Доменный воздухонагреватель
До́менный воздухонагрева́тель (варианты названия: воздухонагреватель, регенератор, каупер) — аппарат для нагрева воздуха (холодного дутья, поступающего из воздуходувной машины) перед подачей его в доменную печь. Введение воздухонагревателей стало самым эффективным способом экономии топлива (кокса) за всю историю доменного производства.
История и современность
Доменное производство существует примерно с XIV века, но идея о вдувании в доменную печь нагретого дутья, а не холодного, имевшего на протяжении веков температуру атмосферного воздуха, возникла лишь в начале XIX в. 11 сентября 1828 г. Джеймс Бомон Нилсон первым получил патент на использование горячего дутья (британский патент №5701) и в 1829 г. осуществил нагрев дутья на заводе Клайд в Шотландии. Его устройство, состоявшее из V-образных чугунных труб, проходивших через топку, позволяло нагревать воздух до температуры 150°С. Использование в доменной печи нагретого только до 150°С дутья вместо холодного привело к снижению удельного расхода каменного угля, применяемого в доменной плавке, на 36 %. Впоследствии применение более нагретого дутья (350—400°С) на коксовых доменных печах позволило уменьшить относительный расход кокса на 25-35 %.
Благодаря своей высокой эффективности нагрев дутья очень скоро получил широкое распространение. В настоящее время дутье нагревают до 1100—1200°С и выше. За всю историю существования доменного производства ни одно мероприятие не дало такого снижения удельного расхода топлива, как использование нагретого дутья.
В первые десятилетия применения нагрева дутья существовало несколько типов воздухонагревателей (ВН) и их разновидностей, которые чаще всего являлись рекуператорами. Сегодня в доменном производстве в России и во многих других странах используются только воздухонагреватели регенеративного типа, работающие на доменном газе или на его смеси с другими горючими газами — природным или коксовым (то есть на смешанном газе — не следует путать с другим видом смешанного газа). Первые такие воздухонагреватели были изобретены в 1857 г. (британский патент №1404) английским инженером Эдуардом Каупером. Многочисленные разновидности воздухонагревателей регенеративного типа многие специалисты и сейчас для удобства называют «кауперами».
Для непрерывного снабжения доменной печи дутьем необходимо минимум два воздухонагревателя. Обычно в комплексе печи сооружают блок из трех-четырех ВН, которые поочередно нагревают дутье.
Описание конструкции
Каупер — вертикально расположенный куполообразный цилиндр высотой до 50 м и диаметром 9-10 м.
Снаружи воздухонагреватель заключён в стальной кожух, который изнутри футерован теплоизоляционным и огнеупорным кирпичом для предотвращения местного перегрева, образования трещин и деформаций кожуха, а также для уменьшения тепловых потерь в атмосферу. Внутреннее пространство разделено вертикальной стенкой, которая не доходит до верху, на две части — камеру горения и огнеупорную насадку. Вверху расположено подкупольное пространство, которое соединяет две части воздухонагревателя.
Кауперы используются в доменном производстве со значительными конструктивными изменениями до сих пор.
Принцип работы
В камеру горения подаётся доменный газ и воздух для сгорания газа. Смесь сгорает, продукты горения поднимаются вверх по камере горения, огибают купольную часть воздухонагревателя и дальше под действием тяги дымовой трубы, проходят через насадку в направлении вниз. Дальше газы попадают в поднасадочное пространство, борова и дымовую трубу, через которую выбрасываются в атмосферу. Проходя через насадку, продукты горения нагревают её. В насадке накапливается большое количество тепла.
Воздухонагреватели работают циклично. Для каждой печи используется 3-4 воздухонагревателя. Пока одни воздухонагреватели нагреваются, другие подают воздух в доменную печь. После того, как каупер остывает, на дутьё ставят другой, а остывший снова ставят на нагрев.
Существует четыре режима дутья: последовательный, параллельный, попарно-параллельный и смешанный. Наиболее распространённым режимом работы воздухонагревателей является последовательный, когда воздухонагреватели работают поочерёдно, один за другим становясь на дутьё.
