автореферат диссертации по металлургии, 05.16.02, диссертация на тему:Системный анализ и функционально-морфологическая оптимизация высокотемпературных регенеративных теплообменников

рте м

. - о е ~•

ЛИПЕЦКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи / . КОРШ И КО В Владимир Дмитриевич

СИСТЕЛ\НЫЙ АНАЛИЗ И ФУНКЦИОНАЛЬНО-МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

Специальность 05- 16-02 — «Металлургия черных металл

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Липецк — 1995

Работа выполнена в Липецком Государственном техническом университете.

Официальные оппоненты;

- доктор технических наук, профессор Климовицкий Н.Д.

- доктор техшческихнаук. профессор КлганиковА.Д.

- доктор технических наук, профессор Короткое Г. В.

ведущее предприятие - АК "Тулачермет" г. Тула.

Защита состоится 20 декабря 1995 г. в 14.00 час на заседании диссертационного совета Д 064.22.02 в Липецком государственном техническом 'университете ( 398055. г.Липецк, ул. Московская, 30, ауд. К-602 >.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Липецкого государственного технического университета.

Автореферат разослан " (6 " ноября 1995 г

Учетейсекретарь дясеертащюнного - _

совета вс• Зайцев

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теми. Новая концепция развития черной металлургии Fgccüh до 2005 г. и на дальнейшую перспективу предусматривает снияение удельного расхода всех видов топлива и особенно кокса, составляющего около 55% в общем болансе топлива отоасли. Доменное производство - *то из наиболее .энергоемких в черной металлургии и эффективность доменных печей в значительной степени зависит от температуры нагрева дутья и, следовательно, от совершенства конструкции и работы доменных воздухонагревателей. Только затраты на дутье на крупных металлургических заводах составляют более половит обидах энергетических затрат по переделу чугу-'э.

Интенсификация работа воздухонагревателей, повышение'температуры' и давления дутья привета к более частому выходу их из строя, к. уменьшении срока службы. Это обусловило появление б последние годы множества конструктивных решений - и определило актуальную задачу выбора альтернативных направлений по тем или иным критериям оптимизации.. . Лля достижения названной цели известные научные положения и существующие метода недостаточны. необходимо их развитие и углубление, что возможно лйеь пря комплексно« подходе к решению данноП проблемы.

Цель» работа является применение вновь разработанной методологии квалнметряческого системно-инженерного анализа к высокотемпературным регенеративиьм теплообменникам доменные печей, lcr.no-. семенники данной группы не икевт "жесткой" связи с основный агрегатам - печья. что создает широкие возможности для совершенствования их''конструкции, работа й, тем сами)', определяет условия за-мыкаемости примененного к ним системного анализа.

На защиту выносятся- следующие основные положения диссерта-

ционной работа, включающие результата расчетных исследований, практические рекомендации я технические разработки.

1. Новая методология квалкметрического системно-инженерного (КСИ) анализа конструктивной эволюции высокотемпературных регенеративных теплообменников применительно к доменным воздухонагревателям.

2. Методики расчета и промышленного исследования основного негативного фактора базовой конструкции воздухонагревателей - те-шюмассоперекоса через трещины в окатах стены камеры горения (эффекта "короткого замыкания"), а также способы прогнозирования снижения температуры дутья теплообменных аппаратов по результатам их опытногпрокышленных испытаний.

3. Расчетно-теоретическое обоснование повышения стойкости существующих' конструкций воздухонагревателя на основе дискрет-нс-поэлементноП симметризации температурных полей 'основных подсистем теплообкенного аппарата.

4. Результаты теоретических и экспериментальных исследований по функциональной оптимизации воздухонагревателей на основе лред-■локенных методов повышения тепловой мощности аппаратов и утилизации энергии отходящих даровых газов.

5. Впервые проведенное исследование нестационарных процессов, влияющих на эффективность функционирования.воздухонагревателей.

6. Новые технические решения. позволяющие существенно повысить эффективность и стойкость работы.отдельных элементов огнеупорной кладки (камеры горения, штуцера горячего дутья, футеровки радиальной.стены) и вoздyxoнaipe8aтeля в целом.

