Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива
Проведены исследования изменения потерь тепла при работе доменной печи с применением пылеугольного топлива (ПУТ). Показано, что применение ПУТ способствует увеличению потерь тепла, по отношению к тепловой мощности печи от 1,15 % (при работе без ПУТ и неизношенной футеровки) до 3,7 % (при расходе ПУТ...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Металл и литье Украины |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України
2014
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159689 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива / В.И. Андреев, А.В. Поздняков, Ю.Л. Курбатов, И.В. Мишин, Д.С. Пикалов // Металл и литье Украины. — 2014. — № 7. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859949028281679872 |
|---|---|
| author | Андреев, В.И. Поздняков, А.В. Курбатов, Ю.Л. Мишин, И.В. Пикалов, Д.С. |
| author_facet | Андреев, В.И. Поздняков, А.В. Курбатов, Ю.Л. Мишин, И.В. Пикалов, Д.С. |
| citation_txt | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива / В.И. Андреев, А.В. Поздняков, Ю.Л. Курбатов, И.В. Мишин, Д.С. Пикалов // Металл и литье Украины. — 2014. — № 7. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Металл и литье Украины |
| description | Проведены исследования изменения потерь тепла при работе доменной печи с применением пылеугольного топлива (ПУТ). Показано, что применение ПУТ способствует увеличению потерь тепла, по отношению к тепловой мощности печи от 1,15 % (при работе без ПУТ и неизношенной футеровки) до 3,7 % (при расходе ПУТ 187 кг/т чугуна и максимальном износе футеровки). Тепловые потери, отнесенные к тепловой мощности печи за вычетом химического тепла колошникового газа, увеличиваются соответственно от 2,78 до 8,81 %.
Проведено дослідження зміни втрат тепла при роботі доменної печі з застосуванням пиловугільного палива (ПВП). Показано, що застосування ПВП сприяє збільшенню утрат тепла по відношенню до теплової потужності печі від 1,15 % (при роботі без ПВП і незношеної футеровки) до 3,7 % (при витраті ПВП 187 кг / т чавуну і максимальному зносі футеровки). Теплові втрати, віднесені до теплової потужності печі за винятком хімічного тепла колошникового газу збільшуються відповідно від 2,78 до 8,81 %.
Researches change heat loss during operation of the blast furnace using coal fuel were carried out. Shown that the use of pulverized coal (PC) increases heat loss in relation to the thermal capacity of the furnace from 1,15 % (under working without PC and unworn lining up) to 3,7 % (at a flow rate of PC 187 kg / t of pig iron and maximum wear lining). Heat losses related to thermal capacity of the furnace without chemical heat of blast furnace gas increases from 2,78 to 8,81% .
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:15:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
3МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
ха. Тепловой поток определяется по уравнению ста-
ционарной теплопередачи [1, 2]:
где tн – температура начальной стадии теплопере-
дачи, равная температуре шихты на расчетном
Изменение температуры шихты (сплошная линия) и газа (пре-
рывистая линия) по высоте доменной печи
Рис. 1.
З
амена дорогостоящего кокса пылеуголь-
ным топ ливом (ПУТ) с одновременным
выполнением компенсирующих меро-
приятий (подготовка шихты, повышение
температуры дутья, обогащение дутья кис-
лородом) сопровождаются существенным
ростом производительности доменных пе-
чей (до 50 %).
Вдувание ПУТ сопровождается также
интенсификацией тепловых процессов.
Сгорание ПУТ, удельная поверхность ко-
торого в 300-500 раз больше, чем кокса,
сопровождается образованием облака
расплавленных частиц золы. В результате
резко интенсифицируется (по сравнению
со сжиганием кокса) теплообмен излуче-
нием в фурменном очаге, следствием че-
го является, с одной стороны, повышение
перегрева продуктов плавки, а с другой
стороны, увеличение тепловых потоков и
потерь через фурмы и стены вблизи фурм.
Повышение производительности до-
менных печей при переходе на ПУТ-
технологии сопровождается усилением
механического, абразивного, химического
и теплового воздействия шихты и газов на
обмуровку, приводя к уменьшению толщи-
ны огнеупорной кладки и стойкости гарни-
сажа, и, как следствие, к увеличению те-
пловых потерь.
