5 .6. Эксплуатация воздухонагревателей

В современных воздухонагревателях доменной печи процесс нагрева насадки и регулирование температуры горячего дутья полностью авто­матизированы. Задача автоматического регулирования нагрева насадки - не допустить превышения заданной (допустимой) температуры купола, темпе­ратуры отходящих из воздухонагревателя продуктов сгорания, а также обес­печить оптимальное соотношение газа и воздуха, необходимое для горения.

Н агрев насадки воздухонагревателя (газовый режим) состоит из трех периодов. В первом периоде применяют максимальный нагрев до достижения допускаемой температуры нагрева футеровки купола (1500-1550 °С). Во вто­ром периоде нагревают насадку, изменяя соотношение газ-воздух так, чтобы не перегреть купол воздухонагревателя. Третий период начинается после про­грева насадки. Его начало определяется температурой в поднасадочном про­странстве, которая не должна превышать 400-450 °С. При достижении этой температуры нагрев ведут так, чтобы не превысить допустимого предела. Это достигается периодическим уменьшением подачи газа и воздуха.

Для выравнивания колебаний температуры дутья в воздушном режиме, вызываемых неодинаковым нагревом насадки в его начале и конце, применяют автоматическое регулирование температуры дутья, которое позволяет поддерживать постоянной заданную температуру воздуха, поступающего в печь. Регулирование основано на подмешивании холодного воздуха к горя­чему при помощи смесительного клапана. Импульсом для регулирования служит заданная температура дутья. По мере расходования тепла, аккумули­рованного насадкой воздухонагревателя, смесительный клапан автоматически прикрывается, уменьшая подмешивание холодного воздуха. При полном зак­рытии смесительного клапана автоматически происходит включение в работу нового нагретого воздухонагревателя. Импульс на перекидку клапанов воздухо­нагревателя может поступать и от реле времени, например, по истечении уста­новленного времени работы воздухонагревателя в воздушном режиме. В за­висимости от температуры нагрева дутья и тепловой мощности воздухонагре­вателей длительность воздушного режима составляет 1,5-2,0 часа.

Перевод воздухонагревателя с газового режима на воздушный также автоматизирован. При этом клапаны воздухонагревателя срабатывают в следующей строго определенной последовательности:

• закрывается регулировочно-отделительный клапан чистого газа перед горелкой;

• выключается электродвигатель вентилятора горелки;

• закрывается отделительный клапан горелки;

• закрываются последовательно дымовые клапаны;

• открывается перепускной клапан, вмонтированный в клапан холодного дутья, для наполнения воздухом воздухонагревателя и плавного выравнивания давления между ним и воздухопроводами холодного и горячего дутья;

• открывается клапан горячего дутья;

• открывается клапан холодного дутья.

В этот момент воздух в доменную печь поступает через два воздухо­нагревателя - нагретый и остывший.

После этого остывший воздухонагреватель автоматически переводит­ся на газовый режим с соблюдением следующей последовательности рабо­ты клапанов:

• закрывается клапан холодного дутья;

• закрывается клапан горячего дутья;

• открывается перепускной (выпускной) клапан для выравнивания давления в воздухонагревателе и дымовом борове;

• открываются последовательно дымовые клапаны;

• закрывается перепускной клапан;

• открывается отделительный клапан горелки;

• открывается регулировочно-отделительный клапан чистого газа перед горелкой;

• включается электродвигатель вентилятора горелки.

Кроме газового и воздушного режимов, существует специальный ре­жим, применяемый во время остановок доменной печи для смены сгорев­ших элементов фурменного прибора и заключающийся в отсасывании гор­новых газов из печи через воздухонагреватель путем использования есте­ственной тяги, создаваемой дымовой трубой. Постановку воздухонагрева­теля в режим "тяги", осуществляют после прекращения подачи дутья в печь открытием клапана горячего дутья на наиболее нагретом воздухонагревате­ле при выключенном вентиляторе, открытом отделительном клапане горел­ки, открытых дымовых клапанах, закрытом клапане холодного дутья. В этом положении печь через воздухонагреватель соединена с дымовой трубой

Продолжительность работы одного воздухонагревателя в режиме «тяга» не должна превышать 20 мин ввиду возможного оплавления верхних рядов насадки воздухонагревателя. Поэтому, если остановка печи затягивается, на «тягу» ставят другой воздухонагреватель. На вновь строящихся печах пре­дусматривается сооружение отдельной трубы для взятия печи на «тягу» (см рис. 5.3, 5.6), что исключает попадание оксидов железа, содержащихся в гор­новых газах, на насадку, приводящее к ее засорению (уменьшению поверх­ности теплообмена) и частичному оплавлению.

