Сибирский федеральный университет

Перевод названия: ASSESSMENT OF LOW SHAFT FURNACE HEAT EFFICIENCY WHEN USING DIFFERENT FUELS

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2016

Идентификатор DOI: 10.21285/1814-3520-2016-8-146-153

Ключевые слова: низкошахтные печи, топливо, тепловая эффективность, кокс, антрацит, технологические показатели шахтной плавки, low shaft furnaces, fuel, thermal efficiency, coke, anthracite, process parameters of blast smelting

Аннотация: Цель. В статье проведено исследование тепловой эффективности работы низкошахтных печей при замене кокса на антрацит в качестве топлива. Методы. С использованием известных методик проведены многовариантные расчеты тепловых балансов низкошахтных печей при работе на коксе, холодном дутье с содержанием Н2О 1,2-1,5% и при полной замене кокса на антрацит в качестве топлива, при этом температуру подогрева дутья варьировали в пределах 200-500°С, а содержание паров воды в дутье - 5-15%. При задании одинаковых параметров работы печи (производительность, температура расплава и др.) определяли расходы топлива и составляли тепловые балансы для каждого из исследуемых вариантов. Результаты и их обсуждение. Проведенные расчеты показывают, что увлажнение дутья приводит к существенному росту действительного расхода воздуха, необходимого для горения и объемов продуктов сгорания. Применение для сжигания антрацита увлажненного дутья до 5, 10 и 15% Н2О приводит к росту действительного расхода воздуха на 7, 13 и 20% соответственно. Увлажнение и подогрев дутья оказывают противоположное влияние на показатели тепловой эффективности, в частности на удельный расход условного топлива и КПД. Подогрев дутья является приходной статьей и обеспечивает дополнительный приток теплоты в печь. Повышение температуры подогрева дутья с 200 до 500°С увеличивает соответствующую приходную статью с 8 до почти 20%. Увеличение влажности дутья с 5 до 15% приводит к росту потерь тепла на испарение влаги дутья с 3 до 10-12%. Анализ результатов проведенных расчетов показывает, что применение антрацита подогрева до 500°С и увлажнение дутья до 10% Н2О обеспечивает удельный расход условного топлива на уровне 100,1 кг у.т./ т чугуна, а КПД составляет 49,6% по сравнению с применением для отопления кокса. Это приводит к экономии 12,5 кг у.т./ т чугуна, т.е. почти на 11%, и повышению КПД печи на 5,5%. Выводы. Замена кокса на антрацит в качестве топлива для низкошахтных печей в совокупности с подогревом до 400-500°С и увлажнением дутья до 10-15% Н2О обеспечивает высокие показатели шахтной плавки (температура расплава и производительность печи), повышение тепловой эффективности печи (экономия 12,5 кг у.т./ т чугуна и повышение КПД на 5,5%). Purpose. The article studies the thermal efficiency of low shaft furnace operation under replacement of coke with anthracite as a fuel. Methods. Using known techniques the authors conducted multivariate calculations of heat balances of low shaft furnaces when using coke, under cold blast with the H2O content of 1.2-1.5% and under full substitution of coke for anthracite as a fuel. The temperature of blast preheating was ranged within 200-500°C, and the content of water vapour in the blast was 5-15%. Under the same set parameters of furnace operation (productivity, temperature of the melt, etc.) fuel consumption was determined and heat balances were made up for each of the studied variants. Results and their discussion. Conducted calculations show that the hymidification of blast leads to a considerable growth in actual air consumption required for combustion and in the amounts of combustion products. Use of humidified blast with 5, 10 and 15% Н2О for anthracite burning results in the rise of actual air flow by 7, 13 and 20% respectively. Humidification and heating of blast have an opposite effect on thermal efficiency indicators, in particular on the specific reference fuel consumption and efficiency. Blast heating is a credit item and provides an additional inflow of heat into the oven. Rise of the blast heating temperature from 200 to 500°C increases the corresponding credit item from 8% to almost 20%. The increase in blast humidity from 5% to 15% causes growing heat losses for blast moisture evaporation from 3 to 10-12%. Analysis of the results of conducted calculations shows that the use of anthracite heated to 500°C and blast humidification to 10% H2O provides specific reference fuel consumption at the level of 100.1 kg of standard fuel per ton of cast iron, whereas the efficiency is 49.6% as compared with the use of coke for heating. This saves 12.5 kg of standard fuel per ton of cast iron, i.e. almost 11% and increases furnace efficiency by 5.5%. Conclusions. The substitution of coke for anthracite as a fuel for low shaft furnaces together with heating up to 400-500°C and blast humidification up to 10-15% H2O provides high performance indicators of blast smelting (melt temperature and furnace productivity) and an improved thermal efficiency of the furnace (savings of 12.5 kg of standard fuel per ton of cast iron and increase in efficiency by 5.5%).

Журнал: Вестник Иркутского государственного технического университета

Выпуск журнала: № 8

Номера страниц: 146-153

ISSN журнала: 18143520

Место издания: Иркутск

Издатель: Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет"

• Феоктистов Андрей Владимирович (Сибирский государственный индустриальный университет)
• Скуратов Александр Петрович (Сибирский федеральный университет)
• Селянин Иван Филиппович (Сибирский государственный индустриальный университет)
• Темлянцев Михаил Викторович (Сибирский государственный индустриальный университет)

• РИНЦ (eLIBRARY.RU)
• Список ВАК