Технические науки – металлургия

Радченко Ю.Н., Сапов В.Ф., Иванов В.И., Зинченко В.Ю.

Национальная металлургическая академия Украины. г. Днепропетровск,

Запорожская государственная инженерная академия

К управлению качеством сжигания топлива в

рекуперативных нагревательных колодцах

Рекуперативные колодцы с отоплением из центра пода применяют для нагрева слитков перед прокаткой на обжимных станах металлургических предприятий Украины.

В нагревательных колодцах данного типа нагрев слитков осуществляют согласно режиму, состоящему из периода нагрева, предусматривающего повышение температуры в рабочем объеме колодца при постоянном расходе газообразного топлива и периода выдержки слитков при постоянной контрольной температуре в его рабочем объеме.

Управление процессом нагрева слитков выполняют с использованием локальных автоматических систем регулирования (АСР) температуры и соотношения «топливо-воздух».

Основным недостатком колодцев данного типа является наличие неконтролируемых утечек воздуха из керамических рекуператоров со стороны отвода продуктов горения. Как следствие, типовая АСР соотношения «топливо-воздух» не обеспечивает необходимое качество сжигания топлива, так как количество воздуха, фактически поступающее в горелку, является неизвестной величиной.

Для улучшения качества сжигания топлива в работе [1] применяли автоматическую коррекцию коэффициента расхода воздуха по содержанию кислорода в отходящих продуктах горения. Данная АСР является эффективной только при наличии достаточного для сжигания топлива количества воздуха, поступающего в горелку.

Согласно работе [2], рекуперативный нагревательный колодец данного типа дополнительно к типовым АСР оснащали АСР качества сжигания топлива по содержанию кислорода в продуктах горения, отбираемых из наднасадочного пространства рекуператора.

В первый период нагрева слитков АСР температуры и соотношения «топливо-воздух» обеспечивают, соответственно, максимальный расход топлива и воздуха. Далее, при зафиксированном максимально возможном расходе воздуха, АСР содержания кислорода, воздействуя на регулирующий орган на трубопроводе подвода топлива, обеспечивает его количество в соответствии с заданным содержанием кислорода в отходящих продуктах горения. Таким образом, подвод топлива осуществляют в соответствии с неизвестным максимальным количеством воздуха в горелку. Во второй период нагрева работают только типовые АСР температуры и соотношения «топливо-воздух».

Недостатком такой схемы является наличие дополнительной АСР содержания кислорода в отходящих продуктах горения.

Предложена новая АСР теплового режима нагревательного колодца данного типа, в которой используют АСР температуры и, вместо АСР соотношения «топливо-воздух», – АСР содержания кислорода в отходящих продуктах горения.

В отличие от типовой АСР температуры, где управляющим воздействием является расход топлива, в предлагаемой АСР температуры управляющим воздействием служит изменение расхода воздуха, а в новой АСР содержания кислорода в отходящих продуктах горения – изменение расхода топлива.

После загрузки слитков в нагревательный колодец АСР температуры обеспечивает максимальную степень открытия регулирующего органа, установленного на трубопроводе подвода воздуха, то есть осуществляют стабилизацию максимального расхода воздуха, поступающего в горелку.

Тогда АСР содержания кислорода в отходящих продуктах горения, воздействуя на регулирующий орган, установленный на трубопроводе подвода топлива, изменяет расход топлива, поступающего в горелку, который обеспечивает заданное содержание кислорода в продуктах горения. После достижения заданной температуры в рабочем объеме нагревательного колодца стабилизацию ее значения осуществляют соответствующим снижением расходов топлива и воздуха при соблюдении заданного содержания кислорода в отходящих продуктах горения.

Литература

1. Повышение эффективности горения топлива при непрерывном контроле содержания кислорода в дымовых газах [Текст] / В. Я. Обозан, И. И. Просветов, И. Б. Затопляева, В. А. Ткаченко // Металлургическая теплотехника : сборник научн. трудов НМетАУ. – Днепропетровск : Пороги, 2005. – Т. 2. – С. 420-425.

2. Управление качеством сжигания топлива в рекуперативных нагревательных колодцах с отоплением из центра пода [Текст] / Ю. Н. Радченко, В. Ф. Сапов, В. И. Шибаковский, В. И. Иванов // Металлургическая теплотехника : сборник научн. трудов НМетАУ. – Днепропетровск : Новая идеология, 2008. – С. 242-246.