Методика определения тепловых пото-
ков. Тепловые потоки по нормали к обмуров-
ки стен доменной печи, по сути, являются тепловыми
потерями в окружающую среду. По высоте доменной
печи следует выделить участки (рис. 1), определение
значений расчетных тепловых потоков на которых ме-
тодически отличается.
Участок 1 – неохлаждаемая верхняя часть шахты.
Обмуровка стены состоит из слоя шамота, слоя на-
бивки из шлакоасбестовой массы и стального кожу-
УДК 669.162.267.4
В. И. Андреев, А. В. Поздняков, Ю. Л. Курбатов*, И. В. Мишин*, Д. С. Пикалов*
ООО «ГИПРОМЕЗ», Мариуполь
*Донецкий национальный технический университет, Донецк
Исследование тепловых потерь в доменной печи
при вдувании в горн пылеугольного топлива**
Проведены исследования изменения потерь тепла при работе доменной печи с применением пылеугольного
топлива (ПУТ). Показано, что применение ПУТ способствует увеличению потерь тепла, по отношению к тепловой
мощности печи от 1,15 % (при работе без ПУТ и неизношенной футеровки) до 3,7 % (при расходе ПУТ 187 кг/т
чугуна и максимальном износе футеровки). Тепловые потери, отнесенные к тепловой мощности печи за вычетом
химического тепла колошникового газа, увеличиваются соответственно от 2,78 до 8,81 %.
Ключевые слова: доменная технология, пылеугольное топливо, тепловые потери, излучение, конвекция
н к
к
1
м ш
,
1
t tQ F
R R R
α
** Работа выполнена под руководством профессора Донецкого национального технического университета, д-ра
техн. наук С. Л. Ярошевского
4 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
кокса и ПУТ, частицами расплавленной золы, кокса и
каплями жидких продуктов плавки. Торцевая поверх-
ность фурмы воспринимает тепловые потоки конвек-
цией и излучением из полости фурменного очага;
боковая поверхность получает тепловые потоки из-
лучением непосредственно от раскаленного кокса,
а также излучение из фурменной зоны, частично
экранированное коксом. Оценка доли конвективно-
го теплообмена показала второстепенное значение
конвекции, поэтому ниже приводится методика рас-
чета тепловых потоков только излучением по общей
расчетной схеме, представленной на рис. 2.
Плотность теплового потока излучением qт (Вт/м2)
на медную торцевую поверхность (м – медь) можно
представить как сумму от газового объема (г – газ)
qгм и от внутренней поверхности (п – поверхность)
полости фурменной зоны (ФЗ) qпм
Плотность тепловых потоков излучением опреде-
ляются по закону Стефана-Больцмана [3,4].
где Тг, Тп, Тм
– температуры газового объема ФЗ,
поверхности ФЗ и медной поверхности фурмы, К;
s0 = 5,67 · 10-6, Вт/(м2 · К) – коэффициент излучения
абсолютно черного тела; eгм – приведенная степень
черноты системы газ-медь; eпм – приведенная
степень черноты системы поверхность-медь. eгм и eпм
определяются по формулам Тимофеева [4].
где jпп, jпм – угловые коэффициенты поверхность-
поверхность, поверхность-медь.
уровне (рис. 1), °С; tк – температура конечной стадии
теплопередачи, равная температуре окружающей
среды, °С; 1/a – внешнее тепловое сопротивление
на стадии передачи тепла свободной конвекцией
с коэффициентом теплоотдачи (a) от наружной по-
верхности кожуха к окружающей среде, (м2 · К) / Вт;
R = S / l – внутреннее тепловое сопротивление,
(м2 · К)/Вт; l – коэффициент теплопроводности слоя,
Вт/(м · К); F1 – расчетная поверхность теплопередачи
(принимая равной площади наружной поверхности
кожуха на высоте участка 1), м2; Rш – тепловое со-
противление слоя шамотной футеровки, зависящей
от степени изношенности.
Участок 2 – охлаждаемая часть шахты, распар
и заплечики. В настоящей работе анализ тепловых
потерь сделан для системы охлаждения, состоящей
из холодильных плит, расположенных вплотную к ко-
жуху. Холодильная плита не является однородной и
состоит из чугунной основы с пазами, заполненными
шамотом, и вмурованного в плиту стального змее-
вика, по которому циркулирует охлаждающая вода.
