Способ разогрева печи

(19) Ш РЕСПУ 04 С 21 С ОГ 1 йОАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ Бюл. Р 2 рбид Корпо обаяси (ЗР йшн (ПБ и Эрлин 8. 8)изводство,А. Н. Самари -4, с.713,) СПОСОБ РАЗОГРЕВА ПЕ бэетени тнос,5, ) И.о ет аплур особ Цел гии., кон и промычит ния - ум азота, В ретнее енной к разогреиз абраг окислов еньшение о разования льно позд и ГССУДАРСТВЕННЬЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫ(56) Сталеплавильное. прСправочник, О.2/Под редна, М.; Металлургия, 19Заявка США 9 1387 59,кл. Р 23 Р 13/20, 1980. дают топливо и газообразныи окислитель, При сжигании топлива образуютсяпечные газы, которые подсасывают вгазообразный окислитель перед сжиганием. В качестве окислителя используют кислород или обогащенный кислородом воздух. Печь работает с чередованием периодов низкой и высокойтепловых нагрузок. В период низкойтепловой нагрузки, равной 5,5 ккал/с,в печь дополнительно в качестве окислителя подают воздухВ период высокой тепловой нагрузки, равной 5163 ккал/с, прекращают подачу в печьвоздуха, а в качестве окислителяподают кислород с задержкой по времениравной Б = 4,12 10 Ч/К, где Б -время задержки, с; Ч - объем печи,мд - тепловая нагрузка в период высокой тепловой нагрузки, ккал/с;заданная температура К. Изобретениепозволяет снизить образование МО на40-537. 4 ил 1 табл.34,1210Ч/ЕТ,где Я - время задержки, с; Ч - объем печи, мз; Г " тепловая нагрузка во время периода высокой тепловой нагрузки, ккал/с; Т - заданная, температура, К,Термин "обогащенный кислородом воздух" используется для определения50 Изобретение относится к черной металлургии, конкретнее к способу разогрева печи, в котором в качестве окислителя используется кислород или обогащенный кислородом воздух, а работа печи характеризуется наличием цИклов разогрева с низкой и высокой тпловымн нагрузками.Цель изобретения - уменьшение образования окислов азота.Сущность предлагаемого способа разогрева печи заключается в сжига- нИИ топлива и газообразного окислителя с образонанием печных газов, в к 1 тором по крайней мере одна струя газообразного окислителя, выбираемого и 4 группы, включающей обогащенный кислсродом воздух и кислород, и по крайией мере одна струя топлива вдувает сй в печь, в результате чего достигаеется всасывание печных газов окисли 1 елем до сжигания., Разогрев печи для поддержания температурного диапазона, включающего заданную температуу, производится с применением чередующихся периодов высокой и низкой те 1 ловых нагрузок, Период низкой тепловой нагрузки характеризуется вдувайием в печь топлива и окислителя прИ таких скоростях подачи, что происходит значительная утечка воздуха в печь, А следующий за ним период выеокой тепловой нагрузки характеризуется вдуванием в печь топлива и окислителя при таких скоростях подачи которые выше соответствующих ск остей подачи во время периода низ ой тепловой нагрузки, что привод к небольшой утечке воздуха в печ , либо такой утечки вообще не происходит. При этом достигается уменьшение выделений ИО, основанное на задержке вдувания окислителя в на- чалЕ периода высокой тепловой нагрузки на конечный промежуток времени, не превышающий величину Я, которая выводится из формулы воздуха, содержание кислорода в котором превышает естественное содержание кислорода.На фиг. 1 показана схематическипечь, применяемая для осуществленияпредложенного способа, вид сверху;на фиг.2 - то же, вид сбоку; на фиг,Зи 4 - графическое изображение вьщелений ИО в зависимости. от времени, полученных в примере 1 и 2 соответственно.Когда печь, использующая в качестве окислителя кислород или обогащенный кислородом воздух, действует таким образом, что печные газы всасываются окислителем до сжигания иприменяются чередующиеся периодь высокой и низкой тепловой нагрузки,значительное сокращение вьщелений ЯО,достигается во время периода высокойтепловой нагрузки н том случае, еслиувеличение скорости подачи окислителязадерживается на конечный период времени после начала периода высокойтепловой нагрузки; причем такой период задержки не превышает периодавремени Б,Время задержки является конечным,т.