Модернизация стенда сушки футеровок и разогрева погружных стаканов (стр. 4 из 16)

- стойкость к пневмо- и термоударам;

- высокую стабильность во времени метрологических характеристик.

Принцип измерения основан на образовании вихрей за препятствием (телом обтекания), стоящим на пути потока среды. Согласно физическому закону Кармана, частота пульсаций вихрей за телом обтекания строго пропорциональна скорости потока измеряемой среды. За вихреобразователем расположено крыло сенсора, которое изгибается под воздействием вихрей. Изгибные напряжения воспринимает пьезоэлемент, преобразуя механический сигнал в электрический. Такой тип вихревых расходомеров носит название "Вихревые расходомеры изгибных напряжений". Конструкция пьезоэлемента позволяет отсекать вредные сигналы вибрации и температуры на 1-ом этапе преобразования.2-ой этап преобразования происходит в электронном блоке прибора: сигнальный процессор проводит спектральную обработку сигнала, отсекая вредные гармоники, а также проводит коррекцию полезного сигнала по температуре и числу Рейонольдса

Функциональная схема подключения вихревого расходометра “ЭМИС-ВИХРЬ” изображена на рисунок 2.3.

Рисунок 2.3 – Функциональная схема подключения вихревого расходометра “ЭМИС-ВИХРЬ”–200

Вихревой расходометр “ЭМИС-ВИХРЬ”-200 имеет следующие технические характеристики [5] представленные в табл. 2.1.

Таблица 2.1 – Технические характеристики вихревого расходометра ЭМИС-ВИХРЬ-200

Параметр	Значение
Измеряемая среда	Жидкость, газ, пар
Температура измеряемой среды	от -40 до +550 С
Температура окружающей среды	от -40 до +70 С
Допустимое давление	до 4 МПа
Точность измерения жидкостей	0,6% от 0,1Q_max до Q_max / 1,35% до 0,1Q_max
Точность измерения газа и пара	1,35% от 0,1Q_max до Q_max / 2,5% до 0,1Q_max
Диаметр условного прохода	25/32/50/80/100/150/200/250/300 мм
Выходные сигналы	Частотный 0-1000(10000)Гц Токовый 4-20 мА Цифровой RS-485 Modbus RTU
Взрывозащита	ExibIIB(IIC)(T1-T5)X
Пылевлагозащита	IP 65
Виброустойчивость	вибрации частотой от 10 до 100 Гц и ускорением до 0,5g
Напряжение питания	12-36 В
Межповерочный интервал	3 года
Поверка	Проливная или беспроливная (иммитационная)
Гарантийный срок	18 месяцев

2.4 Обоснование модернизации и выбор горелок

На установке сушки промковшей установлены горелки типа ГТПЦ-3. Эти горелки не менялись на протяжении многих лет, что привело к их физической и моральной старости. Это выражается в образовании прогаров, что приводит к некачественному нагреву. Прогары вызывают излишнюю подачу воздуха в горелки, момент коэффициента излишка воздуха составляет 1,4-1,6, вследствие чего происходит некачественное сгорание газа в горелках, и к возникновению “светлых пятен” в местах установки горелок. Физическая «старость» приводит к частичному сгоранию газа и дальнейшему его дожиганию в процессе сушки. Это приводит к повышению неравномерности нагревания и увеличению температуры в зоне садки и как следствие приводит к снижению качества закалки. Неравномерность нагрева составляет:

- на выдержке 660 °С –

С;

- на выдержке 990 – 1010 °С –

С;

- на выдержке 1050 – 1060 °С –

С.

В связи с выше сказанным необходима замена существующих газовых горелок на новые с учетом следующих технических характеристик:

- область мощностей от 1,5 до 1000 кВт;

- модульная конструкция;

- высокая скорость истечения на выходе горелки и высокий импульс;

- прямой розжиг и контроль;

- минимальный уровень выброса вредных веществ.

Область применения:

- промышленные печи и огневые установки для стале- и чугуноплавильной индустрии;

- производство драгоценных, цветных, легких металлов и их сплавов;

- обработка руды, камня, сыпучих материалов.

Исходя из проведенного анализа технических характеристик существующих горелок возможно применение следующих горелок. Горелка ВIO(А), ZIO. Данные горелки выпускаются со стальной горелочной трубой или с укороченной горелочной трубой для использования с горелочним камнем. Горелки ВIO(А), ВICF, ВОCF комплектуются керамической насадкой ТSС из SiС и не требуют применения горелочного камня. По скорости истечения на выходе: низко-, средне- и высокоскоростные горелки - со скоростью потока 150 м/с. По принципу отопления: прямой и конвекционный. По принципу регулирования: ступенчатый: плавное включение/выключение; поддержка постоянства коэффициента теплоотдачи и расхода воздуха. По форме пламени: плоское, нормальное, длинное или с отрывом.

