Лекция 15. Сушка и разогрев батареи

Батарея коксовых печей—дорогостоящее сооружение, срок его эксплуатации доходит до 30 и более лет. Продол­жительность работы батареи и условия ее эксплуатации в значительной мере определяются тем, как проведены ее сушка и разогрев — два основных этапа растопки. Нару­шения нормального режима сушки и разогрева могут нару­шить герметичность кладки, что в дальнейшем осложнит эксплуатацию печей и сократит срок их службы. Вот почему растопка батареи является чрезвычайно ответственным периодом и производится специализированной организа­цией — коксохимической станцией.

Схема движения газов

При растопке коксовых печей схема движения газовых потоков (рис. 1) отличается от схемы, применяемой при эксплуатации печей.

Печи растапливают при помощи специальных временных выносных топок, устанавливаемых против каждой камеры на обслуживающих площадках машинной и коксовой сто­рон батареи. Разбавленные воздухом продукты горения (теплоноситель) поступают в камеру коксовой печи, про­ходят через специально уложенную временную насадку, используемую для распределения газового потока, и затем направляются в растопочные отверстия, расположенные в стенах люков, служащих для загрузки коксовых печей и отвода из камер прямого коксового газа. Эти растопочные отверстия соединяют люки с растопочным каналом, прохо­дящим над вертикалами. Таким образом, коренное разли­чие схем движения газов при растопке печей и их эксплуата­ции заключается в том, что в первом-случае камера коксо­вания соединена при помощи растопочных отверстий с ото­пительной системой.

Растопочный канал служит для распределения теплоно­сителя по вертикалам отопительного простенка. Для этой цели в растопочном канале над каждым вертикалом имеются специальные регистры. Как правило, чем ближе находится тот или иной вертикал к растопочным отверстиям, тем в большей степени регистр перекрывает сечение, по кото­рому теплоноситель поступает из растопочного канала в вертикал. Из вертикалов теплоноситель по косым ходам и регенераторам отводится в борова и дымовую трубу.

Топливо и топки

Для растопки печей используется твердое, жидкое или газообразное топливо. Наиболее удобным является послед­нее. К преимуществам растопки газом относятся: простота регулировки температур, что особенно важно в условиях большого количества топок; удобство обслуживания; ис­ключение возможности ошлакования; более низкая стои­мость растопки.

Растапливать батарею можно как коксовым, так и до­менным газом. К особенностям доменного газа, которые при растопке можно оценивать как преимущества, относятся:

низкое влагосодержание продуктов горения (1,5—2 %) по сравнению с 20—22 % в продуктах горения коксового газа), большой их объем (1.76 м³ на 4000 кДж по сравнению с 1,4 м³ у коксового газа). К недостаткам доменного газа следует отнести его высокую токсичность, вызываемую вы­соким содержанием окиси углерода.

В связи с преимуществами растопки газом она приме­няется всегда, когда это только возможно. И лишь в случае отсутствия газа, например при растопке первой батареи на заводе, приходится производить растопку твердым топли­вом: дровами, углем, коксом. Дрова используются лишь в начальной стадии растопки, при температурах до 160—170° С. В дальнейшем используется уголь и кокс. Если необходимо повысить температуру, к углю добавляют камен­ноугольную смолу.

Жидкое топливо для растопки не применяется, так как при этом требуется сравнительно дорогое оборудование (форсунки, временные паровые коммуникации), а само топливо является огнеопасным. В некоторых случаях (при отсутствии газа — коксового или доменного) растопку про­водят сжиженным газом, доставляемым на завод в балло­нах. На период растопки каждую камеру закрывают с ма­шинной и коксовой сторон не дверьми, а специальными кир­пичными перемычками.

Для растопки печей применяют временные топки либо внутренние, либо выносные. Внутренние топки выклады­вают в самой камере коксования с машинной и коксовой сторон батареи. При растопке твердым топливом оно по­дается непосредственно на колосники внутренней топки, при растопке газом — в каждую камеру вводится горелка, в которую газ поступает из проложенного вдоль фронта печей временного газопровода. Необходимый для горения воздух засасывается в камеру благодаря разрежению, со­здаваемому дымовой трубой.

Внутренние топки имеют весьма существенные недо­статки. Поступающий извне холодный воздух охлаждает головки камер коксовых печей, а на участке, расположен­ном против второго и третьего вертикалов, находится очаг горения и поэтому здесь устанавливаются высокие темпера­туры. Такая неравномерность прогрева стены приводит к возникновению неплотностей в кладке и образованию трещин.

Указанные недостатки устранены в выносных топках, выкладываемых на обслуживающих площадках машинной и коксовой сторон батареи. Эти топки соединены с камера­ми специальными газоходами. Горение топлива и раз­бавление продуктов горения воздухом происходят в самой выносной топке. В камеру печи поступает теплоноситель со сравнительно однородной температурой. Это предот­вращает охлаждение кладки в местах поступления воздуха и перегрев в зоне горения топлива. К достоинствам выно­сных топок относятся также простота регулирования про­цесса горения, разбавления продуктов горения воздухом, обслуживания, возможность предотвращения ошлакова-ния стен.

Недостатком выносных топок является повышенный рас­ход топлива на растопку, вызванный большими потерями тепла излучением в окружающее пространство. Учитывая, однако, непродолжительное время растопки, этот недоста­ток нельзя признать существенным. К недостаткам вынос­ных топок при растопке твердым топливом следует от­нести также то, что по достижении температуры 500—600° С необходимо переходить на растопку с внутренней топкой. Объясняется это тем, что при небольших размерах выносных топок (их размеры ограничены малым осевым рас­стоянием между печами и габаритами обслуживающей площадки) не удается поднять температуру выше указан­ных значений.

В настоящее время применяется растопка при помощи выносных топок. При этом часть стены камер коксовых пе­чей с машинной и коксовой сторон батареи обкладывается шамотным кирпичом. Эта футеровка предохраняет динасо-вые стены от перегрева и ошлакования. Укладываемая в камере коксования насадка из шамотного кирпича, под которую поступает теплоноситель из выносной топки, пред­назначена для разделения газового потока, а также для ак­кумуляции тепла и предохранения кладки от перегрева или охлаждения.