ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫЕ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЕ ПРОХОДНЫЕ ПЕЧИ

Толкательные методические печи (МП), печи с шагающим подом (ПШП) и с шагающими балками (ПШБ), кольцевые (КП) печи работают при противоточном движении металла и продуктов сгорания в рабочем пространстве. Тепловая мощность крупных печей составляет 30 МВт и выше.

Существующие МП отапливают с помощью торцевых горелок (рис. 1.7), расположенных на одном, трех, четырех или пяти горелочных торцах верхнего и нижнего обогревов.

В нижнем подогреве ПШБ (рис. 1.8) в большинстве случаев установке

горелок препятствует наличие большо­го числа стоек стационарных и подвижных балок. Поэтому здесь применяют горелки, установленные на продоль­ных стенах. Эти горелки первоначально делали с постоянной длиной факе­ла, чтобы обеспечить равномерность температур по ширине печи при изме­нении расхода топлива. Однако практика показала, что это излишне услож­няет конструкцию, так как удовлетворительная равномерность достигается и при обычной конструкции горелки.

В зонах верхнего обогрева могут быть установлены торцевые горелки (рис. 1.8, а) и сводовые плоскопламенные горелки по всей длине печи (рис. 1.8, 6) или в отдельных зонах, чаще всего в томильной.

Расположение горелок на ПШП аналогично их расположению в верх­нем обогреве ПШБ.

В КП при ширине пода до 3,5 м горелки устанавливают только на наружной стене. Горелки располагают тангенциально, так, чтобы факелы были направлены навстречу движению металла. При ширине пода 4,5 м и более горелки устанавливают на наружной и внутренней стенах радиально. На КП возможно также применение сводовых плоскопламенных горелок.

Высокотемпературные нагревательные проходные печи отапливают газом с различной теплотой сгорания, мазутом или комбинированно — газом и мазутом.

В связи с тем, что в этих печах необходима высокая калориметричес­кая температура сгорания (приблизительно 2000 °С), схемы их отопления сильно зависят от вида и характеристики топлива или, наоборот, для опре­деленного типа или конструкции печи требуется определенное топливо.

Если для отопления печи должен быть применен доменный газ или смесь коксового и доменного газов с (?нр£ 5,85 МДж/м3, система отопления может быть решена на основе применения инжекционных горелок полного предварительного смешения в сочетании с высокотемпературным подогре­вом компонентов сгорания. Воздух следует подогревать в керамическом блоч­ном рекуператоре до 500—600 °С, газ — в металлическом трубчатом рекупе­раторе до 250—300 °С. При работе инжекционных горелок с а=1,00—1,05 при этих условиях удается достичь высоких температур вблизи горелок и обеспечить нагрев металла до температуры прокатки.

Для работы на смеси коксового и доменного газов с = 6,25— 7,55 МДж/м3 при установке инжекционных горелок достаточно подогревать только воздух в керамическом рекуператоре до 500—550 "С. Для экономии топлива можно подогревать газ до 250—350 °С или установить за печью ко­тел-утилизатор.

Следует отметить, что МП с инжекционными горелками и керами­ческим рекуператором получаются весьма громоздкими и дорогими. Такую конструкцию следует применять только при отсутствии более богатого топ­лива. С ПШБ, ПШП и КП керамические блочные рекуператоры скомпо­новать очень трудно, а поэтому для указанных печей такая схема отопления практически неприемлема.

Отопление высокотемпературных проходных печей смесью коксового и доменного газов с = 7,55-10,00 МДж/м3 или смесью природного и доменного газов с < 18,75 МДж/м3 нежелательно. При применении таких смесей резко возрастает опасность проскока (смесь коксового и домен­ного газов) и уменьшается теплопроизводительность инжекционных горе­лок. Горелки без предварительного смешения типа "труба в трубе" могут обеспечить необходимую температуру в печи только при достаточно высо­кой степени подогрева воздуха.

Оптимальным топливом для рассматриваемых печей являются при­родный газ и смеси коксового и доменного газов с > 10,00 МДж/м3 и природного и доменного газов с > 18,75 МДж/м3. Для отопления этими газами можно применять горелки типа "труба в трубе" (для торцевого ото­пления) или сводовые плоскопламенные горелки. Для сокращения расхода топлива воздух следует подогревать в металлических рекуператорах до 400 ⁰С. В данном случае конструкция печи получается наиболее простой, компактной, а стоимость сооружения печи — наименьшей.

В черной металлургии мазут для отопления нагревательных печей ис­пользуют весьма редко. Гораздо чаще применяют комбинированное газо­мазутное отопление с раздельным или совместным сжиганием газа с высо­кой теплотой сгорания и мазута.

Осуществление совместного сжигания газа и мазута наиболее сложно. В этом случае значительно усложняется система автоматического регулиро­вания теплового режима печи. Кроме того, газ, сгорая быстрее, потребляет кислород воздуха для горения в первую очередь. В результате горение мазута затягивается и образуются продукты химического и механического недо­жога, в том числе сажистый углерод. Поэтому, как правило, газ и мазут сжигают раздельно, причем мазут является резервным топливом.

При газомазутном отоплении чаще всего применяют горелочные уст­ройства, представляющие собой горелку без предварительного смешения типа "труба в трубе" со встраиваемой в газовое сопло форсункой высокого давления или специальные газомазутные горелки. Воздух для горения подо­гревают в металлическом рекуператоре до 400 °С.

В случае отопления рассматриваемых печей мазутом на них устанавли­вают форсунки высокого давления с двойным распыливанием. Воздух так­же подогревают до 400 °С.