Горелки имеют блочную (модульную) конструкцию. Это позволяет легко приспосабливаться к соответствующему технологическому процессу или встраивать горелки в уже имеющиеся системы, тем самым сокращает время обслуживания и облегчает реконструкцию существующего устройства сушки промковшей.

Горелки состоят из трех блоков:

1. Корпус горелки с присоединительным фланцем и предназначен для крепления горелки к крышке, путем установки горелочной части к горелочной трубе, а также для подачи воздуха на горение. В корпус врезан встроен ниппель предназначенный для отбора (измерения) давления воздуха в горелке.

2. Горелочная часть и предназначена для подачи топливных газов. Горелочная часть присоединяется помощью газового фланца со встроенной расходной шайбой и регулированием пропускной способности используемого для простого и точного настраивание горелки. Зажигательный и ионизационный электроды встроены в горелку с возможностью замены

3. Головка горелки предназначена для образования газовоздушной смеси без предварительного смешивания и предотвращение взрыва газа в трубопроводе. Тип смесителя определяет форму пламени. Есть варианты для безпламяного окисления, а также с отдельной подачей газа и воздуха для режима "основной нагрузки".

2.5 Расчет и выбор рекуператора

Металлургическая и машиностроительная промышленность являются одними из основных потребителей газа в стране. В подавляющем большинстве случаев промышленные нагревательные установки работают при довольно низком термическом КПД величина которого в производственных условиях чаще всего не превышает 20-30%. Низкий термический КПД промышленных установок сушки промковшей обуславливается в основному очень большими потерями тепла с отходящими дымовыми газами, которые достигают 50-65% от количества тепла, подведенного на нагрев.

Лучшим методом повышения термического КПД нагревательных установок и экономии топлива является возвращение в установку сушки промковшей части тепла, от отходящих дымовых газов. Это осуществляется путем подогрева в рекуператорах воздуха, используемого для горения топлива, а также подогревом горючего газа отходящими дымовыми газами. Подогрев воздуха не только обеспечивает экономию топлива, но и повышает температуру продуктов сгорания топлива, что оказывает содействие ускорению процессов сушки футеровки.

В промышленности применяют керамические и металлические рекуператоры, причем последние имеют ряд важных преимуществ перед керамическими.

Преимущества металлических рекуператоров состоят в следующему:

1. Компактность. Коэффициент теплопередачи в металлических рекуператорах в 6-8 раз выше, чем в керамических, т.е. при прочих равных условиях поверхность нагревания керамического рекуператора в 6-8 раз больше металлического. С учетом большой толщины стенок элементов керамического рекуператора практически получают, что объем такого рекуператора при одинаковом количестве переданного тепла приблизительно в 10-12 раз больше металлического.

2. Отсутствие необходимости обязательного устройства борования, так как металлические рекуператоры хорошо размещают на печах или возле печей над уровнем пола цеха, а иногда и в печах. В данном случае применительно к объекту управления целесообразнее размещение рекуператора над уровнем пола цеха.

3. Большая герметичность, особенно рекуператоров, в которых отдельные элементы соединены сваркой. Это дает возможность применять в металлических рекуператорах подогрев воздуха, используемого в газовоздушной смеси и подаваемого в промковш с высокой скоростью. Это обеспечивает возможность большей кратности циркуляции продуктов сгорания в рабочем пространстве объекта и, как следствие, равномерность температур в нем; подогревать (в стальных рекуператорах) газ, который невозможно осуществить в керамических рекуператорах.

4. Возможность использовать тепло газов, которые идут из устройства сушки промковшец, со сравнительно низкими температурами (приблизительно 500 – 600°С), что значительно расширяет область их применения в сравнении с керамическими рекуператорами и регенераторами.

К недостаткам металлических рекуператоров относится небольшая их стойкость при высоких температурах, которая обуславливает значительно меньший срок службы металлических рекуператоров в сравнении с керамическими и более низкая температурная граница подогрева воздуха.

Керамические рекуператоры применяют в разном конструктивном оформлении, однако все они имеют важные недостатки, к числу которых относятся: хрупкость, относительно низкий коэффициент теплопередачи, громоздкость, практическая невозможность подогрева газового топлива и необходимость устройства боровов. Указанные недостатки значительно суживают область применения керамических рекуператоров.