Способ отопления нагревательного колодца

(51) ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМ от продолжи о затрудняет газ - возду ит при той шению прои счет неконтельности их регулировав процессе же тепловой водительно- олируемого рах в зависимости эксплуатации. Эт ние соотношения работы и привод мощности к умен сти колодцев за сжигания топлива ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 1(71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии(56) Авторское свидетельство СССР М 1138421, кл. С 21 О 9/70, 1983.(54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ НАГРЕВАТЕЛЬНОГО КОЛОДЦА(57) Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано на нагре( вательных колодцах обжимных станов с отоплением из центра подины. Цель изобретения - увеличение срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности и сниже- ние расхода топлива. Способ характеризуется подачей воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих канаИзобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при нагреве слитков перед прокаткой в нагревательных колодцах с отоплением из центра пода.Известен способ отопления нагревательного колодца, включающий подачу газа и воздуха для горения, часть из которого подается через керамические рекуператоры, а часть - через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах.В известной конструкции не учитывается изменение потерь воздуха в рекуператолах, при достижении потерь в рекуператорах 0,3 - 0,45 от поступающего в них воздуха, а его расход Чв устанавливают по зависимости Чв = (О 85 0 93)(Чв" " -0,8.0.9- Чв"а (1-17 пот,йач ), где 0,85 - 0,93 - коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздУхоподводЯЩИХ каналах; Чвнеобх расход воздуха, необходимого для сжигания максимального количества топлива, мз/с; Ч - максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, м /с; дпот,нач - начальные отзносительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;0,8 - 0,9 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь, воздуха в рекуператорах при разогреве; П - продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес,Целью изобретения является повыше ние срока службы колодца при сохранени максимальной тепловой мощности и произ водительности, сохранение расхода топли ва5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 цев Согласно способу отопления нагревательного колодца, включающему подачу га за и воздухадля горения, одна часть воздухеподается через керамические рекуператоры, а другая часть через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, воздух через сопла, установленные в воздухопроводящих каналах, начинают подавать при достижении потерь в рекуператорах 0,3 - 0,45 от поступающего в них воздуха, причем расход воздуха устанавливают по зави- симости Ча - (0,85-0,93 КЧа" "-Ча(1 -3 пот.начВ где Ча - расход воздуха, подаваемого через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, м /с;0,85 - 0,93 - коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах;Ча"об" - расход воздуха, необходимого для сжигазния максимального количества топлива, м /с;Чаа" - максимальный Расход воэдУха, подаваемого вентиляторами через рекуператоры, мз/с;фот.нач - начальное относительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;0,8 - 0,9 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах при разогреве;П - продолжительность эксплуатации колодца после ремонта,мес.Сущность способа заключается в следующем.В процессе эксплуатации нагревательного колодца происходит постепенное увеличение потерь воздуха в рекуператорах, связанное с температурными перепадами при посаде и выдаче слитков и остановкой колодцев на горячий ремонт, зарастанием верхних рядов рекуператоров шлаком и механическим воздействием при ударах слитками в процессе посада. При достижении потерь в рекуператорах 0,3 - 0,45 от поступающего в них воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, подают воздух. Потери воздуха определяют по эмпирической зависимости, полученной в результате статистической обработки результатов промышленных исследованийО,п.в О Япттпот - тт пот,нвцгде тпот.нач. - начальные относительные потери воздуха в рекуператорах, определяемые в холодном состоянии;0,8 - 0,9 - коэффициент, учитывающий увеличение потерь воздуха в рекуператорах при разогреве;П - продолжительность эксплуатации колодца после ремонта, мес.Большее значение коэффициента, учитывающего увеличение потерь воздуха в рекуператорах предпочтительнее при выходе нагревательного колодца после капитального ремонта, а меньшее - после среднего, При значениях коэффициента более 0,9 не учитывается увеличение относительных потерь воздуха при разогреве за счет образования микротрещин в местах соединения элементов рекуператора. При значениях коэффициента менее 0,8 увеличение относительных потерь воздуха при разогреве не соответствует действительному, поскольку вследствие различия режимов охлаждения рекуператоров перед ремонтом и их разогрева после него происходит перераспределение микротрещин в местах соединения элементов, что приводит к увеличению герметичности, Кроме того, очистка верхних рядов рекуператоров от наростов шлака уменьшает перепад давления между воздушной и дымовой сторонами, что также способствует снижению относительных потерь.