Внутренняя футеровка состоит из шамота. В случае
максимального износа футеровки на поверхности
плиты может образоваться слой гарнисажа. Тепло-
вой поток (отдельно для охлаждаемой части шахты,
распара и заплечиков) определяется по уровнению
стационарной теплопередачи [1-3], Вт:
где tн – температура начальной стадии теплопе-
редачи, равная температуре шихты у внутренней
поверхности стены на расчетном уровне, °С; tк –
температура конечной стадии теплопередачи, рав-
ной температуре на линии расположения змеевиков
в холодильной плите (температура, определенная
по специально разработанному способу, не намного
отличается от температуры охлаждающей воды), °С;
Rш = Sш / lш – тепловое сопротивление слоя шамотной
футеровки определялось в зависимости от степени
износа; Rпл = Sпл / lпл – тепловое сопротивление плиты;
lпл – усредненный коэффициент теплопроводности
плиты, определенный по специально разработанному
способу, зависящий от объемной и поверхностной
доли шамотных пазов, Вт/(м · К); Rгсж = Sпл / lгсж –
тепловое сопротивление слоя гарнисажа.
Влияние расхода ПУТ на тепловые потери на
участках 1 и 2 учитывалось по рекомендациям ком-
пании Danieli Corus BV (Эймеден, Нидерланды),
основанных на экспериментальных исследованиях
профиля с помощью износных стержней и термо-
пар. Компания делает вывод, что тепловые потоки
увеличиваются пропорционально производительно-
сти печи за счет повышения скорости схода шихты
и появлению нерегулярных высокоскоростных пе-
риферийных газовых потоков, протекающих между
стенкой и шихтой.
Участок 3 – очаг фурменной зоны (рис. 2) – пред-
ставляет собой полость, окруженную раскаленным
коксом, заполненную циркулирующими потоками
воздушного дутья, газообразных продуктов горения
,н к
ш пл гсж
t tQ F
R R R
Расчетная схема фурменной зоныРис. 2.
qт = qгм + qпм.
qгм = eгм · s0 · (Тг
4 – Тм
4),
qпм = eпм · s0 · (Тп
4 – Тм
4),
( ) ( )( )г п пм г г
гм
1 1 1
,
B
ε ⋅ ε ⋅ + φ ⋅ − ε ⋅ − ε
ε =
( )п м г
пм ,
1
B
ε ⋅ ε ⋅ − ε
ε =
( ) ( ) ( ) ( )( )г п пп пм г м1 1 1 1 1 ,B = − − ε ⋅ − ε ⋅ φ + φ ⋅ − ε ⋅ − ε×
( ) ( ) ( ) ( )( )г п пп пм г м1 1 1 1 1 ,B = − − ε ⋅ − ε ⋅ φ + φ ⋅ − ε ⋅ − ε×
,м
пм
м п
F
F F
ϕ ,п
пп
м п
F
F F
ϕ
5МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
где Fм, Fп – площади поверхностей
ФЗ и меди; eм – степень черноты
меди (определяется по справочни-
кам для окисленно меди); eп – сте-
пень черноты поверхности (опре-
деляемая как среднемассовая
степень черноты кокса и продуктов
плавки); eг – степень черноты газа,
то есть газового объема полости
ФЗ. Определяется по специально
разработанной методике подробно
изложенной в работе [6].
В основе методики лежит спо-
соб определения коэффициента
поглощения запыленного потока,
предложенного С. С. Кутателадзе и
В. М. Борщанским [5]. Степень чер-
ноты, равная коэффициенту погло-
щения, определяется в зависимости от концентрации
ПУТ частиц золы после сгорания.
Плотность теплового потока излучением на боко-
вую поверхность фурмы qБ (Вт/м2) определяется как
сумма потоков от раскаленного кокса (к – кокс) qкм и
экранированное коксом от газового объема ФЗ qгм.
Приведенная степень черноты системы кокс-медь
одинакова для всех расходов ПУТ и равна [3, 4].
Приведенная степень черноты системы газ-экран-
медь.
где bэкр – часть измерения газового объема ФЗ,
достигающего боковой поверхности через слой кокса.
Участок 4 – стены фурменной зоны (рис. 3) – пред-
ставляет примыкающей к фурме участок стены вы-
сотой 1,5 м и шириной, равной шагу фурм. Особе-
ностью участка 4 является существенное влияние
охлаждаемых амбразур на тепловые потоки. Для
повышения точности расчета участок разделен на
уровни: 1 и 6, где влияние амбразур не существен-
но; 2 и 5, где влияние амбразур значительно; 3 и 4,
где влияние амбразур наиболее сильно. При расче-
те тепловых потоков принято, что стены находятся в
непосредственном контакте с раскаленным коксом, а
излучение из газового объема фурменной зоны прак-
тически полностью экранировано слоем кокса.
