Радіаційно-конвективні котли-утилізатори

КУ сталеплавильних конвертерів.

Гази на виході з конвертера складаються в основному з оксиду вуглецю (С=90‑95 %), мають температуру >2000 К и містять багато конвертерного виносу (до 150 г/м³). Вихід газу - циклічний (рис.).

а) інтенсивність газовиділення і тривалість циклу плавки від інтенсивності кисневої продувки: Vг - інтенсивність газовиділення на тонну виплавлюваної сталі; i [м3/(тхв)] - інтенсивність кисневої продувки;  - тривалість циклу плавки.	б) тривалість продувки від інтенсивності кисневого дуття: д - тривалість продувки.

Газовиділення починається через 2‑4 хв послу початку продувки, швидко досягає максимального виходу, потім знижується до нуля за 2‑3 хв до завершення процесу продувки.

Для конвертера 300 т середньогодинний вихід газу 18000 м³/год, максимальний піковий 150000 м³/год. Викид газів в атмосферу заборонений.

Для використання теплоти конверторних газів застосовуються радіаційно-конвективні КУ, іменовані охолоджувачами конвертерних газів (ОКГ).

Застосовують ОКГ‑100 на 100‑130 тонних конверторах з допалюванням газу; ОКГ‑ 250 на 250‑ 300 тонні конвертери без допалювання окису вуглецю. Котли однобарабанні Л ‑ образні.

Рис. ОКГбд‑ 250М

Витрата охолоджуваних конверторних газів до 168 тис. м³/год. Паропродуктивність 160 т/год насиченої пари тиском 1,8 МПа. Усі поверхні з труб. Нижня частина котла - кесон може від'їжджати убік на спеціальному візку в період перефутеровки конвертера.

Унаслідок великої запиленості газів (до 250 г/м³) і періодичності їхнього виходу експлуатація ОКГ зв'язана зі значними труднощами. Крім того їм характерні різкі коливання теплових навантажень, паропродуктивності, температурного режиму, тиску. Тому вони застосовуються з паровими акумуляторами. Кращі характеристики мають ОКГ із ширмовим пучком труб і віброочисткою. Після ОКГ 130 т конвертерні гази проходять через газоочистку і допалюються цілком чи частково. У конвертерах великої ємкості гази допалюються на свічі.

ВНИПИчерметэнергоочистка, БЗЭМ і ЦКТИ розробили ОКГ без допалювання СО для установки за конвертерами місткістю 400 т з виробленням насиченої пари тиском до 4,0 МПа в кількості 285 т/год при максимальному газовиділенні. Котел ОКГ‑400 радіаційний, вертикально-водотрубний, однобарабанний, П‑образний.

Безпосереднє використання пари, виробленої в ОКГ, через циклічність і різкозмінність характеру його вироблення неможливо. Тому в конвертерних цехах для використання пари приходиться створювати спеціальні енергокомплекси зі складним і громіздким устаткуванням.

Теплові схеми цих енергокомплексів можна розділити на дві групи: 1) що виробляють насичену пару технологічних параметрів (0,8‑0,9 МПа); 2) що виробляють пару енергетичних (2,0‑3,8 МПа; Т_п.п=627‑725 К) і технологічних параметрів.

Схема енергокомплекса I групи приведена на рис.

1-ОКГ‑100‑3А; 2‑ барабан-сепаратор; 3‑ циркуляційні насоси; 4‑ акумулятори; 5‑ ємкості для води.

Живильна вода насосами подається в ОКГ; пароводяна суміш переходить у барабан-сепаратор. Відсепаровану пару тиском 2,5 МПа направляють у теплові акумулятори. В акумуляторі циклічний і нерівномірний потік пари з ОКГ перетворюється в безупинний, рівномірний зниженого тиску (0,7 МПа), що направляється в заводські магістралі технологічної пари.

Відмінною рисою теплових схем другої групи є наявність центрального пароперегрівника, що забезпечує вироблення пари енергетичних параметрів (рис).

У цих схемах КУ виробляють насичену пару тиском 4,7 МПа. Через пароперегрівники пропускають постійну кількість пари. Пікове вироблення скидають у парові акумулятори. Розрядка останніх здійснюється за рахунок як видачі пари до пароперегрівників, так і в мережу технологічної пари.

На всіх ОКГ у період паузи і під час продувки конвертера, коли немає газовиділення, передбачене додаткове спалювання газоподібного чи рідкого палива (підтопка) у кількості 30‑75 % середнього виходу конвертерних газів. Підтопка трохи знижує нерівномірність подачі пари в акумулятори, але не впливає на зменшення пікового навантаження і нерівномірності вироблення пари ОКГ.

Стабільну паропродуктивність ОКГ у продовженні всього циклу роботи конвертера при одночасному поліпшенні теплотехнічних і конструктивних характеристик його і без додаткового використання додаткового палива можна досягти застосуванням у схемі енергокомплекса акумулятора циркуляційного типу і газгольдера (рис.).

У період продувки використовують в ОКГ фізичну теплоту і приблизно 10 % хімічної теплоти конвертерного газу при =0,1 (відповідає присосу повітря). Після охолодження й очищення весь газ направляють у газгольдер. У міжпродувальний період і під час продувки, коли немає газовиділення, на вироблення пари витрачають хімічну і фізичну теплоту газгольдерного газу і теплоту, акумульовану гарячою водою в акумуляторі.

Недолік: наявність газгольдера, що висуває особливі вимоги до забезпечення пожежної безпеки.

Схема ОКГ‑ОПИ‑300: 1‑ циркуляційні насоси; 2‑ акумулятор циркуляційного типу; 3‑ юбка; 4‑ пальника; 5‑ піднімальний радіаційний газохід; 6-барабан-сепаратор; 7-пароперегрівник; 8-економайзер; 9-труба Вентурі; 10-газгольдер; 11-димова труба; 12-конвертер.