книги из ГПНТБ / Применение пылеугольного топлива для выплавки чугуна

и гидродатчиком, позволяющим контролировать расход угольной пыли, поступающей в распределительно-дози­ ровочную установку. Установка указанных приборов на ка­ мерном насосе позволила добиться оптимального режима пневматического транспорта угольной пыли.

С целью снижения скорости аэровоздушной смеси транспортный трубопровод был выполнен с переменным сечением (74, 81 и 100 мм), а наклонные отрезки трубопро­ вода заменены горизонтальными и вертикальными участ­ ками с установкой колен конструкции Уралэнергочермета, что обеспечило его длительную и надежную работу.

дельных узлов распределительно-дозировочного отделения. Механические питатели были заменены аэрационными, ко­ торые в процессе испытаний зарекомендовали себя с луч­ шей стороны. Подача угольной пыли после реконструкции установки осуществлялась через 12 фурм, что позволило обеспечить непрерывную и регулируемую подачу уголь­ ной пыли в доменную печь как через все, так и через отдельные фурмы.

Проведенные усовершенствования позволили добиться надежной работы оборудования в условиях длительной промышленной эксплуатации, а также удовлетворительного выполнения предъявляемых к оборудованию основных тех­ нологических требований.

Питатели пылеугольного топлива

Для подачи угольной пыли в доменную печь используют­ ся питатели различных конструкций, которые должны удо­ влетворять следующим требованиям: а) непрерывная и рав­ номерная во времени подача угольной пыли; б) возможность регулирования производительности питателя в широком диапазоне; в) работа в условиях значительного избыточного давления; г) подача угольной пыли на все фурмы; д) воз­ можность управления как группой питателей одновремен­ но, так и независимо отдельными питателями; е) надеж­ ная работа в течение длительного периода времени.

115

Рис. 29, Групповой роторный дозатор конструкции ИЧМ.

тырехсекционный многоячейковый ротор 5. Каждая сек­ ция 2 отделена от другой кольцеобразными выступами 1. Сверху из питающего резервуара 3 угольная пыль посту­ пает в ячейки. При вращении ротора уголь из ячеек

116

высыпается в смесительные камеры б, расположенные под каждой секцией, куда через аэрационные устройства 7 подводится воздух для улучшения его сыпучести. В ниж­ ней части смесительной камеры имеется разгрузочное устройство 8, откуда пыль транспортируется воздухом по пылепроводу 9 в фурмы доменной печи. Питатель исследо­ ван на опытной лабораторной установке. При изменении числа оборотов от 4,5 до 12 об/мин производительность

фурмам составила 1,7—3,3%. Опубликованных сведений о результатах работы группового роторного питателя в про­ мышленных условиях не имеется.

Представленный на рис. 30 лопастный (ячейковый) пи­

установлен ротор 5, насаженный на вертикальный вал 6. Часть ротора над разгрузочным патрубком 3 закрыта сверху сектором 2, который имеет патрубок 1 для подачи воздуха;

Привод питателя состоит из электродвигателя постоян­ ного тока типа П-41 мощностью 3,2 кет и червячного редук­ тора РЧН-180 с передаточным числом 37 (на рисунке не показан). Скорость вращения ротора питателя изменяется в диапазоне от 5,5 до 16 об/мин, что соответствует произ­ водительности питателя 0,24—0,72 т/ч.

В процессе эксплуатации в промышленных условиях были выявлены конструктивные недостатки лопастных пи­ тателей: большой вес и громоздкость деталей питателя; значительный расход электроэнергии; трудности соблюдения гарантированных зазоров между корпусом питателя и до­ зирующим ротором; ненадежная работа сальникового уплотнения вала из-за плохого конструктивного выполне­ ния узла затяжки его; отсутствие дозирования пыли при давлении в питающем резервуаре выше 2 ати из-за выдав­ ливания ее через зазоры между корпусом и дозирующим ротором.

Лопастный питатель, как и другие механические доза­ торы с вращающимся рабочим ротором, был непригоден для дозирования и равномерного распределения угольной пыли по фурмам доменной печи и подлежал замене более надежными дозирующими устройствами аэрационного типа.

117

Аэрационный питатель. В настоящее время известны конструкции питателей, которые позволяют подавать ма­ териал непрерывно, равномерно и изменять производи­ тельность питателя в широком диапазоне. В промышленных условиях работает низконапорный аэропитатель пыли, который обеспечивает непрерывную, равномерную и регу­ лируемую подачу угольной пыли к горелке котла [20].

Принимая во внимание принципиальные преимущества

в 1970 г. для установки на Донецком металлургическом заводе был разработан аэрационный питатель произво­ дительностью 0,2— 1,0 т!ч, который испытывался в про­ мышленных условиях в течение 45 суток при подаче уголь­ ной пыли в одну фурму. Поскольку результаты испытаний были вполне удовлетворительными, в 1972 г. механические питатели были демонтированы, а вместо них установлены шесть аэрационных питателей, которые работали непре­ рывно в течение 140 суток. Конструкция аэрационного пи­ тателя показана на рис. 31.

Питатель состоит из корпуса, имеющего две части: ниж­ нюю 23 (цилиндрическую) и верхнюю 21 (коническую). Флан­ цем 20 питатель присоединяется к отводу 18 питающего ре­ зервуара 12. В нижней части питателя размещен запорнорегулирующий орган, состоящий из полого штока 26, который проходит через направляющую втулку с сальни­ ковым уплотнением 25 и пористую перегородку (аэра­ ционную решетку) 24, и может перемещаться в вертикаль­ ном направлении гайкой 27. Полый шток 26 на верхнем конце имеет конусный клапан-форсунку 7, а нижним кон­ цом через гибкий шланг 28 соединяется с подводящим воз­ духопроводом 4. Пористая перегородка 24 образует две камеры в питателе: нижнюю (воздушную), в которую по трубопроводу 5 через кольцевой распределитель 6 подает­ ся воздух, и верхнюю (надрешеточную), где образуется аэросмесь из угольной пыли и воздуха.