Плотность теплового потока для участка 4 опре-
деляется как теплопередача от слоя кокса через
слой огнеупорной футеровки к охлаждающему эле-
менту [3, 4], Вт/м2
где tн – температура начальной стадии теплопереда-
чи, принимается равной температуре раскаленного
кокса, °С; tк – температура конечной стадии
теплопередачи, принимается равной температуре
охлаждаемого элемента, °С; 1/a – внешнее тепловое
сопротивление передачи тепла от кокса к поверхности
футеровки, принимается равным нулю, так как
температуры кокса и поверхности стены практически
равны; Rш = Sш / lш – тепловое сопротивление
слоя огнеупорной футеровки (ша мота), (м2 · К)/Вт,
Sш – толщина слоя шамота на расчетном уровне,
принималась как кратчайшее расстояние от расчетно-
го уровня до охлаждающего элемента (холодильной
плиты, амбразуры).
Анализ результатов. Тепловые потери рассчита-
ны для печи объемом 1501 м3 для различной степени
износа футеровки (0, 30, 50, 100 %) и расхода ПУТ: 0,
а также 142 и 187 кг/т чугуна.
Интенсивность тепловых потоков (и тепловых по-
терь) характеризуется плотностью теплового потока
q (Вт/м2). Мощность тепловых потоков (и тепловых
потерь) определяется как произведение плотности
тепловых потоков q на площадь поверхности тепло-
обмена F, м2.
В неохлаждаемой части шахты (участок 1) высо-
той h = 5,0 м и поверхностью F = 140 м2 при темпера-
туре шихты 470-710 °С тепловые потери относитель-
но невысоки и представлены в табл. 1.
В охлаждаемой части шахты, распаре и заплечи-
ках (участок 2) тепловые потоки пропорциональны
температуре шихты. Плотности и мощности тепло-
вых потоков приведены в табл. 2.
Тепловые потери при различном расходе ПУТ
принимались пропорционально росту производи-
тельности печи.
Тепловые потери в зависимости от расхода ПУТ
и степени износа футеровки представлены на рис. 4.
Тепловые потери при максимальном износе футе-
ровки возрастают в 4-5 раз. Значения расчетных
qБ = qкм + qгм,
qкм = eкм · s0 · (Тк
4 – Тм
4),
qгм = eгм · s0 · (Тг
4 – Тм
4).
qгм = eгм · s0 · (Тг
4 – Тм
4),
eкм = eк · eм.
Q = q · F.
Участки стен фурменной зоныРис. 3.
Расход ПУТ, кг/т чугуна 0 142 187
Производительность, % 100 116 136
,н к
ш
1
t tq
R
α
торц
гм гм экр,ε = ε ⋅β
6 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
тепловых потерь должно использоваться при разра-
ботке систем охлаждения.
В фурменной зоне (участок 3) значения тепловых
потерь на фурмы определяются, главным образом,
излучением из газового объема. Приводимые ниже ре-
зультаты расчета выполнены для условий: темпера-
тура газового объема tг = 2000 °С; кокса, окружающего
поверхность ФЗ, tп = 1500 °С; медной поверхности tм =
= 30 °С. Расчетные тепловые потоки на фурмы при-
ведены в табл. 3. Плотность тепловых потоков из-
лучением из газового объема возрастает по мере
увеличения расхода ПУТ за счет увеличения степени
черноты; в то же время излучение от внутренней по-
верхности ФЗ ослабевает, так как сжижается луче-
прозрачность ФЗ с увеличением
степени ее черноты. Суммарные
тепловые потери на фурмы резко
возрастают с применением ПУТ в
2,0-2,5 раза.
Результаты расчета тепловых
потоков на стены ФЗ приведены в
табл. 4.
Расчеты выполнены для полно-
стью сохраненной футеровки, а так-
же футеровки, изношенной на 30 %.
Для последнего случая принято, что
часть стальной амбразуры оголена,
и тепловые потоки определялись
по методике расчета выступающих
частей фурм. Изменение тепловых
потоков в зависимости от расхода
ПУТ принято пропорционально из-
менению производительности печи.
