Совершенствование режимов работы блока доменных воздухонагревателей с целью повышения эффективности процесса нагрева дутья

• Автор: Рябчиков, Михаил Юрьевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Магнитогорск
• Количество страниц: 194 с. : ил.

1.1. Способы повышения эффективности работы блока воздухонагревателей доменной печи

1.2. Резервы повышения температуры дутья на действующих доменных воздухонагревателях.

1.3. Технологические особенности режимов работы блока доменных воздухонагревателей.

1.4. Существующие методики выбора режимов работы доменных воздухонагревателей.

1.5. Постановка задач по совершенствованию режимов работы доменных воздухонагревателей.
Глава 2. Оптимимизация режимов работы блока доменных воздухонагревателей по критерию минимизации затрат топлива при нагреве дутья
2.1. Общая структура алгоритма оптимизации режимов работы блока воздухонагревателей и формирования заданных значений режимных параметров для каждого аппарата.
2.2. Детерминированная математическая имитационная модель работы блока доменных воздухонагревателей
2.3. Способ определения минимально необходимого расхода топливных ресурсов на воздухонагреватели блока при обеспечении

текущих заданных значений параметров дутья

2.3.1. Способ определения минимально необходимого расхода высококалорийного газа

2.3.2. Способ определения минимально необходимого
расхода доменного газа
2.4. Заключение по главе
Глава 3. Оптимизация режима нагрева доменного воздухонагревателя
3.1. Критерии оптимизация режима нагрева отдельного доменного воздухонагревателя
3.2. Разработка форсированного режима нагрева доменного
воздухонагревателя.
3.3. Расчет форсированного режима нагрева воздухонагревателя
3.4. Заключение по главе
Глава 4. Адаптация имитационной модели работы воздухонагревателя с использованием искусственной нейронной сети.
4.1. Подходы к решению задачи учета износа элементов конструкции
доменного воздухонагревателя и постановка общей задачи
4.2. Выбор параметров нейросетевой модели работы аппаратов и способа ее
адаптации.
4.3. Определение оптимальной структуры искусственной
нейронной сети
4.4. Заключение по главе
Глава 5. Расчет длительностей периодов дутья воздухонагревателей и распределение между ними топливных ресурсов, выделенных на блок.
5.1. Метод выбора базового режима работы блока воздухонагревателей
5.2. Примеры проведения расчетов
5.3. Заключение по главе
Заключение
Библиографический список
Приложение 1 .
Приложение 2 .
Приложение 3 .
Приложение 4 .
Приложение 5 .
Приложение 6 .
Приложение 7 .
Приложение 8 .
Приложение 9 .
Приложение .
Введение


При выборе длительностей периодов дутья аппаратов необходимо учитывать, что характеристики аппаратов блока могут значительно различаться. Время нагрева и, следовательно, время дутья каждого аппарата зависит от времени дутья других аппаратов. Необходимо рассматривать совместную работ не идентичных по параметрам аппаратов блока. В то же время ряд авторов 7, , при выборе длительностей дутьевых периодов рассматривает идентичные в теплотехническом отношении аппараты. Рис. Рис. Зависимость температуры уходящих продуктов горения и степени регенерации тепла от длительности периода нагрева 1 максимальная температура уходящих продуктов горения 2 средняя за период нагрева температура уходящих продуктов горения 3 степень регенерации тепла. Из рис. Для определения оптимальной длительности периодов дутья и нагрева при заданном расходе газа на нагрев должна быть известна продолжительность паузы при переводе воздухонагревателей. В работе Ф. Р. Шкляра 7 отмечается, что при наличии резервов повышения расхода топлива для дальнейшего увеличения температуры дутья необходимо сокращать продолжительность периода до тех пор, пока существующие вентиляторы и давление газа не обеспечат необходимое увеличение расхода топлива и воздуха горения и максимальная температура дыма в конце периода не достигнет заданной как правило, равной 0 С. В таком режиме работы с номинальной мощностью горелок воздухонагреватель нагревается при максимальной мощности горелок до требуемого теплосодержания, а затем поддерживается в нагретом состоянии до завершения одновременного воздушного периода другого воздухонагревателя. Однако горелки, работая в воздухонагревателях при мощности, близкой к максимальной, дают сильные пульсации и поэтому режим работы с номинальной мощностью горелок практически трудно реализуем 8. Пульсации являются замкнутым автоколебательным процессом. В работе Е. В. Торопова указывается, что воздействие на контур и энергетику колебаний осуществить на практике трудно. Давление газа и воздуха обычно определяет располагаемую тепловую нагрузку, а изменение контура колебаний может привести к нежелательным изменениям в технологии нагрева доменного дутья. Требования, предъявляемые к горелке воздухонагревателя, должны слагаться из требований по тепловой мощности и стабильной работы в широком диапазоне изменения тепловой нагрузки. В работе 7 отмечено, что наиболее неустойчивым элементом тракта воздухонагревателя является камера горения. МВт. При определении расхода топлива на нагрев необходимо учитывать это условие. Предельная мощность горелок и угроза возникновения сильных периодических пульсаций не единственные ограничения на пути увеличения расхода топлива на нагрев. Нужно учитывать и то, что доменный газ используется также в коксохимическом, прокатных цехах, электростанциях. Повысить температуру нагрева дутья возможно за счет перехода с последовательного на параллельный, попарно параллельный или смешанный режим работы. Для увеличения температуры дутья при реализации этих режимов необходимо наличие, но крайней мере, четырех аппаратов в блоке 7, . Для блока из трех воздухонагревателей работа в смешанном или параллельном режиме не дает никаких теплотехнических преимуществ и даже менее выгодна . При высокой надежности современных клапанов горячего дутья и систем контроля, как и при возможности проектировать и сооружать емкости больших диаметров, нет необходимости строить на одной печи более трех воздухонагревателей . По экономическим соображениям блок из трех аппаратов является оптимальным. Однако при не столь существенной разнице в приведенных затратах решение вопроса о числе воздухонагревателей зависит и от других факторов. Возможна ситуация, когда свободной площади или времени для модернизации системы трех воздухонагревателей нет. С учетом этого для высокотемпературных воздухонагревателей рекомендуется количество аппаратов в блоке не менее четырех, что позволит модернизировать их по очереди. Параметры воздухонагревателей должны быть рассчитаны так, чтобы при ремонте одного из них снижение температуры дутья было минимальным, а общий расход газа на блок сохранялся неизменным 7, .