Котлы-утилизаторы сталеплавильных конвертеров - раздел Энергетика, Энергосбережение В энергетике При Кислородно-Конвертерном Процессе Продувка Чугуна Проводится Через Водоохл...
При кислородно-конвертерном процессе продувка чугуна проводится через водоохлаждаемую фурму техническим кислородом (98-99,5 %). Конвертерные газы состоят в основном из оксида углерода (СО = 90-95 %) имеют высокую температуру (более 1700 °С) и содержат значительное количество уноса (до 150 г/м3). Выход конвертерных газов цикличный, отличается большой неравномерностью. Продувка конвертера продолжается около 20 мин, длительность межпродувочного периода - до 40 мин. Среднечасовой выход газа для конвертера 300 т составляет 18×10 м3/ч, а максимальный расход 150×10 м3/ч. Выброс СО в таких количествах невозможен, поэтому их дожигание и охлаждение является технологической необходимостью. От конвертеров емкостью не более 150 т металла конвертерные газы направляются в радиационно-конвективный газоотводящий тракт охладителя, в полости которого происходят дожигание окиси углерода и использование тепловой энергии продуктов сгорания [5].
Исследование процесса сжигания конвертерных газов в полости охладителя позволило установить, что за время продувки конвертера кислородом содержание оксида углерода в газах, покидающих конвертер, сначала возрастает, достигает максимума и затем падает.
Котел ОКГ-100-ЗА — однобарабанный, вертикально-водотрубный, с многократной принудительной циркуляцией, имеет П-образную компоновку.
Подъемный газоход (камин) состоит (рис. 2.19) из наклонной 1 и вертикальной 2 части.Между конвертером 3 и камином котла поддерживается разрежение 30-40 Па, обеспечивающее отсос всех газов из конвертера и подсос из атмосферы воздуха, необходимого для их сжигания. В период продувки конвертера пар вырабатывается в охладителе за счет теплоты, выделяющейся отсжигания конвертерных газов, а в межпродувочный период в котле сжигается смесь коксового и доменного газов, т. е. охладитель работает как энергетический котел. В период продувок через нижнее сечение камина подсасывается 50—90 тыс. м3 воздуха. Процесс перемешивания подсосанного воздуха с газами интенсифицируется острым дутьем от специальной воздуходувки. Расход воздуха через сопла острого дутья составляет 14-16 тыс. м3/ч. Струи воздуха пронизывают поток конвертерных газов. Чем равномернее распределены струи по сечению камеры, тем интенсивнее протекает процесс перемешивания газа с воздухом.
Рис. 2.19. Агрегат для сжиганий конвертерных газов и использования теплоты их сгорания:
В верхней части подъемный газоход соединяется с горизонтальным газоходом 4, который переходит в опускной газоход 5. Нижняя часть опускного газохода представляет собой бункер 6 с горловиной 7, через которую продукты сгорания поступают в двухходовое устройство 8, состоящее из большого числа труб Вентури с индивидуальными форсунками и служащее для мокрой очистки.
Подъемный и горизонтальный газоходы полностью экранированы трубами диаметром 38 мм с шагом 42 мм. В опускном газоходе размещены конвективные испарительные поверхности нагрева и водяной экономайзер. На одной из боковых стен топки установлены две горелки для сжигания коксодоменного газа производительностью 10 тыс. м3/ч каждая. В результате проведенных тепловых испытаний установлено следующее:
· котлы ОКГ-100-ЗА обеспечивают надежное использование тепловой энергии, выделяющейся при сжигании конвертерных газов, поступающих от 100-тонного конвертера;
· максимальный выход конвертерных газовиз горловины конвертера составляет 33—40 тыс. м3/ч;
· максимальная производительность котлов в период кислородной продувки конвертера (расход кислорода около 8 тыс. м3/ч) составляет 180—200 т/ч. Производительность охладителя при работе на коксодоменном газе равна 40-45 т/ч (расход газа 18-20 тыс. м3/ч).
В течение всех плавок обеспечивается полное сгорание, конвертерных газов. Максимальное содержание оксида углерода в горизонтальном (переходном) газоходе обычно не превышает 0,2—0,5 % . Коэффициент полезного действия брутто котлов ОКГ-100-ЗА при сжигании конвертерных газов достигает 87—89 %.
