UA120401C2

UA120401C2 - Спосіб спалення палива в доменних повітронагрівачах

Info

Publication number: UA120401C2
Application number: UAA201801972A
Authority: UA
Inventors: Леонід Петрович Грес; Леонид Петрович Грес; Олександр Олегович Єрьомін; Александр Олегович Еремин; Євген Олександрович Каракаш; Евгений Александрович Каракаш; Тетяна Миколаївна Шемет; Татьяна Николаевна Шемет
Original assignee: Національна Металургійна Академія України; Национальная Металлургическая Академия Украины
Priority date: 2018-02-26
Filing date: 2018-02-26
Publication date: 2019-11-25

Abstract

Винахід належить до галузі чорна металургія. Спосіб спалення палива в доменних повітронагрівачах включає на першій стадії спалення газу у нижній зоні камери горіння з коефіцієнтом витрат повітря n=0,80-0,85, а на другій стадії у верхню зону подають вторинне повітря, де допалюють продукти неповного спалення першої стадії, причому протягом 85-90 % загального часу спалення газу здійснюють двостадійне спалення, а подачу вторинного повітря здійснюють на висоті 0,25-0,30 загальної висоти камери горіння від осі газового пальника, а в період залишкового часу - одностадійне спалення, в кінці якого температура кладки камери горіння на рівні осі газового пальника складає 920-950 ˚C. Винахід забезпечує безпечні умови експлуатації повітронагрівачів, підвищує стійкість їх кладки та знижує концентрацію оксидів азоту під час спалення палива.

Description

Винахід стосується чорної металургії, енергетики та може бути застосована в кольоровій, нафтопереробній промисловостях і т. інше.

Відомий спосіб спалення палива на промислових котлах. В котлах з багатоярусним розміщенням пальників використовують нижній ярус пальників для першої стадії спалення палива, а наступні - для другої стадії. (Знергозффективность и защита окружающей средь!:

Монография (Л.П. Грес, А.О. Еремин, С.А. Карпенко, Е.А. Каракаш /под общей ред. д.т.н., проф.

ЛП. Греса. - Д.: Пороги, 2015. - С. 141-143).

Загальними ознаками обох способів є використання двостадійного способу спалення палива для зниження концентрацій оксидів азоту.

Недоліком аналогу є безперервне використання двостадійного спалення палива, тоді як на повітронагрівачах - періодичне: тільки в період "нагрівання", а в період "дуття" кладка камери спалення охолоджується.

Найближчим аналогом до винаходу, що заявляється, є двостадійне спалення палива в доменних повітронагрівачах (Теплообменники доменньіїх печей: Монография /Л.П. Грес, С.А.

Карпенко, А.Е. Миленина /под общей ред. д.т.н., проф. Л.П. Греса. - Д.: Пороги, 2012. - С. 352- 356 - найближчий аналог).

Недоліком найближчого аналогу є зниження температур кладки камери спалення на рівні осі пальника до 800-850 "С, а в період "дуття" ця температура може зменшитися до значення, яке менше температури займання природно-доменної суміші (750-780 "С).

Інструкцією по експлуатації повітронагрівачів забороняється зниження температури кладки камери спалення нижче 800 "С. Це може визвати вибухи, так як газ на початку періоду "нагріву" запалюється від нагрітої кладки.

В основу винаходу поставлено задачі: забезпечення безпечних умов експлуатації повітронагрівачів; підвищення стійкості їх кладки під час спалення палива; зниження концентрацій оксидів азоту в продуктах спалення. Поставлена задача вирішується тим, що в способі спалення палива в доменних повітронагрівачах, який включає на першій стадії спалення газу у нижній зоні камери горіння з коефіцієнтом витрат повітря п-0,80-0,85, а на другій стадії у верхню зону подають вторинне повітря, де допалюються продукти неповного

Зо спалення першої стадії (друга стадія), згідно з винаходом протягом 85-90 95 загального часу здійснюють двостадійне спалення, при цьому подача вторинного повітря здійснюють на висоті 0,25-0,30 загальної висоти камери горіння від осі газового пальника, а в період залишкового часу - одностадійне спалення, в кінці якого температура кладки камери горіння на рівні осі газового пальника забезпечується на рівні 920-950 "С.

