CC BY
41
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
Список використаних джерел:
1. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика / В.Е. Гмурман. - М. : Высшая школа, 2003. - 479 с.
2. Дюк В.А. Data Mining. Учебный курс / В.А. Дюк, А.Б. Самойленко. - СПб : Питер, 2001. -368 с.
3. Мiрошниченко В.1. Аналггичне визначення режиму охолодження листового прокату при застосуванш водоповггряно! сумiшi / В.1. Мiрошниченко // Металургшна i прничорудна промисловiсть : Зб. наук. пр. - Дншропетровськ : ООО «Укрметаллургинформ «НТА», 2011. - Вип. 6. - С. 35-37.
4. Мiрошниченко В.1. Моделювання процесу охолодження листового прокату як складово! об'екта управлшня / В.1. Мiрошниченко, О.1. ^мкш // Вiсник Приазовського державного техшчного унiверситету : Зб. наук. пр. / ДВНЗ «ПДТУ». - Марiуполь, 2011. - Вип. 22. - С. 232-236.
Bibliography:
1. Gmurman V.E. Probability theory and mathematical statistics / V.E. Gmurman. - M. : Vysshaya shkola, 2003. - 479 p. (Rus.)
2. Duke V.A. Data Mining. Training course / V.A. Duke, A.B. Samoilenko. - St. Petersburg : Piter, 2001. - 368 p. (Rus.)
3. Miroshnichenko V.I. Analytical determination mode cooling sheet products in the application of water-mix / V.I. Miroshnichenko // Metallurgical and Mining Industry : Collection of scientific works. - Dnepropetrovsk : OOO «Ukrmetallurhynform «NTA», 2011. - Issue 6 - P. 35-37. (Ukr.)
4. Miroshnichenko V.I. Simulation of cooling sheet products as part of the control object / V.I. Miroshnichenko, A.I. Simkin // Reporter of the Priazovskyi state technical university : Collection of scientific works / SHEE «PSTU». - Mariupol, 2011. - Issue 22. - P. 232-236. (Ukr.)
Рецензент: В.О. Маслов
д-р техн. наук, проф., ДВНЗ «ПДТУ»
Стаття надшшла 16.11.2015
УДК 669.162.23
© Койфман А.А.1, Симкин А.И.2
ОСОБЕННОСТИ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ БЛОКА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ С НАГРЕВОМ НАСАДКИ ПОД ДАВЛЕНИЕМ
Выполнен сравнительный анализ известных методик определения временных параметров работы блока воздухонагревателей доменной печи. С использованием базы данных значений основных технологических параметров работы блока осуществлена настройка математической модели работы каждого из воздухонагревателей группы. Разработана методика определения основных параметров работы блока на основании требуемой температуры дутья. Показано, что при повышении давления в рабочем пространстве в течение периода нагрева насадки температура горячего дутья может быть увеличена за счет большего количества теплоты, усвоенной насадкой.
Ключевые слова: нагрев доменного дутья, группа доменных воздухонагревателей, математическая модель, температура дутья, давление газа-теплоносителя, режим работы.
1 ст. преподаватель, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г Мариуполь, koif mann(q)gmail. com
2 канд. техн. наук, доцент, ГВУЗ «Приазовский государственный технический университет», г. Мариуполь, simkin@ukr. net
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
Койфман О.О., CiMKiH О.1. Особливостi визначення napaMempie блоку noeimpo-нaгpiвaчiв з нaгpiвoм насадки nid тиском. Виконано пор1вняльний анал1з eidoMUX Memodie визначення часових napaMempie роботи блоку noвimpoнaгpiвaчiв доменног ne4i. З використанням бази даних значень основних meхнoлoгiчних napaMempie роботи блоку здтснена настройка математичног мoдeлi роботи кожного з повтро-нaгpiвaчiв групи. Розроблено методику визначення основних napaмempiв роботи блоку на niдсmaвi нeoбхiднoг температури дуття. Показано, що при тдвищент тиску в робочому npoсmopi протягом nepioду нaгpiву насадки температура гаря-чого дуття може бути збтьшена за рахунок быьшог ^brn^i теплоти, засвоеног насадкою.
