RU2353659C2 - Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей - Google Patents

Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей Download PDF

Info

Publication number
RU2353659C2
RU2353659C2 RU2006112715/02A RU2006112715A RU2353659C2 RU 2353659 C2 RU2353659 C2 RU 2353659C2 RU 2006112715/02 A RU2006112715/02 A RU 2006112715/02A RU 2006112715 A RU2006112715 A RU 2006112715A RU 2353659 C2 RU2353659 C2 RU 2353659C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fuel mixture
air
heating
heat exchangers
exhaust gases
Prior art date
Application number
RU2006112715/02A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2006112715A (ru
Inventor
Виктор Алексеевич Чувакин (UA)
Виктор Алексеевич Чувакин
Эдуард Германович Скрынченко (UA)
Эдуард Германович Скрынченко
Вячеслав Михайлович Вовк (UA)
Вячеслав Михайлович Вовк
Сергей Васильевич Бычков (UA)
Сергей Васильевич Бычков
Юрий Григорьевич Банников (UA)
Юрий Григорьевич Банников
Александр Михайлович Кузнецов (UA)
Александр Михайлович Кузнецов
Владимир Исаевич Коток (UA)
Владимир Исаевич Коток
Original Assignee
ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез") filed Critical ГП "Украинский институт по проектированию металлургических заводов" (ГП "Укргипромез")
Publication of RU2006112715A publication Critical patent/RU2006112715A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2353659C2 publication Critical patent/RU2353659C2/ru

Links

Landscapes

  • Air Supply (AREA)
  • Incineration Of Waste (AREA)
  • Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)

Abstract

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей. Способ включает подведение холодных воздуха и топливной смеси, состоящей из нескольких компонентов горения, к теплообменникам подогрева газового топлива и воздуха, установленным на трубопроводах горячих отходящих газов воздухонагревателей, подведение горячих отходящих газов к теплообменникам, регулирование температуры подогрева топливной смеси изменением расхода отходящих газов через теплообменник подогрева топливной смеси, отведение части отходящих газов, минуя теплообменники, в дымовую трубу, регулирование температуры отходящих газов в дымовой трубе путем смешивания части горячих отходящих газов, подаваемых в дымовую трубу, минуя теплообменники, с охлажденными отходящими газами после теплообменников. Использование изобретения позволяет уменьшить потребляемую электроэнергию и способствует увеличению КПД воздухонагревателей доменной печи. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Description

