Технические науки / Металлургия

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

Запорізька державна інженерна академія

Національна металургійна академія України

ВДОСКОНАЛЕННЯ системЫ СПАЛЮВАННЯ ПАЛИВА

У нагрівальних колодЯЗЯХ

У металургійній галузі України нагрівання сталевих злитків перед прокаткою здійснюють у колодязях регенеративного та рекуперативного типу.

Якість спалювання палива у більшості рекуперативних колодязях з опалюванням із центру череня регулюють з використанням типової системи співвідношення «паливо-повітря», під час роботи якої не забезпечують стабільність коефіцієнта витрати повітря, оскільки в ній використовують лише дані про витрату повітря до рекуператорів.

На ряду рекуперативних колодязів для підвищення якості спалювання палива до типової системи співвідношення «паливо-повітря» вводять сигнал, що здійснює корекцію за вмістом кисню в продуктах згорання, відібраних у просторі над рекуператором. У такому разі витрату повітря, що прямує до пальника, визначають як поточним значенням витрати палива, так і необхідним вмістом кисню у продуктах згорання, що відходять.

Проте така система забезпечує необхідну якість спалювання палива тільки для другого періоду нагрівання злитків (нагрівання за постійної контрольної температури в робочому обсязі колодязя) оскільки для зазначеного періоду відбувається зниження витрати палива та. відповідно й зниження витрати повітря, що прямує до пальника щодо його максимального значення. Раціональне спалювання палива для першого періоду нагрівання злитків: періоду підйому температури в робочому обсязі колодязя до контрольного значення (тривалість періоду складає більшу частину загальної тривалості нагрівання злитків), не може бути досягнуто за допомогою зазначеної системи.

Пояснюється це тим, що для першого періоду нагрівання злитків якість спалювання суміші палива з повітрям, за невідомої кількості повітря, яке прямує до пальника, визначається обслуговуючим персоналом і залежить від його кваліфікації. За виробничих умов його регулюють змінюванням витрати палива під час максимального подавання повітря з метою забезпечення максимального підйому температури в робочому обсязі колодязя. Таку операцію здійснюють для кожного нового завантаження злитків до колодязю. Проте однакова швидкість зростання температури може бути забезпеченою, як за значенням коефіцієнта витрати повітря менше теоретично необхідної величини, так і його значенням більше зазначеної величини.

Результати аналізу продуктів згорання, узятих у просторі над рекуператором, показують, що за таким способом регулювання якості спалювання у продуктах згорання, що відходять, до рекуператорів міститься до 0,2% оксиду вуглецю. В продуктах згорання за рекуператорами оксид вуглецю є відсутнім. Це свідчить про допалювання його в самому рекуператорі, що сприяє збільшенню витоків повітря у рекуператорі та призводить до зниження теплової потужності колодязя, а також збільшення питомих витрат палива.

На базі типової системи співвідношення «паливо-повітря» розроблено автоматизовану систему, що забезпечує необхідну якість спалювання палива, як для періоду нагрівання, так і для періоду томління злитків. У системі використовують корекцію якості спалювання палива за вмістом кисню у продуктах згорання, що відходять, узятих у просторі над рекуператором нагрівального колодязя. У перший період нагрівання під час максимального подавання повітря за вмістом кисню коректують максимальну витрату палива, що прямує до пальника. В період томління злитків за вмістом кисню коректують подавання повітря відповідно до змінювання витрати палива, тобто у зазначеній системі для першого періоду нагрівання зливків провідним параметром є повітря, а для другого періоду - витрата палива.

У початковий період здійснюють автоматичну стабілізацію максимально відкритого положення регулюючих органів, встановлених на паливо- та повітропроводах. Далі здійснюють перехід системи до підпрограми, що забезпечує необхідну якість спалювання палива у перший період нагрівання. Для цього виконавчий механізм відключають від регулятора температури та підключають до регулятора контуру управління з корекцією якості спалювання палива за вмістом кисню у продуктах згорання, що відходять. Регулятор контуру, керуючи виконавчим механізмом, змінює подавання палива так, щоб за дійсної максимальної витрати повітря, що прямує до пальника, досягали повного спалювання палива з необхідним коефіцієнтом витрати повітря. Після реалізації вказаної умови здійснюють перехід системи до підпрограми стабілізації температури колодязя шляхом змінювання витрати палива на колодязь, для чого виконавчий механізм відключають від вказаного адаптивного контуру управління та підключають до регулятора температури.