Ключoвi слова: нaгpiв доменного дуття, група доменних noвimpoнaгpiвaчiв, мате-матична модель, температура дуття, тиск газу-теплоноая, режим роботи.
О. О. Koifman, О.1. Simkin. Features of the definition of parameters of a block of hot blast stoves with heating of a checker under pressure. An issue of improvement of the effectiveness of the operation of a block of hot blast stoves of the blast furnace in order to rise the temperature of the blast-furnace air was considered. It was shown that an increase of the temperature of the blast-furnace air without the use of natural gas and oxygen for combustion is possible due to the changing of the operation modes of a block of hot blast stoves and at the increase of the pressure of the exchange gas. An analysis of the recent researches and publications describing the methods for determining the parameters of the operation of the block of hot blast stoves of the blast furnace was performed; their advantages and disadvantages were described. The goal of the research was set. A database of process parameters of the block was processed to determine the main characteristics of the operation of hot blast stoves of the blast furnace. Averaged values of the basic technical and design parameters were obtained; they characterize the operation of each hot blast stove of the block with the use of which the adjustment of a mathematical model of the operation of each of hot blast stove of the block was achieved. A method for determining the main unit operating parameters on the block on the account of the desired blast temperature was designed. The values of the duration of the cycle "heating + air blasting" depending on the set-point temperature of the smoke at various values of air blasting temperatures were determined for each hot blast stove of the block using a mathematical model. The authors suggested to use such dependencies to determine the temporal parameters of the operation of the block of hot blast stoves. The obtained values of the duration of heating periods and air blasting of each hot blast stove of the block should be corrected if the continuity of the air blast supply to the blast furnace is not ensured. The examples of the use of this technique were given and the obtained results were described. It is shown that an increase of the pressure in the operating space in the course of the heating period of the checker the temperature of the hot air blasting can be increased due to a larger amount of heat accumulated by the checker. As seen from the results of the research the set blast conditions of the blast furnace can be ensured with fewer hot blast stoves in the block due to the increase of the pressure. Keywords: heating blast air, a group of blast stoves, mathematical model, the blast temperature, gas-coolant pressure, mode.
Постановка проблемы. Одним из самых известных методов интенсификации доменной плавки является увеличение температуры горячего дутья, что является одним из самых действенных факторов по снижению расхода кокса. Физическое тепло, поступающее в доменную печь с дутьем, заменяет тепло, которое выделяется при сжигании кокса. Тепло дутья практически полностью используется на прямое восстановление элементов, перевод серы в шлак и нагрев чугуна и шлака, в то время как часть тепла при сжигании кокса уносится с образовавшимися при его горении газами. Уменьшение расхода кокса, в свою очередь, снижает количество формирующегося шлака за счет уменьшения количества золы кокса и расхода флюса на ее ош-лакование. При снижении количество шлака уменьшается расход тепла на его формирование и нагрев.
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
В настоящее время период эксплуатации большинства воздухонагревателей доменных печей (далее - ВН) металлургических предприятий Украины превышает межремонтный срок службы. Это объясняется тем, что при проведении ремонтов доменных печей воздухонагревателям не уделяют должного внимания [1].
В связи с дефицитом и высокой стоимостью природного газа основным путем повышения температуры дутья является оптимизация режимов работы группы воздухонагревателей. При этом в составе группы могут эксплуатироваться воздухонагреватели с различными техническими характеристиками и степенью износа элементов их конструкций.
Увеличение температуры доменного дутья и изменение режимов работы воздухонагревателей без использования природного газа и кислорода для горения возможно в случае наличия хотя бы небольшого резерва доменного газа, который можно использовать для интенсификации нагрева насадки, используя повышение давления газа-теплоносителя [2].
Анализ последних исследований и публикаций. Для нахождения оптимального времени дутьевого периода по критерию максимума теплоусвоения дутьем в [3, 4] предложено выражение, исходя из теплового баланса воздухонагревателя. Расчет по предложенному выражению довольно прост, т.к. все входящие в формулы величины легко определяются по эксплуатационным данным воздухонагревателей. При этом при сведении баланса в статье прихода не учитывается физическая теплота компонентов горения. Грес Л.П. [5] предложил методику расчета оптимального по теплоусвоению дутьем режима работы блока воздухонагревателей при отличных от нуля температурах газа и воздуха. Приведенная методика наиболее просто реализуется для блока воздухонагревателей, имеющих одинаковые или близкие теплотехнические характеристики.
