Технічні науки / Металургія

Сапов В.Ф., Радченко Ю.М., Іванов В.І., Кияшко М.О., Моісейко Ю.В.

ПІДВИЩЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ РОБОТИ

РЕГЕНЕРАТИВНИХ НАГРІВАЛЬНИХ КОЛОДЯЗІВ

Національна металургійна академія України, м. Дніпропетровськ,

Запорізька державна інженерна академія,

ВАТ «Алчевський металургійний комбінат»

Енергозбереження є основним напрямом підвищення конкурентоспроможності вітчизняної продукції та зменшення залежності енергоємних галузей промисловості України від імпорту паливних ресурсів. Тому зниження споживання первинних енергоносіїв у металургійній галузі промисловості залишається актуальним завданням.

За умов обмеженого обсягу робочого простору регенеративних нагрівальних колодязів ефективність їх теплової роботи визначається ефективністю роботи газового та повітряного теплообмінників. Вдосконалення роботи теплообмінників регенеративного типу здійснюється у напрямі поліпшення використання обсягу насадкових камер шляхом збільшення поверхні нагрівання.

Найбільш прийнятним варіантом поліпшення використання обсягу насадкових камер регенеративних теплообмінників є збільшення поверхні нагрівання даних камер з використанням вогнетривких виробів одного або двох типорозмірів.

Так, за виконанням насадкових камер регенеративних теплообмінників з використанням вогнетривких виробів у формі бруска й існуючих розмірів осередків зазначених камер спостерігають збільшення (на 20…40 %) поверхні нагрівання за практично незміненого значення аеродинамічного опору камер.

Оцінку раціональності застосування вогнетривких виробів у формі бруска під час виконання насадкових камер типу Сименса для регенеративних теплообмінників здійснювали шляхом розрахунків показників роботи таких камер з використанням відомої методики [1].

Як показали результати розрахунків, переважним є застосування вогнетривких виробів у формі бруска розмірами 230 х 65 х 65 мм. Це забезпечує суттєве збільшення поверхні нагрівання регенеративних теплообмінників і реальну можливість підвищення температури підігрівання повітря.

На ряду регенеративних нагрівальних колодязів обтискового цеху ВАТ «Алчевський металургійний комбінат» насадкові камери теплообмінників було виконано з використанням вогнетривких виробів зазначених розмірів. Для визначення ефективності реалізації такого технічного рішення проводили порівняльні випробування роботи нагрівальних колодязів з насадковими камерами теплообмінників, виконаними з вогнетривких виробів у формі пластини та бруска. Встановлено, що під час виконання насадкових камер з вогнетривких виробів у формі бруска, температура підігрівання газу та повітря була в середньому на 40…50 °С вище, ніж у колодязях з регенераторами типової конструкції теплообмінників, чим підтверджуються результати раніше виконаних розрахунків.

Підвищення рівня температури підігрівання газу та повітря в регенеративних теплообмінниках дозволяє здійснювати нагрівання злитків перед прокаткою під час опалювання колодязів даного типу тільки доменним газом.

Одним з шляхів подальшого збільшення поверхні нагрівання насадкових камер регенеративних теплообмінників є зменшення розмірів осередків даних камер незалежно від типорозміру вживаних вогнетривких виробів.

З метою визначення теплотехнічної ефективності використання насадкових камер регенеративних теплообмінників з осередками розмірами 75 х 75 та 65 х 65 мм у нагрівальних колодязях виконували розрахунки щодо визначення температури підігрівання газу та повітря, а також аеродинамічного опору зазначених камер.

Результати розрахунків показників роботи насадкових камер регенеративних теплообмінників нагрівальних колодязів подано у таблиці.

Показники роботи насадкових камер регенеративних теплообмінників

Розміри вогнетривких виробів, мм	Розміри осередку, мм	Поверхня нагрівання, м^2	Температура підігрівання, °С	Аеродина-мічний опір, Па
230 х 65 х 65	82,5 х 82,5	343,5	1092	14,72
	75,0 х 75,0	356,4	1143	17,36
	65,0 х 65,0	374,9	1184	23,94
230 х 50 х 50	82,5 х 82,5	398,1	1118	9,32
	75,0 х 75,0	416,0	1163	13,73
	65,0 х 65,0	442,0	1210	14,72

Наведені дані свідчать, що під час використання вогнетривких виробів у формі бруска розміри осередків насадкових камер регенеративних теплообмінників можуть бути зменшені з 82,5 х 82,5 до 65 х 65 мм. Як наслідок, температура підігрівання газу та повітря у таких камерах підвищується від 1092 до 1210 °С. Деяке зростання аеродинамічного опору в насадкових камерах з розмірами осередків 65 х 65 мм є цілком припустимим, оскільки його значення узгоджується з потужністю тягових засобів, вживаних у нагрівальних колодязях даного типу.

Застосування вогнетривких виробів у формі бруска з розмірами 230 х 65 х 65 та 230 х 50 х 50 мм для кладки насадкових камер регенеративних теплообмінників нагрівальних колодязів дозволяє суттєво підвищити температуру підігрівання компонентів горіння, а також понизити питому витрату умовного палива.

ПЕРЕЛІК ЛІТЕРАТУРИ

1. Расчеты нагревательных печей / Под ред. Н.Ю. Тайца. - Киев: Техника, 1969. - 540 с.