Влияние расхода ПУТ на тепло-
вые потери при различном изно-
се футеровки показано на рис. 5.
Наибольшие тепловые потери со-
средоточены в фурменной зоне,
доля которых составляет 62-72 %
от потерь для печи в целом при не-
изношенной футеровке и при мак-
симальном износе.
Тепловые потери по отношению
к тепловой мощности печи (хими-
ческое тепло кокса и ПУТ) возрас-
тает от 1,15 % при работе без ПУТ и
неизношенной футеровки до 3,7 %
при расходе ПУТ 187 кг/т чугуна и
максимальном износе футеровки.
Тепловые потери, отнесенные к те-
пловой мощности печи за вычетом
химического тепла колошникового
газа увеличивается соответствен-
но от 2,78 до 8,81 %.
Выводы
Промышленное применение
ПУТ сопровождается повышенны-
ми тепловыми потерями в окружа-
ющую среду как результат интенси-
фикации работы печей. Вдувание
ПУТ в фурменную зону резко повышает тепловое
излучение за счет появления светящегося факела
с высокой степенью черноты. Результатом является
перегрев продуктов плавки в горне, перераспределе-
ние температур по высоте печи, а также значитель-
ное увеличение тепловых потерь.
Расчеты, выполненные по разработанным методи-
кам, показали, что тепловые потери печи возрастают
от 5,22 МВт при расходе ПУТ 0 кг/т чугуна до 8,17 МВт
и 9,63 МВт при расходах ПУТ 142 и 187 кг/т чугуна со-
ответственно, при неизношенной футеровке стен пе-
чи. Основные потери тепла сосредоточены в нижней
части печи: заплечиках 0,78; 0,90; и 1,06 МВт, при расхо-
дах ПУТ 0;142 и 187 кг/т чугуна соответственно. В зоне
Таблица 1
Тепловые потери в неохлаждаемой части шахты: q, кВт/м2; Q, МВт
Износ
футеровки Показатели Расход ПУТ, кг/т чугуна
0 142 187
0
qср 0,243 0,282 0,330
Q 0,035 0,040 0,046
50
qср 0,276 0,320 0,375
Q 0,039 0,045 0,053
Таблица 2
Тепловые потери на охлаждаемых участках при расходе ПУТ
0 кг/т: q, кВт/м2; Q, МВт
Участок h, м F, м2 tш, °С
Износ 0 % Износ 100 %
гарнисаж
Износ
100 % без
гарнисажа
q Q q Q q Q
– – 710 0,3 – 4,0 – 5,4 –
Шахта 10,0 312 – – 0,56 – 2,34 – 2,99
– – 1040 3,3 – 11,0 – 13,7 –
Распар 1,3 43 – – 0,15 – 0,49 – 0,61
– – 1100 3,6 – 11,3 – 14,4 –
Заплечики 4,3 167 – – 0,80 – 2,25 – 2,84
– – 1450 4,8 – 13,5 – 19,6 –
Сумма – – – – 1,51 – 5,08 – 6,44
Расчетные тепловые потери в охлаждаемой части (участок 2) в зависи-
мости от расхода ПУТ и степени износа футеровки: 1 (отчет снизу вверх) – 0 %
степени износа; 2 – 100 % износа футеровки + гарнисаж; 3 – 100 % износа футе-
ровки без гарнисажа
Рис. 4.