Малкин В.М. [6, 7] предлагает методику выбора режима работы блока воздухонагревателей (последовательный, попарно-параллельный, режим работы со смещением в дутьевой период), при котором в среднем за период дутья удовлетворяется условие постоянства тепла, поступающего в доменную печь. Методика основана на следующих допущениях: воздухонагреватели в блоке считаются одинаковыми, теплоемкость дутья постоянна и равна средней, расход дутья через воздухонагреватель постоянный.
Соломенцев С.Л. [8, 9] предложил упрощенный метод оптимизации режима работы блока доменных воздухонагревателей, учитывающий их индивидуальные особенности. В соответствии с этим методом, каждый воздухонагреватель в блоке временно переводится на последовательный режим работы без смесителя. При этом через определенные промежутки времени контролируются температура купола, отходящих газов, дутья и расходы газовых сред. Используемый воздухонагреватель снимается с дутья и ставится на нагрев при снижении температуры дутья до заданного минимального значения. Нагрев производится при максимальном возможном расходе газа с учетом полноты его сгорания, а также с фиксацией номинальных значений температуры купола и отходящих газов. Результаты экспериментов представляются в виде средней зависимости температуры дутья от времени. На основании предложенной методики выбирается минимальная продолжительность периода дутья, исходя из условий удобства обслуживания воздухонагревателя, что определяет максимальную температуру дутья. Данный метод применим для смешанного режима работы блока воздухонагревателей.
Целью данной работы является разработка методики определения параметров работы блока воздухонагревателей, в том числе и работающих под давлением в период нагрева насадки.
Изложение основного материала. Авторами в рамках НИР «Обследование состояния блока воздухонагревателей доменной печи и оптимизация его режимов работы» в 2012 г. было проведено обследование блока воздухонагревателей (далее БВН) одной из доменных печей металлургического комбината «Азовсталь».
Блок воздухонагревателей включал 5 воздухонагревателей (далее ВН №1 - ВН №5), причем их состояние и технические характеристики существенно отличались.
На момент обследования ВН №5 находился на капитальном ремонте, ВН №1, ВН №3 и ВН №4 - в удовлетворительном состоянии, а ВН №2 - в неудовлетворительном. В связи с возникшей ситуацией блок воздухонагревателей функционирует в последовательном режиме, причем этот режим поддерживается последовательной работой воздухонагревателей ВН №1 и ВН №4, находящихся в удовлетворительном состоянии, и одновременной (параллельной) рабо-
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
той воздухонагревателя ВН №3 и «слабого» воздухонагревателя ВН №2.
Во время обследования оценивались значения основных технологических параметров работы воздухонагревателей, текущие производственные ситуации и действия технологического персонала в этих ситуациях, продолжительности периодов нагрева насадки и дутьевого периода, продолжительность переключения воздухонагревателе с режима на режим и пр. Информация по каждому из работающих воздухонагревателей накапливалась. Значения технологических параметров по периодам нагрева и дутья сравнивались для различных периодов, как для каждого воздухонагревателя, так и между разными воздухонагревателями блока.
Заданная температура купола обеспечивалась изменением расхода топлива при постоянном расходе воздуха, т.к. регулирование расхода подаваемого на горение воздуха было невозможно по техническим причинам (отсутствие соответствующих средств контроля и регулирования). Заборы воздуха напорных вентиляторов горелок воздухонагревателей, у которых пропускная способность насадки снижена, были частично перекрыты (от 50% до 75% площади заборных отверстий). Непрерывный контроль калорийности доменного газа отсутствовал, 2 раза в сутки производилось измерение калорийности (750 - 820 ккал/м3).
Паспортная производительность горелок всех воздухонагревателей блока одинакова (48000 м3/ч). При этом на ВН №2 максимальный расход газа - 18000 м3/ч, на воздухонагревателе ВН №3 - 40000 м3/ч.