В верхней части 21 корпуса питателя размещены: аэра­ ционное устройство 10, к которому подсоединен воздухо­ провод 11 и выводная труба 9 с входным конусом 8, снаб­ женным резиновым кольцом и являющимся одновременно седлом конусного клапана-форсунки 7 запорно-регулирую- щего органа. Выводная труба 9 проходит через сальник 16, установленный в стенке отвода 18питающего резервуа-

119

pa 12, и оснащена центрирующе-стопорным устройством 17, пробковым краном 13 с круглым проходным сечением, рав­ ным внутреннему сечению выводной трубы, и смеситель­ ной камерой 14. Над решеткой расположены и боковые от­ воды с запорно-регулирующими устройствами 22.

Рис. 31. Аэрационный питатель.

Питатель оборудован обратными клапанами 3, запор­ ной арматурой 2, расходомерами 1, концентратомером 19. Пыль к фурмам подается по пылепроводу 15.

Исследование характеристик работы механических и аэрационных питателей. В процессе длительной работы установки были получены характеристики работы механи­ ческих и аэрационных питателей.

Контроль работы питателей осуществлялся с помощью приборов: а) контроля движения угольной пыли по фурмам

120

ратомера. Схема расположения датчиков этих приборов на транспортных трубопроводах показана на рис. 32.

На рис. 33 представлены зависимости производитель­ ности лопастных механических питателей от числа оборо­ тов приводных двигателей и расхода воздуха на транспорт.

Рис. 32. Схема расположения датчиков на транспортных пылепроводах:

показана электрическая проводка, штрихпунктирной — технологическая трасса).

При определении зависимости производительности лопаст­ ных питателей от оборотов приводных двигателей расход воздуха на транспорт поддерживался постоянным (70 м8/ч), а давление в питающем резервуаре изменялось с измене­

только при изменении числа оборотов приводных двигате­ лей, но и при изменении расхода воздуха на транспорт. Производительность питателей отличается от среднего зна­ чения не более чем на ±30% , за исключением одного (кривая Г).

В период проведения опытных плавок периодически осуществлялась корректировка работы питателей установ­ ки. Этим достигалось более равномерное поступление уголь­

121

ной пыли по фурмам, что позволило добиться устойчивой работы доменной печи при повышенном расходе угольной пыли (до 60 кг/т чугуна). Производительность питателей задавалась установкой определенного числа оборотов при­ водных двигателей, а выравнивание производительно­ стей осуществлялось изменением расхода воздуха на транс­

порт.

Индивидуальная работа аэрационного питателя с верх­ ней выдачей материала исследовалась в промышленных усло-

ния наиболее эффективных регулирующих параметров в схе­ ме автоматики. В процессе исследований изучалось влияние на дозирующую способность питателя следующих парамет­ ров: а) расхода воздуха через аэрационное устройство в ко­ нусе питателя; б) расхода воздуха через аэрационную ре­ шетку; в) расхода воздуха через запорно-регулирующий ор­ ган; г) расхода воздуха через смесительную камеру; д) по­ ложения клапана-форсунки относительно седла запорнорегулирующего органа; е) давления в питающем резервуаре.

На рис. 34 представлена зависимость концентрации угольной пыли от положения форсунки аэрационного питате­ ля. Установлено, что при отводе клапана-форсунки от сед­ ла на расстояние от 2,5 до 5 мм питатель работает в неустой­ чивом режиме. Устойчивая работа питателя наблюдается

122

Зависимость концентрации угольной пыли в аэропотоке от давления в питающем резервуаре показана на рис. 35. Из рисунка видно, что при изменении давления в питающем резервуаре концентрация изменяется по линейному закону.

Наиболее значительное влияние на изменение концен­ трации и производительности аэрационного питателя ока­ зывают изменения давления в питающем резервуаре и рас­ хода воздуха через смеси­ тельную камеру. Эти пара­ метры можно использовать в схемах автоматического регулирования в качестве регулирующих воздейст­ вий.

Значительный интерес представляет рассмотрение характеристик всех пита­ телей установки и нерав­ номерность дозирования угольной пыли отдельными питателями. С этой целью были проведены исследо­ вания группы аэрацион­ ных питателей с помощью емкостных и радиоизотоп­ ных концентратомеров.

Схема расположения приборов на транспортных трубопро­ водах аналогична схеме при исследовании лопастных питателей.

На рис. 36 и 37 показаны графики зависимостей концен­ трации угольной пыли в аэропотоке и производительности питателя от расхода воздуха на питатель. Из рисунков вид­ но, что концентрация угольной пыли изменялась в преде­ лах от 2 до 19 кг/м3, а производительность — от 150 до 650 кг/ч. Максимальные производительности аэрационных питателей отличаются от среднего значения не более чем на ±30%, а среднее отклонение производительности со­ ставляет ±16%.

В процессе исследований группы аэрационных пита­ телей получена также зависимость концентрации и произ­ водительности аэрационных питателей от давления в питаю-

123

щем резервуаре (рис. 38). Производительность питателей при изменении давления в питающем резервуаре изменя-

Рис. 37. График зависимости производительности аэрацион­ ных питателей от расхода воздуха на питатель. (Цифры около кривых соответствуют

номерам фурм).

Рис. 36. График зависимости кон­ центрации аэросмеси от расхо­ да воздуха на питатель. (Цифры около кривых соответствуют но­ мерам фурм).

124