УПРАВЛІННЯ НАГРІВАННЯМ НАСАДКИ ДОМЕННОГО ПОВІТРОНАГРІВАЧА З ВИКОРИСТАННЯМ ПРОГРАМИ РОЗРАХУНКУ ГОРІННЯ ПАЛИВА
DOI:
https://doi.org/10.31498/2522-9990232020241192Ключові слова:
Багатопараметрична апроксимація, теплофізичні властивості, алгоритм, система автоматизації, програма, температура горіння, змішаний газАнотація
Проведено огляд розрахунків температури горіння газоподібного палива. Для розрахунку часто використовуються спрощені методики, в яких не враховуються залежності теплофізичних властивостей складових газу від температури і тиску, визначення значень яких в більшості випадків зводиться до середніх значень теплоємності та ентальпії, використання номограм або табличних значень при нормальних умовах.
На підставі табличних значень теплофізичних властивостей компонентів газоподібного палива, представлених в довідниках, і застосовуючи методи нелінійної багатопараметричної регресії отримані залежності ентальпії і теплоємності від температури і тиску для кисню, азоту, водню, чадного газу, метану, монооксиду вуглецю.
Авторами розроблена програма розрахунку температури горіння природно-коксо-доменной суміші, в якій значення ентальпії і теплоємності газів визначаються на підставі отриманих залежностей.
Дослідження даних вимірювань показали, що калорійність доменного газу за 24 години може змінюватися на 10-25%, в окремих випадках - до 40%, що призводить до коливання температури горіння газу до 100 °С.
На вітчизняних металургійних комбінатах не застосовується автоматичний контроль калорійності доменного газу в зв'язку з дорожнечею газоаналітичного обладнання. При цьому застосування розробленого програмного забезпечення та періодичних вимірів калорійності в системах автоматичного управління дозволить підвищити якість регулювання температури купола за рахунок своєчасної корекції калорійності змішаного газу, і витрат змішаного газу і повітря.
Запропоновано структуру системи автоматичного керування температури купола з можливістю регулювання калорійності змішаного газу з використанням запропонованої програми розрахунку горіння суміші газів.
Посилання
Глинков Г.М. АСУ ТП в черной металлургии: учеб. для вузов. 2-е изд. перераб. и доп./ Г. М. Глинков, М.А. Маковский. -М.: Металлургия, 1999. – 310 c.
Бойко В.И. Автоматизированные системы управления технологическими процессами в черной металлургии: учебное пособие / В.И. Бойко, В.А.Смоляк. – Днепродзержинск: ДГТУ, 1997. – 576 с.
Доменные воздухонагреватели / Ф.Р. Шкляр, В.М. Малкин, С.П. Каштанова и др. – М.: Металлургия, 1982. – 176 с.
Гущин С.Н. Топливо и расчеты его горения. Учебное пособие / С.Н. Гущин, Л.А. Зайнуллин, М.Д. Казяев, и др.; под ред. Ю.Г. Ярошенко. – Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2007. – 105 с.
Маслов В. А. Теория горения и химико-термической переработки топлива : учеб. пособ. для вузов / В. А. Маслов. – 2-е изд. – Мариуполь : ПГТУ, 2015. – 244 с.
Зельдович Я.Б. Математическая теория горения и взрыва / Я.Б. Зельдович, Г.И. Баренблатт, В. Б. Либрович, Г.М. Махвиладзе. – М.: Наука, 1980. – 478 с.
Крушневич С.П. Методика и программа для расчета температуры горения природного газа / С.П. Крушневич // Энерготехнологии и ресурсосбережение. – 2010. – № 5. – С. 28-31.
Давыдов В.О. Метод расчета температуры горения произвольной смеси газообразного углеводородного топлива при произвольном избытке воздуха / В.О. Давыдов, А.В. Бондаренко // Труды Одесского политехнического университета. – Одесса, 2013. – Вып. 3 (42). – С. 98 – 102
Койфман А.А. Автоматизированная система управления нагревом насадки воздухонагревателя доменной печи с возможностью регулировании содержания кислорода в воздухе горения / А.А. Койфман, М.О. Король, А.И. Симкин // Наука та виробництво : зб. наукових праць / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2019. – Вип. 21. – С. 7–12.
doi https://doi.org/10.31498/2522-9990222020197554
Варгафтик Н.Б. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей / Н.Б. Варгафтик. - М.: Наука, 2006. – 721 с.
Hilsenrath, J., Beckett, C. W., Benedict, W. S., et al: Tables of thermal properties of gases. Technical Report 564, National Bureau of Standards, (1955)
Ривкин С.Л. Термодинамические свойства воды и водяного пара: Справочник- 2-е изд., перераб. и доп. / С.Л. Ривкин., А.А. Александров. – М.: Энергоатомиздат, 1984. – 80 с.
Койфман О.О. Розрахунок значень теплофізичних властивостей газів для уточненого розрахунку доменного повітронагрівача / О.О. Койфман, М.В. Орєхов, О.І. Сімкін // Перспективи розвитку сучасної науки і техніки: зб. тез доп. Всеукр. інтернет-конференції (Маріуполь, 20-21 лютого 2020 р.) / ДВНЗ «ПДТУ». – Маріуполь, 2020. – С. 20–22.
Александров А.А. Теплофизические свойства рабочих веществ теплоэнергетики [Электронной ресурс] / А.А. Александров, К.А. Орлов, В.Ф. Очков. – Март, 2012. – Режим доступу: http://twt.mpei.ac.ru/rbtpp/
Koifman A. Development and Software Implementation of the Hot Blast Stove Computer Model / A. Koifman, A. Simkin [Electronic resource] // Proceedings of the Second International Workshop on Computer Modeling and Intelligent Systems (CMIS-2019), Zaporizhzhia, Ukraine, April 15-19, 2019 / [eds.: D. Luengo, S. Subbotin, etc.]. – Vol. 2353.– P. 440-454. – (CEUR Workshop) – Access Mode: http://ceur-ws.org/Vol-2353/paper35.pdf