е, всегда больше нуля. Однако несуществует абсолютного нижнего периода, поэтому некоторое уменьшение образования ИО будет наблюдаться дажепри небольших временных задержках,равных, например, 1 с, В большинствеслучаев временная задержка составляет 0,1 - 0,8 Я, а в основном - 0,30,7 Я, Установлено, что при применении данного способа временная задержка составляет 5 - 10 с.Хотя скорости подачи окислителяво время задержки меньше скорости подачи во время периода высокой тепловой нагрузки, они не должны равнятьсянулю или быть равной скорости подачиво время периода низкой тепловой нагрузки, Скорость подачи окислителя вовремя задержки может быть примернотакой же, как во время периода низкойтепловой нагрузки,В процессе работы печи печные газы удаляются из печи, например, черезтрубу и вокруг люков печи. В то вре-.мя, когда печь действует с высокойтеплоной нагрузкой, высокая скоростьподачи топлива и окислителя в печьдля достижения высокой тепловой нагрузки является достаточной для заменыпечных газон, которые удаляются изпечи. Таким образом, происходит небольшая утечка воздуха в печь, либо такой утечки вообще не происходит.Однако в период работы печи с низкой тепловой нагрузкой более низкая скорость подачи топлива и окислителя в печь является недостаточной для замены печных газов, которые удаляются из печи. Это приводит к созданию отрицательного давления внутри печи и утечке воздуха в печь через ряд отверстий.Известно, что образование Ю значительно увеличивается при повышен ных температурах. При осуществлении способа, когда печные газы, которыми обычно являются углекислый газ и водяной пар, всасываются в струю окислителя до сжиганиями температура пла 20 мени оказывается ниже по сравнению с обычной вследствие более низкой концентрации кислорода, возникающей в результате разбавления окислителя печными газами. Эта более низкая по сравнению с обычной температура пламени приводит к меньшему образованию Ю . Однако, когда такой способ разогрева печи осуществляется при использовании чередующихся пери 30 одов низкой и высокой тепловых нагрузок, печная атмосфера в конце периода низкой тепловой нагрузки представляет в основном воздух из-за ранее рассмотренной утечки воздуха в печь. Поэтому во время периода высокой тепло вой нагрузки в струю окислителя вместо печных газов всасывается воздух.Это приводит к более высокой концентрации кислорода, что способствует повышению температуры пламени и выделению большего количества Ю. Скорость образования Ю уменьшается при замене воздуха в печи печными газами, поскольку во время периода высокой тепловой нагрузки не происходит утеч ки воздуха в печь.Когда в начале периода высокой тепловой нагрузки вдувание окислителя со скоростью подачи, характерной для высокой тепловой нагрузки, за держивается иа короткий промежуток времени, топливо первоначально сжигается с кислородом в воздухе внутри печи. Благодаря высокой скорости подачи топлива этот кислород в воздухе 55 быстро истощается, а когда окислитель вдувается в печь со скоростью подачи, характерной для высокой тепловой нагрузки, внутри печи остается мало кис.лорода для всасывания в струю окислителя, либо такой кислород вообще отсутствует. Таким образом, окислительразбавляется без смешивания с содержащим кислород воздухом, в результатечего появляется возможность избежатьвысокой концентрации кислорода. Этоприводит к более низкой температурепламени и меньшему образованию Ю .