Использование топлива в металлургических печах

Основными потребителями топлива на металлургических предприятиях являются печи: доменные, мартеновские, нагревательные, термические и другие, расходующие более 80% топлива. Большинство из них работают с низкими показателями топливо использования, в связи с чем проблема повышения эффективности использования топлива в металлургических печах весьма актуальна. Для исследования этого вопроса воспользуемся понятиями о коэффициенте использования топлива (КИТ) и тепловых мощностях печи. КИТ показывает, какая доля химической энергии топлива может быть использована в рабочем пространстве печи для осуществления технологического процесса и покрытия тепловых потерь

(1.1)

где Q_ф – физическое тепло, вносимое с подогретым воздухом и топливом;

Q_ух – потери тепла с уходящими газами.

Все величины, входящие в формулу (1.1) отнесены к единице топлива (Дж/кг, Дж/м³).

Если расход тепла топлива на технологические нужды составляет Q_техн (Вт), а на покрытие тепловых потерь Q_пот, то

, (1.2)

где В – расход топлива, кг/с или м³/с.

Величина, входящая в знаменатель формулы (1.2) и показывающая количество тепла, вводимого в печь с химической энергией топлива в единицу времени, представляет собой общую тепловую мощность печи

Вт. (1.3)

 

Температура уходящих из рабочего пространства печи газов существенно влияет на Q_ух и её снижение позволяет повысить КИТ. Однако этот параметр определяется температурным режимом печи и связан с технологией процесса или диктуется обеспечением требуемой производительности печи и должен быть с ней увязан.

Таким образом, реальная возможность повышения КИТ обеспечивается повышением теплоты сгорания, температуры подогрева воздуха, а иногда и подогрева газа, улучшением работы горелочных устройств с целью полного сгорания топлива.

Существенное влияние на удельные расходы тепла оказывают тепловые потери в рабочем пространстве печи. Снижение тепловых потерь может обеспечить значительную экономию топлива, причём эта экономия тем больше, чем менее эффективно используется топливо, т. е. чем меньше КИТ.

Проведение мероприятий по снижению удельных расходов тепла, как правило, связано с дополнительными капитальными затратами. Поэтому экономическая эффективность этих мероприятий не может оцениваться только показателями топливо использования, а должна определяться по приведенным затратам, учитывающих капитальные и эксплуатационные затраты.

 

Тепловые электростанции металлургических заводов

Виды электростанций

Основным звеном энергетической системы металлургического предприятия является тепловая электрическая станция (ТЭС), генерирующая электрическую и тепловую энергию, а также энергию сжатого воздуха.

Тепловые электрические станции отличаются друг от друга тем, каким образом на них получают пар, обладающий запасом потенциальной энергии и могущий совершать работу в турбине. В настоя­щее время на большинстве электростанций пар для их работы получают в котельных установках за счет химической энергии сжигаемого топлива. Именно за этими станция­ми сохраняется традиционное название − тепло­вые электрические станции (ТЭС).

Те ТЭС, которые, кроме электроэнергии, в боль­шом количестве отпускают тепло для нужд промыш­ленного производства, отопления зданий и т.д., называются теплоэлектроцентралями (ТЭЦ). Вырабаты­вать тепло в виде пара и горячей воды на ТЭЦ исключительно выгодно.

Тепловые электрические станции металлургических заводов включают в себя установки по производству электрической и тепловой энергии, а также установки по производству сжатого воздуха для обеспечения доменных печей дутьём, т. е. являются одновременно и паровоздуходувными станциями (ПВС). Поэтому их называют ТЭЦ-ПВС.