» » Отходящие газы отражательных печей
03.06.2015

Газы отражательных печей медеплавильных заводов являются одним из основных вторичных энергоресурсов, пока еще достаточно не используемым. Физическое тепло отходящих газов составляет 60—65% от всего тепла топлива, расходуемого печью. Количество газов, покидающих существующие печи, в среднем 50—60 нм3/час. Состав их: 15—18% СО2, 0—1% СО, 0,5—2% SO2 и 0,5—3% О2. Запыленность газов достигает 20 г/нм3. Температура 1150—1250°.
Котлы-утилизаторы, стоящие за большинством отражательных печей медеплавильных заводов, устарели, работают в тяжелых условиях и недостаточно эффективны. Выносимые газами из печи полурасплавленные, а в некоторой (значительно меньшей) части и твердые частицы забивают трубки котла, особенно первый их пучок (рис. 14, а), и обусловливают снижение производительности до 7—8 кг пара на 1 м2 в час. Сбивание образующихся корок с помощью ломов и других приспособлений утомительно для персонала, вредно котлу и мало эффективно. Для устранения этого недостатка котлы-утилизаторы, устанавливаемые за отражательными печами, должны иметь специальные экранированные форкамеры (рис. 14, б), в которых частицы а отдают тепло излучением боковым экранам, налету затвердевают и только после этого соприкасаются с трубами котла, не налипая на них. Труба бу очень часто используется для отвода газов. Именно такой принцип в течение многих лет успешно применяется нашими электростанциями, сжигающими под котлами пыль многозольных топлив.
Отходящие газы отражательных печей

Типичными примерами работы котлов-утилизаторов за отражательными печами являются Красноуральский и Кировградский медеплавильные заводы. В первом из них условия работы котлов более тяжелые: в печах плавится легко распыляющийся при загрузке огарок, а отоплениe печей пылеугольное, дающее много летучей золы. Во втором плавится сырой концентрат с флюсами, печь же отапливается жидким топливом; условия работы котла-утилизатора в этом случае более благоприятны, а борова приходится чистить значительно реже, ограничиваясь регулярной обдувкой поверхностей нагрева котла. Паросъемы котлов соответственно составляют 21 и 18 кг/м2 час. Первая цифра относится к периоду, когда «топка» котла была добавочно экранирована, но объем ее остался по-прежнему недостаточным. До этого паросъем не превышал 15 кг/м2 час.
Коэффициент полезного использования тепла в отражательных печах 15—25%: утилизация тепла отходящих газов под котлами доводит его до 50—60%, (для всей установки печь — котел), т. е. поднимает более чем вдвое.
Отходящие газы отражательных печей

Дальнейшее повышение коэффициента полезного действия отражательных печей может быть осуществлено путем подогрева воздуха. Замена части вводимого в печь топлива теплом горячего воздуха позволяет экономить топливо. Кроме того, горячее дутье, повышая теоретическую температуру пламени, увеличивает производительность печей и обусловливает снижение удельных расходов топлива, поскольку падает роль так называемых потерь холостого хода, т. е. потерь через кладку, рабочие отверстия и пр.
Трубчатый вертикальный рекуператор, установленный за отражательной печью Кировградского медеплавильного завода (рис. 15), показал себя достаточно надежным в условиях работы на газах с высокой запыленностью при мелко дисперсном строении пыли. В этом рекуператоре подогревается до 85% воздуха, необходимого для горения топлива; температура нагрева 230—280°. Основное условие удовлетворительной работы рекуператора — соблюдение строгого режима чистки: обдувка трубок не реже одного раза в двое суток. Следует заметить, что воздухонагреватель Алавердского завода очищается реже, так как «вынос» в этом случае более благоприятен по химическому и гранулометрическому составу.
Горячее дутье позволило Кировградскому заводу поднять на 15% проплав и снизить удельный расход топлива на 7,5%; в результате установка воздухонагревателя окупилась только за счет экономии топлива в течение первых шести месяцев его эксплуатации.
Отходящие газы отражательных печей

Экономично работает теплоутилизационная установка на одной из поворотных медеплавильных печен завода «Красный Выборжец» (Ленинград), состоящая из котла УПЦ с принудительной циркуляцией и воздухонагревателя (рис. 16). Котлы с принудительной циркуляцией компактны (по кубатуре в два раза компактнее котлов дымогарных и почти в 6 раз — водотрубных), легки в монтаже, взрывобезопасны, наконец, удобны для использования тепла газов, выходящих из нескольких малых печей. Котел УПЦ установлен на «Красном Выборжце» за печью с расходом мазута около 300 кг/час; его производительность от 2,0 до 2,4 т пара в час при температуре поступающих газов 1100°.
Успешно работают рекуператоры, установленные за отражательными печами заводов обработки цветных металлов: на Московском заводе вторичного алюминия — радиационные, винтового типа, конструкции Гинцветмета, а на Подольском заводе вторичных металлов — типа «Термоблок», видоизмененные заводом.
Отходящие газы отражательных печей

Примером дополнительного использования тепла продуктов горения не для энергетических, а для технологических надобностей являются двухкамерные плавильные печи, установленные на трех заводах вторичных цветных металлов. Печь состоит из двух частей (рис. 17). Первая, емкостью 10—15 т, предназначена для плавления металлов. Полученный расплав перепускается в расположенный ниже «копильник», что создает возможность осуществления операций плавления и разлива. Копильник обогревается отходящими газами первой камеры и, в случае надобности, может быть подтоплен двумя предназначенными для этого горелками.
Из изложенного выше видно, что для использования тепла отходящих газов высокотемпературных отражательных и рафинировочных печей наиболее эффективна схема печь — котел-утилизатор — воздухонагреватель; менее выгодна схема печь — воздухонагреватель, реализуемая в определенных условиях при отсутствии или нецелесообразности установки котла.