Разработка и исследование методов повышения стойкости доменных воздухонагревателей с внутренней камерой горения

• Автор: Стрельников, Дмитрий Александрович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Липецк
• Количество страниц: 152 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Анализ факторов, влияющих на стойкость основных

элементов доменных воздухонагревателей

1.2. Классификация взаимодействий, понижающих стойкость доменных воздухонагревателей
1.3. Развитие конструктивных решений, направленных на повышение эффективности и стойкости доменных воздухонагревателей

1.4. Повышение стойкости камер горения у воздухонафевателей типовой конструкции

1.5. Существующие методы повышения стойкости насадки

доменных воздухонафевателей

1.6. Повышение стойкости кожухов воздухонафевателей

1.7. Задачи исследования
2. ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ КАМЕРЫ ГОРЕНИЯ В ПРОЦЕССЕ РАЗОГРЕВА И НА РАБОЧИХ РЕЖИМАХ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЕЙ
2.1 Существующие методы подавления эффекта короткого замыкания в доменных воздухонафевателях
2.2. О механизме деформации камеры горения воздухонафевателя типовой конструкции
2.3. Повышение стойкости футеровок воздухонафевателей с динасовым куполом в период сушки и разофева
2.3.1. Разработка новой методики сушки и разофева воздухонафевателей с динасовом куполом
2.3.2. Расчетная схема определения технологических параметров сушки и разофева
2.4. Выводы
3.ПОВЫШЕНИЕ СТОЙКОСТИ НАСАДКИ НА ОСНОВЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ ТОПЛИВА И ОКИСЛИТЕЛЯ В КАМЕРЕ ГОРЕНИЯ
3.1. Обоснование выбора метода исследования
3.2. Сравнение аэродинамических характеристик процесса горения топлива в натуральных и изотермических условиях
3.3. Разработка экспериментальной установки
3.4. Методики получения экспериментальных данных для оценки степени перемешивания газообразных компонентов горения
3.4Л. Измерение расхода воздуха
3.4.2. Измерение скорости воздушного потока
3.4.3. Измерение температуры
3.5. Описание экспериментального стенда
3.6. Методика обработки экспериментальных данных
3.7. Результаты обработки экспериментов и их анализ
3.8. Выводы
4. ВЛИЯНИЕ ТЕПЛОВОЙ РАБОТЫ ОГНЕУПОРОВ СТЕН И
КУПОЛА ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ И
ЕГО ЭКСПЛУАТАЦИИ
4.1 О допустимом уровне нагрева насадки воздухонагревателя с динасовым куполом
4.2 Анализ влияния конструкции кладки на температурные условия службы кожуха и радиальной стены воздухонагревателя
4.3 Коррозия кожуха теплообменника
4.4. Опытно промышленные исследования состояния радиальной стены воздухонагревателей доменной печи объемом м3
4.5. Способ выполнения кладки радиальной стены доменного воздухонагревателя
4.6. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Данное взаимодействие вызывает температурный перекос в окатах футеровки камеры горения по ее периметру и служит причиной наклона камеры горения, а также ослабления узла штуцера горячего дутья. Массоперенос газовых сред через трещины в нижней части стены камеры горения, примыкающей к насадке короткое замыкание. Этот эффект не только снижает температуру подогрева дутья, но может приводить к аварийным ситуациям вследствие хлопков в поднасадочном устройстве воздухонагревателя. При этом недожог газа наносит определенный экологический ущерб окружающей среде. Тепловое взаимодействие между водоохлаждаемым шибером горячего дутья и прилежащей футеровкой, как в области узла штуцера горячего дутья, так и в зоне воздухопровода горячего дутья. Высокий прогрев футеровки в этой зоне и реализация высоких температурных градиентов в кладке приводят к существенному ослаблению означенных узлов под действием крипа. Следствие остановы аппарата на профилактические ремонты и понижение эффективности функционирования аппарата за кампанию эксплуатации. Массоперенос горячего дутья через неплотности в штуцере горячего дутья с последующим поверхностным дожиганием непрореагировавшего отопительного газа в шахте. Данный эффект приводит к повышенному крипу прилежащих зон футеровки и даже ее обрушению. Данное негативное воздействие усиливается под влиянием веса вышележащих слоев кладки, как со стороны радиальной стены, так и со стороны насадки. Разность температур по периметру кладки камеры горения возрастает к средним горизонтам шахты и вызывает термомеханические осевые напряжения, на порядок превышающие величину радиальных напряжений в той же кладке. Выпучивание внутреннего оката шахты снижает эффективность функционирования аппарата в связи с ростом гидравлического сопротивления камеры горения и нарушением ее целостности. Тепловое воздействие камеры горения на насадку в средней ее части по высоте аппарата, что вызывает 6 повышение температуры сопряженных зон насадки в среднем на 0С по сравнению с участками, удаленными от шахты. Данная разность температур локализуется на расстоянии по радиусу 0,4 м от стены камеры горения и может вызывать, ввиду превышения рабочих температур, смятие насадки в этой зоне. Массоперенос недожженного газообразного теплоносителя через неплотности в кладке стены камеры горения с последующим дожиганием в средней части по высоте рабочей камеры воздухонагревателя. Это приводит к смятию насадочных блоков, непосредственно примыкающих по периметру к камере горения. Динамическое воздействие потока дымовых газов, вытекающих из устья камеры горения, на футеровку сопряженного участка купола. Данный эффект приводит к ослаблению футеровки купола в этой зоне. Механическое воздействие верхней части камеры горения, вследствие ее наклона, на сопряженную зону насадки. Это вызывает деформацию каналов насадки, что повышает их гидравлическое сопротивление, и способствует подъему донышка аппарата и разрыву анкерных соединений. Механическое взаимодействие между тремя выделенными зонами насадки а примыкающей к камере горения, б отстоящей от нее по радиусу, а также в примыкающей к стене. На середине высоты насадочной камеры и внизу вследствие температурной неравномерности поразному прогретых зон насадки. Механическое взаимодействие насадки и футеровки радиальной стены на трех уровнях по высоте, обусловленное сдвигом насадки камерой горения, а также эффектом расклинивания при сушке и разогреве аппарата. Механическое воздействие сдвинутой в радиальном направлении насадки через поднасадочное устройство на донышко, что вызывает его подъем. Механические связи между футеровкой радиальной стены и кожухом, а также между кожухом и донышком, порой вызывающие при постановке на дутье разогретого воздухонагревателя разрыв анкерных соединений. Подтверждение описанных выше негативных эффектов на блоках воздухонагревателей можно отметить по результатам обследований аппаратов представителями газовой службы доменных цехов, проведенных в х годах и представленных ниже. В году проведено полное охлаждение блока воздухонагревателей.