Общество с ограниченной ответственностью

Производственная компания «Спецгазпром»

Есть вопросы? Свяжитесь с нами: +7 (343) 380 23 40
Россия, г.Екатеринбург, ул.Чернышевского, д.16, оф.719 тел. (343) 380 23 40, факс (343) 380 23 40, моб. +7 982 63 17 611 Мы работаем: ПН-ПТ, 09:00-18:00
Главная Статьи Статьи по металлургии и металлургическому оборудованию Опыт внедрения горелочных устройств SF в металлургии

Опыт внедрения горелочных устройств SF в металлургии

В.А.Сацкий, К.К. Онода, В.С. Мовшович, А.И. Хоролец (ПАО “Запорожсталь”) , В.Н. Бирюков (ООО “ЗПК ”Спецгазпром”)

Описана струйно-нишевая технология сжигания газа (технология возвратно-вихревого смешивания - это усовершенствованная струйно-нишевая технология). Рассмотрен опыт внедрения горелочных устройств СНГ (ГУ SF - новое поколение ГУ СНГ) производства ООО “ЗПК”Спецгазпром” на комбинате ПАО “Запорожсталь”. Получена значительная экономия топлива на миксерах, двухванновом сталеплавильном агрегате, мартеновских печах, стендах сушки сталеразливочных ковшей, агломерационных машинах.

ПАО “Запорожсталь” ведет постоянную работу по изысканию экономичных технологий. На основе анализа конструкций современных горелочных устройств и изучения передового опыта в этой области были выбраны горелочные устройства, созданные ООО “ЗПК”Спецгазпром” на базе струйно-нишевой технологии сжигания топлива.

Горелки СНГ (SF) обеспечивают комплекс характеристик:

  • интенсивное устойчивое горение с коротким факелом при колебаниях давления газа в сети;
  • устойчивую работу на малых нагрузках при минимальном перепаде давления на газовых отверстиях горелки ( до 50 ПА ) и работу на низком давлении газа;
  • поддерживается оптимальный коэффициент избытка воздуха в горелочном устройстве и КПД до 99.9%;
  • обеспечиваются экологические показатели менее предельно допустимых выбросов (менее 0,004% СО, менее 220 мг/м3 NOx);
  • коэффициент рабочего регулирования – более 10;
  • исключается перегрев горелки;
  • достигается плавный пуск агрегата начиная с 2-3% мощности;
  • расход газа вследствие указанных преимуществ уменьшается.

На топливоиспользующих агрегатах металлургического комбината ОАО “Запорожсталь” проведены широкие опытно-промышленные испытания горелок СНГ.

Так, ранее применявшиеся газовые горелки для отопления миксера №1 эжекционного типа ( расход природного газа до 240 м3/ч ) не обеспечивали эффективного сжигания топлива, а также необходимой температуры рабочего пространства миксера при разном его заполнении чугуном, что приводило к дополнительному расходу природного газа для поддержания заданной температуры чугуна.

С целью сокращения расхода природного газа и равномерного прогрева пространства миксера независимо от его заполнения чугуном, а также плавного регулирования температурного режима в феврале 2005 года на миксере №1 установили три струйно-нишевых горелочных устройства типа СНГ-21 (две горелки – по торцам миксера, одна – “на носке”). Специалисты ООО “ЗПК”Спецгазпром” выполнили пуско-наладочные работы; инженерные службы комбината ОАО “Запорожсталь” разработали оптимальный тепловой режим работы миксера.

В объеме миксера создается равномерное температурное поле заданной величины, горелочные устройства работают устойчиво в заданном диапазоне тепловых нагрузок, регулируемых расходом газа и воздуха. Отмечено, что “носок” миксера имеет температуру, исключающую образование “настылей” на поверхности футеровки. Температура корпусов горелочных устройств не превышает 50ºС вследствие самоохлаждения набегающим потоком воздуха. Потребление природного газа на миксере в сравнении с периодом работы без СНГ сократилось с 239 до 93 м3/ч, или на 61%!

Положительный результат испытаний струйно-нишевых горелок на миксере №1 показал целесообразность проведения опытно-промышленных испытаний и на двухванном сталеплавильном агрегате №1 (ДСПА-1), а также на мартеновских печах.

Для снижения расхода природного газа (ранее он составлял 1500 м3/ч), равномерного прогрева рабочего пространства ДСПА-1 независимо от периода плавки, а также для плавного регулирования температурного режима установили четыре горелки типа СНГ-33М в главном своде печи (по две горелки на каждую ванну). Применение струйно-нишевых горелок в период завалки и прогрева позволило улучшить использование тепла топлива и дымовых газов в холодной ванне; расход природного газа уменьшился в эти “холодные” периоды от 1500 до 400 м3/ч ! Эффективное использование тепла топлива и технологических газов обеспечило сокращение удельного расхода топлива (условного) от 10,3 до 5,0 кг/т, или на 51% !