Были обработаны базы технологических параметров по воздухонагревателям за период с сентября 2010 г. по март 2011 г. Из обработки исключены периоды, которые были значительно меньше или больше средней длительности периодов, а также периоды, для которых значения технологических параметров не соответствует рабочему диапазону.
В табл. 1 представлено распределение количества периодов нагрева насадки и дутья в зависимости от длительности периода. Для периода нагрева насадки наибольшее количество периодов относится к диапазону от 3 до 4 часов, а для периодов нагрева дутья - от 2 до 3 часов.
Таблица 1
Оценка временных параметров работы блока в рассматриваемый период
Длительность периода, мин Количество обработанных периодов (значимых)
ВН №1 ВН №2 ВН №3 ВН №4
Нагрева насадки
От 121 до 180 50 49 25 19
От 181 до 240 505 470 293 308
Более 241 98 156 144 121
Нагрева дутья
До 120 25 71 64 86
От 121 до 180 387 522 253 461
От 181 до 240 109 71 98 74
Технические и расчетные параметры воздухонагревателей блока в рассматриваемый период приведены в табл. 2.
Таблица 2
Техническая характеристика и эксплуатационные параметры работы воздухонагревателей
Параметр Единица измерения Номер воздухонагревателя
ВН №1 ВН №2 ВН №3 ВН №4
Высота насадки м 38,826 38,826 38,731 35,354
Диаметр насадки м 7,8 7,8 7,8 7,8
Площадь сечения насадки 2 м 47,78 47,78 47,78 47,78
Диаметр ячейки насадки м 0,04 0,04 0,04 0,04
Порозность насадки м3/м3 0,376 0,376 0,376 0,376
Номинальная производительность горелок кг/м3 48000 48000 48000 48000
Средний расход доменного газа м3/ч 40405 17473 40275 51816
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Продолжение таблицы 2
Средняя температура дыма после окончания периода нагрева °С 387 374 391 387
Средняя температура купола после окончания периода нагрева °С 1297 1190 1276 1274
Время нагрева насадки с 12948 13215 13668 13601
Температура холодного дутья °С 100 100 100 100
Средняя температура купола после окончания периода дутья °С 1243 1134 1189 1203
Время дутья с 7257 8939 9349 8818
Заданная температура дутья °С 980 980 980 980
Расход дутья м3/мин 2500 967,5 1532,5 2500
Ранее авторами была разработана математическая модель оценки теплового состояния насадки доменного воздухонагревателя, работающего в различных режимах [10] (далее - модель), учитывающая как конвективный теплообмен, так и радиационный.
Модель основана на решении общей задачи теплообмена в насадке при неравномерном начальном распределении температуры по высоте насадки и различной температуре газа-теплоносителя на входе в насадку.
С целью дальнейшего исследования режимов работы БВН модель была адаптирована к производственным условиям с помощью настроечных коэффициентов, которые позволяют учесть текущее состояние воздухонагревателей, в первую очередь - регенеративной насадки.
В качестве исходных данных для моделирования использовались параметры воздухонагревателей, приведенные в табл. 2.
На графиках (рис. 1) представлены результаты моделирования на примере ВН №1.
350
О 300
^ & 250
£ 200
&
с 150
8
Н 100
50
/ /
/ ✓
У
0
3000
6000 9000 12000 15000 Время, с
-Реальный ВН--Модель
а) Температуры поднасадочного пространства (реальный воздухонагреватель) и газа в нижнем слое насадки (модель)
350 О 300
¡£ 250
¡3 200 &
§ 150
н 100 50
Л
\ \
ч
3000
6000
9000
Время, с -Реальный ВН--Модель
в) Температуры поднасадочного пространства (реальный воздухонагреватель) и газа в нижнем слое насадки (модель)
1320
&
ИТ 1270 &
1220
0 3000 6000 9000 12000 15000 Время, с -Реальный ВН--Модель
б) Температура купола в период нагрева насадки
1320
5 1270
6
и с 8 и Н
1220
г ■- -- -- ' ' ---- ч
ч N ч \ .___\ ч
3000 6000 Время, с - Реальный ВН--Модель
9000
г) Температура купола в период нагрева дутья
Рис. 1 - Сравнение работы реального воздухонагревателя и результатов моделирования: а, б - период нагрева; в, г - период дутья
0
0
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Как видно из графиков, результаты моделирования соответствуют заводским данным. Следует заметить, что температура отходящих газов (рис.1, а) в период нагрева измеряется в поднасадочном пространстве и, естественно, не соответствуют температуре газа в нижнем слое насадки.
