2. Работа воздухонагревателей

Каждый воздухонагреватель может работать в одном из четырех режимов:

"нагрев" - сжигание газа для нагрева насадки и кладки;

"дутье" - нагрев проходящего через воздухонагреватель воздуха; "отделение" - изоляция воздухонагревателя от газопроводов, воздухопроводов и дымового борова;

"тяга" - отсос газа из печи во время ее остановки через воздухопровод горячего дутья, воздухонагреватель, дымовой боров и трубу.

Для работы в одном из перечисленных режимов каждый воздухонагреватель оборудован газовой горелкой, группой клапанов нагрева и группой клапанов дутья.

Для осуществления указанных режимов работы воздухонагревателей необходимо провести восемь переходных циклов, а именно: перевод воздухонагревателя с "отделения" на "нагрев"; с "нагрева" на "отделение"; с "отделения" на "дутье"; с "дутья" на "отделение"; с "отделения" на "тягу"; с "тяги" на "отделение"; с "нагрева" на "дутье"; с "дутья" на "нагрев".

При переводе воздухонагревателя с одного режима на другой клапаны необходимо переключать в строгой последовательности, которая для случая перевода с "дутья" на "нагрев" приведена ниже:

а) закрывается шибер холодного дутья;

б) закрывается шибер горячего дутья;

в) открывается спускной клапан;

г) открываются поочередно дымовые клапаны и закрывается спускной клапан;

д) открывается отделительный шибер;

е) открывается газоотсекающий клапан;

ж) приоткрывается газовый дроссель для подачи газа;

з) зажигается газ;

и) включается вентилятор;

к) полностью открывается газовый дроссель.

После выполнения этих операций воздухонагреватель находится на "нагреве". Технологический порядок переключения клапанов воздухонагревателя при переводе с "нагрева" на "дутье" следующий:

а) закрывается газоотсекающий клапан;

б) закрывается газовый дроссель;

в) отключается вентилятор;

г )закрывается отделительный шибер;

д) закрываются поочередно дымовые клапаны;

е) открывается клапан перепуска в шибере холодного дутья;

ж) открывается шибер горячего дутья;

з) открывается шибер холодного дутья.

После выполнения этих операций воздухонагреватель находится на "дутье".

Для более полного представления о том, почему необходимо соблюдать такую последовательность, ниже приведено краткое пояснение по переводу воздухонагревателей на два основных режима.

Перевод с "дутья" на "нагрев"

При переходе из одного режима на другой воздухонагреватель должен быть отделен ("отсечен"). В режиме "нагрева" необходимо, чтобы клапаны горячего и холодного дутья были закрыты. Так как в "отсеченном" воздухонагревателе обычно сохраняется повышенное давление после режима "дутья", то для создания в воздухонагревателе нормального давления необходимо сначала открыть выпускной дымовой клапан.

После этого некоторое время происходит выравнивание давления в воздухонагревателе и борове. Затем открываются главные дымовые клапаны и отдельный клапан газовой горелки. Одновременно подается импульс в схему газового дроссельного клапана на частичное его открывание. Газ начинает поступать в камеру горения, где воспламеняется при встрече с раскаленной кладкой. Когда газовый дроссельный клапан открывается на заданный угол, одновременно включается вентилятор газовой горелки.

Воздухонагреватель переведен с "дутья" на "нагрев".

Перевод с "нагрева" на "дутье"

До перевода воздухонагревателя с "нагрева" на "дутье" он находится в состоянии "отсечения". Первым закрывается газовый дроссельный клапан. Отделительный клапан газовой горелки может закрыться только после закрытия газового дроссельного клапана и выдержки времени, необходимой для продувки воздухонагревателя.

Отсчет времени продувки начинается после импульса на закрытие газового дроссельного клапана. Эта регулируемая выдержка времени различна: при индивидуальном управлении и при остановленном вентиляторе она составляет примерно 90 сек, при автоматическом и циклическом управлении - приблизительно 60 сек.

После выдержки времени для продувки закрывается отделительный клапан горелки и останавливается вентилятор. Так как остатки газа и продукты сгорания должны уйти через дымовые клапаны в трубу, то дымовые клапаны закрываются последними.

Такая последовательность закрывания клапанов, когда сначала прекращается доступ газа, а потом - доступ воздуха, объясняется необходимостью обеспечить полное сгорание газа. Если вначале прекратить подачу воздуха, а потом газа, то это может привести к образованию гремучего газа и взрыву. Кроме того, при продувке воздухом из аппарата удаляется углекислота, чтобы она в процессе дутья не попала в печь.

При работе в режиме "нагрева" давление в воздухонагревателе было близким к атмосферному. Для выравнивания давлений вначале открывают перепускной клапан, а затем основной шибер холодного дутья.

После выравнивания давлений, что фиксируют по включению реле давления, открывается клапан горячего дутья. Нормально открытые контакты сигнализаторов разности давления в воздухонагревателе и трубопроводе горячего дутья замыкаются при давлении 10 кн/м² (0,1 атм) и ниже. Затем полностью открывается клапан голодного дутья.