Для отопления рабочего пространства мартеновских печей используются торцевые газовые горелки с кислородной конверсией (одна на левой стороне ванны, другая на правой). Расход природного газа в период завалки и прогрева составляет 5300 м3/ч, кислорода на факел – 2500 м3/ч, регенеративного воздуха – 50 тыс. м3/ч. В связи с цикличностью периодов работы регенераторов на горелки газ подается поочередно с интервалом перекидки клапанов 8 мин; из-за этого рабочее пространство печи неравномерно прогревалось. Следует отметить также, что даже при избытке воздуха, подаваемого на горение, не обеспечивалось эффективное сжигание топлива, что приводило к дополнительному его расходу.

Для уменьшения этих недостатков работы мартеновской печи в главном своде установили три струйно-нишевые горелки СНГ-33ВС с расходом природного газа по 100-500 м3/ч. Дополнительная установка горелок СНГ в свод способствовала более благоприятному перераспределению тепла по длине ванны. Таким образом, усовершенствованный способ отопления печи путем комбинированного направленного теплообмена на поверхность ванны увеличивал долю конвективного теплообмена. Расход природного газа уменьшился от 5300 до 3500 м3/ч! Эффективное использование тепла топлива и дымовых газов, оптимизация соотношения газ-воздух с учетом особенностей гидравлического режима работы каждой печи обеспечили снижение удельных расходов топлива от 84,5 до 71,0 кг/т, или на 16%!

Кроме того, установка горелок СНГ в своде мартеновских печей позволяет поддерживать заданную температуру в случаях простоев на дежурном газе с расходом 1300 м3/ч вместо 2500 м3/ч и с прекращением подачи газа на торцевые горелки.

Одновременно с опытно-промышленными испытаниями горелочных устройств на печах мартеновского цеха в течение 2006г. выполняли работы по оптимизации тепловых режимов сушки сталеразливочных ковшей с использованием струйно-нишевых горелочных устройств СНГ-22. На старых стендах для сушки применяли инжекционную горелку, а крышка не предусматривалась; при этом пламя выбивалось из ковша, что приводило к химическому недожогу и большим тепловым потерям с уходящими газами.

Новый тепловой режим сушки сталеразливочных ковшей предусматривает уменьшение тепловых потерь с уходящими газами и от излучения футеровки ковша, а также сокращение длительности сушки и расхода природного газа при условии использования новых струйно-нишевых горелок в комплекте с футерованной крышкой. Установку струйно-нишевых горелок на новые стенды сушки выполняли поэтапно. В настоящее время горелками СНГ оборудованы шесть стендов.

Достигнуты следующие показатели: расход природного газа на сушку уменьшился от 420-450 до 100-150 м3/ч, или на 70%, длительность сушки сократилась от 12-18 ч (в зависимости от типа футеровки ковша) до 7-12 ч.

 

В результате внедрения струйно-нишевых горелочных устройств в мартеновском цехе расход топлива по сравнению с периодом до установки горелок уменьшился от 77,8 до 62,3 кг/т, или на 20%, что позволило в 2007г. сэкономить 54,4 млн м3 природного газа и улучшить экологические показатели по объему вредных выбросов оксида углерода в атмосферу и температуре дымовых газов.

Учитывая положительный опыт эксплуатации горелок СНГ в мартеновском цехе, приняли решение установить четыре струйно-нишевые горелки типа СНГ-22АГ на агломашине №4. После наладки и испытаний определили оптимальные расходы природного газа и воздуха при различной производительности агломашины с обеспечением равномерного зажигания аглошихты и получения качественного агломерата. Расход природного газа на зажигание снизился от 420 до 380 м3/ч, или на 10%. В дальнейшем в периоды плановых ремонтов агломашин № 2,3,5 и 6 их также оборудовали струйно-нишевыми горелками. Изменение теплового режима работы всех пяти агломашин позволило улучшить зажигание аглошихты, уменьшить расход природного газа на горны агломашин № 2 – 6 от 396-492 до 364-417 м3/ч, сэкономить в агломерационном цехе около 1 млн м3 природного газа в 2007г.

Сейчас начался новый этап с использованием струйно-нишевой технологии в доменном цехе комбината при сушке футеровки чугуновозных ковшей.

Таким образом, проведенные на комбинате “Запорожсталь” работы полностью подтвердили эффективность струйно-нишевой технологии сжигания топлива в металлургическом производстве!