Для оценки правильности функционирования модели одновременно производился расчет теплового баланса в соответствие с методикой [11]. Данные (табл. 3) свидетельствуют о том, что отдельные статьи баланса представляют собой числа одинакового порядка и отличаются в диапазоне от 1 до 8%.
Таблица 3
_Тепловой баланс реального воздухонагревателя и результатов моделирования_
Параметр Реальный ВН Модель Отклонение
Период нагрева насадки
Исходная теплота в насадке 9,76-Ш11 1,01-1012 4%
Теплота в насадке после нагрева 1,40-1012 1,47-1012 5%
Теплота, накопленная насадкой 4,22-10и 4,57-10и 8%
Теплота, внесенная газом-теплоносителем 6,08-10и 6,28-10и 3%
Теплота, унесенная с дымовыми газами 1,96-10и 2,11-10и 8%
Теплота, отданная газами насадке 4,12-10и 4,17-10и 1%
Период наг зева дутья
Тепло, переданное от насадки доменному дутью 4,40-10" 4,57-Ю11 4%
Используя данные табл. 2, для каждого воздухонагревателя блока с помощью математической модели определены значения продолжительности цикла «нагрев + дутье» в зависимости от заданного значения температуры дыма при различных заданных значениях температурах дутья. Результаты расчетов в виде графиков приведены на рисунках 2 и 3.
Рис. 2 - Зависимости продолжительности цикла «нагрев+дутье» от температуры дыма при различных заданных значениях температуры дутья для ВН№1: -•- -Тдат= 1190°С;
- ТдуТ = 1210°С;
- Тдут = 1230°С;
- Тдут = 1250°С
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2015р. Серiя: Техшчш науки Вип. 31
ISSN 2225-6733
Рис. 3 - Зависимости продолжительности периодов нагрева насадки и нагрева дутья от температуры дыма при различных заданных значениях температуры дутья
- нагрев Тдут = 1190°С;
- дутье Тдут = 1190°С;
- на-
для ВН№1: -
грев Тдут=1210°С; —- дутье Тдут=1210°С; - нагрев ТдуТ = 1230°С;
—дутье ТдуТ = 1230°С;- нагрев ТдуТ = 1250°С; — - дутье ТдуТ = 1250°С
Задаваясь требуемым значением температуры горячего дутья на выходе из воздухонагревателя (рис. 2, 3), определяем продолжительности цикла, периодов нагрева насадки и нагрева дутья, ориентируясь на заданное значение температуры дымовых газов в период нагрева, при котором воздухонагреватель переключается в режим «дутье». Например, для получения дутья с температурой 1230°С выбираем продолжительность цикла 22000 с при заданной температуре дыма 350°С.
Аналогичные зависимости определены для каждого из ВН группы. В результате формируем режимную карту блока воздухонагревателей (рис. 4), работающего в последовательном режиме.
Рис. 4 - Режимная карта БВН: ^ - нагрев насадки, ^ - нагрев дутья, 0 - пере-
ключение
Как видно из рис. 4, в данном случае карта не удовлетворяет принципу непрерывности подачи доменного дутья в доменную печь: для ВН №№1 и 4 периоды нагрева дутья перекры-
В1СНИК ПРИАЗОВСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО ТЕХШЧНОГО УН1ВЕРСИТЕТУ 2015р. Серiя: Техшчш науки Вип. 31
ISSN 2225-6733
ваются на 2823 с.
Для обеспечения непрерывности подачи дутья необходимо скорректировать продолжительность периода нагрева насадки каждого воздухонагревателя на величину перекрытия при условии сохранения количества теплоты, получаемой соответствующей насадкой (рис. 5). Это достигается за счет снижения текущего расхода доменного газа.
Рис. 5 - Скорректированная режимная карта БВН: ^ - нагрев насадки, грев дутья, 0 - переключение
Л -
на-
Если режимная карта удовлетворяет принципу непрерывности подачи дутья, корректировки периодов нагрева дутья не требуется.