Типы воздухонагревателей
- Воздухонагреватели с внутренней камерой горения
- Воздухонагреватели с наружной камерой горения
- Бесшахтные воздухонагреватели (основной тип — высокотемпературный воздухонагреватель Калугина)
Примечания
- Каупер // Казахстан. Национальная энциклопедия. — Алматы: Қазақ энциклопедиясы, 2005. — Т. III. — ISBN 9965-9746-4-0. (CC BY-SA 3.0)
- Woodcroft B. Subject-matter index (made from titles only) of patents of invention, from March 2, 1617 (14 James I.), to October 1, 1852 (16 Victoriae) (англ.). — London, 1857. — P. 347.
- Woodcroft B. Chronological Index of Patents Applied for and Patents Granted, For the Year 1857 (англ.). — London: Great Seal Patent Office, 1858. — P. 86.
Ссылки
![image]()
На Викискладе есть медиафайлы по теме Доменный воздухонагреватель- Доменные воздухонагреватели. АО «КАЛУГИН».
- Крупнейшая в Европе доменная печь «Северянка» получила новые «легкие»
Википедия, чтение, книга, библиотека, поиск, нажмите, истории, книги, статьи, wikipedia, учить, информация, история, скачать, скачать бесплатно, mp3, видео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, картинка, музыка, песня, фильм, игра, игры, мобильный, телефон, Android, iOS, apple, мобильный телефон, Samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Сеть, компьютер, Информация о Доменный воздухонагреватель, Что такое Доменный воздухонагреватель? Что означает Доменный воздухонагреватель?
Ne sleduet putat s vozduhopodogrevatelem ustrojstvom dlya podogreva vozduha napravlyaemogo v topku kotelnogo agregata Do mennyj vozduhonagreva tel varianty nazvaniya vozduhonagrevatel regenerator kauper apparat dlya nagreva vozduha holodnogo dutya postupayushego iz vozduhoduvnoj mashiny pered podachej ego v domennuyu pech Vvedenie vozduhonagrevatelej stalo samym effektivnym sposobom ekonomii topliva koksa za vsyu istoriyu domennogo proizvodstva Vozduhonagrevateli s naruzhnoj kameroj goreniya Byvshij metallurgicheskij zavod v gorode Dujsburg Germaniya Nyne Landshaftnyj park Dujsburg Nord Vozduhonagrevatel Dzh B NilsonaIstoriya i sovremennostDomennoe proizvodstvo sushestvuet primerno s XIV veka no ideya o vduvanii v domennuyu pech nagretogo dutya a ne holodnogo imevshego na protyazhenii vekov temperaturu atmosfernogo vozduha voznikla lish v nachale XIX v 11 sentyabrya 1828 g Dzhejms Bomon Nilson pervym poluchil patent na ispolzovanie goryachego dutya britanskij patent 5701 i v 1829 g osushestvil nagrev dutya na zavode Klajd v Shotlandii Ego ustrojstvo sostoyavshee iz V obraznyh chugunnyh trub prohodivshih cherez topku pozvolyalo nagrevat vozduh do temperatury 150 S Ispolzovanie v domennoj pechi nagretogo tolko do 150 S dutya vmesto holodnogo privelo k snizheniyu udelnogo rashoda kamennogo uglya primenyaemogo v domennoj plavke na 36 Vposledstvii primenenie bolee nagretogo dutya 350 400 S na koksovyh domennyh pechah pozvolilo umenshit otnositelnyj rashod koksa na 25 35 Blagodarya svoej vysokoj effektivnosti nagrev dutya ochen skoro poluchil shirokoe rasprostranenie V nastoyashee vremya dute nagrevayut do 1100 1200 S i vyshe Za vsyu istoriyu sushestvovaniya domennogo proizvodstva ni odno meropriyatie ne dalo takogo snizheniya udelnogo rashoda topliva kak ispolzovanie nagretogo dutya V pervye desyatiletiya primeneniya nagreva dutya sushestvovalo neskolko tipov vozduhonagrevatelej VN i ih raznovidnostej kotorye chashe vsego yavlyalis rekuperatorami Segodnya v domennom proizvodstve