Наущая цовизна основных результатов. . полученных автором в ходе решения поставленной проблемы, проявилась в следующих разра-

ботках к научных достижениях:

- Епервыэ '.разработана методология КСИ-анализа применительно к высокотемпературный регенеративным теплообменникам, которая, на основе графо-аналитических, расчетных и экспериментальных исследований/ позволила связать в единую систему такие конструктивные и Функциональные аспекты воздухонагревателей, как устройство огнеупорной кладки, неравномерность температурного Поля футерован, упруго-вязкое деформирование связующих, режимы работы,. ,а такжз .распределение аппаратов по поколениям конструктивной эволюции;

- предложена двумерная математическая модель регенеративного теплопереноса в воздухонагревателях различных конструкций- и произведен расчет сравнительной.эффективности функционирования аппаратов, распределенных по поколениям с последующим Многокритериальным выбором базовой конструкции для морфологической и функциональней оптимизации;

- на основе математического моделирования тепловой эффективности воздухонагревателя с наличием перетока газов и без него произведена морфологическая оптимизация воздухонагревателя базовой конструкции с внутренней боковой камерой горения путем последовательной проработки его подсистем, в соответствии с которой выполнены следующие теоретические и экспериментальные исследования:

а) впервые разработана .математическая-модель теплового расчета перетока газов через неплотности в кладке камеры горения при условии равномерного'распределения трещин по ее длине и оптимизирована высота установки газоплотного кессона для устранении негативного влияния перетокев;

б) впервые решен комплекс задач теплокгссопереноса.е воздухонагревателе с внутренней смещенной камерой горения, ■ а такие "г

его элементах, что позволило определить оптимальную величину зазора незду стенами "шахты камеры горения и собственно воздухонагревателя,. найти уел'вия повышения оЗФективности и стойкости основных подсистем аппарата - штуцера горячего дутья,футеровок радиальном степы и купола; расчетные данные подтверждены результатами опьтно-промышденных исследований на доменных воздухонагревателях АО "НЖК" й АО "Свободный Сокол":

- осуществлена функциональная оптимизация воздухонагревателя Сазовсй конструкции с внутренней боковой камерой горения путем прораоотки элементов.технологического процесса, в соответствии с которой выполнены следуйте теоретические. и экспериментальные исследования: ■ '

а) разработан и Енедрен на АО 'КЛИК" метод нагрева насадки доменного воздухонагревателя, с регулированием расхода топлйва в зависимости'от'изменения температуры уходящих дымовЬгс газов, а также предложен 'способ регулирования температуры нупола воздухонагревателя путец рециркуляции продуктов горения и на основе математического моделирования регенеративного теплопереноса в аппарате показано, что данный способ регулирования температуры купола обеспечивает экономию топлива и повышение КПД воздухонагревателя;

б) разработана конструкция компактного и надежного в эксплуатации двухсекционного регенеративного теплообменника для утилизации тепла уходящих дымовых газов и теоретически обоснован новый способ нагрева насадки воздухонагревател- на основе ступенчатого изменения температуры купола, обеспечивающий повышение температуры подогрева дутья без снижения стойкости футеровок аппар-эта;

произведены исследования нестационарных тепловнх •процессов, оказывающих существенное влияние на эффективность Функциони-ровзнкя воздухонагревателей, в соответствии с чем достигнуты еле-

дуювде'теоретические и экспериментальные результаты:

а) экспериментально выявлены закономерности влияния на термостойкость динасовоЯ кладки скорости подъема температуры, а также величины внешней нагрузки, обусловленной неравномерный обогревом клаггш стен и невозможностью свободного термического расширения отдельных элементов и участков;

б) разработаны матем"шческие модели теплопэреноса в футеровка радиальной стены воздухонагревателя с наличием связующего б вертикальных ивах рабочего слоя м без него, а также впервые разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния футеровки стены теплообменного аппарата периодического действия с учетом реологических свойств связующего иежду элементам кладки; . •

в) впервые-разработана сопряженная rio тепломаосоперекосу математическая модель естественного охлаждения воздухонагревателей с учетом тепловой аккумуляции огнеупоров футеровок. используя которую можно определять расчетным путем температурное состояние■ огнеупоров в зависимости от продолжительности отсечения аппаратов от газовых коммуникаций, а также разрабатывать оптимальные режимы разогрева воздухонагревателя до рабочего состояния;

г) на основе морфологического и функционального синтеза тех-, ничеоких решений предложен'всесторонне оптимизированный технически! обг,ект кауперного типа и построено."древо альтернатив" технического развития регенеративных теплообменников для подогрева до-И6ННОГ0 дутья.

Совокупность сформулированных к обоснованных автором научных г;х';ож;>ки;1. разработанная методология КСИ-анализэ в приложении к высокотемпературна» теплообменникам периодического действия можно квалкмшрлдогь как перспективиоя научное* направление. • позволяю-

8 - . ... ¡¡¡ее повысить эффеншвность к экономичность получения горячего дутья и одьозременнс решить важные'экологическую и ресурсосберегающие задачи. .

Достоверность и оОосновглность полученных результатов базируется на фундаментальных положениях теория тепло- и масссобкена. физически обоснованной постановке и корректности решения задач, сопоставлении их результатов с экспериментальными'исследованиями,' внедрением их в промышленности, а также подтверждается достаточно-хорошим согласованием численного моделирования с данными других авторов.

