанами и аккумулирующую емкость, соединенную с независимым от воздуходувной машины источником сжатого воздуха и со штуцером холодного дутья после шибера [2]
Однако использовать это устройство для предотвращения аварий при остановке воздуходувного агрегата в полной степени невозможно из-за низкой пропускной способности системы.

Известен способ предотвращения аварий на доменной печи и других потребителях при прекращении подачи газа от компрессора с электродвигателем, включающий закрывание запорного органа на линии нагнетания компрессора, где сжатый газ от компрессора направляют открытием клапана в линию сброса, запускают компрессор с подачей сжатого газа в линию нагнетания, последовательно закрывая клапан сброса и открывая запорный орган [3]
Однако этот способ характеризуется недостаточной надежностью, так как потеря напряжения в электросети не предотвращает аварию.

Известен способ предотвращения аварии на доменной печи (прототип) из-за резкого прекращения подачи сжатого воздуха от компрессорной установки с электродвигателем, где при аварии на установке закрывают запорный орган на линии нагнетания компрессора, а сжатый воздух подают в доменную печь от резервного компрессора (Пашков В.Д. Воздуходувное хозяйство металлургических заводов. М. Металлургия, 1969, с. 69).

Однако в известном способе быстро запустить резервный компрессор и подать от него сжатый газ к доменной печи не представляется возможным, что не может предотвратить аварию на доменной печи.

Целью изобретения является исключение возможности проникновения газов из печи в воздухопроводы, заливки продуктами плавки и забивки коксом фурменных приборов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающем закрывание запорного органа на линии нагнетания, подачу дутья из резервной емкости, соединенной посредством клапанов через воздухонагреватели с доменной печью, аварийное отключение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник до нормального, снижение давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги, при падении давления дутья после закрывания запорного органа на 1,0 кгс/см² дутье из резервной емкости начинают подавать в печь через клапан заполнения воздухонагревателя, находящегося в режиме Дутье, а при снижении давления дутья еще на 0,5 кгс/см², дутье из резервной емкости подают в печь и через клапан дополнительного резервирования и линию нагнетания.

Этот способ осуществляется устройством, служащим одновременно для заполнения воздухонагревателей и для остановки печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата и содержащим воздухопроводы для подачи дутья в доменную печь от воздуходувного агрегата, снабженного запорным органом на линии нагнетания, систему для наполнения воздухом воздухонагревателей при их переводах с режима нагрева на рабочий режим от резервной емкости сжатого воздуха с клапанами и компрессором, где согласно предлагаемому способу резервную емкость сжатого воздуха снабжают воздухопроводом с регулирующим клапаном, соединяющим эту емкость с воздухопроводом линии нагнетания.

Источники, аналогичные предлагаемому по совокупности признаков, приводящих к достижению поставленной цели, дополнительной проверкой научно-технической информации не обнаружены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата содержит воздухопроводы 1 и 2 для подачи дутья в доменные печи 3 и 4 от воздуходувных агрегатов (не показаны) и систему для наполнения воздухом воздухонагревателей 5 при их переводе с режима нагрева на рабочий режим от резервной емкости в виде коллектора 6 сжатого воздуха, соединенного с воздухонагревателями 5 и компрессором 7.

Воздухопроводы 1 и 2 соединены при помощи индивидуальных для каждой печи 3 и 4 регулирующих клапанов 8 и 9 с коллектором 6 сжатого воздуха, размещенным вдоль ряда доменных печей 3 и 4. Для обеспечения возможности замены регулирующих клапанов 8 и 9 в устройстве предусмотрены отсекающие клапаны 10 и 11.

Коллектор 6 сжатого воздуха соединен при помощи регулирующих клапанов 12 с воздухонагревателями 5. Для обеспечения возможности замеры регулирующих клапанов 12 в устройстве предусмотрены отсекающие клапаны 13 и 14. Резервные клапаны 15 при наполнении воздухонагревателей 5 от коллектора 6 сжатого воздуха находятся в закрытом положении.

Воздухонагреватели 5 имеют клапаны 16 и 17 холодного и горячего дутья.

Коллектор 6 сжатого воздуха снабжен предохранительным клапаном 18 и соединен с компрессором 7 через обратный клапан 19.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При аварийной остановке воздуходувного агрегата давление дутья на фурмах доменной печи падает с рабочего уровня до нуля в течение 1,5-2,0 мин, поэтому промедление с остановкой печи может привести к аварии.

В этом случае для предотвращения аварии используют сжатый воздух, зарезервированный в емкости, снабженной подпитывающим компрессором и используемой также для заполнения воздухонагревателей при их переводе с режима "Нагрева на рабочий режим.

Для увеличения пропускной способности резервную емкость сжатого воздуха дополнительно соединяют посредством воздухопровода с регулирующим клапаном с линией нагнетания, а объем емкости выполняют таким, чтобы обеспечить достаточную массу воздуха, необходимого для ликвидации неблагополучной ситуации.

Резервную емкость выполняют в виде коллектора, единого для всех доменных печей, расположенного вдоль их ряда.

Момент начала подачи дутья из резервной емкости определен снижением давления дутья в печи на 1,0 кгс/см² после закрывания запорного органа.

Начало подачи дутья из резервной емкости через клапан дополнительного резервирования и линию нагнетания в печь подают при дальнейшем снижении давления еще на 0,5 кгс/см².

Эти величины определены временем срабатывания клапанов системы.

Поскольку доменные печи, имеющие разный объем, потребляют разное количество дутья, воздухопроводы соединены при помощи индивидуальных для каждой печи регулирующих клапанов с коллектором сжатого воздуха.