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, работающих на топливе с переменной теплотворной способностью топливной смеси.
Известен способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, который предусматривает рециркуляцию отходящих газов, то есть за счет подсоса дыма на рециркуляцию подогревают воздух, поступающий на сгорание газового топлива в камере горения воздухонагревателя (см. патент Украины №13492, МПК 5 С21В 9/10, Бюл. №2, 1997).
Признаки, совпадающие с признаками заявляемого технического решения: подогрев воздуха и отведение отходящих газов воздухонагревателя в дымовую трубу.
Однако данный способ не обеспечивает подогрев газового топлива.
Известен способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, включающий подведение холодной топливной смеси, состоящей из нескольких компонентов горения и воздуха, к теплообменникам подогрева топливной смеси и воздуха, установленным на трубопроводах горячих отходящих газов воздухонагревателей, подведение горячих отходящих газов к теплообменникам, регулирование температуры подогрева топливной смеси путем изменения расхода отходящих газов через теплообменник подогрева топливной смеси и отведения охлажденных отходящих газов после теплообменников в дымовую трубу. При этом часть отходящих газов отводят, минуя теплообменники, в дымовую трубу, а температуру отходящих газов в дымовой трубе регулируют путем смешивания части горячих отходящих газов, подаваемых в дымовую трубу, минуя теплообменники, с охлажденными отходящими газами после теплообменников (см. патент Украины №70723А, МПК 7 С21В 9/10 от 12.12.2003, Бюл. №9, 2004).
Признаками, совпадающими с признаками заявляемого технического решения, являются: подведение холодной топливной смеси, состоящей из нескольких компонентов горения и воздуха, к теплообменникам подогрева топливной смеси и воздуха, установленным на трубопроводах горячих отходящих газов воздухонагревателей, подведение горячих отходящих газов к теплообменникам, регулирование температуры подогрева топливной смеси путем изменения расхода отходящих газов через теплообменник подогрева топливной смеси, отведение части отходящих газов, минуя теплообменники, в дымовую трубу, регулирование температуры отходящих газов, подаваемых в дымовую трубу, смешиванием части горячих отходящих газов с охлажденными отходящими газами после теплообменников.
Недостатком прототипа является отсутствие возможности регулирования количества топливной смеси и воздуха, подаваемых на горение в камеру горения воздухонагревателя в соответствии с температурой их подогрева в теплообменниках, и, как следствие, уменьшение коэффициента полезного действия воздухонагревателя.
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей путем уменьшения количества топлива и воздуха горения за счет их подогрева и приготовления топливной смеси необходимой калорийности, что способствует уменьшению потребляемой электроэнергии на транспортировку воздуха горения и, как следствие, увеличению КПД воздухонагревателей доменной печи.
Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, включающем подведение холодных воздуха и топливной смеси, состоящей из нескольких компонентов горения, к теплообменникам подогрева газового топлива и воздуха, установленным на трубопроводах горячих отходящих газов воздухонагревателей, подведение горячих отходящих газов к теплообменникам, регулирование температуры подогрева топливной смеси изменением расхода отходящих газов через теплообменник подогрева топливной смеси, отведение части отходящих газов, минуя теплообменники, в дымовую трубу, регулирование температуры отходящих газов в дымовой трубе путем смешивания части горячих отходящих газов, подаваемых в дымовую трубу, минуя теплообменники, с охлажденными отходящими газами после теплообменников, согласно изобретению дополнительно регулируют расход холодной топливной смеси и воздуха, подаваемых на сгорание в камеры горения воздухонагревателей, по температуре их подогрева в теплообменниках, при этом расход холодной топливной смеси регулируют изменением расхода одного из компонентов топливной смеси, после чего определяют калорийность топливной смеси, а по калорийности топливной смеси меняют расход второго компонента.
Кроме того, в качестве компонентов горения топливной смеси используют низкокалорийный доменный и высококалорийный природный газы, а при изменении калорийности топливной смеси и ее расхода изменяют соотношение расхода воздуха горения к расходу топливной смеси.
Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков заявляемого технического решения и достигаемым техническим результатом заключается в следующем.
Нагрев топливной смеси, состоящей из низкокалорийного и высококалорийного газов и воздуха, в теплообменниках для утилизации тепла отходящих газов обеспечивает уменьшение необходимого количества топливной смеси и воздуха, потребляемых при сгорании в камерах горения воздухонагревателей доменной печи. Это соответствующим образом отображается в системе их подготовки и подачи на нагрев, а именно: уменьшение общего объема топливной смеси и воздуха горения, подаваемого на нагрев, приводит к дополнительному увеличению температуры их подогрева, что обеспечивает дополнительное уменьшение количества (части) высококалорийного газа в топливной смеси, необходимого для создания топливной смеси с калорийностью, обеспечивающей достижение необходимой температуры нагрева насадки воздухонагревателя, уменьшает количество потребляемой на транспортировку воздуха горения электроэнергии, увеличивает энергосберегающий эффект утилизации тепла отходящих газов, увеличивает КПД работы воздухонагревателей доменной печи.
Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей реализуется при помощи устройства, схема которого представлена на фиг.1.
Устройство для утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменной печи состоит из теплообменника 2 подогрева топливной смеси, теплообменника 3 подогрева воздуха для горения, средства изменения 12 расхода отходящих газов, установленного на трубопроводе 11 охлажденных отходящих газов после теплообменника 2 подогрева топливной смеси, соединенного электрическими связями с датчиком температуры 13, установленным за теплообменником 2 подогрева топливной смеси на трубопроводе 14 нагретой топливной смеси после выхода из теплообменника 2 подогрева топливной смеси, дополнительного обводного трубопровода 5 отходящих газов, минующего теплообменники, с установкой на нем средства изменения 6 расхода отходящих дымовых газов, соединенного электрическими связями с датчиком температуры 7, установленным в дымовой трубе 4, трубопроводов 1 горячих отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, трубопроводов 11 охлажденных отходящих газов после теплообменников подогрева газового топлива и воздуха, трубопровода 15 подведения холодной топливной смеси, калориметра 18, установленного на трубопроводе 15 холодного газового топлива, соединенного электрическими связями 19 со средством изменения 20 расхода природного газа, установленным на трубопроводе 16 природного газа; средства изменения 28 расхода доменного газа, установленного на трубопроводе 17 доменного газа, соединенного электрическими связями 26 с процессором 25 /щитом контрольно-измерительных приборов /КВП//, который электрическими связями 23 и 24 соединен с датчиками температуры 21 и 22, установленными на трубопроводе 14 нагретой топливной смеси и трубопровода 10 нагретого воздуха соответственно; а также трубопровода 9 подведения холодного воздуха от средства подачи воздуха 8, электродвигатель которого через частотный регулятор 29 электрическими связками 27 соединен с процессором 25 /щитом КВП/.