Такая последовательность в открывании клапанов предохраняет от временного нагрева "языка" клапана горячего дутья после открывания клапана холодного дутья и выравнивания давления.

Перевод воздухонагревателя из режима "дутье" в режим "отсечения" возможен только после перевода очередного воздухонагревателя на режим "дутье". Это значит, что импульс на закрытие клапанов холодного и горячего дутья поступает в момент полного открывания клапанов горячего и холодного дутья другого воздухонагревателя, переводимого по программе на "дутье". Полный цикл переключения продолжается от 3 до 6 мин.

Ниже приведены технологические операции, выполняемые при переводе воздухонагревателя с одного режима на другой.

Перевод воздухонагревателя с "нагрева" на "отделение"

а) закрывается газоотсекающий клапан;

б) закрывается газовый дроссель. После закрытия газоотсекающего клапана перед закрытием отделительного шибера выдерживается пауза (при автоматической перекидке она равна 25 сек) с включенным вентилятором горелки;

в) после продувки горелки и воздухонагревателя выключается вентилятор;

г) закрывается отделительный шибер;

д) закрываются поочередно дымовые клапаны.

После выполнения перечисленных операций воздухонагреватель находится в режиме "отделения".

Перевод воздухонагревателя с "отделения" на "дутье"

а) открывается перепускной клапан шибера холодного дутья;

б) открывается шибер горячего дутья. Он открывается только после выравнивания давлений в воздухонагревателе и воздухопроводе горячего дутья;

в) открывается шибер холодного дутья.

После выполнения перечисленных операций воздухонагреватель находится в режиме "дутья".

Перевод воздухонагревателя с "дутья" на "отделение"

а) закрывается шибер холодного дутья. Он закроется только в том случае, если очередной воздухонагреватель поставлен уже на "дутье";

б) закрывается шибер горячего дутья. В таком положении воздухонагреватель находится на "отделении" перед переводом на "нагрев".

Перевод воздухонагревателя с "отделения" на "нагрев"

а) открывается спускной клапан;

б) открываются поочередно дымовые клапаны. Они открываются только после снижения давления в воздухонагревателе;

в) открывается отделительный шибер;

г) открывается газоотсекающий шибер (только в том случае, если газовый дроссель находится в закрытом положении);

д) открывается газовый дроссель (на определенный угол для зажигания). При воспламенении газа срабатывает фотореле, которое дает импульс на включение вентилятора;

е) включается вентилятор;

ж) открывается газовый дроссель на заданный расход газа.

После выполнений перечисленных операций воздухонагреватель находится в режиме "нагрева".

Перевод воздухонагревателей на "тягу" и с "тяги"

Перевод воздухонагревателя на "тягу" разрешается только в исключительных случаях (например при смене сгоревших охладительных приборов) и преследует цель отсосать газы из доменной печи, так как они мешают менять сгоревшие охладительные приборы.

Воздухонагреватели "на тягу" переводят в определенном порядке.

Если воздухонагреватель стоял на "нагреве", то для перевода на "тягу" выполняют следующие операции:

а) закрывается дроссельный клапан;

б) закрывается газоотсекающий клапан;

в) выключается вентилятор;

г) открывается дополнительный люк на газовой горелке;

д) открываются гляделки на фурменных коленах;

е) открывается клапан (шибер) горячего дутья.

После открывания шибера горячего дутья и поступления через него газов из доменной печи следят за тем, чтобы газ в воздухонагревателе загорался и все время горел.

Если горячий воздухонагреватель находился на "отделении", то на "тягу" его переводят в следующем порядке:

а) открывается спускной клапан;

б) после выравнивания давления открываются дымовые клапаны;

в) открывается газоотделительный клапан (между воздухонагревателем и горелкой);

г) открывается люк на газовой горелке;

д) открываются гляделки на фурменных коленах;

е) открывается клапан горячего дутья.

Во избежание перегрева кольцевого воздухопровода и особенно купола воздухонагревателя (при большом давлении газа в печи) во время перевода "на тягу" необходимо постоянно наблюдать за температурой в воздухопроводе горячего дутья и температурой купола.

В случае увеличения температуры выше 1200°С (для воздухонагревателей с куполами из высокоогнеупорного кирпича) и 1050°С (для воздухонагревателей с куполами из обычного кирпича) обязательно принимают меры к ее снижению переводом "тяги" на другой аппарат, сокращением интенсивности "тяги" и в некоторых случаях частичным прикрытием фурм глиной.

При простое печи более получаса (во избежание сильного охлаждения и возможных вследствие этого взрывов) на "тягу" ставят другой, более нагретый воздухонагреватель.

Опасность взрывов заключается в том, что образующиеся газовые смеси, проходя нагретые зоны, не сгорают, а при выходе из воздухонагревателя или в борове воспламеняются, что сопровождается сильным взрывом. Особенно взрывоопасными смеси становятся при увеличении содержания в газе водорода, что часто происходит при остановке печи после прогара воздушных фурм или амбразур ?табл. 12).