В табл. 4 приведены данные, полученные по вышеописанной методике, для девяти режимных карт, отличающихся избыточным давлением в рабочем пространстве воздухонагревателя в период нагрева насадки, количеством воздухонагревателей в группе, температурой горячего дутья. Режимные карты 3-9 составлены на 3 воздухонагревателя, т.к. воздухонагреватель №2 не может обеспечить задаваемую температуру дутья.
Таблица 4
Сводная таблица режимов блока воздухонагревателей
Номер режимной карты Количество ВН в блоке Номер воздухонагревателя Избыточное давление в воздухонагревателе в период нагрева, кПа Заданные значения Температура дутья, поступающего в доменную печь, °С Параметры цикла «Нагрев-Дутье» Расход Объем израсходованного доменного газа за сутки, х105 м3 m s 0 х1 икт у с а з я Л т утд м е ъ б О Изменение суточного потребления газа, %
Температура купола в период нагрева, °С Температура дыма в период нагрева, °С Температура дутья в конце режима дутья, °С
Время нагрева, с Время дутья, с Среднее количество Переключений за сутки Доменного газа, м3/с i i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
1 4 1 0 1300 300 1200 980 16489 8333 7 36937 2500 18 36 -
2 1195 340 1150 16322 8500 15695 967,5
3 1295 365 1230 16322 8500 30311 1532,5
4 1300 375 1210 16239 8583 39471 2500
2 4 1 0 1300 300 1220 990 14900 7750 7,75 38507 2500 17,4 36 -3
2 1195 400 1175 15150 7500 16172 967,5
3 1295 350 1235 13150 9500 33207 1532,5
4 1300 400 1240 14650 8000 41502 2500
3 3 1 0 1300 300 1250 992 11650 6750 9 44099 2500 18,4 36 +2
3 1295 400 1250 13150 5250 31432 2500
4 1300 300 1230 11400 7000 45965 2500
Серiя: Технiчнi науки ISSN 2225-6733
Продолжение таблицы 4
1 1300 300 1250 11316 6250 33802 2500
4 3 3 25 1295 400 1250 996 12400 5166 9,7 25806 2500 16,5 36 -8
4 1300 300 1230 10816 6750 36612 2500
1 1300 320 1250 11166 6500 35935 2500
5 3 3 25 1295 400 1250 1000 12500 5167 10,7 25600 2500 18,8 36 +2
4 1300 340 1250 11066 6600 36436 2500
1 1300 300 1270 8800 5250 37926 2500
6 3 3 25 1295 400 1270 1011 9850 4200 11,7 27939 2500 18,0 36 0
4 1300 340 1270 8850 5200 37966 2500
1 1300 310 1280 7600 4500 39079 2500
7 3 3 25 1295 400 1280 1015 8500 3600 14,7 27733 2500 19,6 36 +9
4 1300 357,5 1280 7500 4600 40747 2500
1 1300 300 1280 6600 4100 34091 2500
8 3 3 50 1295 390 1280 1021 7600 3100 15,3 23860 2500 20,0 36 +11
4 1300 340 1280 6600 4100 34667 2500
1 1300 300 1285 5800 3700 35690 2500
9 3 3 50 1295 400 1285 1023 6700 2800 17,0 25313 2500 20,5 36 +14
4 1300 300 1285 5900 3600 34983 2500
При разработке режимов продолжительность переключения воздухонагревателя с одного режима на другой принята 300 с.
Выборочное описание режимных параметров (табл. 4):
1. Режимная карта № 1. Режимная карта для существующего блока ВН, обеспечивающих температуру дутья 980°С. Продолжительность цикла составляет 25066 с.
2. Режимная карта №2. Обеспечивается подъем температуры дутья на 10°С при условии снижения потребления доменного газа блоком в сутки на 3% по сравнению с режимом №1. Продолжительность цикла 22650 с.
3. Режимная карта №3. Обеспечивается температура дутья 992°С при условии повышения потребления доменного газа блоком в сутки на 2% по сравнению с режимом №1. Продолжительность цикла 18400 с.
4. Режимная карта №4. Избыточное давление газа-теплоносителя 0,25кПа. Обеспечивается температура дутья 996°С при условии снижения потребления доменного газа блоком в сутки на 8% по сравнению с режимом №1. Продолжительность цикла 17566 с.
