книги из ГПНТБ / Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна

фурмы) с достаточно высокой точностью (неравномерность распределения пыли составляет ±4%).

На рис. 23 изображена установка для подготовки и пнев­ матической подачи угольной пыли в доменную печь, раз­ работанная фирмой Бабкок-Вилькокс (США) [16, 96, 111]. Она отличается от установок фирмы Петрокарб компакт­ ностью и конструктивным выполнением отделения при­ готовления угольной пыли и распределительно-дозировоч­ ного отделения. Уголь размером менее 38 мм и влаж­ ностью 6% доставляется в вагонах, разгружается в ниж­ ний бункер 18 сырого угля, из которого элеватором 8 поднимается в верхний бункер 7 сырого угля. Из бункера через конусные питатели и затворы уголь поступает в ре­ зервуары замкнутой системы подачи угольной пыли в до­ менную печь, в которых осуществляется предварительная подсушка топлива. Уголь из нижнего резервуара 4 по­ дается в дробилку 2, где подвергается измельчению и окон­ чательной сушке нагретым воздухом, который нагнетается в дробилку 2 вентилятором /. Бункер готовой пыли, пере­ пускная камера и резервуар-питатель распределительно­ дозировочного отделения заменены циклонами 12 с бунке­ рами, размещенными возле доменной печи. Из бункера циклона уголь непрерывно вдувается в фурму 19 возду­ хом, нагретым до 100° С, который подается из коллектора 13. Установка оборудована устройством, позволяющим рав­ номерно распределять уголь по фурмам: расход топлива по отдельным фурмам отличается не более чем на ±3%.

Усовершенствованная установка этой же фирмы получила промышленное внедрение в Ашленде (США), где:

а) устранен рециркуляционный трубопровод 11 и весь транспортирующий агент из циклона 12 выбрасывается в атмосферу, предварительно пройдя очистку в мокром скруб­ бере 10',

б) в качестве транспортирующего агента вместо нагретого до 100° С воздуха используется инертный газ (содержание кислорода в нем поддерживается в количестве 2—5%);

в) применены специальные распределительные устрой­ ства — «дистрибуторы» — для деления пылеугольного потока на восемь фурм. Один из двух «дистрибуторов» распреде­ ляет угольную пыль на четные, а другой —на нечетные фурмы; г) имеются устройства для автоматической продувки пылепроводов в случае их закупорки углем и прекращения подачи угольной пыли в фурмы при нарушении работы инжекторов.

106

На установке завода в Ашленде производится измель­ чение угля до 75 мкм и вдувание его в подсушенном виде. Подсушка угля снижает возможность образования пробок в транспортных трубопроводах и позволяет вдувать большее количество угля при неизменной температуре дутья. Хорошо измельченный и подсушенный уголь меньше изнашивает трубопроводы и, обеспечивая получение гомогенной угле­ воздушной смеси, позволяет достичь с помощью специаль­ ных делителей бутылеобразного типа высокой точности рас­ пределения угля по фурмам [106].

В 1972 г. на заводе в Ашленде была построена про­ мышленная установка для приготовления и вдувания уголь­ ной пыли в доменную печь «Аманда» полезным объемом 2240 м3. Установка рассчитана на производство 680 т уголь­ ной пыли в сутки и замену углем 30% кокса [101[. Большин­ ство других зарубежных установок для вдувания угля прин­ ципиально мало отличаются от описанных выше типов.

Опытно-промышленные установки для приготовления и вдувания угольной пыли в доменные печи, разработанные в СССР

Первые проекты опытно-промышленных установок для приготовления угольной пыли и пневматической подачи ее в горн доменной печи выполнены Гипромезом для Днепро­ дзержинского и Карагандинского металлургических заводов.

На рис. 24 представлено пылеприготовительное отделение установки для вдувания пылеугольного топлива, спроекти­ рованной Карагандинским отделением Гипромеза для до­ менной печи № 2 объемом 1719 м3 Карагандинского метал­ лургического завода [3, 23]. Уголь со склада ленточным транспортером 7 подается в бункер 8 сырого угля емкостью 160 т, из которого через ленточные весы-питатель 6 по­ ступает по трубопроводу 3 в мельницу 2 типа ШБМ 287/470. По воздухопроводу 18 в мельницу подводится горячий воз­ дух, а от мельничного вентилятора 13 типа ВМ-50/1000 — холодный воздух рециркуляции. Измельченный и подсушен­ ный уголь из мельницы выносится в сепаратор 5, из кото­ рого крупные частицы по трубопроводу 4 возвращаются в мельницу 2, а мелкие частицы транспортируются в цик­ лон 9, где отделяются от транспортирующего агента и ссы­ паются в сдвоенный бункер И емкостью 200 т. Часть за­ пыленного воздуха вентилятором 13 по трубопроводу 10

