способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающий закрывание запорного органа на линии нагнетания, подачу дутья из резервной емкости, соединенной посредством клапанов через воздухонагреватели с доменной печью, аварийное отклонение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурма колошник до нормального, снижения давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги, отличающийся тем, что при падении давления дутья после закрывания запорного органа на 1,0 кгс/см² дутье из резервной емкости начинают подавать в печь через клапан заполнения воздухонагревателя, находящегося в режиме "Дутье", а при падении давления дутья еще на 0,5 кгс/см² дутье из резервной емкости подают в печь через клапан резервирования и линию нагнетания.

2. Устройство для остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, содержащее запорный орган на линии нагнетания, воздухопроводы для подачи дутья в доменные печи от воздуходувных агрегатов, систему для наполнения воздухом воздухонагревателей при их переводе с режима "Нагрев" на рабочий режим от резервной емкости сжатого воздуха с клапанами и подпитывающим компрессором, отличающееся тем, что резервная емкость снабжена воздухопроводом с клапаном резервирования, соединяющим эту емкость с воздухопроводом линии нагнетания.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам остановки доменной печи.

Известен способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающий аварийное отключение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник, открывание атмосферных клапанов печи, снижение давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги [1]

Недостатком этого способа является то, что все операции по остановке печи должны выполняться быстро, четко, почти одновременно. Промедление со снятием высокого давления на колошнике, закрытием природного газа, закрытием отсекающего клапана и других клапанов может привести к крупной аварии.

Известно устройство для подачи воздуха для выравнивания давления в воздухонагревателе доменной печи (прототип), содержащее трубопроводы с клапанами и аккумулирующую емкость, соединенную с независимым от воздуходувной машины источником сжатого воздуха и со штуцером холодного дутья после шибера [2]

Однако использовать это устройство для предотвращения аварий при остановке воздуходувного агрегата в полной степени невозможно из-за низкой пропускной способности системы.

Известен способ предотвращения аварий на доменной печи и других потребителях при прекращении подачи газа от компрессора с электродвигателем, включающий закрывание запорного органа на линии нагнетания компрессора, где сжатый газ от компрессора направляют открытием клапана в линию сброса, запускают компрессор с подачей сжатого газа в линию нагнетания, последовательно закрывая клапан сброса и открывая запорный орган [3]

Однако этот способ характеризуется недостаточной надежностью, так как потеря напряжения в электросети не предотвращает аварию.

Известен способ предотвращения аварии на доменной печи (прототип) из-за резкого прекращения подачи сжатого воздуха от компрессорной установки с электродвигателем, где при аварии на установке закрывают запорный орган на линии нагнетания компрессора, а сжатый воздух подают в доменную печь от резервного компрессора (Пашков В.Д. Воздуходувное хозяйство металлургических заводов. М. Металлургия, 1969, с. 69).

Однако в известном способе быстро запустить резервный компрессор и подать от него сжатый газ к доменной печи не представляется возможным, что не может предотвратить аварию на доменной печи.

Целью изобретения является исключение возможности проникновения газов из печи в воздухопроводы, заливки продуктами плавки и забивки коксом фурменных приборов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата, включающем закрывание запорного органа на линии нагнетания, подачу дутья из резервной емкости, соединенной посредством клапанов через воздухонагреватели с доменной печью, аварийное отключение подачи природного газа и прекращение загрузки шихты в печь, ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник до нормального, снижение давления дутья, отделение печи от системы очистки газа и воздухонагревателей, соединение полости фурменных приборов с трубой для тяги, при падении давления дутья после закрывания запорного органа на 1,0 кгс/см² дутье из резервной емкости начинают подавать в печь через клапан заполнения воздухонагревателя, находящегося в режиме Дутье, а при снижении давления дутья еще на 0,5 кгс/см², дутье из резервной емкости подают в печь и через клапан дополнительного резервирования и линию нагнетания.

Этот способ осуществляется устройством, служащим одновременно для заполнения воздухонагревателей и для остановки печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата и содержащим воздухопроводы для подачи дутья в доменную печь от воздуходувного агрегата, снабженного запорным органом на линии нагнетания, систему для наполнения воздухом воздухонагревателей при их переводах с режима нагрева на рабочий режим от резервной емкости сжатого воздуха с клапанами и компрессором, где согласно предлагаемому способу резервную емкость сжатого воздуха снабжают воздухопроводом с регулирующим клапаном, соединяющим эту емкость с воздухопроводом линии нагнетания.

Источники, аналогичные предлагаемому по совокупности признаков, приводящих к достижению поставленной цели, дополнительной проверкой научно-технической информации не обнаружены, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема устройства для осуществления предлагаемого способа.

Устройство для остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата содержит воздухопроводы 1 и 2 для подачи дутья в доменные печи 3 и 4 от воздуходувных агрегатов (не показаны) и систему для наполнения воздухом воздухонагревателей 5 при их переводе с режима нагрева на рабочий режим от резервной емкости в виде коллектора 6 сжатого воздуха, соединенного с воздухонагревателями 5 и компрессором 7.

Воздухопроводы 1 и 2 соединены при помощи индивидуальных для каждой печи 3 и 4 регулирующих клапанов 8 и 9 с коллектором 6 сжатого воздуха, размещенным вдоль ряда доменных печей 3 и 4. Для обеспечения возможности замены регулирующих клапанов 8 и 9 в устройстве предусмотрены отсекающие клапаны 10 и 11.

