ДОСЛІДЖЕННЯ ЕФЕКТИВНОСТІ ВИКОРИСТАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО КИСНЮ ПРИ ОПАЛЕННІ ТЕПЛОТЕХНІЧНИХ МЕТАЛУРГІЙНИХ АГРЕГАТІВ
Authors: Gres Leonid , Gupalo Olena , Yeromin Oleksandr , Karakash Yevhen , Diakova Elina 
Published: July 2020

Мета – розробка методики визначення ефективності використання технологічного кисню для збагачення повітря горіння при опаленні теплотехнічних агрегатів в металургії.Методика. Під час виконання дослідження використано: математичну модель повітронагрівача, яка дозволяє при заданих його конструктивних параметрах та витраті дуття визначати витрати палива, повітря горіння і димових газів, зміну температури димових газів і дуття по висоті насадки; методику розрахунку горіння палива та визначення калориметричної температури його горіння; методику розрахунку коефіцієнта використання теплоти палива.Результати. Дослідження теплової роботи блоку повітронагрівачів доменної печі дозволило визначити, що використання технологічного кисню для збагачення повітря горіння забезпечує роботу повітронагрівачів на доменному газі і задану температуру дуття при вмісті кисню у повітрі горіння 26 %, але потребує збільшення витрати доменного газу на 32 %. При цьому питомі витрати на опалення блоку повітронагрівачів збільшуються на 20,9 %, що робить впровадження цього заходу економічно недоцільним. Дослідження зміни показників енергоефективності методичної печі та парового котла при їх опаленні природним газом та використанні для спалювання палива атмосферного або збагаченого киснем повітря дозволило встановити, що ефективність використання кисню в методичній печі є значно вищою, ніж в котлах. При підвищенні вмісту кисню в повітрі горіння до 31 % економія палива в методичній печі складає 11,6 %, а питома витрата технологічного кисню – 6,28 м3/м3 заощадженого природного газу, в той час як в котлі ці показники відповідно складають 1,7 % та 48,67 м3/м3.Наукова новизна. З використанням розрахункових методів та математичного моделювання теплової роботи доменних повітронагрівачів обґрунтовано, що використання технологічного кисню для збагачення повітря горіння забезпечує отримання заданої температури дуття та економію природного газу, але потребує суттєвого збільшення витрати доменного газу. Встановлено аналітичну залежність, що обґрунтовує максимальну вартість технологічного кисню для його беззбиткового використання в доменних повітронагрівачах. Для нагрівальних печей та парових котлів, що опалюються природним газом та використовують для спалювання палива атмосферне повітря, збагачене технологічним киснем, встановлено аналітичні залежності, які дозволяють визначати: витрату технологічного кисню для економії 1 м3 палива; максимальну вартість технологічного кисню, при якій його застосування не призводить до зростання сумарних витрат на паливо та технологічний кисень.Практична значущість. Розроблені методики визначення ефективності використання технологічного кисню для збагачення повітря горіння при спалюванні палива можуть застосовуватися в системах енергетичного менеджменту металургійного комбінату для управління тепловим балансом підприємства і вибору теплотехнічних агрегатів, в яких використання тимчасових надлишків технологічного кисню дозволяє забезпечити найбільшу економію палива та є економічно доцільним.