Рис. 2.20. Схема ОКГ-300 с аккумулятором циркуляционного типа и газгольдером [5]:
Для конвертеров большой производительности используются котлы без дожигания конвертерных газов. В период продувки в ОКГ используется физическая теплота и примерно 10 % химической теплоты конвертерного газа при a = 0,1. Такой коэффициент расхода воздуха принимается из-за трудностей полной герметизации газоотводящего тракта. После охлаждения и очистки весь газ направляется в газгольдер 11 (рис. 2.20).
Из общего количества выработанного пара в период продувки часть его передается потребителю, а другая часть аккумулируется в паровом аккумуляторе высокого давления.
В межпродувочный период, когда нет газовыделения, на выработку пара расходуется химическая и физическая теплота газгольдерного газа, кроме того, выделяется пар, аккумулированный в «горячей» воде. Количество аккумулируемой теплоты в аккумуляторе определяется из условия обеспечения стабильной паропроизводительности котла-охладителя в продолжение всего цикла конвертерной плавки стали.
Экраны, образующие поверхности нагрева, выполнены цельносварными, мембранными. Нижняя часть подъемного газохода котла (кессон) расположена над горловиной конвертера. В связи с работой ОКГ-300 по схеме без дожигания оксида углерода зазор между горловиной конвертера и кессоном уплотняют с помощью подвижной уплотнительной муфты («юбки»), что дает возможность поддерживать минимальный коэффициент избытка воздуха (0,05-0,11). Над кессоном установлен стационарный газоход ОКГ, состоящий из подъемной, переходной и опускной частей. Во время кислородной продувки газы из горловины конвертера с температурой 1600-1700 °С поступают в котел, где используется физическая и часть химической (соответствующей возможному присосу воздуха) теплоты для выработки насыщенного пара. Для снижения температуры уходящих продуктов сгорания на выходе из ОКГ до 300—380 °С, допускающей нормальную работу газоочистительной установки, в опускной газоход впрыскивают воду.
Котел оборудован системой автоматического питания на протяжении всей плавки; предусмотрена возможность перевода основных поверхностей нагрева на естественную циркуляцию. Такие охладители конвертерных газов имеют незначительное аэродинамическое сопротивление, высокую герметичность и надежность в эксплуатации и не накладывают ограничений на работу основного металлургического оборудования.
При работе ОКГ в переменных режимах на самих котлах выработка перегретого пара практически невозможна, поэтому для перегрева пара используют центральный пароперегреватель (рис. 2.21).
На фронтовой стене камеры установлена туннельная смесительная горелка доменного газа 1. В задней части камеры потолочные экранные трубы разведены в фестон 3 для прохода газов в газоход конвективной части пароперегревателя.
Пар от КУ поступает в радиационную часть пароперегревателя, затем по перепускным трубам подводится к верхнему пакету его конвективной части. Последняя выполнена по противоточной схеме с горизонтально расположенными змеевиками. Конвективная часть пароперегревателя состоит из двух блоков: первый по ходу пара выполнен из труб диаметром 32´3 мм, второй - из труб диаметром 32´4 мм. Радиационная часть пароперегревателя выполнена из труб диаметром 32´3 мм.
Подогреватель доменного газа трубчатый, горизонтальный, расположен между двумя ступенями воздухоподогревателя. Доменный газ проходит внутри труб и делает два хода. Подогретый доменный газ подается к горелке центрального пароперегревателя. Воздухоподогреватель состоит из одноходового трубчатого куба в нижней части опускного газохода и двухходового куба в верхней части газохода. Трубы воздухоподогревателя расположены вертикально. Внутри труб проходят топочные газы. Подогретый воздух используется для сжигания доменного газа в смесительной горелке топки центрального пароперегревателя. Воздухоподогреватель и подогреватель доменного газа выполнены из труб диаметром 45´3 мм.
Центральный пароперегреватель рассчитан на паропроизводительность 40 т/ч. Давление пара на выходе из пароперегревателя ЦП-6О-С-45 составляет 4,5 МПа, а пароперегревателя ЦП-60-С-19 ~ 1,9 МПа. Температура пара на выходе из пароперегревателей равна соответственно 445 и 380 °С. Температура уходящих газов соответственно составляет 240 и 205 °С.
ГОУ ВПО Уральский государственный технический университет УПИ... В А Мунц...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Котлы-утилизаторы сталеплавильных конвертеров
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Мунц В.А.
М90 Энергосбережение в энергетике и теплотехнологиях : конспект лекций / В.А. Мунц. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ-УПИ, 2009. 136 с.