Примеры осуществления предлагаемого способа,Опытная печь 1 объемом 3, 6 м дейСтвовала с использованием высокой тепловой нагрузки до достижения заданной высокой температуры. После этогоприменяли чередующиеся периоды высокой и низкой тепловой нагрузки, Топливо, которым являлся природный гаэ,обладающий высшей теплотворной способностью, равной примерно 9000 ккал/мвводили с низкой скоростью подачи,характерной для низкой тепловой нагрузки, в печь 1 через горелку 2. Через эту горелку также вводили небольшое количество окислителяВоздухвводили в печь через отверстие 3 стем, чтобы имитировать утечку воздухав печь во время периода низкой тепловой нагрузки, происходящую в промышленной печи. Газы выпускались черезгазоотводы 4, где их анализировалив отношении содержания Ю.Когда температура достигала нижнейзаданной точки, печь начинала действовать с высокой тепловой нагрузкойдо тех пор, пока не достигалась верхняя заданная точка температуры. Вовремя периода высокой тепловой нагрузки в печь воздух не вводили.Каждый пример, представленный втаблице, выполнялся в два этапа. Напервом этапе окислитель вводился сразу же после начала периода высокойтепловой нагрузки, т.е, без временной задержки. Таким образом, первыйэтап каждого примера иллюстрируетработу печи без применения предложенного способа, На втором этапеокислитель вводился после определенной временной задержки (в примере 1временная задержка равнялась 7 с, ав примере 2 - 9,8 с. Таким образом,второй этап каждого примера иллюстрирует работу печи с применениемпредложенного способа. В каждом примере используемым окислителем былтехнически чистый кислород.Пример 2 по этапу Пример 1 по этапу Т 20,4 25,2 25,2 2,2 2,2 2,2 2,2 45,6 54,7 45,6 54,7 4,5 4,5 4,5 низкойТепловая нагрузка,ккал/свысокая 63 63 5,5 5,5 5,5 низкая 77,3 164 77,9 1260 1260 1260 12 60 5 14Мгновенные показатели содержания МОв отходящем газе в частях на мил - лион (ррш) показаны в графической форме на фиг3, 4. На фиг, 3 иллюстрируется мгновенная концентрация МОв отходящем газе в зависимости от времени, характерная для примера 1.Сплошная линия представляет концент:рацию МОх на первом этапе примера 1, а пунктирная линия представляет концентрацию ХО на втором этапе 2 примера 1. Аналогичным образом нафиг.4 иллюстрируется мгновенная концентрация ХОх в отходящем газе, характерная для примера 2, причем сплошная линия иредставляет первый этап, а .пунктирная линия прецставляет второй этап примера.1 Результаты примеров 1 и 2 приведены в таблице. 1Как видно из таблицы и фиг.3,4, начительное сокращение образования О достигается в результате применения способа по изобретению (этапы 2 примеров 1 и 2) по сравнению с извеСтным (этапы 1 примеров 1 и 2) .Иэоб" ретение позволяет снизить образование ИО на 40-537. Характеристика способа(корость подачи топлива,5 к/ч ; во время тепловойнагрузки:высокой низкойСкорость подачи окислителя, м /ч, во время тепловой нагрузки:высокой 3 Расход воздуха, м /ч о Требуемая температура, С07403 6Формула из обре те нияСпособ разогрева печи, включающийраздельную подачу в печь топлива игазообразного окислителя, например5кислорода или обогащенного кислородом воэдуха, сжигание топлива с образованием печных газов, подсос печныхгазов в газообразный окислитель перед сжиганием, при этом разогрев печипроизводят до заданной температурыс чередованием периодов высокой инизкой тепловых нагрузок с соответствующимискоростями подачи топливаи окислителя, о т л и ч а ю щ и й -с я тем, что, с целью уменьшения образования окислов азота, в периоднизкой тепловой нагрузки 5,5 ккал/св печь дополнительно подают в качестве окислителя воздух, в период высокой тепловой нагрузки 51-63 ккал/спрекращают подачу в печь воздуха, ав качестве окислителя подают кислород с задержкой по времени Б, равной25 Б = 4,12 10 ЧИС,где Я - время задержки, с;Ч - объем печи, мЕ - тепловая нагрузка в периодвысокой тепловой нагрузки,30 ккал/с;- заданная температура, К,1407403 1280 1280 1270 1270 1210 1210 1250 низкой 1250 16 19 9,8 с 0,61 0,36 17,8 29,8 7,1 15,1 70 34 12 низкой 40 общее Фала 2 Характеристика способаГемпература заданной точки, оС, во время тепловой нагрузки:высокой Б,сфактическая временная задержка: ЯОбщее содержание ВО,10г ДжУменьшение содержания КО,во время тепловой нагрузки:высокой Пример 1 по этапу 8Продолжение таблицы,Пример 2 до этапук