К.т.н. Алексеев В.П., Алексеева М.В.

Донбасский государственный технический университет

Выбор теплоносителей для теплоутилизационной установки кислородных конвертеров

Одним из основных элементов установки для использования тепла конвертерных газов с тепловым аккумулятором является конвективный утилизационный котел, установленный за тепловым аккумулятором [1]. Теплоносителем для конвективного котла в период продувки конвертера кислородом служат продукты сгорания конвертерного газа, а в межпродувочный период могут быть использованы воздух или продукты сгорания. Выбор вида теплоносителя в периоды между продувками конвертера определяется требованием равномерной нагрузки конвективного котла в течение всего цикла работы конвертера.

Разомкнутая система теплоиспользования не дает возможности использования продуктов сгорания в периоды между продувками [1]. В качестве теплоносителя для конвективного котла может быть использован только воздух. При постоянном расходе и температуре продуктов сгорания и воздуха перед котлом будет колебание паропроизводительности, вследствие различия теплоемкостей и коэффициента теплопередачи. В таблице 1 приведены значения коэффициента теплопередачи в конвективном котле при его работе на продуктах сгорания и воздухе в зависимости от температуры (при коридорном и шахматном расположении труб конвективных поверхностей нагрева).

В пределах температур 800 – 900^оС различие в коэффициентах теплопередачи составляет 20 – 25 %, различие в теплоемкостях при этом составляет до

5 %. Вышеуказанные факторы приводят к значительному колебанию паропроизводительности котла в течение цикла работы конвертера.

2

Таблица 1 – Значения коэффициента теплопередачи в конвективном котле

в зависимости от температуры газов (воздуха).

Коэффициент теплопередачи, Вт/(м^2К)	Температура газов (воздуха), ^оС
	600		800		1000
	Коридор-ное	Шахмат-ное	Коридор-ное	Шахмат-ное	Коридор-ное	Шахмат-ное
Кг	62,5	69,0	64,0	69,8	66,0	71,5
Кв	55,2	60,0	52,8	58,2	51,5	55,8
Кг / Кв	1,13	1,14	1,20	1,21	1,28	1,28

На рисунках 1 – 3 приведены удельные расходы продуктов сгорания, направляемых в конвективный котел, и воздушный подогреватель в период продувки (), а также удельный расход воздуха, подаваемого в котел в межпродувочный период конвертера (), по условиям равномерной выработки пара в зависимости от температуры теплоносителей перед котлом, температуры и расхода воздуха на горение. Приведенные зависимости позволяют определить распределение продуктов сгорания на котел и воздушный подогреватель в период продувки для любого режима работы конвертера и расход воздуха в межпродувочный период. Например, для режима работы конвертера τ_мпр / τ_пр = 2 расход продуктов сгорания в котел составляет ~ 70 %, а в воздушный подогреватель ~ 30 % от общего расхода при температуре теплоносителя ~ 900 ^оС, воздуха t_пв = 300 ^оС и коэффициенте расхода воздуха α = 1,1. При этом удельный расход воздуха (теплоносителя) на котел составляет на 25 % больше, чем продуктов сгорания. Следовательно, применение воздуха в качестве теплоносителя для конвективного котла в межпродувочный период приводит к увеличению аэродинамического сопротивления и мощности дымососа.

Таким образом, в качестве теплоносителя для конвективного котла следует принять продукты сгорания, что дает возможность эксплуатации котла на од -

	3

4

ном виде теплоносителя в течение всего цикла работы конвертера. Но в разомкнутой схеме теплоиспользования котел работает на разных видах теплоносителя (продукты сгорания + воздух), следовательно, целесообразно применение замкнутой схемы теплоиспользования.

Рисунок 3

Литература:

1 Алексеев В.П., Алексеева М.В. Использование тепла конвертерных газов для выработки пара энергетических параметров // Матеріали VIII Міжнародної науково-практичної конференції “Динаміка наукових досліджень 2005” . Том 51, Технічні науки. – Дніпропетровськ: Наука і освіта, 2005. – с. 3 – 6.

E – mail: autp@dongtu.edu.ua