Способ отопления нагревательного колодца Советский патент 1992 года по МПК C21D9/70 

Изобретение 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 воздухоподводящих каналах.

В известной конструкции не учитывается изменение потерь воздуха в рекуператорах в зависимости от продолжительности их 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.

VI

W

VI

о VI

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

VB - (0.85-0,93XVBHeo6x-VBMaKC(1 .нач),

где VB - расход воздуха, подаваемого через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, м/с;

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

увнеобх расх0д воздуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, м/с;

- максимальный расход воздуха,

VBMaKC

подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м3/с;

т/пот.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 - 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 воздухопод водящих каналах, подают воздух. Потери воздуха определяют по эмпирической зависимости, полученной в результате статистической обработки результатов промышленных исследований

0.8..-.0.9

Т/пот

где т/пот.нач. - начальные относительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;

0,8 - 0,9 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах

5 при разогреве;

П - продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес.

Большее значение коэффициента, учитывающего увеличение потерь воздуха в ре0 куператорах предпочтительнее при выходе нагревательного колодца после капитального ремонта, а меньшее - после среднего. При значениях коэффициента более 0,9 не учитывается увеличение относительных по5 терь 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

0 соответствует действительному, поскольку вследствие различия режимов охлаждения рекуператоров перед ремонтом и их разогрева после него происходит перераспределение микротрещин в местах соединения

5 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

0 способствует снижению относительных потерь.

Пределы относительных потерь воздуха в рекуператорах, при которых через сопла, установленные в воздухоподводящих кана5 лах, начинают подавать воздух выбраны из условий сохранения максимальной тепловой мощности нагревательных колодцев и обеспечения экономичности работы. Подача воздуха в случае относительных потерь в

0 рекуператорах менее 0,3 нецелесообразна, так как в этом случае поступающего в нагревательный колодец из рекуператоров подогретого воздуха достаточно для обеспечения сжигания максимального коли5 чества топлива. Это приводит к снижению коэффициента использования топлива и калориметрической температуры горения, увеличению расхода топлива на нагрев и уменьшению производительности колод0 цев.

Начало подачи воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, в случае относительных потерь в рекуператорах более 0,45 приводит к появ5 лению 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 производительности колодцев за счет увеличения продолжительности периода подъема температуры.

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

VB - (0,85 - 0,93XVBHeo6x - VBMaltc(1 - фютЯ,

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

VBH х - расход воздуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, м/с;

VBMai c - максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м3/с;

т/пот - относительные потери воздуха в рекуператорах в текущий период эксплуатации.

Коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухопод водящих каналах, составляет 0,85 - 0,93. Связано это с тем, что при уменьшении количества воздуха, поступающего через рекуператоры, снижается его давление в них и, соответственно, уменьшается перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами, что приводит к уменьшению потерь. Большее значение коэффициента предпочтительнее при текущих потерях в рекуператорах 0,5 и выше, меньшее - при начальных потерях в рекуператорах до 0,15. При значениях коэффициента мене 0,85 перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами сохраняется на том же уровне, как и без подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, вследствие чего происходит уменьшение количества тепла, поступающего в нагревательный колодец 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.

Способ осуществляется следующим образом.

При достижении относительных потерь воздуха в рекуператорах 0,3 - 0,45, определяемых по зависимости

0

оу

7 потУнач

в нагревательный колодец через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, подают воздух. Для сохранения постоянным в процессе эксплуатации необходимо для нормального горения коэффициента расхода воздуха его количество определяют и изменяют по мере увеличения срока службы колодца по зависимости

необх

5

VB (0,85 - 0,93XVBHeoox - VBM8KC(1 - пот).

5 Это позволяет сохранить на максимальном уровне тепловую мощность и производительность нагревательных колодцев к концу периода эксплуатации и обеспечить оптимальный режим сжигания топлива. 0 Для определения эффективности предлагаемого способа проведены исследования на нагревательных колодцах с центральной горелкой, основные результа- ты которых следующие.

Нагревательные колодцы отапливают до- менно-природной смесью, удельная теплота сгорания которой составляет 8800 кДж/м . Максимальная тепловая мощность ячеек составляет 7,1 - 7,3 МВт, что соответствует 0 расходу топлива VB - 2900 - 3000 м3/ч. При коэффициенте расхода воздуха а -1,2 количество воздуха, необходимое для сжигания максимального количества топлива, составляет 7600 - 7900 м /ч. Максимальный рас- 5 ход воздуха, подаваемого в нагревательный колодец вентиляторами через рекуператоры, составляет 12000 м /ч. Поученные данные приведены в таблице.

Таким образом, применение предлагаео мого 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 5 уменьшения продолжительности подъема температуры.

Формул а изобретени я

0 Способ отопления нагревательного колодца, включающий подачу газа и воздуха для горения, одна часть воздуха подается через керамические рекуператоры, а другая часть - через сопла, установленные в возду5 хопод водящих каналах, отличающийся тем, что, с целью повышения срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности, сокращения расхода топлива, воздух через

сопла, установленные в воздухоподводя- щих каналах, начинают подавать по достижении потерь в рекуператорах 0,3 - 0,45 от поступающего в них воздуха, причем расход воздуха устанавливают по зависимости

V8 (0,85 - 0,93)Увнвобх 0,8...0,9

- V«Malccf 1 - и VB 11 Т/потГнач JJ

где VB - расход воздуха, подаваемого через сопла, установленные в воздухоподводя- щих каналах, м /ч;

0,85 - 0,93 - коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуперато- pax за счет подачи части воздуха через

0

сопла, установленные в воздухе подводящих каналах;

Увнеобх раСХод В0здуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, м/с;

Увмакс 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.

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