Те
пл
ов
ы
е
по
те
ри
Q
, М
Вт
Расход ПУТ, кг/т чугуна
100 150 200500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
1
2
3
7МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
Таблица 3
Тепловые потери на фурмы
Расход ПУТ, кг/т чугуна 0 142,00 187
Степень черноты ФЗ, eг 0,02 0,41 0,69
eп 0,47 0,46 0,56
То
рц
ев
ая
п
ов
ер
хн
ос
ть
,
F T =
0
,1
02
м
2
Приведеные степени черноты
eгм 0,01 0,36 0,50
eпм 0,52 0,21 0,08
Плотность тепловых потоков, кВт/м2
qгм 18,2 545,00 757,00
qпм 291,3 118,00 47,50
qт = qкм + qгм 309,5 669,00 804,50
Мощность тепловых потерь Q, МВт
1 фурма 0,034 0,070 0,08
20 фурм 0,680 1,404 1,692
Бо
ко
ва
я
по
ве
рх
но
ст
ь,
F Б =
0
,8
9
м
2
Приведенные степени черноты
eгм 0,23 0,23 0,23
eпм 0,0024 0,0720 0,1001
Плотность тепловых потоков, кВт/м2
qгм 130 130 130
qпм 3,6 109 151
qБ = qкм + qгм 133,6 239 181
Мощность тепловых потерь Q, МВт
1 фурма 0,118 0,212 0,250
20 фурм 2,38 4,24 5,00
Суммарные тепловые потери, МВт 3,05 5,64 6,69
Таблица 4
Тепловые потоки на стены фурменной зоны
Расход ПУТ, кг/т чугуна 0 142 187
q, кВт/м2; Q, кВт q Q q Q q Q
Ш
ам
от
на
я
ф
ут
ер
ов
ка
не
и
зн
ош
ен
а
Уровень 1 3,26 1,53 3,78 1,79 4,44 2,08
2 5,55 1,83 6,44 2,12 7,55 2,49
3+4 11,70 4,60 13,57 5,34 15,91 6,26
5 4,90 1,30 5,68 1,51 6,66 1,76
6 2,25 0,81 2,61 0,94 3,06 1,10
сумма, кВт
на 1 ФЗ 10,07 11,69 13,69
на 20 ФЗ 201,00 234,00 274,00
Ф
ут
ер
ов
ка
и
зн
ош
ен
а
на
3
0
%
, о
го
ле
на
ч
ас
ть
ст
ал
ьн
ой
а
м
бр
аз
ур
ы
и
м
ед
на
я
ф
ур
м
а
Уровень 1 4,24 1,99 4,91 2,31 5,77 2,71
2 7,21 2,74 8,37 3,18 9,81 3,73
3+4 118 46,50 212 83,5 250 98,5
5 6,31 1,67 7,38 1,96 8,59 2,28
6 2,92 1,05 3,39 1,22 3,98 1,44
сумма, кВт
на 1 ФЗ 53,95 92,19 108,70
на 20 ФЗ 1079,00 1844,00 2162,00
Изменение тепловых потерь в фурменной зоне и по печи вцелом (1 – для всей печи; 2 – для ФЗ)Рис. 5.
Те
пл
ов
ы
е
по
те
ри
Q
, М
Вт
100 150 200500
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
Расход ПУТ, кг/т чугуна
1
2
8 МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
Таблица 5
Сводная таблица суммарных тепловых потерь при 100, 50 % футеровки и полном износе футеровки
с образованием гарнисажа
10
0
%
ф
ут
ер
ов
ки
Расход ПУТ, кг/т чугуна 0 142 187
Тепловая мощность печи Qобщ, МВт 450 450 450
Тепловая мощность без колошникового газа
QБКГ, МВт 188 188 188
Потери по участкам печи, кВт (%)
Неохлаждаемая часть шахты 35(100) 40(116) 48(136)
Охлаждаемая часть шахты 881(100) 1021(116) 1198(136)
Распар 187(100) 216(116) 254(136)
Заплечики 776(100) 900(116) 1055(136)
Стены ФЗ 201(100) 234(116) 274(136)
Фурмы 3042(100) 5644(185) 6692(219)
Низ горна 93(100) 108(116) 124(136)
Всего, кВт 5216(100) 8163(156) 9644(184)
% к Qобщ 1,15 1,82 2,14
% к QБКГ 2,78 4,35 5,13
50
%
ф
ут
ер
ов
ки
Потери по участкам печи, кВт (%)
Неохлаждаемая часть шахты 40(115) 46(131) 52(148)
Охлаждаемая часть шахты 1282(145) 1487(168) 1643(186)
Распар 296(158) 343(183) 402(214)
Заплечики 1208(155) 1401(180) 1642(211)
Стены ФЗ (30 %) 1679(895) 1844(917) 2162(1075)
Фурмы 3042(100) 5644(185) 6692(219)
Низ горна 133(143) 154(165) 181(194)
Всего, кВт 7080(135) 10919(209) 12774(244)
% к Qобщ 1,57 2,43 2,83
% к QБКГ 3,77 5,81 6,79
0
%
ф
ут
ер
ов
ки
+
г
ар
ни
са
ж
Потери по участкам печи, кВт
Неохлаждаемая часть шахты (50 %) 40(115) 46(131) 52(148)
Охлаждаемая часть шахты 2773(314) 3217(365) 3771(428)
Распар 578(309) 670(358) 786(420)
Заплечики 2149(276) 2493(321) 2923(376)
Стены ФЗ (30 %) 1679(895) 1844(917) 2162(1075)
Фурмы 3042(100) 5644(185) 6692(219)
Низ горна 133(143) 154(165) 181(194)
Всего, кВт 9794(187) 14068(269) 16567(317)
% к Qобщ 2,17 3,13 3,68
% к QБКГ 5,21 7,48 8,81
воздушных фурм потери тепла составили 3,04; 5,64 и
6,69 МВт при расходах ПУТ 0; 142 и 187 кг/т чугуна.