107

направляется в мельницу 2, а оставшийся — подается по воздухопроводам 12 в топки котлов. Под бункером 11 уста­ новлен двухкамерный пневматический насос 15 типа УКП- 1000-69 с упрощенной системой управления. Из камер­ ного насоса 15 по трубопроводу 16 диаметром 100 мм и

Рис. 24. Схема установки приготовления угольной пыли для доменной печи № 2 Карагандинского металлургиче­ ского завода:

длиной 350 м угольная пыль транспортируется в бункер распределительно-дозировочной установки. Недостатком схемы является использование общего пылевого бункера 11 для котлов и доменной печи, что, в случае ремонта котлов, приводит к прекращению подачи топлива в доменную печь. По этой же причине в доменную печь вдували уголь-пром- продукт с содержанием золы до 35—40%, являющийся ос­ новным топливом котлов.

108

На рис. 26 показана схема распределительно-дозиро­ вочного отделения этой установки. Угольная пыль по тру­ бопроводу 6 поступает из отделения приготовления пыли в бункер запаса 8, а запыленный воздух через циклоны 7 отсасывается вентилятором 9 и выбрасывается в атмосфе­ ру. В дальнейшем для лучшей очистки выбрасываемого

Рис. 25. Схема распределительно-дозировочной уста­ новки для пневматической подачи угольной пыли в доменную печь № 2 Карагандинского мёталлургического завода:

ного воздуха; 12 — пылепровод к фурме.

в атмосферу воздуха был установлен мокрый скруббер. Под бункером 8 установлен двухкамерный пневматический на­ сос 10 типа УКП-1000-69. Производительность насоса значительно превышала необходимую для проведения опыт­ ных плавок и практически не регулировалась.

Изменения производительности от 5 до 15 т/ч при пода­ че угольной пыли достигали регулированием расхода воз­ духа на форсунку, аэраторы и верхнюю часть насоса и

109

установкой на выводной трубе камерного насоса дроссель­ ных шайб различного диаметра. Из двухкамерного насоса 10 угольная пыль по пылепроводу 3 диаметром 100 мм по­

и неравномерная во времени подача угольной пыли в до­ менную печь, определяемая спецификой работы камерных насосов; б) значительная неравномерность подачи уголь­ ной пыли из полукольцевых ветвей в фурмы.

Позднее кольцевой коллектор был заменен двумя конус­ ными делителями, что улучшило распределение топлива по отдельным фурмам. От каждого делителя по восьми пылепроводам угольная пыль подавалась к фурмам.

Карагандинская опытно-промышленная установка для вдувания угля предназначалась для принципиальной про­ верки возможности и эффективности замены кокса неде­ фицитным пылеугольным топливом. В 1964—1967 гг. после промышленной эксплуатации эта задача была успешно ре­ шена. Эксплуатация установки позволила уяснить основ­ ное технологическое требование к оборудованию для вду­ вания угля — обеспечение максимальной равномерности подачи угольной пыли во времени и по окружности печи, что особенно важно при работе доменных печей с примене­ нием природного газа, минимальным расходом кокса и вы­ сокой форсировкой плавки.

В 1970 г. на Западно-Сибирском металлургическом за­ воде была сооружена аналогичная Карагандинской опыт­ но-промышленная установка для приготовления и вдува­ ния угольной пыли в доменную печь объемом 2000 м3

[24].

Для завода «Запорожсталь» Укргипромезом и Институ­ том черной металлургии был разработан проект опытно­ промышленной установки для пневматической подачи уголь­ ной пыли в доменную печь объемом 1300 м3 [53, 56]. Схема установки представлена на рис. 26. Угольная пыль из угля марки АШ (антрацитовый штыб) приготавливается на существующем оборудовании заводской ТЭЦ, откуда двухкамерным пневмонасосом перекачивается по двум магистральным пылепроводам 1 в осадительные устройства 2 бункера запаса 3 распределительно-дозировочного отде­ ления. Транспортный воздух обеспыливается в рукавных

П О

фильтрах 4 и вентиляторами 5 выбрасывается в атмосферу. Под бункером 3 установлены четыре двухкамерных пнев­ матических насоса 12.

После проведенной реконструкции необходимую произ­ водительность установки обеспечивал один двухкамерный насос, из которого угольная пыль по трубопроводу 8 с конусным делителем и по четырем коллекторам («четверть кольца») подавалась в фурмы доменной печи. За счет

Рис. 26. Схема распределительно-дозировочной установки для пнев­ матической подачи угольной пыли в доменную печь № 3 метал­ лургического завода «Запорожсталь»:

И — воздухопровод от компрессора; 12 — двухкамерные пневмонасосы.

