Устройство и схемы воздухопроводов доменных печей

Дутьевые воздухопроводы, подающие воздух от турбокомпрессоров к доменным печам, проектируют так, чтобы полная потеря давления дутья в них не превышала 0,01-0,015 МПа.

На большинстве металлургических заводов воздухопроводы проложены по универсальной схеме (рисунок 19.1), позволяющей подключать воздуходувную машину к любой из доменных печей. Основной недостаток этой схемы – большое количество коллекторов и арматуры, что удорожает сеть и снижает ее надежность.

Таблица 19.2 - Характеристика воздуходувных агрегатов

Затраты на доменное дутье составляют около 30% стоимости передела чугуна.

В секционированной схеме (рисунок 19.2) коллекторов и задвижек меньше. Здесь турбоагрегаты и доменные печи разделены на 2 группы задвижками, между которыми включена машина, резервирующая обе группы. В пределах группы любая воздуходувка может быть включена на любую доменную печь.

При блочной схеме (рисунок 19.3) осуществляется прямая связь турбокомпрессора с доменной печью. Резервный компрессор можно через коллектор-перемычку подключать к любой доменной печи.

В схеме с центральным коллектором (рисунок 19.4) и секционными задвижками основным преимуществом является возможность лучшего использования сжатого воздуха в сравнении со схемами на рис.16.1,.2., 3, так как в этих схемах заложена диспропорция между производством и потреблением сжатого воздуха.

Главным недостатком коллекторной схемы является необходимость поддерживать в коллекторе максимальное давление, дросселируя его применительно к режиму работы каждой печи. Известно, что регулирование дросселированием всегда менее выгодно, чем регулирование изменением числа оборотов, применяющимся в схеме работы по принципу «воздуходувка-печь».

19.4 Компрессорные станции

Сжатый воздух с давлением 0,6-1,0 МПа вырабатывается на центральных компрессорных станциях, оборудованных центробежными и поршневыми компрессорами.

Производительность станций, оборудованных только поршневыми компрессорами, не превышает 30-40 тыс. м³/час, поэтому современные компрессорные станции металлургических заводов оборудуют центробежными компрессорами.

Станции с поршневыми компрессорами сооружают для обслуживания отдельных цехов или небольших заводов.

Центробежные компрессоры К-250-61-1 и К-500-61-1, устанавливаемые на современных крупных станциях и имеющие производительность 250 и 530 м³/мин соответственно, отличаются от поршневых компактностью, быстроходностью, равномерностью подачи, отсутствием загрязнения воздуха маслом, удобством соединения с приводным двигателем.

В условиях металлургического завода для турбокомпрессоров используют паротурбинный привод с питанием паром от утилизационных установок.

Проектирование компрессорных станций и сетей сжатого воздуха для отдельного цеха или целого завода начинается с определения расхода сжатого воздуха отдельными потребителями, цехами и заводом в целом.

На основании этих данных производится выбор компрессоров, компоновка станции и определение всего вспомогательного оборудования.

Основные потребители сжатого воздуха на металлургическом заводе – цехи доменный, аглофабрика, мартеновский, листопрокатный, сортопрокатный, обжимной, водоснабжения.

Большое количество воздуха требуется для формовочных, дробеструйных, пескоструйных и обдувочных машин, пневмозажимов станков, пневмоинструмента, аппаратов для окраски распыливанием.

При определении расхода сжатого воздуха необходимо учитывать технологические условия работы оборудования, потребляющего сжатый воздух. Например, если строго определена последовательность или одновременность работы группы потребителей, то для них должны быть построены графики расхода воздуха, по которым выявляются как средний, так и максимально-расчетный расход. Такой метод значительно облегчает подсчет расхода воздуха в случае большого количества не связанных между собой потребителей, работающих при разных режимах.

Полученные итоговые расходы сжатого воздуха должны быть скорректированы на величину потерь. В результате неисправности воздушных сетей потери сжатого воздуха на отдельных заводах достигают 40-50%.

Основные потери – в неплотностях арматуры, фланцев, шлангов, в связи с износом пневмоинструмента.

При проектировании потери в сетях следует принимать не более 10%, потери на износ инструмента – не более 15%, всего – не более 25% от общего расхода воздуха.

Выбор компрессоров

Компрессорная установка может состоять из одного или нескольких компрессоров.

При периодическом расходе сжатого воздуха, когда есть возможность останавливать компрессор на профилактический ремонт без ущерба для производства, достаточно одного компрессора. В остальных случаях устанавливается не менее 2-х. Наибольшее число компрессоров на станции не превышает 6-8 шт.

При переменном графике нагрузок производительность компрессора определяется по минимальной нагрузке, а количество устанавливаемых компрессоров – из условия покрытия максимально-расчетной нагрузки однотипными компрессорами.

При ровном графике нагрузок единичная производительность определяется по наиболее крупному компрессору, а количество устанавливаемых компрессоров – из условия полного покрытия нагрузок по графику.

При проектировании схемы воздухоснабжения завода следует отдавать предпочтение централизованной системе, т.к. наличие нескольких компрессорных станций увеличивает капитальные и эксплуатационные затраты, усложняет схему межцеховых сетей.

Центральная компрессорная станция должна размещаться рядом с наиболее крупным потребителем и в центре по отношению ко всем остальным потребителям. Это условие обеспечивает короткую сеть и равномерное распределение сжатого воздуха потребителям.

Сооружение нескольких компрессорных станций оправдывается для объектов с очень большим потреблением сжатого воздуха, а также в связи с необходимостью иметь рассредоточенные источники воздухоснабжения.

При больших расходах воздуха и потребителях, значительно отличающихся по необходимому давлению (3 атм и 8 атм), выгоднее делать 2 компрессорные станции – низкого и высокого давления.

Всасывающие устройства должны выходить на север (теневая сторона), а сами станции должны быть удалены от цехов, выделяющих пыль и агрессивные газы (сероводород, окислы азота).