Коллектор 6 сжатого воздуха соединен при помощи регулирующих клапанов 12 с воздухонагревателями 5. Для обеспечения возможности замеры регулирующих клапанов 12 в устройстве предусмотрены отсекающие клапаны 13 и 14. Резервные клапаны 15 при наполнении воздухонагревателей 5 от коллектора 6 сжатого воздуха находятся в закрытом положении.

Воздухонагреватели 5 имеют клапаны 16 и 17 холодного и горячего дутья.

Коллектор 6 сжатого воздуха снабжен предохранительным клапаном 18 и соединен с компрессором 7 через обратный клапан 19.

Сущность изобретения заключается в следующем.

При аварийной остановке воздуходувного агрегата давление дутья на фурмах доменной печи падает с рабочего уровня до нуля в течение 1,5-2,0 мин, поэтому промедление с остановкой печи может привести к аварии.

В этом случае для предотвращения аварии используют сжатый воздух, зарезервированный в емкости, снабженной подпитывающим компрессором и используемой также для заполнения воздухонагревателей при их переводе с режима "Нагрева на рабочий режим.

Для увеличения пропускной способности резервную емкость сжатого воздуха дополнительно соединяют посредством воздухопровода с регулирующим клапаном с линией нагнетания, а объем емкости выполняют таким, чтобы обеспечить достаточную массу воздуха, необходимого для ликвидации неблагополучной ситуации.

Резервную емкость выполняют в виде коллектора, единого для всех доменных печей, расположенного вдоль их ряда.

Момент начала подачи дутья из резервной емкости определен снижением давления дутья в печи на 1,0 кгс/см² после закрывания запорного органа.

Начало подачи дутья из резервной емкости через клапан дополнительного резервирования и линию нагнетания в печь подают при дальнейшем снижении давления еще на 0,5 кгс/см².

Эти величины определены временем срабатывания клапанов системы.

Поскольку доменные печи, имеющие разный объем, потребляют разное количество дутья, воздухопроводы соединены при помощи индивидуальных для каждой печи регулирующих клапанов с коллектором сжатого воздуха.

Для четырех доменных печей ЧерМК объемом 1007, 1002, 2000 и 2700 м³ со свободным объемом воздухонагревателей соответственно 250, 250, 660, 1330 м³, работающих с абсолютным давлением холодного дутья Р_х.д. 3,7-4,8 кгс/см², объем коллектора для резервирования дутья при заполнении воздухонагревателей и аварийных остановок составил 4760 м³. При нормальной работе максимальный расход, соответствующий Р 0,4 кгс/см², будет соответствовать расходу подпитки G_{подпит.}118 кг/ч. Поэтому с учетом аварийного резервирования возможных утечек и продувок коллектора типоразмер клапана подпитки коллектора установили с Ду=150 мм и Ку=250 м³/ч.

В соответствии с вышеизложенным типоразмеры клапанов для заполнения воздухонагревателей установили в соответствии с таблицей.

Способ остановки доменной печи при аварийной остановке воздуходувного агрегата осуществляется следующим образом.

При нормальной работе доменных печей 3 и 4 давление сжатого воздуха в коллекторе 6 поддерживают при помощи компрессора 7 на заданном уровне, а сжатый воздух расходуют лишь для заполнения воздухонагревателей 5.

При аварийной остановке воздуходувного агрегата оператор печи переводит ключ управления в положение "Пониженное давление", а при отсутствии на пульте оператора отключается система автоматической защиты, срабатывающая при падении давления дутья на 1 кгс/см². При этом открывают клапан 12 заполнения воздухонагревателя 5, находящегося в режиме "Дутье", а при падении давления еще на 0,5 кгс/см² открывают клапан 8 резервирования из коллектора 6 и соединяют воздухопровод 1 с коллектором 6 сжатого воздуха. Оператор доменной печи 3 при помощи соответствующего ключа на своем пульте отключает подачу природного газа в печь, прекращает загрузку шихты и обеспечивает ускоренное снижение давления на колошнике при сохранении рабочего перепада давлений фурмы колошник.

Открывают атмосферные клапаны печи 3. После перевода печи 3 на низкое давление на колошнике продолжают снижать давление дутья, при этом для уменьшения расхода дутья, поступающего в печь 3, закрывают регулирующий клапан 6, а клапан "Снорт" не используют.

При снижении давления дутья до 0,05-0,06 МПа печь 3 отделяют от системы очистки газа путем закрывания отсекающего клапана.

По мере уменьшения расхода дутья во время остановки печи 3 персонал печи обеспечивает непрерывное наблюдение за состоянием фурм.

При снижении давления дутья до 0,02 МПа печь 3 отделяют от воздухонагревателей 5, после чего полностью закрывают регулирующий клапан 8.

После отделения печи 3 от воздухонагревателей 5 полость фурменных приборов соединяют с трубой для тяги.

Посте остановки доменной печи 3 через определенное время, в зависимости от производительности компрессора 7, давление сжатого воздуха в коллекторе 6 повышается до исходного уровня.

В момент аварийной остановки доменной печи 3 наполнение воздухонагревателей 5 других печей 4 осуществляют комплексным способом с частичным использованием централизованного источника сжатого воздуха.

Достоинством предлагаемых способа и устройства является полное исключение возможности развития аварии при остановке воздуходувного агрегата на одной печи.

Резервная емкость, выполненная в виде коллектора, размещенного вдоль ряда доменных печей, кроме аккумуляции сжатого воздуха выполняет и транспортную функцию.

Применение предлагаемых способа и устройства позволяет увеличить производительность доменных печей и уменьшить расход кокса.