Дослідження температурних полів скловарної печі

2022

Вісник Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»: Серія «Хімічна інженерія, екологія та ресурсозбереження», Iss 2 (2022)

Цінова політика паливно-енергетичного ринку постійно зростає. Актуальністю досліджень є коригування оптимізації витрат пального в скловарній печі з отриманням максимального економічного ефекту виробництва. Використовуючи розроблену математичну модель скловарної печі, проведено аналіз: температурних режимів роботи печі, температурних полів скломаси та кладки. Температурний розподіл в перерізах скловарної печі виконується засобами імітаційного моделювання. Об’єкт дослідження складається зі скломаси, газового простору, кладки та розділено на умовні перерізи (зони), відповідно встановленню засобів вимірювання температури. В поперечних перерізах основними є ті, що відповідають положенню пальників. В перерізах по шарах скломаси початковою точку виміру виступає поверхня скломаси, а кінцевою дно печі. На повздовжніх перерізах наведено поведінку плавлення шматків шихти до стану однорідності - перехід скломаси з точки завантаження шихти до повного проплавлення. Динаміка зміни температури скломаси в глибині шару скломасу представляє собою криву розігріву, чим нижчій шар розглядаються – тим температура нижча внаслідок віддаленості від пальників, але в межах одного шару температура збільшується чим ближчій переріз до точки кавельпункту. Скловарна піч відноситься до реверсивних – переключення пальників на ліві або праві групи. Відповідно переключення реверсу відбувається за заданим алгоритмом, який полягає у коригуванні часу роботи групи пальників в залежності від температури скломаси. Температурний розподіл в скломасі за показаннями температурного поля на глибині 0,1 м від верхнього рівня скломаси нижче на 5-6% від даних технологічного регламенту. Для цього збільшено витрату пального на пальниках лівої групи, дало можливість оптимізувати витрату пального. Дослідження температурного поля кладки склепіння дало можливість уникнення проблем з перегріванням та можливим обвалом кладки. Прогрівання кладки в допустимих межах від температури 10000С по краях склепіння та 13800С в центральній зоні. В поперечних перерізах наведено канал завантаження шихти, який межує з газовим простором, тому шихта на вході до варильної зони печі отримує додатковий підігрів та зменшується витрата пального в першій зоні на розігрів шихти. Температурний розподіл в поверхневому шарі скломаси містить неоднорідність в першій зоні, для досягнення однорідності збільшується витрати пального на першій парі пальників, що оптимізує витрату по інших парах пальників та запобігає зайвої витрати газу. Перекриття двох третин відповідної площини при вильоту з пальника першого перерізу збільшений від необхідного на 5%. В другому перерізі внаслідок недогрівання виділеної площини збільшено значення витрати пального на 12%. Температурний розподіл найнижчій в зоні завантаження, найвищій – після третьої зони до п’ятої (в зоні кавельпункту). Якщо склад шихти змінено (дія некерованого збурення), а витрата газу по пальниках залишається без зміни, то неможливо досягти значення температурних полів відповідно до технологічного регламенту. Науковою новизною є дослідження перерізів скломаси в різних площина, дало можливість провести аналіз температурних полів скломаси в точках де технологічно немає можливістю організувати вимірювання.

article

English
Ukrainian

Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute, 2022.

температурне поле, скловарна піч, скломаса, кладка, газовий простір, Ecology, QH540-549.5, Chemical engineering, TP155-156