v Rossii i vo mnogih drugih stranah ispolzuyutsya tolko vozduhonagrevateli regenerativnogo tipa rabotayushie na domennom gaze ili na ego smesi s drugimi goryuchimi gazami prirodnym ili koksovym to est na smeshannom gaze ne sleduet putat s drugim vidom smeshannogo gaza Pervye takie vozduhonagrevateli byli izobreteny v 1857 g britanskij patent 1404 anglijskim inzhenerom Eduardom Kauperom Mnogochislennye raznovidnosti vozduhonagrevatelej regenerativnogo tipa mnogie specialisty i sejchas dlya udobstva nazyvayut kauperami Dlya nepreryvnogo snabzheniya domennoj pechi dutem neobhodimo minimum dva vozduhonagrevatelya Obychno v komplekse pechi sooruzhayut blok iz treh chetyreh VN kotorye poocheredno nagrevayut dute Shema domennogo proizvodstva pod nomerom 13 oboznacheny kauperyOpisanie konstrukciiKauper vertikalno raspolozhennyj kupoloobraznyj cilindr vysotoj do 50 m i diametrom 9 10 m Snaruzhi vozduhonagrevatel zaklyuchyon v stalnoj kozhuh kotoryj iznutri futerovan teploizolyacionnym i ogneupornym kirpichom dlya predotvrasheniya mestnogo peregreva obrazovaniya treshin i deformacij kozhuha a takzhe dlya umensheniya teplovyh poter v atmosferu Vnutrennee prostranstvo razdeleno vertikalnoj stenkoj kotoraya ne dohodit do verhu na dve chasti kameru goreniya i ogneupornuyu nasadku Vverhu raspolozheno podkupolnoe prostranstvo kotoroe soedinyaet dve chasti vozduhonagrevatelya Kaupery ispolzuyutsya v domennom proizvodstve so znachitelnymi konstruktivnymi izmeneniyami do sih por Princip rabotyV kameru goreniya podayotsya domennyj gaz i vozduh dlya sgoraniya gaza Smes sgoraet produkty goreniya podnimayutsya vverh po kamere goreniya ogibayut kupolnuyu chast vozduhonagrevatelya i dalshe pod dejstviem tyagi dymovoj truby prohodyat cherez nasadku v napravlenii vniz Dalshe gazy popadayut v podnasadochnoe prostranstvo borova i dymovuyu trubu cherez kotoruyu vybrasyvayutsya v atmosferu Prohodya cherez nasadku produkty goreniya nagrevayut eyo V nasadke nakaplivaetsya bolshoe kolichestvo tepla Vozduhonagrevateli rabotayut ciklichno Dlya kazhdoj pechi ispolzuetsya 3 4 vozduhonagrevatelya Poka odni vozduhonagrevateli nagrevayutsya drugie podayut vozduh v domennuyu pech Posle togo kak kauper ostyvaet na dutyo stavyat drugoj a ostyvshij snova stavyat na nagrev Sushestvuet chetyre rezhima dutya posledovatelnyj parallelnyj poparno parallelnyj i smeshannyj Naibolee rasprostranyonnym rezhimom raboty vozduhonagrevatelej yavlyaetsya posledovatelnyj kogda vozduhonagrevateli rabotayut poocheryodno odin za drugim stanovyas na dutyo Tipy vozduhonagrevatelejBlok vozduhonagrevatelej regenerativnogo tipa raspolozhennyh v ryadVozduhonagrevateli s vnutrennej kameroj goreniya Vozduhonagrevateli s naruzhnoj kameroj goreniya Besshahtnye vozduhonagrevateli osnovnoj tip vysokotemperaturnyj vozduhonagrevatel Kalugina PrimechaniyaKauper Kazahstan Nacionalnaya enciklopediya rus Almaty Қazak enciklopediyasy 2005 T III ISBN 9965 9746 4 0 CC BY SA 3 0 Woodcroft B Subject matter index made from titles only of patents of invention from March 2 1617 14 James I to October 1 1852 16 Victoriae angl London 1857 P 347 Woodcroft B Chronological Index of Patents Applied for and Patents Granted For the Year 1857 angl London Great Seal Patent Office 1858 P 86 SsylkiNa Vikisklade est mediafajly po teme Domennyj vozduhonagrevatel Domennye vozduhonagrevateli AO KALUGIN Krupnejshaya v Evrope domennaya pech Severyanka poluchila novye legkie