внесенных изменений и упрощений была достигнута доста­ точная надежность работы двухкамерного пневмонасоса, а производительность каждой камеры регулировалась из­ менением расхода воздуха через аэрирующие устройства. Проведенные замеры по оценке распределения угольной пыли по фурмам показали, что расход ее на соседние фурмы отличался в 3—4 раза.

В июле — августе 1967 г. в течение 26 суток была прове­ дена опытная плавка с вдуванием пылеугольного топлива марки АШ в количестве 21,5 кг/т чугуна. Во время плавки наблюдались сильный абразивный износ и выход из строя

111

воздушных фурм, через которые уголь вдувался в печь, а также неравномерная выдача угольной пыли за время одного цикла работы пневмокамерного насоса.

С целью устранения этих недостатков Институтом черной металлургии был разработан групповой питательдозатор, проведены исследования работы стендовой уста­ новки с использованием такого питателя [21].

На рис. 27 представлена опытно-промышленная уста­ новка, построенная в 1967 г. по проекту Гипростали для доменной печи № 3 Донецкого металлургического завода.

Установка, так же как и вышеописанные, состоит из отделения приготовления угольной пыли /, распределитель­ но-дозировочного отделения II, узлов ввода III, трубо­ проводов 3, 16 пневматического транспорта угольной пыли и контрольно-измерительной аппаратуры.

Для приготовления угольной пыли используется обо­ рудование заводской котельной. Уголь марки ПАРШ или концентрат угля марки Т после дробления по тракту

шахты которых отделяются от амбразур котла глу­ хими перегородками. В мельницах топливо измельчается и высушивается горячим воздухом (160—200° С), а затем транспортируется в группу циклонов 21 диаметром 800 мм, где она улавливается и накапливается в бункере 23 ем­ костью 10 м3. Запыленный воздух отсасывается вентиля­ тором 26 типа ВМ-40/730 и сбрасывается в топку котла для дожигания. Под бункером предусматривалась установка пневматического однокамерного насоса 25 диаметром 1200лш периодического действия с нижней выдачей материала, из которого угольная пыль транспортировалась по тру­ бопроводу 16 к распределительно-дозировочной установ­ ке, расположенной на расстоянии 300 м от доменной печи.. В распределительно-дозировочной установке аэросмесь про­ ходит через два последовательно включенных осадителя 14, в которых отделяется основное количество угольной пыли, а запыленный воздух поступает в рукавный фильтр 15 и вентилятором 20 типа ВД № 3 выбрасывается в ат­ мосферу. Из осадителей 14 угольная пыль ссыпается в бун­ кер запаса пыли 13. Оттуда через отсекающий клапан 11 и загрузочный клапан 10 угольная пыль подается в проме­ жуточный резервуар 8 диаметром 1200 мм, находящийся

112

под атмосферным давлением. После заполнения промежу­ точного резервуара 8 до определенного уровня клапаны закрываются и по трубопроводу 22 в резервуар подается воздух для выравнивания давления в промежуточном и пи­ тающем резервуарах. После этого открывается загрузоч­ ный клапан 7 и угольная пыль из промежуточного резер­ вуара пересыпается в питающий, который постоянно на­ ходится под давлением. В питающем резервуаре высота слоя угольной пыли поддерживается в пределах, контро­ лируемых уровнемерами типа МЭСУ-1М. Из промежуточ­ ного резервуара 8 после опорожнения при закрытом кла­ пане воздух сбрасывается в атмосферу через бункер запаса. Питающий резервуар в нижней части первоначально был оборудован шестью лопастными питателями 24 с приво­ дом от электродвигателей постоянного тока. Каждый пи­ татель подавал пыль по трубопроводу 3 диаметром 24 мм на шесть фурм доменной печи.

Основное требование к установке — непрерывная, рав­ номерная и регулируемая подача угольной пыли в фурмы печи — удовлетворялось применением индивидуальных на каждую трассу механических питателей с регулируемой про­ изводительностью. Это позволило успешно провести пер­ вые опытно-промышленные плавки и приступить к даль­ нейшему совершенствованию установки.

Совершенствование установки для вдувания пылеугольного топлива

В процессе пуска, наладки и эксплуатации оборудования установки были выявлены существенные недостатки в ра­ боте ее отдельных узлов. С целью совершенствования обо­ рудования и повышения надежности его работы в период с 1968 по 1972 гг. была проведена реконструкция установки. Для транспорта угольной пыли от установки приготовле­ ния угольной пыли до распределительно-дозировочной установки вместо камерного насоса с нижней выдачей был установлен камерный насос с верхней выдачей материала. Управление камерным насосом осуществлялось вручную (дистанционно) со щита управления или автоматически от импульса уровнемера типа МЭСУ-1М с емкостным пер­ вичным преобразователем пластинчатого типа. В процессе наладки работы камерный насос был снабжен прибором для контроля расхода воздуха для транспортировки пыли

114