Высокотемпературный подогрев воздуха горения
Для предварительного нагрева (далее – «подогрева») воздуха горения, поступающего в горелочные устройства, до температуры 400-600ºС, в частности – при работе воздухонагревателей Калугина (ВНК) в условиях Китайской Народной Республики на доменном газе с низкой теплотой сгорания (<750 кДж/м³) без добавок высококалорийного газа с достижением при этом температуры горячего дутья 1250-1300ºС, специалистами ЗАО «КАЛУГИН» разработана специальная система из двух высокотемпературных подогревателей воздуха горения, дополнительно сооружаемых в блоке.
Эти подогреватели имеют вид ВНК, размеры которых гораздо меньше, чем у основных ВНК блока (см. фото ), поэтому на русском языке к ним применяется название «малые ВНК». На английском языке для них введена аббревиатура «CAP» (читается «КЭП») – Combustion Air Preheaters (подогреватели воздуха горения).
Фото – Общий вид блока ВНК ДП №2 компании «Qinhuangdao Shouqin Metal Materials Co. Ltd.» (г. Циньхуандао, КНР). права – малые ВНК (подогреватели воздуха горения)
Малые ВНК работают по тому же принципу, что и основные ВНК, но вместо холодного дутья в них подаётся воздух от станции централизованной подачи воздуха горения. Поочерёдно один из малых ВНК находится в режиме нагрева (газовый период), а второй – в режиме дутья (дутьевой период). Часть воздуха, проходя насадку нагретого малого ВНК, нагревается до температуры 1100-1200ºС, затем в специальном смесителе разбавляется другой (холодной) частью воздуха до получения необходимой температуры и направляется в горелки как основных ВНК, так и нагреваемого малого ВНК. Таким образом, можно получить высокую температуру дутья (до 1300ºС) при работе на одном доменном газе с низкой калорийностью.
В Китае на доменных печах разного объёма уже работают свыше 20 блоков ВНК, из них 10 оснащены системами подогрева воздуха горения в малых ВНК: на двух доменных печах Шоуциньского комбината в г. Циньхуандао (объёмы печей – 1780 и 1160 м³), на четырёх печах трёх меткомбинатов в г. Таншань V=1780 и 3200 м³), а также в комплексе новых крупнейших в Китае ДП объёмом по 5500 м³ каждая на Шоуганском (Цзинтан) меткомбинате в г. Цаофэйдянь (одна печь введена в эксплуатацию, вторая сооружается).
В том случае, если при реконструкции доменной печи строительство нового блока ВНК осуществляется не на месте старых воздухонагревателей, а на новой площадке, есть возможность оставить два старых ВН и использовать их для подогрева воздуха горения аналогично малым ВНК.
Важным преимуществом систем подогрева с применением малых ВНК является также то, что срок их эксплуатации, как и у основных ВНК, составляет 30 лет без ремонта, что не достигается в других типах теплообменников.