Способ отопления регенератора высококалорийным топливом Советский патент 1993 года по МПК C21B9/00 

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 мг/м3), 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 V горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов, частичную их подачу в камеру

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 расходуется на разбавление продуктов горения.

К недостаткам известного способа отопления регенератора относится следующее.

При сжигании природного газа с большим коэффициентом расхода воздуха (а 1,0) значительно возрастает в продуктах сгорания концентрация окислов азота (NOX), что ухудшает экологическую обстановку и 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

С

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, соответственно, температуры купола. Система автоматического регулирования в этом случае сработает на снижение и., что еще сильнее снизит температуру купола, и может возникнуть 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 таза и воздуха в горелку, сжигание газа, Подачу продуктов горения через насадку; отвод дымовых газов, частичную их подачу в камеру горения горелки и поддержание заданной температуры газов под куполом, в процессе отопления измеря- ют концентрацию кислорода в газовоздушной смеси перед горелкой и при превышении в смеси заданного значения концентрации кислорода увеличивают подачу дымовых газбв 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 добавлением (уменьшением) подачи дымовых газов в смесь, позволяет повысить безопасность процесса. При этом при любых изменениях режима1 Сжигания обеспечивается постоянство а (близкого к 1,0), и полное сжигание топлива, что позволяет также обеспечить неблагоприятные условия для образования 6кйсл;6в азота втфодуктах горения, т.е. снизить количество вредных выбросов.

Измерение концентрации окиси углерода (СО) в дымовых газах и регулирование процесса горения по этой величине позволяет дополнительно повысить безопасность процессам 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 камеры горения горелки 4 через подкупольное пространство 9 поступают в насадку 10, нагревают ее и через поднасадочное пространство 11, дымовой патрубок 12, боров 13 и дымовую трубу 14 удаляются в атмосферу. Для поддержания заданной температуры купола часть продуктов сгорания (до 35%) из борова 13 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 коэффициентом расхода воздуха, близким к единице (а 1,05-1,10).

Для управления работой регенератор

снабжен купольной термопарой 19 (или оптическим пирометром), газоанализаторами 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 тем-.

пературу купола (tKyn const) и постоянный коэффициент расхода воздуха (а 1,05- -1,10 «const).

П р и м е р. При отоплении регенератора природным газом с теплотворной способностью 35000 кДж/м3 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

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

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.

При увеличении концентрации кислорода Оа в газодымовой смеси перед горелкой 4 больше заданного, например, 16%, блок управления 22 дает сигнал на открытие клапана 18 и при этом происходит увеличение

расхода дыма в воздух горения. При уменьшении концентрации Оа 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.

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 Ко- согорекого 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

воздуха в горелку, сжигание газа, подачу продуктов горения через насадку, отвод дымовых газов, частичную их подачу в камеру горения горелки и поддержание заданной температуры газов под куполом, отличию щ и,и с я тем, что, с целью повышения безопасности процесса и снижения вредных выбросов, в процессе отопления измеряют концентрацию кислорода в газовоздушной смеси перёд горелкой и при

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

2. Способ по п. 1, от ли ч а ю щ и и с я тем, что дополнительно также измеряют концентрацию окиси углерода в дымовых газах и при превышении предельно допустимой концентрации снижают, подачу в камеру горения дымовых газов.

Использование: для нагрева воздушного дутья доменных печей. Сущность изобретения: способ включает подвод газо- воэдушнрй 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.