Таблица 12

Поэтому необходимо ставить на "тягу" хорошо прогретый воздухонагреватель с открытыми люками для просасывания воздуха, что обеспечивает полное сгорание просасываемого трубой через воздухонагреватель газа.

Особенно тщательно порядок выполнения операций следует соблюдать при разогреве холодного воздухонагревателя (после ремонта оборудования и кладки, осмотра и т. д.). Ответственным за безопасную работу воздухонагревателей является газовщик доменной печи.

Во избежание взрыва газ в холодный и сильно остывший воздухонагреватель необходимо подавать, выполняя следующие условия:

а) в воздухонагревателе предварительно обеспечивают хорошую тягу;

б) для зажигания газа разводят костер в камере горения;

в) газ начинают подавать постепенно при достаточном давлении;

г) запрещается поджигать газ факелом.

Если газ не загорится или потухнет, необходимо немедленно прекратить его поступление, закрыть газовый дроссель, тщательно провентилировать воздухонагреватель и подать газ вновь лишь после усиленного разогрева стенок камеры горения костром. В случае остановки вентилятора при нагреве воздухонагревателя следует перекрыть поступление газа, закрыв газовый дроссель, и тщательно провентилировать воздухонагреватель. После этого газ зажигают снова.

Работы в газопроводах и воздухонагревателях разрешается проводить только после того, как полностью прекратится поступление газа, все клапаны будут открыты и газопровод хорошо провентилирован. Лица, работающие в газопроводе, должны находиться под постоянным наблюдением газоспасателя.

Если необходимо выполнить работы в газовой атмосфере, следует соблюдать следующие меры предосторожности:

а) работу в газоопасных местах вести с разрешения мастера под наблюдением газоспасателя (обязательно в кислородном аппарате);

б) не находиться одному в газоопасном месте;

в) не допускать к воздухонагревателям посторонних лиц;

г) своевременно чеканить всю арматуру газового оборудования, так как просачивание газа может вызвать отравление;

д) во всех случаях появления газа немедленно удалить всех людей из загазованного места, вызвать газоспасателей.

При обнаружении продувов в газопроводах, в броне воздухонагревателей, в воздухопроводах следует немедленно ставить в известность руководителей смены или цеха; в случае аварийных продувов - переводить доменную печь на работу при пониженном давлении газа. Одновременно принимают меры для ликвидации продувов (чеканка, электросварка).

Очень важным условием для длительной работы воздухонагревателя является постепенный разогрев и охлаждение его кладки. Быстрый разогрев и охлаждение приводят к образованию больших трещин и даже к обвалам кирпича внутри воздухонагревателя.

Ремонт и чистку воздухонагревателей проводят в соответствии с инструкцией, обязательно соблюдая определенные условия. Воздухонагреватель предварительно охлаждают и хорошо вентилируют. Температура воздуха внутри воздухонагревателя не должна превышать 40°С. Если требуется выполнить работу при более высокой температуре, работающие должны меняться через каждые 30 мин. При температуре выше 50°С работать внутри воздухонагревателя запрещается. Воздухонагреватель должен быть совершенно отделен от газопровода, для чего следует снять горелки или части труб и поставить заглушки. От воздухопровода горячего дутья воздухонагреватель должен быть также отделен заглушкой. Выкладывать вместо заглушки кирпичные перемычки категорически запрещается. Все клапаны (газовый, дымовой горячего и холодного дутья) должны быть плотно закрыты и заперты на замок. Люди могут быть допущены в воздухонагреватель для выполнения работ только после анализа воздуха на содержание СО.

Выше уже указывалось, что прогар колец или "языка" шибера горячего дутья может отрицательно влиять на работу доменной печи. Газовщик и водопроводчик печи обязаны следить за состоянием охлаждения шиберов.

Признаками прогара шиберов горячего дутья может служить следующее:

а) вода из трубок прерывисто, с перебоями (при сильном прогаре) совсем не вытекает;

б) вода из прогоревшего места просачивается в воздухонагреватель через патрубок горячего дутья, находящийся между шибером и воздухонагревателем, и т. д.

На многих отечественных доменных печах перекидка клапанов воздухонагревателей автоматизирована. Автоматизация сокращает продолжительность перекидки, что дает выигрыш во времени нагрева воздухонагревателей и исключает ошибки персонала в последовательности включения отдельных клапанов.

Нагрев воздухонагревателей контролируется термопарой автоматически, главным образом по температуре купола, поскольку в верхней части насадки и в области купола развиваются максимальные температуры.

Чтобы не происходило размягчения огнеупоров и оплавления верхних рядов насадки, температура купола регулируется изменением количества воздуха или газа, подаваемых в горелку.

При достижении предельной температуры купола автоматически повышается избыток воздуха в поступающей к горелке смеси, так как регулятор соответственно уменьшает подачу газа (количество воздуха, подаваемое вентилятором, не меняется). Создаваемый избыток воздуха снижает температуру продуктов сгорания, а следовательно, снижается и температура купола.