5. Режимная карта №7. Избыточное давление газа-теплоносителя 0,25кПа. Обеспечивается температура дутья 1015°С при условии повышения потребления доменного газа блоком в сутки на 9% по сравнению с режимом №1. Продолжительность цикла 12100 с.
6. Режимная карта №9. Избыточное давление газа-теплоносителя 0,5кПа. Обеспечивается температура дутья 1023°С при условии повышения потребления доменного газа блоком в сутки на 14% по сравнению с режимом №1. Продолжительность цикла 9500 с.
Полученные значения продолжительности цикла необходимо увеличить на период времени, необходимый для переключения воздухонагревателей с одного режима на другой.
Как видно из данных табл. 4, часть полученных режимных карт не являются оптимальными с точки зрения суточного потребления доменного газа.
Вместе с тем, результаты расчетов показывают целесообразность повышения давления газа-теплоносителя в периоде нагрева насадки.
Выводы
1. Разработана методика определения основных параметров работы блока на основании требуемой температуры дутья, отличающаяся от известных методик возможностью учитывать техническое состояние воздухонагревателей блока.
2. Показано, что при повышении давления в рабочем пространстве воздухонагревателя в течение периода нагрева насадки температура горячего дутья может быть увеличена за счет большего количества теплоты, усвоенной насадкой.
3. Повышение давления газа-теплоносителя на 25 кПа дает возможность повысить тем-
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
пературу дутья на 35°С, вывести один воздухонагреватель из блока, повысить производительность доменной печи на 0,9% и снизить расход кокса на 0,9% [12].
4. Повышение давления на 50 кПа дает возможность повысить температуру дутья на 45°С,
повысить производительность доменной печи на 1,2% и снизить расход кокса на 1,2% [12].
Список использованных источников:
1. Информационный ресурс : http://metallurgprom.org/?cat= 18.
2. Пат. 88584 Украша, МПК С 21 В 9/14. Споаб на^вання насадки регенеративного тепло-обмшника / О.О. Койфман, О.А. Томаш, О.1. ^мкш, I.A. Ншош, Д.А. Лiвшиц, О.А. Третьяков, О.Б. Ковура, Ю.А. Зiнченко, М.Я. Васькевич; ВАТ «МК «Азовсталь», Приазов. держ. техн. ун-т. - № а200811670; заявл. 30.09.08; опубл. 26.10.09, Бюл. № 20.
3. Грес Л.П. Теплообменники доменных печей / Л.П. Грес, С.А. Карпенко, А.Е. Миленина. -Днепропетровск : Пороги, 2012. - 491 с.
4. Оптимальный тепловой режим работы воздухонагревателей доменных печей / И.М. Лобов, [и др.] // Сталь. - 1962. - № 8. - С. 695-696.
5. Грес Л.П. Оптимизация периодов работы воздухонагревателей доменных печей / Л.П. Грес, А.Е. Милениена, Ю.М. Флейшман // Вестник Донбасской государственной машиностроительной академии. - 2008. - № 3Е(14). - С. 40-42.
6. Тепловой расчет доменных воздухонагревателей для различных режимов их работы. Сообщение 1 / В.М. Малкин, Б.Б. Вегнер, Ф.Р. Шкляр, В.Л. Советкин // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1981. - № 12. - С. 83-86.
7. Тепловой расчет доменных воздухонагревателей для различных режимов их работы. Сообщение 2 / В.М. Малкин, Б.Б. Вегнер, Ф.Р. Шкляр, В.Л. Советкин // Известия ВУЗов. Черная металлургия. - 1982. - № 2. - С. 94-96.
8. Соломенцев С.Л. Рациональные типы насадок и доменных воздухонагревателей / С.Л. Со-ломенцев. - Липецк : ЛГТУ, 2001. - 432 с.
9. Упрощенный метод оптимизации режимов работы блока доменных воздухонагревателей / С.Л. Соломенцев [и др.] // Сталь. - 1986. - № 5. - С. 16-18.