ISBN 5-321-00985-7
978-5-321-00985
Энергоаудит
Энергетический аудит - это техническо-экономическое инспектирование систем энергогенерирования и энергопотребления предприятия с целью определить возможности экономии затрат на потребляемые топливн
Газообразные горючие ВЭР
Рассмотрим основные принципы использования газообразных горючих отбросных газов на примере сажевого производства. Технологическая схема получения сажи, необходимой для производства резины, представ
Огневое обезвреживание шламов металлургических производств
С середины 70-х годов прошлого века в черной металлургии активно начали использоваться схемы оборотного водоснабжения. Техническая вода отстаивается в баках отстойника от масел и окалины и направля
Газотрубные котлы-утилизаторы
При использовании теплоты высокотемпературных отходящих газов (Тг > 300-600 °С) устанавливаемые для этого котлы-утилизаторы (КУ) содержат обычно экономайзерные и испарительные
Водотрубные котлы-утилизаторы
Наиболее распространенными водотрубными котлами являются котлы марки КУ, выпускаемые Белгородским заводом. Завод выпускает шесть типоразмеров: КУ-40, КУ-60, КУ-100, КУ-100Б1, КУ-125, КУ-150 [4]. Ци
Котлы-утилизаторы за обжиговыми печами серного колчедана
При обжиге колчеданов получают два продукта: металл и диоксид серы. При содержании SO2 в продуктах сгорания более 7% становится рентабельным получение из газов серной кислоты. Поэтому до
Тепловой баланс схемы обжига колчедана
Запишем тепловой баланс для случая, когда в кипящем слое размещены и испарительные и пароперегревательные поверхности.
Баланс обжиговой печи
Установки сухого тушения кокса (УСТК)
В тепловом балансе коксовой батареи количество теплоты, уносимой раскаленным коксом, достигает 45-50 % от количества теплоты, поступающей на обогрев печи. Для быстрого охлаждения кокса на пр
Установки сухого тушения кокса (УСТК)
Укрэнергочермета опытно-промышленная установка сухого тушения кокса бункерного типа.
Установка (рис. 2.16) состоит [6, 7] из тушильного бункера 1 вместимостью 270 м3, котла мног
Тепловой баланс
Тепловой баланс камеры тушения кокса имеет следующий вид:
(2.14)
Теплота, отданная охлаждаемым коксом:
Котлы-утилизаторы в установках сухого тушения кокса
Для первых УСТК был разработан башенный котел КСТ-80 (см. рис. 2.16). Впоследствии был разработан котел КСТК-25/39С-1 (рис. 2.17). Котел барабанный, с принудительной циркуляцией, выполнен по V-обра
Энерготехнологическое комбинирование в прокатном производстве
В прокатном производстве энерготехнологическое комбинирование позволяет снизить удельные затраты топлива на нагрев единицы массы металла. Котел на отходящих продуктах сгорания (рис. 3.1) устанавлив
Энерготехнологическое комбинирование в доменном производстве
Схема комбинированной установки сжатия и нагрева доменного дутья [5], конвертирования природного газа и выработки пара электроэнергетических параметров представлена на рис. 3.4.
Из доменно
Расчет тепловой схемы
1. Расчет каупера
На сжигание поступает доменный газ с расходом В. При сжигании образуются продукты сгорания с температурой t1. Температура t1
Тепловой расчет схемы
Расход газа на конверсию В1, расход газа на сжигание В2, сжигание осуществляется с коэффициентом избытка воздуха a = 1,05-1,2. Расход воздуха на сжигание составл
Охлаждение конструктивных элементов высокотемпературных установок
В высокотемпературных установках многие конструктивные элементы находятся в зонах высоких температур, и надежная их работа обеспечивается системами принудительного охлаждения. Различают водяное и и
Испарительное охлаждение
Сущность испарительного охлаждения (рис. 3.12) заключается в охлаждении конструктивных элементов печей химически очищенной водой, причем отводимая от конструктивных элементов теплота затрачивается
Использование теплоты пароконденсатной смеси
Системы сбора конденсата являются функциональными элементами системы теплоснабжения предприятий. В связи с наличием в конденсате «пролётного» пара можно использовать энергетический потенциал пароко
Утилизация теплоты загрязненных стоков
Утилизацию теплоты загрязненных стоков осуществляют в аппаратах мгновенного вскипания. Горячая загрязненная жидкость поступает в камеру (испаритель), где поддерживается низкое давление (рис. 5.1).