На тепловые потери существенное влияние ока-
зывает износ футеровки. Наибольшее значение по-
терь в случае практически полного износа шамотной
футеровки и образования гарнисажа при расходах
ПУТ 187 кг/т чугуна достигают 16,6 МВт, что состав-
ляет 8,8 % от тепловой мощности печи.
Приведенная методика и результаты исследования
тепловых потерь могут быть использованы при
разработке систем охлаждения доменной печи.
9МЕТАЛЛ И ЛИТЬЕ УКРАИНЫ № 7 (254) ’2014
1. Исаченко В. П. Теплопередача: Учебник для вузов / В. П. Исаченко, В. А. Осипова, А. С. Сукомел – М.: Энергоиздат, 1981. – 416 с.
2. Курбатов Ю. Л. Теплотехніка металургійного виробництва / Ю. Л. Курбатов, О. В. Новикова, Ю. Є. Василенко – До-
нецьк: Ноулідж, 2013. – 227 с.
3. Курбатов Ю. Л. Металургические печи / Ю. Л. Курбатов, Ю. Е. Василенко – Донецк: ГВУЗ “ДонНТУ”, 2013. – 388 с.
4. Казанцев В. И. Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования / В. И. Казанцев. – М.:
Металлургия, 1975. – 368 с.
5. Кутателадзе С. С. Справочник по теплопередаче / С. С. Кутателадзе, В. М. Борщанский – М.: Энергоиздат, 1958.
6. Ярошевский С. Л. Влияние пылеугольного топлива на степень черноты фурменной зоны и тепловой режим горна до-
менной печи / С. Л. Ярошевский, Ю. Л. Курбатов, И. В. Мишин, А. В. Кузин. – М.: Металлург. – № 4. – 2013. – С. 48-53.
ЛИТЕРАТУРА
Проведено дослідження зміни втрат тепла при роботі доменної печі з застосуванням пиловугільного палива (ПВП).
Показано, що застосування ПВП сприяє збільшенню утрат тепла по відношенню до теплової потужності печі від
1,15 % (при роботі без ПВП і незношеної футеровки) до 3,7 % (при витраті ПВП 187 кг / т чавуну і максимальному зносі
футеровки). Теплові втрати, віднесені до теплової потужності печі за винятком хімічного тепла колошникового газу
збільшуються відповідно від 2,78 до 8,81 %.
Андрєєв В. І., Поздняков О. В., Курбатов Ю. Л., Мішин І. В., Пікалов Д. С.
Дослідження теплових втрат в доменній печі при вдуванні в горн
пиловугільного палива
Анотація
Ключові слова
доменна технологія, пиловугільне паливо, теплові втрати, випромінювання, конвекція
Andreev V. I., Pozdnyakov A. V., Kurbatov Yu. L., Mishyn I. V., Pikalov D. S.
Study of heat losses in the blast furnace by blowing a horn pulverized coalSummary
Researches change heat loss during operation of the blast furnace using coal fuel were carried out. Shown that the use of
pulverized coal (PC) increases heat loss in relation to the thermal capacity of the furnace from 1,15 % (under working without
PC and unworn lining up) to 3,7 % (at a flow rate of PC 187 kg / t of pig iron and maximum wear lining). Heat losses related to
thermal capacity of the furnace without chemical heat of blast furnace gas increases from 2,78 to 8,81% .