Устройство для утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей работает следующим образом.
Отходящие газы от воздухонагревателей с температурой около 270°С поступают по трубопроводам 1 горячих отходящих газов на теплообменники 2 подогрева топливной смеси и 3 подогрева воздуха. Охлажденные отходящие газы от теплообменников 2 подогрева топливной смеси и 3 подогрева воздуха по трубопроводам 11 охлажденных отходящих газов отводятся в дымовую трубу 4 воздухонагревателей.
Холодная топливная смесь, состоящая из низкокалорийного и высококалорийного газов, по трубопроводу 15 холодной топливной смеси поступает в теплообменник 2 подогрева топливной смеси, где нагревается до температуры около 180°С и потом по трубопроводу 14 нагретой топливной смеси подается на горение в камеру горения воздухонагревателя.
С помощью датчика температуры 13, установленного на трубопроводе 14 нагретой топливной смеси после теплообменника 2 подогрева топливной смеси, подается сигнал на средство изменения расхода 12 отходящих газов, установленный на трубопроводе 11 отходящих газов после теплообменника 2 подогрева топливной смеси.
Если температура топливной смеси повышается, то средство изменении расхода 12 отходящих газов необходимым образом прикрывается, уменьшая величину потока отходящих газов через теплообменник 2, а если температура топливной смеси уменьшается, то, наоборот, средство изменения расхода 12 отходящих газов открывается, увеличивая величину этого потока.
Холодный воздух от средства подачи воздуха 8 (вентилятора станции подачи воздуха) поступает по трубопроводу 9 подведения холодного воздуха в теплообменник 3 подогрева воздуха, где нагревается до температуры около 180°С и потом по трубопроводу 10 нагретого воздуха подается на поддержку горения топливной смеси в камеры горения воздухонагревателей.
Посредством датчика температуры 7, установленного в дымовой трубе 4, подается сигнал на средство изменения расхода 6 отходящих газов, установленный на дополнительном обводном трубопроводе 5 отходящих газов, подключенном к дымовой трубе 4, минуя теплообменники 2 подогрева топливной смеси и 3 подогрева воздуха. Если температура в дымовой трубе 4 увеличивается, то регулятор расхода 6 отходящих газов необходимым образом прикрывается, уменьшая величину потока отходящих газов, направленных в дымовую трубу 4, а если температура в дымовой трубе 4 уменьшается, то, наоборот, регулятор расхода 6 отходящих газов открывается, увеличивая величину этого потока.
Таким образом, в дымовой трубе поддерживается заданная температура отходящих газов /выше точки росы/ путем смешивания части горячих отходящих газов с охлажденными отходящими газами после теплообменников 2 подогрева топливной смеси и 3 подогрева воздуха, и не допускается ее разрушение.
Для поддержки калорийности топливной смеси, подаваемой по трубопроводу 9 подведения холодной топливной смеси на горение в камеры горения воздухонагревателей через теплообменник 2 подогрева топливной смеси, предусматривается подмешивание высококалорийного природного газа с калорийностью около 8000 ккал/нм3 к низкокалорийному доменному газу с калорийностью 700-800 ккал/нм3. Таким образом, создается топливная смесь с калорийностью 1000 ккал/нм3.
Высококалорийный природный газ по трубопроводу 16 высококалорийного газа, подключенного к внешним источникам природного газа через средство изменения 20 расхода высококалорийного газа, поступает в трубопровод 17 низкокалорийного газа, транспортирующий низкокалорийный газ от внешних источников через средство изменения 28 низкокалорийного газа.
После врезки трубопровода 16 высококалорийного газа в трубопровод 17 низкокалорийного газа топливная смесь по трубопроводу 15 подведения холодной топливной смеси поступает в калориметр 18, где определяется ее калорийность.
Нагрев топливной смеси, состоящей из низкокалорийного и высококалорийного газов и воздуха, в теплообменниках для утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей обеспечивает уменьшение количества топлива и воздуха, подаваемых на сгорание в камеру горения воздухонагревателей доменных печей.
Регулирование этого уменьшения, то есть расходов холодных топливной смеси и воздуха, подаваемых на сгорание в камеру горения воздухонагревателя, по температуре их подогрева в теплообменниках осуществляют следующим образом.
Сигналы от датчика температуры 21, установленного на трубопроводе 14 нагретой топливной смеси, и датчика температуры 22, установленного на трубопроводе 10 нагретого воздуха, по электрическим связям 23 и 24 поступают на процессор 25 /щит КВП/, где после соответствующей обработки по электрическим связям 26 поступают к средству изменения 28 расхода низкокалорийного газа, установленному на трубопроводе 17 низкокалорийного газа, для его прикрытия или открытия в зависимости от температуры подогрева топливной смеси и воздуха, подаваемых на сгорание в воздухонагревателях доменной печи. При этом соответствующим образом средством изменения 20 расхода высококалорийного газа, установленным на трубопроводе 16 высококалорийного газа, через калориметр 18 и электрические связи 19 изменяется расход высококалорийного газа для создания соответствующей калорийности топливной смеси. Кроме этого, сигнал от процессора 25 /щита КВП/ по электрическим связям 27 поступает на частотный регулятор 29, который необходимым образом влияет на электродвигатель средства подачи воздуха 8 (вентилятора), где за счет скорости вращения электродвигателя уменьшается или увеличивается количество подачи воздуха, что требуется для качественного сгорания топливной смеси.
Таким образом, способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменной печи обеспечивает получение высокого энергосберегающего эффекта за счет уменьшения количества топлива, потребляемого при нагреве воздухонагревателей, и уменьшения количества потребляемой электроэнергии на транспортировку воздуха горения, а также за счет надежной работы устройства для утилизации тепла и всей системы нагрева воздуха доменной печи.

