Организация подачи горячего дутья. Конструкция и принцип работы воздухонагревателя Каупера
Воздухонагреватели (“кауперы”), предназначены для нагрева воздуха, подаваемого в доменную печь (горячее дутье под давлением). Каупер представляет собой вертикальный цилиндрический стальной кожух с внутренней «шахматной» насадкой из огнеупорного кирпича.
Для нормального протекания доменного процесса и достижения высокой производительности необходимо вдувать ежеминутно 1,6-2,3 м3 (или 1,9-3,2 кг) дутья на 1 м3 полезного объема печи. Нижний предел относится к работе на дутье, обогащенном кислородом. Taк, при работе доменной печи объемом. 3000 м3 ежеминутно необходимо подавать дутья около 4800 м3, а для доменной печи объемом 5000 м3 около 8000 м3. А так как давление газов на колошнике повышается до 250 кПа, то давление дутья, подаваемого в печь, достигает 350-400 кПа.
В настоящее время в качестве дутья широко применяют воздух обогащенный кислородом. Последний получают на кислородных станциях с блоками разделения воздуха. Производительность больших блоков по кислороду составляет 35 тыс. м3/ч, но намечено построить блоки еще большей производительности. В этих блоках процесс состоит из предварительного сжижения воздуха, который затем подвергается ректификации, т. е. разделению, основанному на различии температур сжижения различных составляющих воздуха. При разделении необходимо достигать отрицательных температур до -200 °С, так как температура кипения воздуха составляет – 192 °С. Такие низкие температуры достигают в результате многократного расширения сжатого воздуха и системы теплообменников, в которых происходит передача холода от одной среды к другой. При испарении жидкого воздуха в первую очередь улетучивается смесь газов, богатых азотом (t кип = -195,8 °С), затем аргоном (t кип = -189,4 °С), вследствие чего остаток постепенно обогащается кислородом (tкип = -183 °С). Полученный на кислородной станции газообразный технический кислород (95-97 % О2) либо добавляют во входной патрубок воздуходувной машины или же подают к воздухонагревателям по отдельному кислородопроводу. Предпочтение отдается первому способу.
|
|
|
Конструкция и принцип работы воздухонагревателя Каупера
Дутье, подаваемое воздуходувной машиной, нагревают до 1050-1300 °С в воздухонагревателях, называемых кауперами в честь Каупера, который в 1857 г. получил патент на регенеративный воздухонагреватель с кирпичной насадкой.
Современный воздухонагреватель показан на рис.4.10.
Рис.4.10. Разрез воздухонагревателя.
1-камера горения,2-подкупольное пространство,3-насадка,4-поднасадачная решетка,5-выпускной клапан,6-дымовые клапаны, 7-клапан холодного дутья,8-клапан горячего дутья,9-люк для зажигания газов,10-горелка
|
|
|
Наружный диаметр воздухонагревателя равен 9 м, высота до верха купола составляет 36 м. Верхнюю часть насадки и купол выкладывают из высокоглиноземистого кирпича или динаса, а нижнюю часть – из шамотного кирпича. Толщина насадочного кирпича составляет 40 мм. Из этого кирпича выложены ячейки размером 45 х 45 мм по всей высоте насадки. Поверхность нагрева 1 м3 такой насадки около 25 м3. В последнее время предложено применять для насадки шестигранные блоки с круглыми ячейками, имеющими горизонтальные проходы. Это более сложная насадка, но ее поверхность нагрева составляет около 30 м2 на 1 м3 объема насадки.
Следует различать газовый и воздушный периоды работы воздухонагревателя. В газовый период осуществляется нагрев насадки продуктами сжигания газа, а в воздушный период нагревается дутье за счет охлаждения насадки. В газовый период закрыты клапаны холодного и горячего дутья (7 и 8) и открыты горелка 10 и дымовые клапаны 6.
Газ сжигается в камере горения 1, догорает под куполом 2, а продукты сгорания проходят сверху вниз через насадку 3, нагревают ее и с температурой 250-400 °С уходят через дымовые клапаны 6 и борова в дымовую трубу. Для подачи газа предусмотрена газовая горелка 10 с вентилятором производительностью по воздуху «80-200 тыс. м3/ч. Сжигают главным образом очищенный колошниковый газ или смесь его с природным или коксовым газом.
|
|
|
В воздушный период закрыты дымовые клапаны 6 и отключена газовая горелка 10, но открыты клапаны для подачи холодного 7 и отвода горячего 8 дутья. Холодное дутье поступает в поднасадочное пространство, проходит насадку 3, где нагревается, и через клапан 8 направляется в воздухопровод горячего дутья и затем в печь. По мере охлаждения насадки воздухонагревателя температура горячего воздуха, выходящего из него, падает. Это недопустимо для нормальной работы доменной печи, поэтому воздух нагревают до более высокой температуры, чем это необходимо, и к нему подмешивают, используя автоматическое дозирование, требуемое количество холодного воздуха, чтобы поддержать температуру дутья постоянной. Это осуществляется при помощи смесительного воздухопровода 8 и автоматического смесительного клапана 10, показанных на рис.4.11.
Рис. 4.11. Схема расположения воздухонагревателей с воздухопроводами и газопроводами
1- воздухопровод холодного дутья; 2 - газовая горелка; 3 - дымовая труба; 4 - воздухонагреватели; 5 - газопровод чистого газа; 6 - воздухопровод горячего дутья; 7 - кольцевая труба; 8 - смесительный воздухопровод; 9 - предохранительный клапан; 10 - смесительный клапан; 11 - клапан колодного дутья; 12 - дымовой боров; 13 - клапан горячего дутья
|
|
|
Газовый период примерно в два раза продолжительнее воздушного. Следовательно, необходимо не менее трех кауперов – два одновременно нагреваются, а один нагревает воздух, Фактически на печь приходятся четыре каупера, а в некоторых случаях – семь кауперов на две печи. Поверхность нагрева воздухонагревателей составляет 60-100 м2 на 1 м3 объема доменной печи, Например, на доменной печи объемом 2700 м3 поверхность нагрева одного воздухонагревателя составляет 42 500 м2, а всех четырех 170 000 м2, а для доменной печи объемом 5000 м3 она увеличена до 500 000 м2.
Для обеспечения нагрева дутья до высокой температуры (1200 °С и выше) необходимо, помимо наличия требуемой поверхности нагрева, применять в подкупольной части достаточно огнеупорные материалы. Для этого применяют специальный высокоглиноземистый кирпич или малоразрыхляющийся динас. С целью увеличения поверхности нагрева воздухонагревателей в последнее время стали применять выносные камеры горения.
Дата добавления: 2018-04-05; просмотров: 2597; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!