Промышленные печи различного назначения, сушильные установки, теплосиловые установки (паровые котлы и турбины), и др. имеющие в конструкции футеровку (обмуровку).

Разработка технологии переменных режимов работы (сушки, разогрева и охлаждения) высокотемпературных агрегатов при уменьшении времени самих операций, расхода энерго- и материалоресурсов и увеличении продолжительности работы агрегата в целом.

Указанные исследования для футеровок высокотемпературных агрегатов можно провести только методами численного моделирования, которые уже применялись авторами для разработки теплонапряжённого состояния обмуровок котлов малой и средней мощности. Применение этих методов для поставленных задач позволит решить проблемы повышения рабочей кампании высокотемпературных агрегатов.

Проведено обследование и сбор данных по эксплуатации действующего высокотемпературного оборудования. Получены статистические данные по работе высокотемпературных агрегатов, по результатам анализа которых определены основные причины вывода оборудования в ремонт, аварийные ситуации и т.д. В результате исследований получены данные о реальных процессах на начальной стадии разогрева: их продолжительности, количестве удаляемой влаги, скорости и интенсивности сушки.

Количество удалённой влаги за 60 минут составило: для периклазоуглерода – 1,42 %; для диатомита – 0,65 %. Средняя стойкость футеровки вращающихся печей составляет около 250 суток. Получен график разогрева футеровки печей спекания: до 1ч 10 мин средняя скорость разогрева 2 град/мин. После этого скорость 0,44 град/мин разогрева до 4ч 40 мин. Потом идёт температурная выдержка в течении 6 ч 30 мин. Затем поднимают температуру разогрева со средней скоростью 0,61 град/мин до температуры 381 град

Теплоэнергетика, металлургия, нефтехимия, строительство

Промышленные печи различного назначения, сушильные установки, теплосиловые установки (паровые котлы и турбины), и др. имеющие в конструкции футеровку (обмуровку).

Разработка технологии переменных режимов работы (сушки, разогрева и охлаждения) высокотемпературных агрегатов при уменьшении времени самих операций, расхода энерго- и материалоресурсов и увеличении продолжительности работы агрегата в целом.

Указанные исследования для футеровок высокотемпературных агрегатов можно провести только методами численного моделирования, которые уже применялись авторами для разработки теплонапряжённого состояния обмуровок котлов малой и средней мощности. Применение этих методов для поставленных задач позволит решить проблемы повышения рабочей кампании высокотемпературных агрегатов.

Проведено исследование теплового состояния действующего высокотемпературного оборудования: печей спекания и кальцинации, эксплуатирующихся на АО «Алюминий Казахстана». Получены данные по температурам внешней поверхности данных агрегатов. Проведен анализ структуры огнеупорных материалов после эксплуатации в высокотемпературных агрегатах. Определено, что основными изменениями в структуре шамотных огнеупоров являются: химическая коррозия и снижение плотности (вследствие сети трещин).

Проведено исследование теплофизических и прочностных свойств огнеупорных и теплоизоляционных материалов, используемых в ВТУ. Получены данные по влиянию температуры на теплопроводность; исследованию предела прочности материалов на сжатие в зависимости от температуры; влиянию температуры на плотность; Разработана математическая модель тепловой работы футеровок высокотемпературных агрегатов.

Теплоэнергетика, металлургия, нефтехимия, строительство

Высокотемпературные установки промышленной теплоэнергетики – металлургические печи, ковши.

Разработка технологии переменных режимов работы (сушки, разогрева и охлаждения) высокотемпературных агрегатов при уменьшении времени самих операций, расхода энерго- и материалоресурсов и увеличении продолжительности работы агрегата в целом.

В работе использовались действующие стандартные методики выполнения лабораторных исследований и расчётов, а также современные поверенные приборы и средства измерений.

Проведено обследования тепловой работы ряда высокотемпературных агрегатов, а также статистический анализ их работы, по результатам чего определены причины вывода оборудования в ремонт, аварийные ситуации и т.д. На действующем оборудовании проведен анализ нестационарных тепловых режимов ряда высокотемпературных агрегатов, построены графики их сушки и разогрева. В лабораторных условиях на образцах огнеупорных материалов были проведены исследования и получены данные о количестве влаги, содержащейся в огнеупорных материалах, используемых в рассматриваемых высокотемпературных агрегатах. Получены данные о теплофизических свойствах огнеупорных теплоизоляционных материалов с учётом специфики их работы в высокотемпературных агрегатах. Разработана математическая модель тепловой работы футеровок высокотемпературных агрегатов. Получено два патента РФ по теме данного проекта. Поданы две заявки на получение патента РК по теме данного проекта. Разработаны рациональные режимы сушки и разогрева, а также останова (охлаждения) высокотемпературных агрегатов. Произведён расчёт показателей экономической эффективности предлагаемых технических решений

Внедрение рациональных режимов разогрева высокотемпературных агрегатов позволит: 1 Снизить затраты на приобретение шамотного кирпича марки ШЦУ, связанные с отсутствием аварийных ремонтов, в среднем на 2,77 млн. тенге в год. 2 Уменьшить затраты на покупку мазута марки М-100 в виду сокращения времени разогрева печей после вывода из текущего или капитального ремонта на 11 часов, что в среднем составит 22 млн. тенге в год. 3 Получить экономическую прибыль за счет производства конечной продукции, которую могли бы реализовать, если бы: во-первых, печи спекания не останавливались на аварийный ремонт; во-вторых, разогрев данных печей после ремонтной кампании был сокращен на 11 часов.

Возможные способы применения полученных результатов. Полученные результаты – графики сушки, разогрева и охлаждения высокотемпературных агрегатов (печей спекания и сталеразлив очных ковшей). Разработанные графики можно рекомендовать к внедрению на производствах: АО «Алюминий Казахстана», ПФ ТОО «Casting».

Внедрение разработанных режимов позволит сократить время разогрева (или охлаждения), следовательно, и расход топлива; снизить выбросы вредных веществ, вследствие снижения расхода топлива; повысить продолжительность рабочей кампании агрегатов и сократить расход огнеупорных материалов; а также увеличить надёжность агрегатов в целом.

Объекты промышленной теплоэнергетики – высокотемпературные агрегаты металлургии; котельные установки различной мощности.