Аналіз газодинамічної роботи колошникового простору та тракту «доменна піч – пиловловлювач» при зміні конструкції газоходів

Шрифт:
48

https://doi.org/

Met. litʹe Ukr., 2021, Tom 29, №2, P. 64-72

Б.В. Корнілов, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: balesan2209@gmail.com, https://orcid.org/0000-0002-5544-3023 
О.Л. Чайка, канд. техн. наук, ст. наук. співр., зав. лаб., e-mail: chaykadp@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-1678-2580
В.В. Лебідь, канд. техн. наук, ст. наук. співр., e-mail: vitalii.lebid@gmail.com, https://orcid.org/0000-0003-3938-3785
А.О. Москалина, канд. техн. наук, наук. співр., e-mail: moskalina.aa@gmail.com, https://orcid.org/0000-0001-9552-2853 

Інститут чорної металургії ім. З.І. Некрасова НАН України (Дніпро, Україна)

Надійшла 10.02.2021

УДК 669.162.215.4:001.8

У доменному виробництві України одним з найактуальніших питань є модернізація доменних печей, яка спрямована на забезпечення енергоефективної і ресурсозберігаючої роботи печей і агрегатів, що їх обслуговують, в умовах застосування пиловугільного палива (ПВП). Одним з проєктних рішень, спрямованих на забезпечення високоефективної роботи доменної печі, було оснащення її сучасним безконусним завантажувальним пристроєм (БЗП). Однак його установка вимагала технічних рішень зі зміни конструкції колошника.
Для дослідження визначення впливу зміни умов газодинамічної роботи газоходів розглянуто роботу газовідвідних трактів доменної печі при різних газодинамічних умовах із застосуванням чисельного моделювання в середовищі Ansys Fluent і за інженерною методикою. Виконано зіставлення отриманих результатів газодинамічної роботи тракту відведення газу без врахування теплообміну, отриманих із застосуванням чисельного моделювання і за інженерною методикою. Встановлено, що відмінність між результатами, отриманими чисельним моделюванням і за інженерною методикою, не перевищує 7 %.
У роботі наведено результати аналізу взаємозв'язків між конструкцією колошника та параметрами потоку колошникового газу з газодинамічним режимом роботи доменної печі і тракту відведення «брудного» газу від печі до пиловловлювача. Виконано газодинамічний розрахунок та дано оцінку зміни конструкції врізки газоходів в купол печі з врахуванням необхідності установки на ній БЗП. 
Реалізовано тепло-газодинамічний розрахунок та визначено вплив зміни газодинамічних параметрів газового потоку і площі перерізу газоходів на зміну втрат тиску, швидкості і перепаду температури доменного газу в тракті його відводу від печі до пиловловлювача.
Встановлено, що швидкість газу у вільній від шихти зоні колошника є визначальним параметром для втрат тиску не тільки колошникового простору, але й для газодинамічної роботи тракту «Доменна піч (ДП) – Пиловловлювач (ПВ)».

Ключові слова: доменна піч, колошник, газоходи, колошниковий газ, швидкість, втрати тиску.

Література

1. Большаков В.И., Сохацкий А.А., Чайка А.Л., Шевелев А.Г., Швачка А.И. Исследования тепло-газодинамической работы 
в «сухой» зоне доменной печи и применение их результатов. Металлургическая и горнорудная промышленность.
2013. № 2. С. 15–19.
2. Корнилов Б.В., Лычагин Н.Н., Сохацкий А.А., Чайка А.Л., Шевелев А.Г. Исследование газодинамической работы колошника с использованием методов численного моделирования. Фундаментальные и прикладные проблемы черной 
металлургии. 2011. Вып. 23. С. 89–96.
3. Корнилов Б.В., Лычагин Н.Н., Чайка А.Л. Исследование газодинамической работы колошника. Теория и практика тепловых процессов в металлургии: Сб. докл. междунар. научно-практ. конф. 18–21 сент. 2012 г. Екатеринбург: УрФУ, 
2012. С. 99–107. 
4. Бородулин А.В., Чайка А.Л., Сохацкий А.А., Корнилов Б.В., Швачка А.И. Вопросы системной надежности доменного 
производства. Фундаментальные и прикладные проблемы черной металлургии. 2012. Вып. 25. С. 51–68.
5. Большаков В.И., Чайка А.Л., Лебедь В.В., Сохацкий А.А., Цюпа К.С., Корнилов Б.В. Системная надежность доменного 
производства с использованием пылеугольного топлива. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2015. 
№ 7. С. 22–30.
6. Корнилов Б.В., Чайка А.Л., Сохацкий А.А., Шостак В.Ю. Исследование влияния параметров колошникового газа и конструкции колошника на вынос колошниковой пыли. Экология и промышленность. 2014. № 2. С. 54–58.
7. Бузоверя М.Т., Ульянов А.Г., Шулико С.Т., Почекайло И.Е., Тарановский В.В., Хомич И.Т. Работа доменной печи с рациональным газодинамическим режимом в шахте. Черная металлургия. 1985. № 12. С. 47–48.
8. Большаков В.И., Чайка А.Л., Корнилов Б.В., Лебедь В.В., Логвинов Н.В., Пинчук Д.В. Исследование газодинамической 
работы свободной от шихты области колошника и их практическое приложение для оценки устойчивости протекания 
газодинамических процессов в ней. Инновационные пути модернизации базовых отраслей промышленности, энерго- и ресурсосбережение, охрана окружающей природной среды: сб. трудов III Межотраслевой науч.-практ. конференции молодых ученых и специалистов. Харьков, 25–26 марта 2015 г. С. 73–80.
9. Чайка А.Л., Лебедь В.В., Корнилов Б.В., Логвинов Н.В., Сохацкий А.А. Исследование газодинамической работы свободной от шихты зоны колошника доменной печи и их практическое приложение. Фундаментальные и прикладные 
проблемы черной металлургии. 2015. Вып. 29. С. 27–35
10. Новоспасский А.Ф. Современная доменная печь. М.: Государственное научно-техническое издательство литературы 
по черной и цветной металлургии, 1950. 394 с. 
11. Идельчик И.Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / Под ред. М.О. Штейнберга. 3-е изд., перераб. и доп. 
М.: Машиностроение, 1992. 672 с.
12. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Наука, 1970. 904 с.
13. Абрамович Г.Н. Прикладная газовая динамика. М.: Наука, 1969. 824 с.
14. Альтшуль А.Д., Киселев П.Г. Гидравлика и аэродинамика (Основы механики жидкости). 2-е изд., перераб. и доп. М.: 
Стройиздат, 1975. 327 с.
15. Беляев Н.М. Основы теплопередачи: учеб. для студ. Вузов. К.: Вища школа, 1989. 344 с.
16. Себиси Т., Брэдшоу П. Конвективный теплообмен. Физические основы и вычислительные методы: Пер. с англ. М.: 
Мир, 1987. 592 с