Утилизация теплоты агрессивных жидкостей
В производстве серной кислоты большая часть ВЭР (95 %) заключается в физической теплоте кислоты, которая в процессе ее получения охлаждается от 80-140 °С до 40-60 °С. В среднем с 1 т выпускаемой се
Утилизация теплоты вентиляционных выбросов
Проблема утилизации теплоты вентиляционных выбросов - это во многом проблема трассировки воздуховодов, если иметь в виду существующие схемы приточной и вытяжной вентиляции. Основными типами вентиля
Влажный воздух, влажные продукты сгорания
Масса паров в 1 м3 влажного воздуха, численно равная плотности пара rп при парциальном давлении Pп , называется абсолютной влажностью. Отношение действительн
Утилизация теплоты низкотемпературных дымовых газов
Проблему эффективного использования теплоты отходящих газов энергетических котлов и промышленных печей можно решить путем установки за ними контактных теплообменников с активной насадкой – КТАНов [
Основные типы парогазовых установок
Парогазовые установки с котлами полного горения (ПГУПГ) создают, объединяя серийные газотурбинные агрегаты и паротурбинные установки [12]. Принципиальная тепловая схема конденсационной ПГУПГ
Соотношения между параметрами газового и парового циклов
Критерием, определяющим целесообразность утилизации теплоты отходящих газов, является термический КПД. Для определения термического КПД рассмотрим термодинамический цикл, состоящий из двух циклов –
Парогазовые установки с впрыском пара
В парогазовых установках с впрыском пара (ПГУ ВП) в воздушный или газовый тракт энергетической газотурбинной установки (ГТУ) подаются продукты сгорания топлива и водяной пар, которы
Модернизация котельных в ТЭЦ
При существующем соотношении цен на энергоносители и оборудовании стала чрезвычайно целесообразной выработка электроэнергии на тепловом потреблении. Наиболее простой путь - это реконструкция сущест
Газопаровая установка со сжиганием топлива в кислороде
В США идет разработка третьего поколения энергоустановок со сжиганием в среде кислорода газообразного топлива, полученного из угля. Коэффициент полезного действия 36-40%, с учетом потерь на газифик
Термодинамическая оценка
В общем случае энтропия определяется следующим образом: . Изменение энтропии в любо
Теплоснабжение от котельной
Тепловая нагрузка задана и составляет Q МВт.
Установленная мощность котельной должна быть выше с учетом резервирования, тогда капитальные затраты на котельную составят
Утилизационная установка компрессорной станции
Капиталовложение включают в себя две составляющие: капитальные затраты на установку теплообменника и на сооружение магистрального трубопровода теплоснабжения.
1. Затраты на установку тепло
Снижение потерь теплоты с уходящими газами
Основными потерями в котельных установках являются потери с теплотой отходящих газов [17]. Потери теплоты с уходящими газами (q2) в котлах без хвостовых поверхностей, работающих с
Потери теплоты с химической неполнотой сгорания
Они должны быть сведены к нулю за счет правильного выбора горелок, качества изготовления и монтажа, проведения наладки работы горелок и топочных туннелей.
3. Потери теплоты в ок
Возврат конденсата в котельную
В практике эксплуатации паровых систем теплоснабжения недостаточное внимание уделяется сбору и возврату конденсата в котельную, а это приводит к значительному перерасходу топлива. Перерасход газа (
Режимы работы котельного оборудования
Большие, легкодоступные, практически не требующие затрат резервы экономии газа и электроэнергии заключены в оптимальном распределении нагрузок между котлами, работающими на общего потребителя.
Оптимизация работы насосного и тягодутьевого оборудования
В целях обеспечения надежности, как правило, тягодутьевое оборудование устанавливается с большим запасом мощности. Это приводит к тому, что дымососы и вентиляторы работают далеко от области максима
РАСХОД ТЕПЛА НА СОБСТВЕННЫЕ НУЖДЫ В КОТЕЛЬНЫХ
Общий расход теплоты на собственные нужды котельной определяется расчетным или опытным путем исходя из потребностей конкретного теплоисточника, как сумма расходов теплоты (пара) на отдельные элемен
Тепловые потери трубопроводов
Качество изоляции трубопроводов особенно в небольших населенных пунктах не соответствует нормам. Достаточно часто встречаются протяженные участки плохо изолированных либо совсем неизолированных тру
Энергосбережение в промышленных системах воздухоснабжения
9.3.1 Методика нормирования расхода электроэнергии на выработку сжатого воздуха
Норма удельного расхода электроэнергии на привод рассчитывается на теплый и холодный период
Система инфракрасного обогрева производственных помещений
Инфракрасные системы обогрева (ИКО) имеют ряд преимуществ по сравнению с традиционными системами [21]:
· высокая надежность теплоснабжения: отсутствие водяного цикла исключает размораживан
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов