Устройство для нагревания колошникового газа

Полезная модель относится к доменной печи (1), содержащей головную часть (5) и каналы (6) для отвода колошникового газа из головной части (5), при этом на головной части (5) доменной печи и/или в каналах (6) имеется по меньшей мере одна горелка (11), отходящие газы сгорания которой предназначены для смешивания с колошниковым газом в головной части (5) доменной печи и/или в каналах (6) для регулирования температуры возникающего в доменной печи и отводимого из доменной печи через каналы колошникового газа.

(Фиг. 1)

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее решение относится к устройству для повышения температуры возникающего в доменной печи в головной части и отводимого из доменной печи через каналы колошникового газа.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Колошниковый газ доменной печи имеет на основании принципа работы доменной печи колебания температуры, например, на основании различий в смеси шихты, скольжения шихты, различий в газопроницаемости шихты, в температуре вводимого дутья. Дополнительно к этому, значение имеет также температура окружения доменной печи: в то время как температура отводимого с определенной температурой из головной части доменной печи колошникового газа при высокой окружающей температуре ни в одной из последующих установок не опускается ниже точки росы, то при низких окружающих температурах повышается опасность того, что на основании более сильного охлаждения температура колошникового газа опускается ниже точки росы. Изменения окружающей температуры часто обуславливаются погодой или временем года. Изменения окружающей температуры дополнительно приводят также к тому, что при низкой окружающей температуре в доменную печь загружается более холодная и возможно более влажная шихта. Другими ситуациями, которые могут приводить к относительно низкой температуре колошникового газа, являются пуск и остановка доменной печи, или рабочие ситуации, в которых в доменную печь загружают особенно много шихты.

В соответствии с этим, в расположенных после доменной печи установках для дальнейшего направления и очистки колошникового газа не всегда обеспечивается, что через них проходит колошниковый газ, температура которого лежит выше точки росы колошникового газа.

Падение температуры ниже точки росы является не желательным, поскольку за счет связанной с этим конденсации могут возникать проблемы коррозии в расположенных за доменной печью установках. При применении тканевых фильтров для сухой очистки газа необходимо обеспечивать температуру выше точки росы подлежащего чистке газа, иначе на основании конденсации может происходить склеивание тканевого фильтра, которое приводит к уменьшению проницаемости для газа тканевого фильтра и повреждению тканевого фильтра.

Известно регулирование колошникового газа посредством изменения высоты заполнения доменной печи. При низкой высоте заполнения вдуваемый в доменную печь горячий воздух отдает меньше энергии в шихту доменной печи, чем при большой высоте заполнения. Соответственно, при низкой высоте заполнения колошниковый газ имеет более высокую температуру. Однако такое регулирование является инерционным. Дополнительно к этому, недостатком является то, что при низкой высоте заполнения доменная печь используется не полностью и, соответственно, менее эффективно, т.е. работает с меньшим коэффициентом полезного действия.

Также известно устройство WO 2010034791 (А1) от 01.04.2010 для регулирования температуры колошникового газа доменной печи путем использования горелки. Недостатком известного решения является то, что не обеспечивается эффективное использование энергии отходящих газов продуктов сгорания горелки.

СУЩНОСТЬ

ТЕХНИЧЕСКАЯ ЗАДАЧА

Задачей настоящего решения является создание устройства, которое предлагает альтернативу известному регулированию температуры колошникового газа и не имеют его недостатков.

ТЕХНИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ

Эта задача решена посредством устройства для отвода колошникового газа из головной части доменной печи, содержащей каналы для отвода колошникового газа, причем оно снабжено по меньшей мере одним устройством для нагрева колошникового газа в виде горелки, характеризующегося тем, что упомянутое устройство для нагрева колошникового газа в виде горелки расположено на головной части доменной печи и/или в каналах для отвода колошникового газа и выполнено с возможностью смешивания продуктов сгорания горелки с колошниковым газом в головной части доменной печи и/или в каналах. Горелки являются, например, высокоскоростными горелками.

Предпочтительно, имеется устройство для измерения температуры колошникового газа на головной части доменной печи и/или каналах, например, термоэлементы.

Согласно одному варианту выполнения, имеется устройство для регулирования подмешиваемого в колошниковый газ количества веществ отходящих газов продуктов сгорания горелки.

Согласно другому варианту выполнения, имеется устройство для регулирования подмешиваемого в колошниковый газ количества вещества отходящих газов продуктов сгорания горелки на основе информации, поставляемой устройством для измерения температуры колошникового газа в головной части доменной печи и/или каналах.

При эксплуатации печи колошниковый газ смешивается в головной части доменной печи и/или в каналах с отходящими газами продуктов сгорания по меньшей мере из одной установленной на головной части доменной печи и/или каналах горелки, при этом отходящие газы продуктов сгорания имеют более высокую температуру, чем колошниковый газ.

При этом полученная за счет смешивания колошникового газа и отходящих газов продуктов сгорания газовая смесь называется далее в этой заявке колошниковым газом.

Горелки установлены либо на головной части доменной печи, либо в каналах. Особенно при большой разнице скоростей между горячими отходящими газами продуктов сгорания и колошниковым газом обеспечивается возможность хорошего смешивания с колошниковым газом, за счет чего повышение температуры происходит очень быстро. В горелках сжигается, например, в качестве горючего газа природный газ с воздухом, так что отходящие газы продуктов сгорания на основании реакции СН₄ с кислородом воздуха содержат СО₂ и H₂O, при этом отходящие газы продуктов сгорания содержат еще азот из воздуха.

ПРЕИМУЩЕСТВА НАСТОЯЩЕГО РЕШЕНИЯ

Таким образом, можно регулировать температуру колошникового газа быстро и без уменьшения коэффициента полезного действия доменной печи.

Поскольку высота заполнения доменной печи при регулировании температуры колошникового газа, согласно настоящему решению, не должна выбираться с учетом температуры колошникового газа меньше, чем действительно возможно, можно осуществлять работу доменной печи с большей высотой заполнения. Соответственно, лучше используется горячее дутье и повышается коэффициент полезного действия доменной печи.

Предпочтительно, колошниковый газ в головной части доменной печи и/или каналах смешивается с отходящими газами продуктов сгорания по меньшей мере из одной установленной на головной части доменной печи и/или каналах горелки, если когда температура колошникового газа опускается ниже предварительно выбранного порогового значения. Таким образом, использование горелки является более экономичным, чем при постоянном смешивании.

Предпочтительно в горелках предусмотрены реле контроля горения, например, ультрафиолетовые датчики, электроды ионизации.

Согласно одному варианту выполнения, количество отдаваемой отходящими газами продуктов сгорания энергии регулируется в зависимости от предварительно выбранного целевого значения температуры, причем регулирование отдаваемой отходящими газами продуктов сгорания энергии осуществляется посредством регулирования количества вещества отходящих газов продуктов сгорания.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ниже приводится подробное описание настоящего решения на основе варианта выполнения со ссылками на прилагаемый чертеж, на котором схематично в качестве примера изображено:

фиг.1 - доменная печь, согласно одному варианту выполнения настоящего решения.

ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ВЫПОЛНЕНИЯ

На фиг.1 схематично показана доменная печь 1, которая заполнена шихтой 2. Горячий воздух 3 вдувается через фурмы 4 горячего дутья в шихту 2. Колошниковый газ, обозначенный прямыми стрелками, выходит из шихты, собирается в головной части 5 доменной печи и выпускается из головной части 5 доменной печи через каналы 6. Через примыкающие трубопроводы 7 колошниковый газ подается в пылеуловитель 8, который в показанном примере содержит циклон 9 и тканевые фильтры 10. Как в головной части 5 доменной печи, так и в каналах 6 имеются горелки 11. Отходящие газы продуктов сгорания этих горелок, обозначенные волнистыми стрелками, смешиваются с колошниковым газом, и за счет этого повышают температуру колошникового газа. На головной части доменной печи имеется устройство 12 для измерения температуры колошникового газа в головной части доменной печи. На каналах имеются устройства 13 для измерения температуры колошникового газа в каналах. Имеется также устройство 16 для регулирования подмешиваемого в колошниковый газ количества вещества отходящих газов продуктов сгорания горелки. Через линии 14 и 15, которые могут иметься физически или символизируют передачу радиосигналов или других сигналов, информация передается в устройство 16 для регулирования подмешиваемого в колошниковый газ количество вещества отходящих газов продуктов сгорания горелки на основе измеряемой устройством 12 температуры колошникового газа в головной части и измеряемой устройством 13 температуры колошникового газа в каналах.

Показаны горелки на головной части доменной печи и в каналах. В принципе возможно также предусмотрение горелок лишь на головной части или лишь в каналах.

Хотя настоящее решение подробно иллюстрировано и пояснено с помощью предпочтительных примеров выполнения, оно не ограничивается раскрытыми примерами, и из них специалисты в данной области техники могут выводить другие вариации, без выхода за объем охраны.

ПЕРЕЧЕНЬ ПОЗИЦИЙ

1 Доменная печь

2 Шихта

3 Горячий воздух

4 Фурма горячего дутья

5 Головная часть доменной печи

6 канал

7 Трубопровод

8 Пылеуловитель

9 Циклон

10 Тканевые фильтры

11 Горелка

12 Устройство измерения температуры колошникового газа в головной части доменной печи

13 Устройства измерения температуры колошникового газа в каналах

14 Линия

15 Линия

16 Устройство для регулирования примешиваемого в колошниковый газ количества вещества отходящих газов продуктов сгорания горелки

1. Устройство для отвода колошникового газа из головной части (5) доменной печи, содержащей каналы (6) для отвода колошникового газа, причем оно снабжено по меньшей мере одним устройством для нагрева колошникового газа в виде горелки (11), отличающееся тем, что упомянутое устройство для нагрева колошникового газа в виде горелки (11) расположено на головной части (5) доменной печи и/или в каналах (6) для отвода колошникового газа и выполнено с возможностью смешивания продуктов сгорания горелки (11) с колошниковым газом в головной части (5) доменной печи и/или в каналах (6).

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно содержит устройство (12) для измерения температуры колошникового газа на головной части (5) доменной печи и/или устройство (13) для измерения температуры колошникового газа в каналах (6).

3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит устройство (16) для регулирования подаваемого в колошниковый газ количества отходящих газов продуктов сгорания горелки (11).

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что оно содержит устройство (16) для регулирования подаваемого в колошниковый газ количества отходящих газов продуктов сгорания горелки (11) на основе информации о температуре колошникового газа в головной части (5) и/или в каналах (6) для отвода колошникового газа, измеренной устройствами (12, 13).