ПЕРСПЕКТИВНІ ТИПИ ТЕПЛОАКУМУЛЮЮЧИХ ЕЛЕМЕНТІВ РЕГЕНЕРАТИВНИХ ПОВІТРОНАГРІВАЧІВ ДОМЕННИХ ПЕЧЕЙ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2078-5364.2024.1.02Ключові слова:
доменна піч, регенеративний повітронагрівач, теплоакумулюючий елемент, фазовий перехід, ефективністАнотація
У роботі розглянуто проблему підвищення ефективності експлуатації систем повітропостачання доменних печей, які обладнані регенеративними теплообмінниками з нерухомою вогнетривкою насадкою для нагріву гарячого дуття. Проаналізовані існуючі методи покращення показників роботи повітронагрівачів. Показано, що подальше зростання теплової ефективності регенеративних теплообмінників шляхом оптимізації параметрів роботи або заміни насадок є неможливим без збільшення габаритних параметрів. В якості перспективного заходу пропонується використання теплоакумулюючих елементів з фазовим переходом, де в якості плавкої вставки застосовуються сполуки з певною температурою плавлення, яка відповідає режимам роботи повітронагрівачів доменних печей. Вони знайшли застосування для накопичення теплоти в геліосистемах. За рахунок дії «залишкового» теплового ефекту насадки акумулюють додаткову кількість теплоти. Це дозволить збільшити теплову потужність теплообмінника та підвищити температуру нагріву гарячого дуття без змін габаритних параметрів. Умови роботи систем повітропо- стачання доменних печей відрізняються високим рівнем температур, що складає 1200– 1350 °С, значними витратами та швидкостями гарячого та холодного теплоносіїв, їх підвищеним тиском. Тому виникає питання вибору відповідних теплоакумулюючих елементів з урахуванням їх властивостей та режимних параметрів роботи доменних печей. Експлуатація подібних насадок виявила ряд проблем, рішення яких потребують прове- дення додаткових досліджень. Для цього необхідно провести моделювання квазістаціонарних теплообмінних процесів у насадковій камері регенеративних повітронагрівачів з метою вибору хімічних сполук або їх сумішей, що відповідають умовам експлуатації систем повітропостачання доменних печей, та визначити оптимальні поєднання матеріалів насадки. Застосування даної технології дозволить отримати більш високу температуру нагріву гарячого дуття, зменшити витрату металургійного коксу або збільшити продуктивність доменної печі.
Посилання
Hres L.P., Karpenko S.A., Mylenyna A.E. Teploobmenniki domennykh pechey. Dnepropetrovsk : Porohy, 2012. 491 p.
Hres L.P. Vysokoeffektivnyy nagrev dutya: monografiya. Dnepropetrovsk : Porohy, 2008. 492 p.
Brunklaus H. Industrieofen. Bau und Betrieb. Essen : Vulkan-Verlag, 1994. 800 p.
Ganzha A., Zaiets О., Koshelnik А. Analysis of efficiency and reliability of blast- furnace process waste heat recovery systems // Technology audit and production reserves. 2017. Vol.1 (33). P. 48–54.
Karpenko S.A., Hres L.P., Bіstrov A.E., Vorobyova L.A. Yssledovanye і sovershenstvovanye nasadok reheneratorov putem vіbora ratsyonalnіkh razmerov yacheek // Metallurhycheskaia y hornorudnaia promіshlennost. 2016. № 4. P. 108–110.
Koshelnik O.V. Khavin Ye.V., Pavlova V.H. Modeliuvannia roboty teploobminnykh aparativ system enerho- ta teplopostachannia vysokotemperaturnykh tekhnolohichnykh ustanovok // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. 2015. № 1. P. 14–18.
Bekman U., Hylly P. Teplovoe akkumulyrovanye эnerhyy. M. : Myr. 1987. 224 p.
Graeter F., Rheinländer J. Thermische Energiespeicherung mit Phasenwechsel im Bereich von 150 bis 400 °C // Forschungs Verbund Sonnenenergie. Workshop Wärmespeicher- ung. Köln, 2001. P. 65–75.
Paksoy H.O. Thermal Energy Storage for Sustainable Energy Consumption. Funda- mentals, Case Studies and Design // NATO Science Series. Series II: Mathematics, Physics and Chemistry. 2002. Vol. 234. 428 p.
Koshelnik O.V. Rozrobka enerhoefektyvnykh termosorbtsiinykh kompresoriv z systemoiu reheneratsii teploty perekhidnykh protsesiv // Visnyk Natsionalnoho tekhnichnoho universytetu «KhPI». 2010. № 52. Tematychnyi vypusk «Khimiia, khimichna tekhnolohiia ta ekolohiia». P. 16–20.
Koshelnik O.V., Hoisan S.B., Puhachova T.M., Kruhliakova, O.V. Pavlova V.H. Osoblyvosti zastosuvannia teploakumuliuiuchykh elementiv z fazovym perekhodom v reheneratyvnykh teploobminnykakh sklovarnykh pechei // Intehrovani tekhnolohii ta enerhozberezhennia. 2022. № 1. P. 63–70.
Kenisarin M.M. High-temperature phase change materials for thermal energy stor- age // Renewable and Sustainable Energy Reviews. 14 (2010). P. 955–970.
