Разработка методов компьютерного контроля газодинамических параметров потока газа в горне печи
Дипломная работа - Разное
Другие дипломы по предмету Разное
РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ КОМПЬЮТЕРНОГО КОНТРОЛЯ ГАЗОДИНАМИЧЕСКИХ ПАРАМЕТРОВ ПОТОКА ГАЗА В ГОРНЕ ПЕЧИ
Одним из важнейших путей, направленных на снижение удельного расхода кокса, является существенное повышение использования тепловой и химической энергии газового потока за счет его рационального распределения - как сверху путем управления загрузкой шихтовых материалов на колошнике, так и снизу путем управления подачей комбинированного дутья, изменением размеров зон горения и формированием потока газов в горне за зоной горения. Первое изучено и разработано в большей мере, чем второе, что связано с трудностями получения первичной информации о процессах в горне.
Процессы в горне являются динамичными и многофакторными. Отслеживанием изменений отдельных параметров не удается точно оценить, в каком направлении пойдут те или иные процессы, из-за чего принятие корректных решений по управлению ходом доменной плавки затруднено. Анализ работы доменных печей при разных параметрах дутья и разном состоянии фурменных очагов показывает, что ориентировка на оценку последних по отдельным дутьевым и конструктивным параметрам не эффективна из-за произвольного, а зачастую и разнонаправленного изменения этих параметров.
Для устранения этого недостатка предлагались комплексные показатели, связывающие как можно большее число параметров дутьевого потока и слоя кокса перед фурмами доменной печи. Так, К.К. Гарднер [1] в качестве такого показателя предложил использовать отношение подъемной силы газа к силе тяжести кусков кокса. Г. Беер и Г. Хейнерт [2] связывали размеры зоны циркуляции с действием подъемной силы, которая создается потоком фурменного газа и стремится вынести куски кокса из циркуляционной зоны, и силы тяжести, которая стремится возвратить куски кокса обратно в зону. Н.К. Леонидов и М.Н. Леонидова [3] связывали размеры зон горения с количеством движения струи дутья, необходимый уровень которого поставили в зависимость от диаметра горна. З.И. Некрасов [4], М.Я. Остроухов [5] и другие в качестве комплексного показателя использовали кинетическую энергию струи дутья. П.Б. Федоров с соавторами [6], взяв за основу кинетическую энергию струи дутья, предложили учитывать также потенциальную энергию потока кокса, сгорающего у фурм. В качестве комплексного показателя предложена также полная энергия потока комбинированного дутья, учитывающая, кроме кинетической энергии, также энергию давления потока комбинированного дутья [7].
При исследованиях горна в качестве критерия для оценки длины зоны горения используют расстояние от торца фурмы по ее оси до точки, в которой содержание СО2 в газе составляет 2 %. Этот критерий - единственный, определяемый экспериментально, - по мнению специалистов, достаточно адекватно отражает влияние изменений активности фурменных очагов горения, включая их физические размеры и состояние газов, на работу доменной печи и показатели плавки.
Для сопоставления влияния отдельных параметров дутья (давления дутья - Рд, ати; температуры дутья - Тд, К; температуры смеси газов в фурме - Тсм, К; фактической скорости дутья - uфд, м/с; приведенной к нормальным условиям скорости дутья - uод, м/с; фактического расхода дутья на одну фурму - qфд, м3/с; приведенного к нормальным условиям расхода дутья на одну фурму - qод, нм3/с; фактической скорости смеси газов в фурме - uф см, м/с; приведенной к нормальным условиям скорости смеси газов в фурме - uо см, м/с; фактического расхода смеси газов на одну фурму - qф см, м3/с; приведенного к нормальным условиям расхода смеси газов на одну фурму - qо см, нм3/с), а также комплексных показателей (фактического количества движения дутья - muфд, кгм/с; приведенного к нормальным условиям количества движения дутья - muод, кгм/с; фактического количества движения смеси газов в фурме - muф см, кгм/с; приведенного к нормальным условиям количества движения смеси газов в фурме - muо см, кгм/с; а также кинетической энергии комбинированного дутья - Ек кд, кДж/с; энергии давления комбинированного дутья - Ед кд, кДж/с и полной механической энергии потока комбинированного дутья - Епм кд, кДж/с) - на длину зоны горения по данным зондирования горна и работы доменных печей объемом 675-5000 м3 [список литературы приведен в работе 7] были получены их парные корреляционные связи (табл.1.1). Формулы, по которым были рассчитаны показатели и параметры для нормальных и фактических условий приведены в работе [7].
Из анализа полученных связей следует, что при увеличении всех перечисленных параметров и комплексных показателей дутья и потока комбинированного дутья (смеси дутья и природного газа) на срезе фурмы длина зоны горения растет. В связи с тем, что корреляционный анализ выполнен по одним и тем же данным, по величине корреляционных отношений полученных связей можно судить не только о тесноте связи, но и о степени влияния каждого из перечисленных параметров и показателей на длину зоны горения. Обращают на себя внимание низкие величины корреляционных отношений для фактической скорости дутья и фактической скорости смеси дутья и природного газа на срезе фурмы. Самые высокие корреляционные отношения получены для связей длины зоны горения с нормальным расходом дутья на одну фурму и нормальным расходом смеси на одну фурму, а также с нормальным количеством движения для дутья и смеси в фурме, энергией давления и полной механической энергией потока комбинированного дутья. Расчеты полных механических энергий потока дутья, выполненных по исследованиям на доменн