Способ сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей Советский патент 1982 года по МПК C21B9/00 

1

Изобретение относится кчерной металлургии, в частности к способам сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей, и может быть применено во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагр дутья.

Известны способы сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей, включающие подачу в камеру горения высококалорийного топлива в период нагрева насадки l .

Недостатком известных способов работы воздухонагревателей является малая эффективность нагрева дутья и низкая стойкость воздухонагревателей.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому положительному эффекту является способ сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей, включающий подачу в камеру горения высококалорийного и низкокалорийного топлива в период нагрева насадки, нагрев дутья в насадке 123.

Недостатком известного способа sm ляется малая эффективность нагрева дутья, обусловленная низкой стойкостью камеры горения и разделительной стенки, испытывакшшх значительные крип и температурные напряжения, уровень которых возрастает по мере увеличения температуры купола. Причиной поселения напряжений является различие в температурах внутренней и наружной поверхностей psitoдовкирпича, величина которой меняется к тому жв во времени. Следствием этого является различие в тепловом расширении отд1ельных рвдов кладки.

11ель изобретения - увеличение эффек15тивности нагрева дутья, повышение стойкости камеры горения и надежности в.оздухонагреватеяя.

Поставленная цель достигается тем, что подают в камеру горения воздухо20нагревателя высококалорийное и низкокалорийное топливо в период нагрева насадки, нагревают дутье в насадке, при этом низкокалорийное топливо сжигают

39

в основной горелке с коэффи1шентом расхода воздуха 1,6-2,2, обеспечивающим температуру 100О - , а продукты тх рения подают 2-40% высококалорийного топлива для обеспечения температуры под куполом 140О - 15ОО С.

На фиг. 1 изображен доменный воз/зухонагрёватель, вертикальный разрез; ва фиг. 2 - то же, разрез А-А на фиг. 1.

Доменный воздухонагреватель состоит из меташшческого 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 (напртмер, динасом), а нижняя зона 7 - менее крипоустойчивым кирпичом, иап1М1мер,. муллитокорундовым (72% ) или мугаштовым (62% АСаО)В нижней зоне 7 камеры горения 4 встроена горелка 8, под крторой 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 зоны 6 камеры горения 4 дополнительная горелка 1О.

Реапвзадия предлагаемого способа.

В взаестных способах отопления воздухонагревателей для обеспечения температуры под куполом 140О - 1500 С к низкокалорийному доменному газу (QP 820 - 95О ккал/нм ) добавляют газ (3 9%) или коксовый газ (6О-80%). Коэффнпиент расхода воздуха при 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 ( Ор 82095О ккал/нм) совместно с незначительной частью высококалорийного топлива (1 - 3%), например природного газа или коксового газа (ЗО - 4О%). Эту смесь сжигают в основной горелке с избытком воэдуха.

При этом температура продуктов гореняя 1ООО - 1100 С, что обеспечивает стойкость кладки нижней части камеры горения, где нагрузки на кирпич состав- ляют 4-6 кг/см . Кроме этого разви,ваемая окислительная атмосфера также благоприятно влияет на нижнюю зону 7

174

камеры горения 4, выложенную муллитовыми или муллитокорундовыми огнеупорами.

После сгорания низкокалорийного (доменного газа) в продукты сгорания, имеющие избыток кислорода, через дополнительную горелку 10, установленную над щтуцером 9 горячего дутья, подают 2 - 4О% высококалорийного топлива тангенциально к внутренней поверхности высокотемпературной зоны 6 камеры горения 4, вьпие стыка зон 6 и 7.

Этот газ сжигается за счет избыточного кислорода,в продуктах горения скоэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим температуру под куполом 140О - .

Обоснование выбираемых параметров при реализации способа.

При работе известной конструкции воздухонагревателя с использованием для отопления природно-доменной смеси или коксодоменного газов наблюдается неудовле|творительная стойкость кладки камеры горения. Наблюдаются случаи деформации и потери устойчивости камерал 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 деформация огнеупоров при значительных температурах и нагрузках. Исследования ВНИИМТа показали, что длина факела составляет 8 - 1О м при использовании газовых горелок ИЗТМ и 14-16 м - керамических горелок. Температуры по высоте камеры горения, начиная от штуцера горячего дутья и до купола в период нагрева, отличаются на 50-80 С, и составляют 14ОО - , а в период дутья - 13ОО - . Нагрузки на огнеупоры на уровне штуцера горягчего дутья составляют 4-6 кг/см . Например для огнеупоров типа МКВ-72, применяющихся в настоящее время для кладки камер горения воздухонагревателей, при температурах 1400 и 1450С допустимые нагрузки должны составлять 3 и О,5 кг/см , соответственно ГОСТ-2090-75.

За счет применения предлагаемого технического решения повьпиается стойкость кладки камеры горения и разделительной стенкИ путем переноса зоны высоких температур в верхнюю часть камеры горения, где нагрузки незначительны.

Применение предлагаемого технического решения применительно к доменной печи полезным объемом 2000 м по сравнению с известными позволяет повысить стойкость камеры горения и разделительной стенки на 2О - ЗО%, а также обеспечивает увеличение тепловой мощности воздухонагревателя с увеличением температуры дутья на 5 - 10°С.

Экономический эффект на блок воздухонагревателей (4 штО составляет около 264 руб. в год. Формула изобретения

Способ сжигания газа в воздухонагревателях доменных печей, включающий подачу в камеру горения высококалорийного и низкокалорийного топл1геа в период нагрева насадки, нагрев дутья в насадке, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффект1тности нагрева дутья, повьпиения стойкости камеры горения и надежности воздухонагревателя, низкокалорийное топливо сжигают в основной горелке с коэффициентом расхода воздуха 1,6-2,2, обеспечивающим температуру 1000 - , а в продукты горения подают 2 - 40% высококалорийного топлива для обеспечения температуры под куполом 14ОО - . Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Франшш № 2077706, кл. С 21 В 9/ОО, опублик. 1973.

2.Патент ФРГ № 2320379, кл. С 21 В 9/02, опублик. 1978.