Автоматизированная система управления нагревом насадки воздухонагревателя доменной печи с возможностью регулировании содержания кислорода в воздухе горения

Abstract

Температура доменного дутья в значительной степени определяется температурой под куполом воздухонагревателей. Исследовано влияние содержания кислорода в обогащенном воздухе, идущего на горение в горелке воздухонагревателя доменной печи, на повышение температуры купола, а, следовательно, и повышение температуры горячего дутья. Приведены основные формулы расчета горения при обогащении в общем виде. С увеличением содержания кислорода в обогащенном воздухе растет температура горения газа и при этом уменьшается количество продуктов горения, что непосредственно повлияет на скорость нагрева купола и насадки. Для компенсации снижения теплообмена в насадке необходимо увеличивать расход доменного газа. При повышении содержания кислорода в воздухе горения с 21 до 50% наблюдается повышение калориметрической температуры горения доменного газа с 1451 до 1821°С, а температуры горения -с 1306 до 1639°С.С использованием архивной базы данных за 7 месяцев системы автоматического управления блока доменных воздухонагревателей металлургического комбината былпроведен расчет основных показателей работы блока с повышенным содержанием кислорода в воздухе горения. Повышение содержания кислорода с 21 до 30% может увеличить температуру дутья на 100 °С, что позволит снизить расход кокса и повысить производительностьработы доменной печи.Разработана система автоматического управления температурой купола воздухонагревателя с возможностью регулирование содержания кислорода в воздухе горения. Использование предложенной системы даст возможность более гибко регулировать температуру купола за счет изменения содержания кислорода воздухе горения и расхода доменного газа. Температура доменного дуття в значній мірі визначається температурою під куполом повітронагрівачів.Досліджено вплив вмісту кисню в збагаченому повітрі, що йде на горіння в пальнику повітронагрівача доменної печі, на підвищення температури купола, а, отже, і підвищення температури гарячого дуття. Наведено основні формули розрахунку горіння при збагаченні в загальному вигляді. Зі збільшенням вмісту кисню в збагаченому повітрі зростає температура горіння газу і при цьому зменшується кількість продуктів горіння, що безпосередньо вплине на швидкість нагріву купола і насадки. Для компенсації зниження теплообміну в насадці необхідно збільшувати витрату доменного газу. При підвищенні вмісту кисню в повітрі горіння з 21 до 50% спостерігається підвищення калориметричної температури горіння доменного газу з 1451 до 1821°С, а температури горіння -з 1306 до 1639°С.З використанням архівної бази даних за 7 місяців системи автоматичного управління блоку доменних повітронагрівачів металургійного комбінату було проведено розрахунок основних показників роботи блоку з підвищеним вмістом кисню в повітрі горіння. Підвищення вмісту кисню з 21 до 30% може збільшити температуру дуття на 100°С, Розроблено систему автоматичного управління температури купола повітронагрівача з можливістю регулювання вмісту кисню в повітрі горіння.Використання запропонованої системи дасть можливість більш гнучко регулювати температуру купола за рахунок зміни вмісту киснювповітрі горіння і витрати доменного газу. The temperature of the blast is largely determined by the temperature under the hot blast stove dome. The effect of the oxygen content in the enriched air, that goes for burningin the burner of a hot blast stove of a blast furnace, on the increase in the temperature of the dome, and, consequently, the increase in the temperature of the hot blast, was studied. The basic calculation formulas of combustion during enrichment in general form were given. The combustion temperature of the gas increases with an increase in the oxygen content in the enriched air and the amount of combustion products decreases, which will directly affect the heating rate of the dome and checkerwork. To compensate for the decrease in heat transfer in the nozzle, it is necessary to increase the flow rate of blast furnace gas. With an increase in the oxygen content in the combustion air from 21% to 50%, an increase in the calorimetric temperature of the combustion of the blast furnace gas from 1451 ° C to 1821 °C was observed, and the combustion temperature -from 1306 to 1639 °C.Using the archive database for 7 months of the automatic control system of the hot blast stoves block of the iron and steel plant, the calculation of the basic operational indicators of the block with a higher oxygen content in the combustion air was carried out. An increase in oxygen content from 21% to 30% can increase the blast temperature by 100 °C, which will reduce the coke consumption and increase the productivity of the blast furnace.A system for automatic control of the temperature of the hot blast stove dome with the option to control the oxygen contentin the combustion air has been developed. Using the proposed system will make it possible to more flexibly control the temperature of the dome by changing the oxygen content of the combustion air and the flow of blast furnace gas.