Пределы относительных потерь воздуха в рекуператорах, при которых через сопла, установленные в воэдухоподводящих каналах, начинают подавать воздух выбраны из условий сохранения максимальной тепловой мощности нагревательных колодцев и обеспечения экономичности работы, Подача воздуха в случае относительных потерь в рекуператорах менее 0,3 нецелесообразна, так как в этом случае поступающего в нагревательный колодец из рекуператоров подогретого воздуха достаточно для обеспечения сжигания максимального количества топлива. Это приводит к снижению коэффициента использования топлива и калориметрической температуры горения, увеличению расхода топлива на нагрев и уменьшению производительности колодНачало подачи воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, в случае относительных потерь в рекуператорах более 0,45 приводит к появвению недожога топлива вследствие недостатка подогретого в рекуператорах воздуха для обеспечения сжигания его максимального количества, Это создает предпосылки для снижения тепловой мощности и, как следствие, уменьшения производительно40 45 50 55 сти колодцев за счет увеличения продолжительности периода подъема температуры.Расход воздуха в зависимости от продолжительности работы нагревательного колодца после ремонта устанавливают по зависимости Чв - (0,85 - 0,93 ХЧв" " - Чв(1 - флот)3,где 0,85-0,93 - коэффициент, учитывающий 10 снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах;Нв "- расход воздуха, необходимого 15 для сжигания максимального количества топлива,м /с;Ч, - максимальный расход воздуха, подаваемого вентиляторами через рекуперэторы,мз/с; 20цокот - относительные потери воздуха в рекуператорах в текущий период эксплуатации.Коэффициент, учитывающий снижение потерь воздуха в рекуператорах за счет 25 подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, составляет 0,85-0,93, Связано это с тем, что при уменьшении количества воздуха, поступающего через рекуператоры, снижается 30 его давление в них и, соответственно, уменьшается перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами, что приводит к уменьшению потерь. Большее.значение коэффициента предпочтительнее при теку щих потерях в рекуператорах 0,5 и выше, меньшее - при начальных потерях в рекуператорах до 0,15. При значениях коэффициента мене 0,85 перепад давлений между воздушной и дымовой сторонами сохраняется на том же уровне, как и без подачи части воздуха через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, вследствие чего происходит уменьшение количества тепла, поступающего в нагревательный колодец с воздухом из рекуператора за счет снижения перепада температур между воздушной и дымовой сторонами. При значениях коэффициента более 0,93 также уменьшается количество поступающего в нагревательный колодец с воздухом из рекуператора тепла зэ счет снижения конвективной составляющей теплообмена. Способ осуществляется следующим образом.При достижении относительных потерь воздуха в рекуператорах 0,3- 0,45, определяемых по зависимости в нагревательный колодец через сопла, установленные в воэдухоподводящих каналах, подают воздух. Для сохранения постоянным в процессе эксплуатации необходимо для нормального горения коэффициента расхода воздуха его количество определяют и изменяют по мере увеличения срока службы колодца по зависимости в - (0,85 - 0,93)(Ч необх -Ч макс(1 п ) Это позволяет сохранить на максимальном уровне тепловую мощность и производительность нагревательных колодцев к концу периода эксплуатации и обеспечить оптимальный режим сжигания топлива.Для определения эффективности предлагаемого способа проведены исследования на нагревательных колодцах с центральной горелкой, основные результаты которых следующие.Нагревательные колодцы отэпливаютдоменно-природной смесью, удельная теплота сгорания которой составляет 8800 кДж/м .з Максимальная тепловая мощность ячеек составляет 7,1 - 7,3 МВт, что соотвезтствует расходу топлива Чв 2900 - 3000 м /ч. При коэффициенте расхода воздуха а,2 количество воздуха, необходимое для сжигания максимального количества топлива, составляет 7600 - 7900 м /ч. Максимальный расход воздуха, подаваемого в нагревательный колодец вентиляторами через рекуператоры, составляет 12000 м/ч. Поученные данные приведены в таблице.Таким образом, применение предлагаемого способа в зависимости от температуры посада слитков позволяет на 10 - 30% увеличить производительность колодцев к концу периода эксплуатации и на 5 - 200 снизить расход топлива на нагрев за счет уменьшения продолжительности подъема температуры. формула изобретения Способ отопления нагревательного колодца, включающий подачу газа и воздуха для горения, одна часть воздуха подается через керамические рекуператоры, а другая часть - через сопла, установленные в воздухоподводящих каналах, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения срока службы колодца при сохранении максимальной тепловой мощности и производительности, сокращения расхода топлива, воздух через