Обогрев коксовых печей


( Голосов: 1 ) 
Обогрев коксовых печей

Для обогрева коксовых печей применяют коксовый, доменный, генераторный газы, смесь доменного и коксового. Возможно также использование для этой цели природного газа и обезводороженного коксового в смеси с доменным.

Большинство действующих коксовых батарей имеет комбинированный обогрев, т. е. может отапливаться коксовым и доменным газами. Для отопления строящихся в последние годы печей с нижним подводом чаще всего используют только коксовый газ. При проектировании печей обычно в конструкцию закладывают определенные возможности обогрева их тем или иным газом. Вопрос выбора газа для обогрева решается в зависимости от баланса газов, состояния кладки печей, наличия потребителей коксового газа, доменного производства и других факторов.

Нормальный теплотехнический режим коксовых печей легче поддерживать, если печи обогреваются коксовым газом.

Схемы движения газов в отопительной системе независимо от различия в конструкциях коксовых печей имеют следующие общие признаки. Воздух поступает через воздушные отверстия в газовоздушных клапанах в регенератор снизу в точке а, проходит в нем вверх до точки б, нагреваясь до 1100−1200 °С, затем поступает через соединительные каналы (косые ходы) (участок б−в) в отопительные каналы (вертикалы), где происходит смешивание газа с подведенным воздухом и его сгорание.

Схема движения газов в отопительной системе коксовых печей

Коксовый газ подводится из газораспределительного канала (корнюра), если печи с боковым подводом отопительного газа, или через дюзовые каналы, если печи с нижним подводом коксового газа.

Доменный газ подводится по соединительному каналу (косому ходу) из регенератора. В отопительных каналах (вертикалах) (их число в простенке зависит от его длины и составляет 32−34) газ, смешиваясь с воздухом, сгорает. Продукты сгорания поднимаются к перевалу в точке г. У основания вертикала (в точке в) температура газов резко повышается (факел горения) и остается на всем участке в−г намного выше, чем в зоне косых ходов; это так называемая восходящий поток отопительной системы.

Далее газы переходят на нисходящий поток. Часть из них − по каналу, который в одних системах печей представляет собой окно из одного вертикала в другой в смежный вертикал, соседний с ним (печи ПВР), основная часть − через соединительный канал (косой ход) в регенератор, в других − участок вдоль всего простенка (печи с групповым обогревом и верхним сборным каналом), в третьих − перевал через камеру (печи ПК). Пройдя этот канал, продукты сгорания (с температурой ~1300 °С) опускаются на другой половине отопительных каналов (участок д−е);температура их при этом изменяется незначительно. Далее они проходят через соединительные каналы (косые ходы) (участок е−ж) в регенератор, охлаждаясь, передают тепло насадке (участок ж−з). При этом температура продуктов сгорания снижается с 1250 до 400−300 °С; это так называемый нисходящий поток отопительной системы. От точки з, пройдя участок подового канала регенератора до точки и, продукты сгорания поступают в направлении и−к через дымовой патрубок в сборный боров, а потом − в общий боров (участок к−л) и в дымовую трубу (л−м).

При изучении характера движения газов в отопительной системе следует оценивать работу отопительного простенка в целом и отопительных каналов на восходящем и на нисходящем потоках, сопряжение регенераторов с простенками, тип регенераторов и состав отопительного газа.

Увеличение равномерности обогрева печей по высоте и длине камеры обеспечивает более ровную готовность кокса, что повышает его прочность.

Одновременная готовность кокса по длине камеры, имеющей конусность, достигается благодаря дифференцированному подводу отопительного газа и воздуха в каждый отопительный канал по длине камеры коксования (температурная кривая), а по высоте − вытягиванием факела, например, вследствие рециркуляции продуктов сгорания.

Полнота сгорания газа обеспечивается подачей в зону горения большего количества кислорода, чем это требуется по молекулярному соотношению. Коэффициентом избытка воздуха «α» называют отношение действительного расхода воздуха (кислорода) (LД) к теоретическому (LT, нм3 О2/нм3 газа);

Коэффициент избытка воздуха влияет на теплотехнические показатели коксовых печей, поэтому необходимо поддержание его в оптимальных пределах, что достигается регулярным контролем и регулированием. Коэффициент избытка воздуха можно рассчитать по формуле Юшина по результатам анализапродуктов сгорания.

Поддержание теплового режима коксовых печей, соответствующего установленному периоду коксования, достигается регулярным измерением температур по контрольным вертикалам вдоль батареи (один раз в смену) и периодическим (один раз в три месяца) − по всем вертикалам и их регулированием, что обеспечивает получение кокса высокого качества и сохранность коксовых печей. Разность температур по контрольным вертикалам одного простенка зависит от длины камеры и от ее конусности и обычно находится в пределах 40−60 °C. В связи с тем, что в отопительной системе коксовых печей направление движения газовоздушных потоков через определенное время (20−30 мин) меняется (кантовка), соответственно непрерывно изменяется и температура. Так на восходящем потоке в регенераторах температура непрерывно понижается, а в простенках − повышается. На нисходящем потоке, наоборот: в регенераторах − повышается, а в простенках − понижается.

Изменение температуры зависит от многих факторов, определяющими из которых являются время между кантовками, род отопительного газа и конструкция коксовых печей. Из всего подводимого полезного тепла ~95% передается в вертикалах на восходящем потоке и лишь 5% − на нисходящем потоке. Тепло передается лучеиспусканием (~80%) образующихся при сгорании диоксида углерода, водяного пара и частиц углерода, а также конвекцией (~20%).

Коксовый газ сгорает с большей скоростью, т. е. коротким факелом, поэтому необходимы специальные мероприятия для достижения равномерногообогрева по высоте: уменьшение скорости горения путем параллельного ввода газа и воздуха или примешивания продуктов сгорания к газу (рециркуляция), а также ступенчатый подвод газа и воздуха.

Для того чтобы коксование в осевой плоскости угольной загрузки заканчивалось одновременно по всей длине камеры, количество тепла, подводимого к соответствующим участкам загрузки, должно быть пропорционально ширине этого участка. Головочные вертикалы должны иметь увеличенный приток тепла для компенсации его потерь через наружные поверхности.

Расход тепла на коксование зависит от многих факторов: состава и качества шихты, ее влажности, периода коксования, вида отопительного газа, системы печей и др. Практика работы коксовых печей показывает, что при изменении периода коксования на 1 ч требуется соответствующее изменение температуры в контрольных вертикалах приблизительно на 25−30 °С. При этом изменение периода коксования по сравнению с оптимальным на 1 ч повышает удельный расход тепла на 25,12−29,30 кДж/кг шихты.

Расход тепла при обогреве печей доменным газом при прочих равных условиях на 10−20% выше, чем при обогреве коксовым газом. При повышении коэффициента избытка воздуха на 0,1 расход тепла увеличивается на 1,5%. При изменении влажности шихты от 8%-ной (в пределах 6−10%) на 1% влажности расход тепла изменяется примерно на 33 кДж/кг. Равномерность обогрева по длине батареи характеризуется коэффициентом равномерности среднесуточных температур в контрольных вертикалах.

ПОДЕЛИСЬ ИНТЕРЕСНОЙ ИНФОРМАЦИЕЙ

MetalSpace

Опубликовано MetalSpace

Адрес электронной почты: info@metalspace.ru
Предлагаем сотрудничество
  • Опубликуй свои произведения в электронной форме.
  • Размести научную статью или пресс-релизы на страницах нашего портала.

Оставь комментарий