ВЛИЯНИЕ ПОДАЧИ ПРИРОДНОГО ГАЗА ЧЕРЕЗ ОТВЕРСТИЯ ВО ФЛАНЦЕ НА РАБОТУ ВОЗДУШНОЙ ФУРМЫ ДОМЕННОЙ ПЕЧИ С ТЕПЛОИЗОЛИРУЮЩЕЙ ВСТАВКОЙ В ДУТЬЕВОМ КАНАЛЕ
Authors: С.В. Албул , О.А. Кобелев , И.А. Левицкий 
Published: November 2024

Распределение подачи природного газа в дутьевой канал воздушной фурмы с теплоизолирующей вставкой играет положительную роль, с одной стороны, для улучшения смешивания природного газа с дутьем и его горения, с другой, для снижения температурных напряжений во вставке. С помощью системы Ansys проведено математическое моделирование газодинамики, теплообмена и горения природного газа при подаче его в дутьевой канал воздушной фурмы доменной печи через ряд отверстий во фланце. Показано, что подача природного газа в дутьевой канал через отверстия во фланце сопровождается улучшением его горения в фурме, приводящим к повышению температуры и скорости дутья, по сравнению с традиционным способом подачи природного газа в дутьевой канал по одной трубке через внутренний стакан. На модели фланца, содержащей только коллектор с трубкой подвода природного газа и его отвода через отверстия, установлено, что минимальная неравномерность распределения подачи природного газа по отверстиям достигается при установке трубки для подачи газа симметрично относительно заглушек в коллекторе, которые в реальных условиях образованы трубками подачи и отвода охлаждающей фурму воды. Установлено, что подача природного газа через отверстия во фланце приводит к снижению температурных напряжений во вставке примерно в 2 раза по сравнению с традиционной его подачей, способствуя повышению стойкости вставки. При этом достигаемая неравномерность подачи природного газа через отверстия во фланце в дутьевой канал не приводит к значительному изменению напряжений во вставке.

The distribution of natural gas supply into the blast channel of an air tuyere with a heat-insulating insert plays a positive role, on the one hand, to improve the mixing of natural gas with the blast and its combustion, and on the other, to reduce temperature stresses in the insert. Using the Ansys system, mathematical modeling of gas dynamics, heat exchange and natural gas combustion was carried out when it is supplied to the blast channel of a blast furnace tuyere through a series of holes in the flange. It has been shown that the supply of natural gas into the blast channel through holes in the flange is accompanied by an improvement in its combustion in the tuyere, leading to an increase in temperature and blowing speed, compared to the traditional method of supplying natural gas into the blast channel through one tube through the inner cup. On a flange model containing only a manifold with a tube for natural gas supply and outlet through the holes, it was established that the minimum unevenness in the distribution of natural gas supply among the holes is achieved when the gas supply tube is installed symmetrically relative to the plugs in the manifold, which in real conditions are formed by supply and discharge tubes for water cooling the tuyere. It has been established that the supply of natural gas through holes in the flanges leads to a decrease in temperature stresses in the insert by approximately 2 times compared to the traditional natural gas supply, helping to increase the durability of the insert. In this case, the achieved uneven supply of natural gas through the holes in the flange into the blast channel does not lead to a significant change in the stresses in the insert.