Особенности и полнота сгорания топлива, качество ПУТ

 

Главным показателем эффективности использования углей является полнота их сгорания. Поэтому основным требованием к ПУТ-технологии служит полная газификация угольных частиц в пределах фурменных зон доменной печи.

Неполнота сгорания ПУТ, особенно при больших расходах, обусловливает снижение коэффициента замены кокса и повышение содержания углерода в продуктах плавки. Кроме того, снижается интенсивность плавки за счет ухудшения газодинамических характеристик слоя шихты и, как следствие, производительность печи. Несгоревшие частицы ПУТ, абсорбируясь на поверхности шлака, резко понижают способность его свободно фильтровать капли чугуна. Чугун, скапливающийся на поверхности такого шлака, при контакте с фурмами вызывает их массовый выход из строя.

Для достижения оптимальных показателей при вдувании ПУТ необходимо улучшать процесс горения частиц пыли с обеспечением максимальной степени ее сжигания.

В доменном производстве достижение максимально возможной замены кокса пылеугольным топливом (ПУТ) в значительной мере зависит от способности последнего быстро сгорать в короткой по протяженности окислительной зоне горна доменной печи, не снижая в ней температуру в результате термической деструкции угля [23].

Одним из основных факторов, ограничивающим возможность использования ПУТ, является нестабильность его состава. Анализ влияния качества ПУТ на работу доменной печи оценивался на основе расчета коэффициента замены. Результаты расчета приводятся в таблице 3.1.Таблица 3.1 - влияние качества ПУТ на работу доменной печи

	Коэффициент замены без учета влаги ПУТ	Коэффициент замены с учетом влаги ПУТ	Влияние влаги	Влияние влаги приведенное к удельному расходу кокса (расход ПУТ 100 кг/т чугуна)	Влияние влаги приведенное к удельному расходу кокса (расход ПУТ 130 кг/т чугуна)	Влияние влаги ПУТ, приведенное к содержанию кремния в чугуне при разнице в расходе ПУТ в 30 кг на тонну чугуна
Июль 2013 г
Среднее значение	0,970	0,915	-0,055	-5,5	-7,1	0,041
Среднеквадратичное отклонение	0,009	0,017	0,014	1,4	1,9	0,011
Октябрь 2014 г
Среднее значение	0,976	0,922	-0,055	-5,5	-7,1	0,042
Среднеквадратичное отклонение	0,004	0,020	0,016	1,6	2,0	0,012
Июль 2014
Среднее значение	0,970	0,903	-0,067	-6,7	-8,7	0,052
Среднеквадратичное отклонение	0,006	0,016	0,022	2,2	2,6	0,018

 

Приведенные в таблице 3.1 данные показывают, что в период с наибольшим влиянием влаги на коэффициент замены кокса (июль 2014 года) изменение удельного расхода кокса, необходимого для компенсации изменения коэффициента замены составляют 6,7 кг/т чугуна при расходе ПУТ 100 кг/т чугуна, а при расходе ПУТ 130 кг/т чугуна 8,7. При этом диапазон колебаний кремния в чугуне возрастает на 0,052%.

Расчеты показывают, что при повышении колебаний влажности ПУТ с допустимых ±0,5% до ±1,0%, требуется создавать резервы для управления тепловым состоянием печи. Величина резерва эквивалентна 20 - 30 кг/т чугуна. Наименьшая величина резерва при расходе ПУТ 100 кг/т чугуна, а наибольшая при расходе ПУТ 130 кг/т чугуна.

Динамика изменения показателей, характеризующих влияние влаги на коэффициент замены, приводится на рисунках 3.1 - 3.9.

 

 

Рисунок 3.1 - Колебания коэффициента замены в зависимости от влажности ПУТ

 

 

 

Рисунок 3.2 - Динамика изменения коэффициента замены кокса ПУТ (октябрь 2013)

 

 

Рисунок 3.3 - Динамика изменения коэффициента замены кокса ПУТ (июль 2014)

 

 

 

Рисунок 3.4 - Эквивалентное изменение удельного расхода кокса за счет нестабильности коэффициента замены (июль 2013)

 

Рисунок 3.5 - Эквивалентное изменение удельного расхода кокса за счет нестабильности коэффициента замены (октябрь 2013)

 

 

 

Рисунок 3.6 - Эквивалентное изменение удельного расхода кокса за счет нестабильности коэффициента замены (июль 2014)

 

Рисунок 3.7 - Эквивалентное изменение содержания кремния в чугуне за счет изменения коэффициента замены (июль 2013)

 

 

 

Рисунок 3.8 - Эквивалентное изменение содержания кремния в чугуне за счет изменения коэффициента замены (октябрь 2013)

 

 

Рисунок 3.9 - Эквивалентное изменение содержания кремния в чугуне за счет изменения коэффициента замены (июль 2014)

 

Таким образом, нестабильность качества ПУТ существенно ограничивает его использование. В связи с этим, требуется создавать резервы по нагреву печи.

В данном случае предлагается установка DF-6740 ИК влагомера, который является измерителем влажности материала на производственной линии. Данный прибор подходит для измерения содержание влаги в хлопьях, порошках и гранулированных продуктах [24].

Прибор может быстро и точно измерить значение влажности во всех точках процесса на производственной линии, он широко применяется в металлургической, горнодобывающей, химической и других промышленностях. Прибор устанавливается на ленточном транспортёре перед бункером сырого угля. В ходе внесения дополнений в систему мониторинга работы комплекса ПУТ возможен контроль и регулирование температуры сушильного газа, поступающего из вертикального генератора в мельницу для сушки ПУТ. Посредством этого можно добиться равномерности содержания влаги ПУТ после мельницы.

Это способствует получению постоянного гранулометрического состава готового ПУТ, и, как следствие, повышению полноты сгорания топлива.