Claims (3)

1. Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей, включающий подведение холодных воздуха и топливной смеси, состоящей из нескольких компонентов горения, к теплообменникам подогрева газового топлива и воздуха, установленным на трубопроводах горячих отходящих газов воздухонагревателей, подведение горячих отходящих газов к теплообменникам, регулирование температуры подогрева топливной смеси изменением расхода отходящих газов через теплообменник подогрева топливной смеси, отведение части отходящих газов, минуя теплообменники, в дымовую трубу, регулирование температуры отходящих газов в дымовой трубе путем смешивания части горячих отходящих газов, подаваемых в дымовую трубу, минуя теплообменники, с охлажденными отходящими газами после теплообменников, отличающийся тем, что дополнительно регулируют расход холодной топливной смеси и воздуха, подаваемых на сгорание в камеры горения воздухонагревателей, по температуре их подогрева в теплообменниках, при этом расход холодной топливной смеси регулируют изменением расхода одного из компонентов топливной смеси, после чего определяют калорийность топливной смеси, с учетом которой изменяют расход второго компонента.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве компонентов горения топливной смеси используют низкокалорийный доменный и высококалорийный природный газы.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при изменении калорийности топливной смеси и ее расхода изменяют соотношение расхода воздуха горения к расходу топливной смеси.
RU2006112715/02A 2005-04-18 2006-04-17 Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей RU2353659C2 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA200503628A UA78862C2 (en) 2005-04-18 2005-04-18 Method for heat recovery of outlet gases of the blast-furnace stoves
UAA200503628 2005-04-18

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2006112715A RU2006112715A (ru) 2007-11-10
RU2353659C2 true RU2353659C2 (ru) 2009-04-27