10. Койфман A.A. Моделирование нагрева насадки доменного воздухонагревателя, работающего под давлением / A.A. Койфман, А.И. Симкин, A.A. Томаш // Вюник Приазовського державного техшчного ушверситету : Зб. наук. пр. / ПДТУ. - Марiуполь, 2009. - Вип. 19. -С. 203-206.
11. Койфман A.A. Тепловой баланс регенеративного теплообменника, работающего под давлением / A.A. Койфман, A.H Симкин, A.A. Томаш // Вюник Приазовського державного техшчного ушверситету : Зб. наук. пр. / ПДТУ. - Марiуполь, 2008. - Вип. 18. - Ч. 2. - С. 141144.
12. Товаровский И.Г. Доменная плавка. Эволюция, ход процессов, проблемы и перспективы / И.Г. Товаровский. - Днепропетровск : Пороги, 2003. - 597 с.
Bibliography:
1. Information resourceс : http ://metallurgprom.org/?cat= 18.
2. Pat. 88584 Ukraine, Int. Cl. С 21 В 9/14. Mode of heating of checker of regenerative heat exchanger / O.O. Koifman, O.A. Tomash, O.I. Simkin, I.A. Nikosh, D.A. Livshits, O.A. Tretyakov, O.B. Kovura, Y.A. Zinchenko, M.Y. Vaskevich; PJSC «Azovstal Iron and Steel Works», Pria-zovskyi state technical university. - № а200811670; filed 30.09.08; pub. date 26.10.09, Bulletin № 20. (Ukr.)
3. Gres L.P. Heat exchangers of blast furnaces / L.P. Gres, S.A. Karpenko, A.E. Milenina. - Dnepropetrovsk : Porogi, 2012. - 491 p. (Rus.)
4. Optimal heating mode of operation of hot blast stoves of blast furnaces / I.M. Lobov [et а!.] // Steel. - 1962. - № 8. - P. 695-696. (Rus.)
5. Gres L.P. Optimization of operational periods of hot blast stoves of blast furnaces / L.P. Gres, A.E. Milenina, Y.M. Fleyshman // Reporter of Donbass State Machine Building Academy. -2008. - № 3Е(14). - P. 40-42. (Rus.)
6. Thermal calculation of hot blast stoves for their verious modes of operation. Massage 1 / V.M. Malkin, B.B. Vegner, F.R. Shklyar, V.L. Sovetkin // News of Higher Educational Institu-
Серiя: Техшчш науки ISSN 2225-6733
tions. Iron and Steel Industry. - 1981. - № 12. - Р. 83-86. (Rus.)
7. Thermal calculation of hot blast stoves for their verious modes of operation. Massage 1 / V.M. Malkin, B.B. Vegner, F.R. Shklyar, V.L. Sovetkin // News of Higher Educational Institutions. Iron and Steel Industry. - 1982. - № 2. - Р. 94-96. (Rus.)
8. Solomentsev S.L. Rational types of checkers and hot blast stoves / S.L. Solomentsev. - Lipetsk: Lipetsk State Technical University, 2001. - 432 p. (Rus.)
9. Simplified method of optimization of operating modes of block of hot blast stoves / S.L. Solomentsev [et al.] //Steel. - 1986. - № 5. - Р. 16-18. (Rus.)
10. Koifman A.A. Modeling of heating of checker of hot blast stove operating under pressure / A.A. Koifman, A.I. Simkin, A.A. Tomash // Reporter of the Priazovskyi state technical university : Collection of scientific works / PSTU. - Mariupol, 2009. - Issue 19. - P. 203-206. (Rus.)
11. Koifman A.A. Thermal balance of regenerative heat exchanger operating under pressure / A.A. Koifman, A.I. Simkin, A.A. Tomash // Reporter of the Priazovskyi state technical university : Collection of scientific works / PSTU. - Mariupol, 2008. - Issue 18. - Part 2. - P. 141-144. (Rus.)
12. Tovarovskyi I.G. Blast-furnace smelting. Evolution, process operation, challenges and opportunities / I.G. Tovarovskyi. - Dnepropetrovsk : Porogi, 2003. - 597 p. (Rus.)
Рецензент: В.А. Маслов
д-р техн. наук, проф., ГВУЗ «ПГТУ»
Статья поступила 23.11.2015