Причинно-наслідковий зв'язок між основними співвідношеннями часу спалення газу на першій стадії, температур кладки камери горіння та місця подачі вторинного повітря полягає у наступному: час використання двостадійного спалення газу складає 85-90 95 від загального часу спалення палива, якщо цей час буде менше 85 95, то це призведе до збільшення валових викидів оксидів азоту, якщо ж цей час буде більше 90 95, то значно зменшиться температура кладки камери горіння.

Температура кладки камери горіння на рівні осі газового пальника складає 920-950 "С. Якщо ця температура буде нижче 920 "С, то в період "дуття" вона може знизитися до значення температур, яке менше температури запалення газу, якщо ця температура буде більше 950 "С, то це призведе до збільшення часу використання двостадійного спалення газу.

Місце подачі вторинного повітря здійснюється на висоті 0,25-0,30 загальної висоти камери горіння (Нвтпов - 0,25-0,30 Нкс) від осі газового пальника. Якщо Нвтлов«Нкс, то зменшиться ефективність використання двостадійного спалення (збільшиться концентрація оксидів азоту, так як процес горіння на першій стадії ще не закінчився, якщо ж Невт.лов?Нкос, то процес горіння на другій стадії може не закінчитися в межах камери спалення.

На кресленні представлена схема двостадійного спалення палива в доменних повітронагрівачах, де: 1 - пальник; 2 - газопровід; З - вентилятор; 4 - трубопровід повітря; 5 - штуцер; 6 - камера горіння; 7 - насадка.

Система двостадійного спалення палива працює наступним чином. В пальник через газопровід 2 подається необхідна кількість газу, а повітря горіння за допомогою вентилятора З утворює загальний потік, який ділиться на два потоки: основний, який направляється в пальник 1 у кількості, що забезпечує спалення газу з недопалом з коефіцієнтом витрат повітря п--0,80- 0,85. При цьому температура продуктів спалення не буде перевищувати 1150 "С, що призведе до зниження концентрацій оксидів азоту та покращення умов служби вогнетривів камери спалення; залишок повітря (вторинне повітря) по трубопроводу 4 через штуцер 5 подається в бо камеру горіння 6. Відстань між віссю пальника і штуцером 5 складає 0,25-0,30 від загальної висоти камери горіння, що забезпечує горіння палива на першій стадії. Вище штуцера 5 у камері горіння здійснюється допалення продуктів неповного спалення газу за рахунок вторинного повітря з коефіцієнтом витрат повітря п-1,05-1,10. При цьому температура продуктів спалення збільшується до заданого рівня (1300-1350 "С). Далі продукти спалення попадають в насадку 7, які її нагрівають.

Така система спалення дозволяє: безпечно експлуатувати повітронагрівачі за рахунок збільшення температури кладки камери горіння на рівні осі газового пальника до 920-950 С, яка дозволяє гарантовано спалювати усе паливо у камері горіння доменного повітронагрівача; збільшити термін експлуатації розподільчий стінки у повітронагрівачі та знизити концентрацію оксидів азоту у продуктах згоряння за рахунок більш рівномірного розподілу температур у камері горіння.

Claims

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

Спосіб спалення палива в доменних повітронагрівачах, який включає на першій стадії спалення газу у нижній зоні камери горіння з коефіцієнтом витрат повітря п-0,80-0,85, а на другій стадії у верхню зону подають вторинне повітря, де допалюють продукти неповного спалення першої стадії, який відрізняється тим, що протягом 85-90 95 загального часу здійснюють двостадійне спалення, при цьому подачу вторинного повітря здійснюють на висоті 0,25-0,30 загальної висоти камери горіння від осі газового пальника, а в період залишкового часу - одностадійне спалення, в кінці якого температуру кладки камери горіння на рівні осі газового пальника забезпечують на рівні 920-950 "С.