blast furnace technology, PC, heat loss, radiation, convectionKeywords
Поступила 26.03.14
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-159689 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2077-1304 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:15:18Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Андреев, В.И. Поздняков, А.В. Курбатов, Ю.Л. Мишин, И.В. Пикалов, Д.С. 2019-10-12T14:46:29Z 2019-10-12T14:46:29Z 2014 Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива / В.И. Андреев, А.В. Поздняков, Ю.Л. Курбатов, И.В. Мишин, Д.С. Пикалов // Металл и литье Украины. — 2014. — № 7. — С. 3-9. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 2077-1304 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159689 669.162.267.4 Проведены исследования изменения потерь тепла при работе доменной печи с применением пылеугольного топлива (ПУТ). Показано, что применение ПУТ способствует увеличению потерь тепла, по отношению к тепловой мощности печи от 1,15 % (при работе без ПУТ и неизношенной футеровки) до 3,7 % (при расходе ПУТ 187 кг/т чугуна и максимальном износе футеровки). Тепловые потери, отнесенные к тепловой мощности печи за вычетом химического тепла колошникового газа, увеличиваются соответственно от 2,78 до 8,81 %. Проведено дослідження зміни втрат тепла при роботі доменної печі з застосуванням пиловугільного палива (ПВП). Показано, що застосування ПВП сприяє збільшенню утрат тепла по відношенню до теплової потужності печі від 1,15 % (при роботі без ПВП і незношеної футеровки) до 3,7 % (при витраті ПВП 187 кг / т чавуну і максимальному зносі футеровки). Теплові втрати, віднесені до теплової потужності печі за винятком хімічного тепла колошникового газу збільшуються відповідно від 2,78 до 8,81 %. Researches change heat loss during operation of the blast furnace using coal fuel were carried out. Shown that the use of pulverized coal (PC) increases heat loss in relation to the thermal capacity of the furnace from 1,15 % (under working without PC and unworn lining up) to 3,7 % (at a flow rate of PC 187 kg / t of pig iron and maximum wear lining). Heat losses related to thermal capacity of the furnace without chemical heat of blast furnace gas increases from 2,78 to 8,81% . Работа выполнена под руководством профессора Донецкого национального технического университета, д-ра техн. наук С. Л. Ярошевского ru Фізико-технологічний інститут металів та сплавів НАН України Металл и литье Украины Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива Дослідження теплових втрат в доменній печі при вдуванні в горн пиловугільного палива Study of heat losses in the blast furnace by blowing a horn pulverized coal Article published earlier |
| spellingShingle | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива Андреев, В.И. Поздняков, А.В. Курбатов, Ю.Л. Мишин, И.В. Пикалов, Д.С. |
| title | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| title_alt | Дослідження теплових втрат в доменній печі при вдуванні в горн пиловугільного палива Study of heat losses in the blast furnace by blowing a horn pulverized coal |
| title_full | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| title_fullStr | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| title_full_unstemmed | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| title_short | Исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| title_sort | исследование тепловых потерь в доменной печи при вдувании в горн пылеугольного топлива |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/159689 |
| work_keys_str_mv | AT andreevvi issledovanieteplovyhpoterʹvdomennoipečiprivduvaniivgornpyleugolʹnogotopliva AT pozdnâkovav issledovanieteplovyhpoterʹvdomennoipečiprivduvaniivgornpyleugolʹnogotopliva AT kurbatovûl issledovanieteplovyhpoterʹvdomennoipečiprivduvaniivgornpyleugolʹnogotopliva AT mišiniv issledovanieteplovyhpoterʹvdomennoipečiprivduvaniivgornpyleugolʹnogotopliva AT pikalovds issledovanieteplovyhpoterʹvdomennoipečiprivduvaniivgornpyleugolʹnogotopliva AT andreevvi doslídžennâteplovihvtratvdomenníipečíprivduvannívgornpilovugílʹnogopaliva AT pozdnâkovav doslídžennâteplovihvtratvdomenníipečíprivduvannívgornpilovugílʹnogopaliva AT kurbatovûl doslídžennâteplovihvtratvdomenníipečíprivduvannívgornpilovugílʹnogopaliva AT mišiniv doslídžennâteplovihvtratvdomenníipečíprivduvannívgornpilovugílʹnogopaliva AT pikalovds doslídžennâteplovihvtratvdomenníipečíprivduvannívgornpilovugílʹnogopaliva AT andreevvi studyofheatlossesintheblastfurnacebyblowingahornpulverizedcoal AT pozdnâkovav studyofheatlossesintheblastfurnacebyblowingahornpulverizedcoal AT kurbatovûl studyofheatlossesintheblastfurnacebyblowingahornpulverizedcoal AT mišiniv studyofheatlossesintheblastfurnacebyblowingahornpulverizedcoal AT pikalovds studyofheatlossesintheblastfurnacebyblowingahornpulverizedcoal |