2.5. Котлы-утилизаторы сталеплавильных конвертеров

При кислородно-конвертерном процессе продувка чугуна проводится через водоохлаждаемую фурму техническим кислородом (98-99,5 %). Конвертерные газы состоят в основном из оксида углерода (СО = 90-95 %) имеют высокую температуру (более 1700 С) и содержат значительное количество уноса (до 150 г/м³). Выход конвертерных газов цикличный, отличается большой неравномерностью. Продувка конвертера продолжается около 20 мин, длительность межпродувочного периода  до 40 мин. Среднечасовой выход газа для конвертера 300 т составляет 1810 м³/ч, а максимальный расход 15010 м³/ч. Выброс СО в таких количествах невозможен, поэтому их дожигание и охлаждение является технологической необходимостью. От конвертеров емкостью не более 150 т металла конвертерные газы направляются в радиационно-конвективный газоотводящий тракт охладителя, в полости которого происходят дожигание окиси углерода и использование тепловой энергии продуктов сгорания [5].

Исследование процесса сжигания конвертерных газов в полости охладителя позволило установить, что за время продувки конвертера кислородом содержание оксида углерода в газах, покидающих конвертер, сначала возрастает, достигает максимума и затем падает.

Котел ОКГ-100-ЗА — однобарабанный, вертикально-водотрубный, с многократной принудительной циркуляцией, имеет П-образную компоновку.

Подъемный газоход (камин) состоит (рис. 24) из наклонной 1 и вертикальной 2 части. Между конвертером 3 и камином котла поддерживается разрежение 30-40 Па, обеспечивающее отсос всех газов из конвертера и подсос из атмосферы воздуха, необходимого для их сжигания. В период продувки конвертера пар вырабатывается в охладителе за счет теплоты, выделяющейся от сжигания конвертерных газов, а в межпродувочный период в котле сжигается смесь коксового и доменного газов, т. е. охладитель работает как энергетический котел. В период продувок через нижнее сечение камина подсасывается 50—90 тыс. м³ воздуха. Процесс перемешивания подсосанного воздуха с газами интенсифицируется острым дутьем от специальной воздуходувки. Расход воздуха через сопла острого дутья составляет 1416 тыс. м³/ч. Струи воздуха пронизывают поток конвертерных газов. Чем равномернее распределены струи по сечению камеры, тем интенсивнее протекает процесс перемешивания газа с воздухом.

Рис. 24. Агрегат для сжиганий конвертерных газов и использования теплоты их сгорания:

1, 2 – наклонная и вертикальная части экранированного подъемного газохода; 3 – горловина конвертера; 4 – конвективный испаритель; 5 – экономайзеры; 6 – бункер; 7 – горловина;

8 – трубы Вентури; 9 – дымосос; 10 – труба; 11 – горелка для сжигания доменного газа;

12 – сопла острого дутья

В верхней части подъемный газоход соединяется с горизонтальным газоходом 4, который переходит в опускной газоход 5. Нижняя часть опускного газохода представляет собой бункер 6 с горловиной 7, через которую продукты сгорания поступают в двухходовое устройство 8, состоящее из большого числа труб Вентури с индивидуальными форсунками и служащее для мокрой очистки.

Подъемный и горизонтальный газоходы полностью экранированы трубами диаметром 38 мм с шагом 42 мм. В опускном газоходе размещены конвективные испарительные поверхности нагрева и водяной экономайзер. На одной из боковых стен топки установлены две горелки для сжигания коксодоменного газа производительностью 10 тыс. м³/ч каждая. В результате проведенных тепловых испытаний установлено следующее:

 котлы ОКГ-100-ЗА обеспечивают надежное использование тепловой энергии, выделяющейся при сжигании конвертерных газов, поступающих от 100-тонного конвертера;

 максимальный выход конвертерных газов из горловины конвертера составляет 33—40 тыс. м³/ч;

 максимальная производительность котлов в период кислородной продувки конвертера (расход кислорода около 8 тыс. м³/ч) составляет 180—200 т/ч. Производительность охладителя при работе на коксодоменном газе равна 4045 т/ч (расход газа 1820 тыс. м³/ч).

В течение всех плавок обеспечивается полное сгорание, конвертерных газов. Максимальное содержание оксида углерода в горизонтальном (переходном) газоходе обычно не превышает 0,2—0,5 % . Коэффициент полезного действия брутто котлов ОКГ-100-ЗА при сжигании конвертерных газов достигает 87—89 %.

Рис. 25. Схема ОКГ-300 с аккумулятором циркуляционного типа и газгольдером [5]: