Вплив збагачення повітря горіння киснем на стійкість кладки доменних повітронагрівачів
| dc.contributor.author | Грес, Леонід Петрович | uk_UA |
| dc.contributor.author | Єрьомін, Олександр Олегович | uk_UA |
| dc.contributor.author | Гупало, Олена В'ячеславівна | uk_UA |
| dc.date.accessioned | 2023-03-13T12:12:28Z | |
| dc.date.available | 2023-03-13T12:12:28Z | |
| dc.date.issued | 2022 | |
| dc.description | Л. Грес: ORCID 0000-0002-5343-3438; О. Єрьомін: ORCID 0000-0001-8306-578X; О. Гупало: ORCID 000-0003-3145-9220 | uk_UA |
| dc.description.abstract | UKR: Статтю присвячено проблемі підвищення ефективності роботи обладнання доменних печей. Нині доменний газ не забезпечує заданих технологічних температур високотемпературних теплових агрегатів (доменні повітронагрівачі, нагрівальні печі, тощо), так як його теплота спалення незначна (3200-3500 кДж/м3). В роботі виконано розрахунково-порівняльний аналіз двох способів підвищення температури горіння: збагачення доменного газу природним (базовий варіант) та збагачення повітря горіння киснем для умов доменних повітронагрівачів с температурою під куполом 1300 та 1350 °С. Показано, що для забезпечення цих температур необхідно доменний газ з теплотою спалення 3228 кДж/м3 збагачувати природним газом (відповідно 4,0 та 5,37 %) або збагачувати повітря горіння киснем (відповідно 29,4 та 32,3 %). При цьому необхідно мати резерв по наявності достатньої кількості технологічного кисню. При збагаченні повітря горіння киснем зменшується питомий вихід продуктів спалення, а для збереження тих же параметрів теплообміну в насадці повітронагрівачів необхідно значно збільшувати витрати доменного газу. При цьому загальні витрати повітря горіння практично не змінюються. Виконані розрахунки довжини факелу, розподілу температур та дійсних і допустимих навантажень по висоті камери горіння доменних повітронагрівачів при забезпеченні температури під куполом 1350 °С за рахунок збагачення доменного газу природним (базовий варіант) та збагачення повітря горіння технологічним киснем. Показано, що при опаленні повітронагрівачів з використанням кисню зменшується довжина факелу і максимум температур зміщується в нижню зону, де більше статичне навантаження на вогнетривку цеглу. Але при цьому допустимі навантаження більші дійсних і таким чином стійкість кладки камери горіння буде забезпечена. При сучасних дефіциті та вартості природного газу його використання є нераціональним. Підігрів компонентів горіння потребує значних капітальних витрат для будівництва комплексу теплообмінників. В деяких випадках на існуючих теплових агрегатах відсутні площі для розміщення теплообмінників. В той же час пристрої для використання кисню прості та дешеві. | uk_UA |
| dc.description.abstract | ENG: The article is devoted to the problem of increasing the efficiency of blast furnace equipment. Currently, blast furnace gas does not provide the specified technological temperatures of high-temperature heat units (blast blast furnaces, heating furnaces, etc.), since its heat of combustion is insignificant (3200-3500 kJ/m3). In the work, a calculation and comparative analysis of two methods of increasing the combustion temperature is performed: enriching the blast furnace gas with natural gas (basic version) and enriching the combustion air with oxygen for the conditions of blast furnace air heaters with a temperature under the dome of 1300 and 1350 °C. It is shown that to ensure these temperatures, it is necessary to enrich blast furnace gas with a calorific value of 3228 kJ/m3 with natural gas (4.0 and 5.37%, respectively) or to enrich the combustion air with oxygen (29.4% and 32.3%, respectively). At the same time, it is necessary to have a reserve in the presence of a sufficient amount of technological oxygen. When enriching the combustion air with oxygen, the specific yield of combustion products decreases, and to maintain the same parameters of heat exchange in the nozzle of air heaters, it is necessary to significantly increase the consumption of blast furnace gas. At the same time, the total consumption of combustion air practically does not change. Calculations of the length of the torch, temperature distribution, and actual and permissible loads along the height of the combustion chamber of blast furnace air heaters were performed while maintaining a temperature under the dome of 1350 °С due to enrichment of blast furnace gas with natural gas (basic version) and enrichment of combustion air with technological oxygen. It is shown that when heating air heaters using oxygen, the length of the torch decreases and the temperature maximum shifts to the lower zone, where the static load on the refractory brick is greater. But at the same time, the permissible loads are greater than the actual loads, and thus the stability of the combustion chamber masonry will be ensured. With the current scarcity and cost of natural gas, its use is irrational. Heating the combustion components requires significant capital expenditures for the construction of a complex of heat exchangers. In some cases, there are no areas for placement of heat exchangers on existing thermal units. At the same time, devices for using oxygen are simple and cheap. | en |
| dc.identifier | DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-123-133 | |
| dc.identifier.citation | Грес Л. П., Єрьомін О. О., Гупало О. В. Вплив збагачення повітря горіння киснем на стійкість кладки доменних повітронагрівачів. Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. Дніпро, 2022. № 36. С. 123–133. DOI: https://doi.org/10.52150/2522-9117-2022-36-123-133. | uk_UA |
| dc.identifier.issn | 2522-9117 (print) | |
| dc.identifier.issn | 2786-6149 (online) | |
| dc.identifier.uri | http://jrn.isi.gov.ua/?page_id=1175 | en |
| dc.identifier.uri | http://jrn.isi.gov.ua/sb/sb36/36_123-133.pdf | en |
| dc.identifier.uri | http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/16619 | en |
| dc.language.iso | uk_UA | |
| dc.publisher | Інститут чорної металургії ім. З. І. Некрасова Національної академії наук України, Дніпро | uk_UA |
| dc.subject | повітронагрівачі | uk_UA |
| dc.subject | камера горіння | uk_UA |
| dc.subject | вогнетривка кладка | uk_UA |
| dc.subject | технологічний кисень | uk_UA |
| dc.subject | довжина факелу | uk_UA |
| dc.subject | дійсні та допустимі навантаження | uk_UA |
| dc.subject | air heaters | en |
| dc.subject | combustion chamber | en |
| dc.subject | refractory masonry | en |
| dc.subject | technological oxygen | en |
| dc.subject | torch length | en |
| dc.subject | valid and permissible loads | en |
| dc.subject | КЕТтаОП | uk_UA |
| dc.title | Вплив збагачення повітря горіння киснем на стійкість кладки доменних повітронагрівачів | uk_UA |
| dc.title.alternative | The Influence of Oxygen Enrichment of Combustion Air on the Resistance of the Lining of Hot-Blast Stoves | en |
| dc.type | Article | en |