С целью увеличения тепловой мощности воздухонагревателей к до­менному газу, сжигаемому в них, добавляют природный или коксовый газ, повышая его калорийность. Количество добавляемых газов определяют рас­четным путем, исходя из заданной калорийности смеси. На рис. 5.34 и 5.35 приведены номограммы расхода природного и коксового газа. При добавлении к доменному газу природного или коксового газа со­держание водорода и метана в смеси увеличивается, расширяются пределы взрываемости смеси и повышается температура горения. В связи с этим не­обходимо следить за расходом коксового или природного газа и температу­рой куполов воздухонагревателей, так как расход воздуха для сжигания еди­ницы смеси газов значительно увеличивается. Повышение калорийности смеси может вызвать пульсацию факела и даже вибрацию горелки. Перегрев воздухонагревателей в этом случае недопустим.

К ак уже известно, регенеративные воздухонагреватели работают цик­лично. Цикл состоит из газового и воздушного режимов. По способу осу­ществления режимов и их длительности различают последовательную рабо­ту воздухонагревателей и попарно-параллельную (рис. 5.36).

При последовательной работе (рис. 5.36, а) воздухонагреватели вклю­чаются в определенный режим последовательно один за другим. Заданное количество дутья поступает в печь только через один воздухонагреватель (не считая кратковременного периода во время перекидки клапанов, когда дутье в печь поступает через два воздухонагревателя). Каждый из четырех воздухонагревателей 25% времени цикла работает в воздушном режиме, а 75% времени - в газовом (не считая пауз на перекидку клапанов).

При попарно-параллельной работе (рис. 5.36, б) заданное количество дутья поступает в печь через два воздухонагревателя - более и менее нагре­тый. В этом случае каждый из воздухонагревателей 50% времени цикла ра­ботает в воздушном режиме и 50% - в газовом. Менее нагретый воздухо­нагреватель выполняет роль смесителя.

Перевод воздухонагревателей на попарно-параллельную работу позво­ляет значительно уменьшить или даже использовать добавление холодного воздуха для регулирования температуры дутья, повысить температуру горя­чего дутья, приблизив ее к температуре купола и повысить стойкость футе­ровки воздухопровода горячего дутья. Однако при попарно-параллельной работе вследствие уменьшения периода газового режима производительность

газовых горелок должна быть примерно в полтора раза выше, чем при пос­ледовательной работе. Попарно-параллельная работа возможна только при избытке удельной поверхности нагрева воздухонагревателей (м2/м3 полезно­го объема печи) и только при четырех воздухонагревателях.

При обслуживании воздухонагревателей необходимо следить за пра­вильностью перекидки клапанов, строго соблюдать последовательность ра­боты клапанов при ручном управлении и на остановках печи. На площадке воздухонагревателей может быть повышенная концентрация оксида углеро­да в атмосфере, поэтому следует остерегаться отравлений. Работы по обслу­живанию воздухонагревателей должны выполнять не менее чем двое рабо­чих, а при повышенной концентрации оксида углерода должны обязательно использоваться газозащитные аппараты.

П ри проведении восстановительных работ воздухонагреватель подго­тавливают к ремонту. Охлаждение воздухонагревателя осуществляют в два приема: сначала воздухонагреватель, работающий как смеситель, охлаждают до 150-160 °С, затем его снимают с дутья, открывают дымовые клапаны и вентилятором горелки охлаждают до температуры 35-40 °С.

П осле закрытия шиберов горячего и холодного дутья и охлаждения воз­духонагревателя между шибером горячего дутья и воздухонагревателем и меж­ду шибером холодного дутья и воздухонагревателем ставят заглушку. Затем закрывают дымовые клапаны, перепускной клапан, отделительный шибер (вер­тикальную заслонку) газовой горелки и ставят заглушку под газовый дроссель горелки. После этого все оборудование воздухонагревателя отключают от элек­трической сети и открывают ремонтные люки: в камеру горения, в поднасадочное пространство, на куполе воздухонагревателя и купола.

Допуск к ремонтным работам в воздухонагревателе в каждой смене оформляется нарядом, который подписывают представители доменного цеха и газоспасательной службы завода.