Для четырех доменных печей ЧерМК объемом 1007, 1002, 2000 и 2700 м³ со свободным объемом воздухонагревателей соответственно 250, 250, 660, 1330 м³, работающих с абсолютным давлением холодного дутья Р_х.д. 3,7-4,8 кгс/см², объем коллектора для резервирования дутья при заполнении воздухонагревателей и аварийных остановок составил 4760 м³. При нормальной работе максимальный расход, соответствующий Δ Р 0,4 кгс/см², будет соответствовать расходу подпитки G_{подпит.}118 кг/ч. Поэтому с учетом аварийного резервирования возможных утечек и продувок коллектора типоразмер клапана подпитки коллектора установили с Ду=150 мм и Ку=250 м³/ч.

В соответствии с вышеизложенным типоразмеры клапанов для заполнения воздухонагревателей установили в соответствии с таблицей.

Способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата осуществляется следующим образом.

При нормальной работе доменных печей 3 и 4 давление сжатого воздуха в коллекторе 6 поддерживают при помощи компрессора 7 на заданном уровне, а сжатый воздух расходуют лишь для заполнения воздухонагревателей 5.

При аварийной остановке воздуходувного агрегата оператор печи переводит ключ управления в положение "Пониженное давление", а при отсутствии на пульте оператора отключается система автоматической защиты, срабатывающая при падении давления дутья на 1 кгс/см². При этом открывают клапан 12 заполнения воздухонагревателя 5, находящегося в режиме "Дутье", а при падении давления еще на 0,5 кгс/см² открывают клапан 8 резервирования из коллектора 6 и соединяют воздухопровод 1 с коллектором 6 сжатого воздуха. Оператор доменной печи 3 при помощи соответствующего ключа на своем пульте отключает подачу природного газа в печь, прекращает загрузку шихты и обеспечивает ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник.

Открывают атмосферные клапаны печи 3. После перевода печи 3 на низкое давление на колошнике продолжают снижать давление дутья, при этом для уменьшения расхода дутья, поступающего в печь 3, закрывают регулирующий клапан 6, а клапан "Снорт" не используют.

При снижении давления дутья до 0,05-0,06 МПа печь 3 отделяют от системы очистки газа путем закрывания отсекающего клапана.

По мере уменьшения расхода дутья во время остановки печи 3 персонал печи обеспечивает непрерывное наблюдение за состоянием фурм.

При снижении давления дутья до 0,02 МПа печь 3 отделяют от воздухонагревателей 5, после чего полностью закрывают регулирующий клапан 8.

После отделения печи 3 от воздухонагревателей 5 полость фурменных приборов соединяют с трубой для тяги.

Посте остановки доменной печи 3 через определенное время, в зависимости от производительности компрессора 7, давление сжатого воздуха в коллекторе 6 повышается до исходного уровня.

В момент аварийной остановки доменной печи 3 наполнение воздухонагревателей 5 других печей 4 осуществляют комплексным способом с частичным использованием централизованного источника сжатого воздуха.

Достоинством предлагаемых способа и устройства является полное исключение возможности развития аварии при остановке воздуходувного агрегата на одной печи.

Резервная емкость, выполненная в виде коллектора, размещенного вдоль ряда доменных печей, кроме аккумуляции сжатого воздуха выполняет и транспортную функцию.

Применение предлагаемых способа и устройства позволяет увеличить производительность доменных печей и уменьшить расход кокса.

Изобретение относится к металлургии, в частности к способам остановки доменной печи. Способ включает закрывание запорного органа на линии нагнетания, подачу дутья из резервной емкости, которая соединена посредством клапанов через воздухонагреватели с доменной печью, аварийное отключение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы - колошник до нормального, снижение давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги. При падении дутья после закрывания запорного органа на 1,0 кгс/cм² дутье из резервной емкости начинают подавать в печь через клапан заполнения воздухонагревателя, находящегося в режиме "Дутье", а при падении давления дутья еще на 0,5 кгс/cм² дутье из резервной емкости подают в печь через клапан дополнительного резервирования и линию нагнетания. Устройство для остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата содержит запорный орган на линии нагнетания, воздухопроводы для подачи дутья в доменные печи от воздуходувного агрегатов, систему для наполнения воздухом воздухонагревателей при их переводе с режима "Нагрев" на рабочий режим от резервной емкости сжатого воздуха с клапанами и компрессором. Резервная емкость снабжена воздухопроводом с регулирующим клапаном, соединяющим эту емкость воздухопроводом линии нагнетания. 2 с.п. ф-лы, 1 ил.

1. Способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающий закрывание запорного органа на линии нагнетания, подачу дутья из резервной емкости, соединенной посредством клапанов через воздухонагреватели с доменной печью, аварийное отклонение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурма колошник до нормального, снижения давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги, отличающийся тем, что при падении давления дутья после закрывания запорного органа на 1,0 кгс/см² дутье из резервной емкости начинают подавать в печь через клапан заполнения воздухонагревателя, находящегося в режиме "Дутье", а при падении давления дутья еще на 0,5 кгс/см² дутье из резервной емкости подают в печь через клапан резервирования и линию нагнетания. 2. Устройство для остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, содержащее запорный орган на линии нагнетания, воздухопроводы для подачи дутья в доменные печи от воздуходувных агрегатов, систему для наполнения воздухом воздухонагревателей при их переводе с режима "Нагрев" на рабочий режим от резервной емкости сжатого воздуха с клапанами и подпитывающим компрессором, отличающееся тем, что резервная емкость снабжена воздухопроводом с клапаном резервирования, соединяющим эту емкость с воздухопроводом линии нагнетания.