Введение к работе
Актуальность работы. Повышенно температуры нагровз дутья в домешшх почах является эффективным способом спявонея удельного оасхода топлива, интенсификации протокшзих н них процессов, улуч-шешія технико-экономических показателей. Уровень я возможность повышения .температури нагрева дутья запас»», как правіло, от совершенства конструкции л .'режима работу применяемых для этих целей теплообменников - доменных воздухонагревателей.
На отечественных предприятиях наиболее распространена традиционная конструкция доменного воздухонагревателя с внутренней Соковой каморой горения. С ростом температури нагрева доменного дутья несимметричность расположения.каморы горения внутри аппарата и несовершенство конструкции кладки приводят к ужесточению условий службы камери горения а воздухонагревателя в целил, снижению их .стойкости и сокращению межремонтных периодов. Это вк-зк-вает необходимость поиска яутой совершенствования конструкции и решила работы отих воздухонагревателей.
Цель роботы. Экспериментальное и расчотно-теоретичосксе исследование и оптимизация конструктивных элементов и режимов эксплуатации вездухонагроватэлей 'с внутренней каморой горения с целью уменьшения неравномерности температурного поля в футеровке аппаратов, повішення их стойкости и экономичности работы.
Научная новизна. Разработана оригинальная математическая модель паротока газа через трещиші в кладко камеры горения к оптимизирована на ее основа высота установки гаэоплотного кессона для усгранэния перетоков. Выполнены расчетные исследования новы-Ш0Ш1Я стойкости футеровки камори горения при замене.продувка воздухом на продувку 'дымовыми газами. . .
Разработана уточненная математическая модель тешюобмэна в
воздухонагревателе с внутренней смотанной каморой горошш, позволявшая определить оптимальную величину зазора и значения перепада температури по периметру к толщине кладки камори горения.
Разработана математическая модель теплообмена л штуцера горячего дутья с учетом влияния водоохлаждаемого клапана горячого дутья. Она использована для «тонки температурних условий слуяби футеровки штуцера при экрашровании или-теплоизоляции клапсша для рабочего режима эксплуатации воздухонагревателя и ого естественного охлаждения.
Теоретически обоснована целесообразность режима нагрева воздухонагревателя со ступенчатым изменением томлоратуры купола.
Получены экспериментальные данные о стойкости образцов из динаса применительно к условиям роботи воздухонагревателей.
Практическая ценность. Разработана усовершенствованная конструкция доменного воздухонагревателя с внутренней смещенной камерой горения, которая позволяет снизить разность температур по периметру камеры гсрания примерно в.6 раз. Воздухонагреватель такой конструкции внедрен-на НЯЖ, НПО "Тулачормот" и заводе "Свободный Ссксл* к аспильзуется Л.Ф.ШПРШЗЗа при проектировании аоздухонагревателай для других предприятий.
Рвкомввдован способ установки кессона между окатами каморы горения, который позволяет исключить "короткое замыкание" и, тем самим, повысить эффективность работы воздухонагревателя.
Предложен способ продувки воздухонагревателя уходящими дымовыми газами, позволяющий повисить стойкость футеровки камари горения и коэффициент полезного действия аппарата. Планируется использование данного способа при внедрении но ШЫК регулирования температура купола дымовыми газами. '
Внедрен на ШШК ячеистый стабилизатор газового потока, который позволяет значительно уменьшить пульсации горошш и повы-
сить тепловую мощность воздухонагревателя.
Рокомевдован для промышленного испытания способ экрпнирова-нііл. клапана горячего дутья, который позволит улучшить условия служб» клапана и футеровки штуцера горячего дутья*
Предложен способ нагрева воздухонагревателя с повышенной температурой купола, который обеспечит повишоїшо температури нагрева дутья без снижения стоИкосш футороьки.
Результати исследования термостойкости образцов- из лянаса используются Я.Ф.ГШРОМЗЗа при проектировании воздухонагревателя с центральной каморой горения для НПО "Тулачермет".
Разработаны для ЗЫ программы*, реализующие математические модели: моссо- и теплообмена при перетоках газа черох трещины в кладке стони камеры горения; теплообмена а зязоро, насадке и по толщине Футеровки омокенной камеры горения; теплообмена в стоне ' каморы горения п области удара газового потока; теплообмена в штуцере горячего дутья с учетом влияния клапана горячего дутья; расчета напряженно-деформированного состояшш кладки купола при ступенчатом изменении ого температуры.
Ожидаемый экономический зффэкт от внедрения ряда разработок составит 50 тыс.руб./год.
Апробация рабрты. Основные результаты работы доложены и обсуждены на: Всесоганой научно-технической конференции "Обобщение опыта работы молодых ученых, инженеров и рабочих отрасли по экономил материальных я энергетических ресурсов* (г.Донецк, I9S9 г.); Всесоюзной научно-технической конференции, посвяцэнной 60-летию Ш1ШТ,"Теплотехническое обеспечение технологических процессов металлурги.!" (г.Свэрдловск, 1990 г.); 3-й Всесоганой научной конференции по проблемам энергетики и тешгатехкологки "Интенсивное энергосбережение в промышленной теплотехнологои" (г.Москва.ISSIr,); республиканской конференция "Повышение эффективности использова-
ния топлипно-энорготичаских ресурсов в чорної! моталлургии'Чг.Діш-пропетровск, 1989 г.); региональной научно-праетичоской конференции "Практика, проблемы разработки и гнепрониа ресурсосберегающих технологий"(г.Липоцк,1987 г.); региональной научно-технической конференции "Проблеми энврго- и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии" (г.Новокупнецк, 1989 г.); региональной науч-но-техничоской конференции "Молодежь я научно-технический прогресс" (г.Липвцк, 1989 г.).
Публикации. Но тема диссертации опубликовано 12 печатных робот, получено одно авторское свидетельство и 2 положительных решения на изобретения.
Объем работы, диссертация состоит из введения, пяти глав, общих выводов и приложений. Работа содержит 124 страницы машинописного текста,'2 табллцы, 55 рисунков, библиографический список из 176 наименований.