yandex.metrica
Доменное производство

Управление распределением газового потока по сечению колошника доменной печи

Тепло- и массообмен между шихтовыми материалами и встречным потоком газа в значительной мере зависит от распределения газового потока по сечению шахты доменной печи.

Для каждой ДП в соответствии с имеющимся профилем шахты существует свое индивидуальное распределение газового потока (нормальный режим), при котором производительность печи достигнет максимального значения.

О распределении газового потока судят по косвенным параметрам. Например, по распределению содержания CO и CO2 по радиусу ДП. Контроль содержания CO и CO2 обычно осуществляют в 5-6 точках по двум перпендикулярным направлениям. Содержание CO и CO2 характеризует интенсивность процесса косвенного восстановления. Чем выше содержание CO2, тем лучше идет процесс восстановления.

Менее информативным параметром может служить температура колошникового газа в определенных точках по сечению шахты ДП. Чем ниже температура газа, тем лучше газ отдает тепловую энергию шихте.

На мощных печах для косвенного контроля за распределением потока измеряется состав колошникового газа в 6-8 точках по радиусу на колошнике над уровнем засыпи. Информацию о составе газов получают с помощью информационных зондов, вводимых в ДП. Чем больше содержание CO2 и меньше температура газов, тем эффективнее их энергия используется в ДП.

При анализе газораспределения выделяют четыре режима работы печи.

  • Нормальный режим – поддерживается оптимальное или рациональное распределение газового потока, при котором обеспечивается максимальная производительность печи.
  • Периферийный ход печи – по периметру шахты печи образуется более рыхлая зона, через которую газы прорываются на колошник.
  • Центральный ход печи – рыхлый слой образуется в центре шахты (кокс – разрыхлитель; агломерат, окатыши – уплотняют шихту).
  • Канальный ход печи – в результате каких-то условий в печи образуется канал, через который газы прорываются на колошник.

Основным способом решения задачи по распределению газового потока является целенаправленное изменение структуры столба шихты по высоте шахты. А средством формирования этой структуры служит управление порядком загрузки в печь рудно-флюсовой и коксовой части подачи путем коррекции работы вращающего распределителя шихты при конусной системе загрузки.

Дополнительным фактором изменения газораспределения может служить изменение уровня засыпи (верхнего уровня шихты в печи) и изменение массы материала в одной подаче. Все указанные управляющие воздействия (связанные с изменением подачи шихты) называются управлением сверху и они являются основными стратегическими факторами.
Кроме управления сверху на распределение газового потока оказывает заметное влияние и распределение дутья, природного газа и кислорода по фурмам ДП.

Изменение этих параметров характеризует управление снизу. И с помощью этого можно решать достаточно оперативно тактические задачи. Но эффективность их относится к низу ДП. Структурная схема управления газодинамическим режимом работы ДП представлена на рис.35.

Структурная схема управления газодинамическим режимом работы ДП

УВМ-3 получает информацию о распределении CO2 или температуры по диаметру колошника (или в 2-х перпендикулярных направлениях). Данная информация получается путем использования специальных информационных зондов 1, которые вводятся в рабочее пространство. Кроме того, используется температура в вертикальных газоходах печи, формируемая датчиками 2. При формировании газодинамического режима используется информация о расходе дутья 7 и расходе природного газа 6.

УВМ-3 формирует управляющее воздействие путем корректировки порядка загрузки материалов в печь подсистемой 3 изменением угла поворота вращающегося распределителя подсистемой 4. И формирует величину уровня засыпи с помощью подсистемы 5.

Все управляющие воздействия сверху формируются и реализуются в соответствии с изменением работы УВМ-1. Управление снизу осуществляется путем изменения расхода дутья и природного газа по фурмам, а также частичным изменением распределением этого дутья по фурмам.