Family

ID=38136370

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006112715/02A RU2353659C2 (ru) 2005-04-18 2006-04-17 Способ утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2353659C2 (ru)
UA (1) UA78862C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562549C2 (ru) * 2011-05-16 2015-09-10 Концерн "СоюзЭнерго" Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей
RU2670513C1 (ru) * 2013-12-12 2018-10-23 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3439600C2 (ru) * 1984-10-30 1988-06-01 Carbon Gas Technologie Gmbh, 4030 Ratingen, De
RU2068730C1 (ru) * 1987-05-08 1996-11-10 А.Альстрем Корпорейшн Способ обработки технологических газов и устройство для его осуществления
RU2106413C1 (ru) * 1991-09-20 1998-03-10 Аусмелт Лимитед Способ производства чугуна
UA13492C2 (ru) * 1993-08-06 1999-07-19 Відкрите Акціонерне Товариство "Запорізький Металургійний Комбінат "Запоріжсталь" Ім. С. Орджонікідзе" Устройство рециркуляции продуктов горения теплотехнических агрегатов

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3439600C2 (ru) * 1984-10-30 1988-06-01 Carbon Gas Technologie Gmbh, 4030 Ratingen, De
RU2068730C1 (ru) * 1987-05-08 1996-11-10 А.Альстрем Корпорейшн Способ обработки технологических газов и устройство для его осуществления
RU2106413C1 (ru) * 1991-09-20 1998-03-10 Аусмелт Лимитед Способ производства чугуна
UA13492C2 (ru) * 1993-08-06 1999-07-19 Відкрите Акціонерне Товариство "Запорізький Металургійний Комбінат "Запоріжсталь" Ім. С. Орджонікідзе" Устройство рециркуляции продуктов горения теплотехнических агрегатов

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2562549C2 (ru) * 2011-05-16 2015-09-10 Концерн "СоюзЭнерго" Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей
RU2670513C1 (ru) * 2013-12-12 2018-10-23 Тиссенкрупп Аг Комплекс установок для производства стали и способ эксплуатации комплекса установок
US10781498B2 (en) 2013-12-12 2020-09-22 Thyssenkrupp Ag Combined system for producing steel and method for operating the combined system

Also Published As

Publication number Publication date
RU2006112715A (ru) 2007-11-10
UA78862C2 (en) 2007-04-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5845481A (en) Combustion turbine with fuel heating system
EP1936296B1 (en) A heating appliance
CN1926222B (zh) 生物量气化系统及其运转方法
JPH10508683A (ja) 燃料ガスの燃焼および利用における改善
US20040265758A1 (en) Method and device to improve the ratio of oxygen mass versus fuel mass during ignition in combustion mechanisms operating with fluid hydrocarbon fuels
JP2010002079A (ja) ボイラ及びボイラの制御方法
RU59056U1 (ru) Устройство для утилизации тепла отходящих газов воздухонагревателей доменных печей
KR101503783B1 (ko) 회분 쓰레기의 가스화 공정
SE452191B (sv) Forfarande och anordning for forvermning av skrot till ugnar
KR20020005972A (ko) 열원 재이용 시스템
CN206918999U (zh) 一种基于烟气再循环的二次风系统
JP3869751B2 (ja) 回転平炉での銑鉄製出の際に生じる廃熱を利用する方法
UA78862C2 (en) Method for heat recovery of outlet gases of the blast-furnace stoves
JP2009103376A (ja) 炭化炉の加熱方法及び装置
JP4266879B2 (ja) ガス化炉及び複合リサイクル装置
JP2004101069A (ja) 焼却炉における温度制御装置及び温度制御方法
RU2383629C2 (ru) Способ утилизации тепла отходящих дымовых газов технологических агрегатов
GB2364257A (en) System for oxidising a gas flow containing volatile organic compounds
CN110055115A (zh) 一种两段式生物质气化发电系统的启停方法
CN201615589U (zh) 一种燃煤气化机烧锅炉
WO2004085801A1 (en) Power supply unit
JPS6347770B2 (ru)
CN108253447A (zh) 生物质耦合煤粉燃烧系统及其控制方法
JPS62266319A (ja) 燃焼装置
RU2562549C2 (ru) Устройство для утилизации тепла отходящих дымовых газов блока доменных воздухонагревателей

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20090418