Подача дутья в доменную печь

Современный форсированный режим работы мощных доменных печей требует снабжения их дутьем с соответствующими давлением и температурой. Первые два из этих параметров обеспечиваются воздуходувными средствами, а последний — работой воздухо­нагревателей.

Доменная печь при нормальном режиме работы потребляет ежеминутно объем воздушного дутья, равный двум ее полезным объемам или более. Печь объемом 2000 м³ при нормальных усло­виях требует не менее 4000 м³/мин дутья. В течение суток это со­ставит около 5,8 млн. м³ воздуха. Для обеспечения бесперебойной подачи таких количеств дутья применяются мощные турбовоздуходувные машины, имеющие расположенные на одном валу дви­гатель (паровую турбину) и центробежную воздуходувку. Паровые конденсационные турбины, устанавливаемые на наиболее крупных доменных печах имеют мощность 17 300—22 000 квт и рассчитаны на работу в режиме: избыточное давление пара 9,1 Мн/м² (90 ат) температура пара 435° С. Центробежные воздуходувки работают по принципу перемещения воздуха под действием центробежной силы от оси к периферии при вращении рабочих колес с лопатками. Одно колесо может повысить избыточное давление на 56 кн/м² (0,55 ат). Ротор имеет на общем валу 7—8 колес и столько же ступеней сжатия.

Постоянная влажность дутья, подаваемого в доменную печь, достигается введением влаги внутрь воздуходувки перед каждой ступенью сжатия и поддерживается автоматически на заданном уровне 15—35 г/м³.

Для нагрева дутья каждая доменная печь имеет три или четыре воздухонагревателя. Они работают по принципу регенерации тепла, т. е. попеременного нагрева их огнеупорных насадок и от­дачи тепла нагреваемому дутью. Воздухонагреватель имеет ци­линдрическую форму с куполообразной полусферической верхней частью. Размеры воздухонагревателя (рис. 27) мощной доменной печи следующие: высота 45 м, внешний диаметр 9—9,5 м, поверх­ность нагрева насадок до 42 500 м².

Его металлический сварной кожух имеет толщину 15 мм и должен обладать герметичностью. Внутреннее пространство футе­ровано и разделено вертикальной огнеупорной стенкой на камеру горения (в сечении круглой или эллиптичной формы) и насадочное пространство. Купол нагревателя и его стены в верхней части выложены высокоогнеупорным высокоглиноземистым кирпичом, что позволяет поддерживать его температуру до 1500° С и нагре­вать дутье до 1200° С. Нижняя часть стен — из шамота.

Топливо — колошниковый газ с добавкой коксового газа — поступает из газопровода через газовый клапан в горелку, куда вводится также воздух. Горелка в новых конструкциях расположена вертикально внизу камеры горения и имеет очень большую производительность до 8000 м³/ч. Максимальная температура продуктов горения достигается в подкупольном пространстве. Проходя далее сверху вниз через насадку, газы отдают ей свое тепло, охлаждаясь до 200—350° С, и отводятся в дымовую трубу. Цикл нагрева насадок обычно вдвое дольше цикла нагрева дутья и на каждый нагреватель, работающий на дутье, требуются два нагревателя, работающих на газу. Дутье подается от воздуходув­ной машины через клапан холодного дутья в поднасадочное пространство воздухонагревателя, нагревается в его насадке и через футерованный клапан горячего дутья поступает в воздухопровод горячего дутья, идущий к доменной печи.

Высокотемпературные доменные воздухонагреватели являются сложными теплотехническими агрегатами, снабженными системой контроля и автоматизации. Кроме автоматического перевода на нагрев и дутье с определенным порядком переключения клапанов, автоматически регулируется тепловой режим нагревателей «на газу» изменением избытка воздуха для горения при задан­ной температуре купола. Температура дутья, поступающего к фурмам, автоматически поддерживается на заданном уровне регулированием подмешивания холодного воздуха к горячему дутью. Датчиком являются термопары, установленные в воздухо­проводе горячего дутья до кольцевого воздухопровода печи. По мере понижения температуры дутья от воздухонагревателей прикрывается дроссель подачи холодного воздуха в дутье.

Поскольку воздухонагреватели непосредственно связаны с воз­духодувными машинами на случай резкого изменения подачи дутья в печь перед ними установлены разгрузочные клапаны снорт для сброса воздуха в атмосферу при непрекращающейся работе воздуходувных машин.