Балансы горючих ВЭР

Методы сведения балансов доменного и коксового газов и снижения их потерь. При установившейся бесперебойной работе доменных печей (ДП) график выхода газа в течение суток должен быть практически ровным. Но при таком режиме работы ДП в течение подавляющей части суточного времени наблюдается целый ряд кратковременных, но иногда значительных изменений выходов газа, например, из-за смены перегоревших фурм, неполадок в загрузочном устройстве и др. Снижение выходов газа длится при этом от 10-20 минут и более.

Размеры кратковременных снижений выходов газа весьма различны, от 20-30% до полного прекращения выхода. На крупных доменных печах размер кратковременных снижений выхода газа составляет сотни тысяч кубических метров. Большинство технологических потребителей доменного газа не допускает даже кратковременных перерывов в подаче топлива, что должно учитываться при сведении заводского баланса доменного газа. Кроме кратковременных изменений выходов газа могут быть и длительные изменения. Доменные печи, их вспомогательные установки нуждаются в текущих и планово-предупредительных ремонтах. При текущих ремонта ДП прекращают выдачу доменного газа на многие часы; при их капитальных ремонтах выход газа прекращается на 1,5 - 3 месяца. Теоретически потребление доменного газа должно быть практически ровным, однако и в потреблении наблюдаются значительные колебания. Различные технологические печи постоянно изменяют количество потребляемого газа по разным причинам. Так, режимы работы печей прокатных станов определяются режимами работы последних, которые по различным причинам могут значительно снижать свою производительность и даже останавливаться. У других печей, например мартеновских, потребление газа изменяется по периодам плавки. Доменные воздухонагреватели (ДВ) являются аппаратами периодического действия, которые потребляют газ только во время разогрева. Таким образом, как приход, так и расход доменного газа подвержены кратковременным колебаниям, причём, эти колебания происходят нерегулярно и не синхронно, что вызывает разбалансировку в приходе и расходе газа. В настоящее время вопросы балансирования газа решают, как правило, применением буферных потребителей, в качестве которых используют паровые котлы ТЭЦ. Но недостатком этого способа является вынужденное использование значительного количества доменного газа в качестве котельного топлива, в то время как он может эффективно использоваться в целом ряде технологических агрегатов, особенно в смеси с коксовым газом, снижая потребность в природном газе или жидком топливе.
Практика показала, что при большей средней доле сброса доменного газа на ТЭЦ не удаётся избежать заметных его потерь, которые составляют от 3 - 5% до 11 - 13%. Объясняется это тем, что совместная работа паровых котлов на газе и угле при постоянных изменениях их доли в общем расходе топлива связана с рядом следующих трудностей и недостатков:

1. доменный газ имеет значительно более низкую температуру сгорания, чем уголь, ниже у него и радиационная способность факела. В результате, экранные поверхности нагрева котла воспринимают меньшую долю теплоты топлива, а в современных котах доля теплоты, воспринимаемой радиационными поверхностями весьма велика;

2. из-за большого содержания в доменном газе N2 количество его продуктов сгорания значительно больше, чем у угля, что изменяет условия работы конвективных поверхностей нагрева. Растёт перегрев пара, причём, при большой доле доменного газа рост настолько велик, что стандартное регулирование перегрева пара оказывается недостаточным. Увеличивается температура уходящих газов котла;

3. растёт химический недожог угля, особенно при углях с малой реакционной способностью;

4. сама процедура значительных изменений долей доменного газа и угля (зажигание одних горелок, тушение других) с подналадкой режимов работы котла требует известного времени.

Поэтому ТЭЦ может эффективно принимать существенные избытки газа, лишь в том случае, когда она предупреждена об их подаче не менее или за 15-20 минут.

Практика показала, что избытки газа часто нарастают толчкообразно. Такие из-бытки сбросом на ТЭЦ ликвидировать нельзя, поэтому на всех заводах имеются автоматические "свечи", через которые происходит сброс толчкообразных избытков газа. Доменный газ перед сбросом в атмосферу надо сжечь, так как он является весьма токсичным. С этой целью в сжигающем устройстве размещены запальные устройства, в которых постоянно горит коксовый или природный газ. Лучшему использованию длительных предсказуемых избытков газа способствует хорошо организованная диспетчеризация. Так, если в доменном цехе готовятся к переключению воздухонагревателя с разогрева на дутьё и при этом своевременно известят диспетчера газового цеха или завода, то последний может заблаговременно предупредить об этом ТЭЦ, что позволит быстрее начать приём появившихся избытков газа и свести к минимуму сброс его на свечу. Доменный газ на выходе имеет запылённость 3-10 г/м3. Потребители требуют 4-5 мг/м3. Поэтому газ очищают в мокрых электрофильтрах. Коксовый газ характеризуется высокой реакционной способностью, содержит 55-60% водорода и 24-30% метана и других углеводородов и почти не балластирован. Поэтому сброс его в котлы, работающие на угле, не вызывает трудностей, возникающих при сбросе доменного газа. Это позволяет почти полностью автоматизировать сбросы коксового газа в котлы как при кратковременных, так и длительных его избытках (аналогично свечам при доменном газе). Благодаря всему этому, потери коксового газа на заводе обычно не превышают 0,5-1,0% его валового выхода. Коксовый газ хорошо очищается в процессе коксохимического производства, поэтому специальных газоочисток для него не строят, хотя некоторые остающиеся в нём примеси, например нафталин, приводят иногда к различным неполадкам.