Практическая ценность работу связана с разработкой методологии КСИ-аиализа технических объектов применительно к высокотемпературным регенеративным теплообменникам, включающей в себя графо--аналитически исследования избранного экспертами базового объекта. его функционально-морфологическую оптимизации на' основе комплекса мэтедшкческих моделей,, а'также формирование "древа альтернатив- к определение ьоесторонне оптимизированного синтетического решения. . Под руководством и при, непосредственном участии автора достигнуты следующие основные.результаты: . . •

- разработан комплекс математических1 моделей, позволяющий, проводить всесторонние исследования теплового и термокапряженного' состояния элементов ■. высокотемпературных регенеративных' теплообменников. а такие'выявить резервы их эффективности за счет Быстра рациональных режимных и конструктивных параметров;

- предложена расчетно-эмпирическая методика оценки величина тепювой . эффективности воздухонагревателя, • а также диагностики состояния футеровки камеры горения при наличии в процессе.эксплуатации аппарата аффекта "короткого замыкания";

- разработана усовершенствованная конструкция доменного воз-

духонагревателя с внутренней смещенной камерой горения, которая позволит на порядок снизить разность температур по периметру. камеры горения и собстьенко воздухонагревателя;

- рекомендован способ установки специального кессона между окатами камеры горения, который позволяет, исключить "короткие замыкание" и повысить эффективность воздухонагревателей с внутренней камерой горения;

■ . - предложен способ продувки воздухонагревателя в конце газового периода уходящими продуктами горения, сопряженный-с Ретоди--кой регулирования температуры купола аппарата рециркуляцией дыма;

- рекомендован для промышленного испытания спрсоб экранирования клапана горячего дутья, который позволит улучшить усло»ия службы клапана и футеровки штуцера горячего дутья, а также снизить потери температуры по тракту горячего дутья;

- предложен способ ступенчатого нагрева воздухонагреЬателя. который обеспечит повышение температуры нагрева дутья без снижения стойкости футеровки купола;■ \

предложена конструкция компактного двухсекционного регенератора для утилизация тепла уходящих дымовых газов;

- разработаны для' ЭВМ программу, реализующие математически« модели регенеративного теплообмена- в. насадках, а такжо терм«".чаи ■ ряженного состояния огнеупоров а Футеровках воздухмтгргьатс-л-'-й для квазистационаршк и переходных процессов.

Реализация результатов • работы. Результату - тео.рьтичист и экспериментальных исследований явнЛ:сь основой -дли нирфбло! ичес-кой и функциональной оптимизации домеши« розду/.сна1-реьагеле1'. на базе чего были внедрены соответствуй^ технологические решения в условиях работы дсмйчных цехоь АО "НЯХК". ' АО' "Свободный Сокол" с •»кономачеемк зшт 335,1 тнс..р>0. •( дг> '1951 г.); ■' предполагай-

иьг!( укономическпй эффект от внедрений разработок в 1995 г. на АО' "НЛМК" составит 680 млн: руб./год.

Эти результаты включает:

- внедрение оптимальных режимов работы воздухонагревателей со ступенчатым регулированием расхода отопительного газа;

- реализация доменных воздухонагревателей с внутренней смещенной камерой горения на АО "НЛМК" и АО "Свободный Сокол", позволившая повысить эффективность, .стойкость и продолжительность службы аппаратов;

- внедрение на АО "НЛНК'" ячеистого стабилизатора газового потока, который способствовал значительному снижению пульсаций горения;

- разработаны по заданию Научно-информационного центра интеллектуальной собственности высшей школы программные продукты для персональных IBtí-соЕместимых компьютеров, реализующие матеда-тическне модели Vasco- и теплообмена в регенеративных теплообменниках.

Результаты научных исследований внедрены в учебный процесс ЛГТУ при чтении курсов лекций, а также в курсовом • и- дипломном проектировании для специальностей "Теплотехника, автоматизация и экология промышленных печей" и "Промышленная теплоэнергетика".

Апробзция работа. Основные результаты и материалы диссертации были доложены и обсуждены на научно-технических конференциях, совещаниях и семинарах:

' Всесоюзных и Всероссийских научно-технических конференциях -"Энергосберегающие технологии" и теплоэнергетические проблемы оптимизации печного хозяйства металлургических предприятий" (г.Ми-агс. 1997 г.); "Обобщение опыта работы молодых ученых, инженеров и рабочих отрасли по экономии-материальных и энергетических ре-'.

- u -

сурсов" (г.Донецк. 1989 г.); "Теплотехническое обеспечение технологических процессов в металлургии" (г,Ссордловск, 1990 г.); з-П Всесоюзной научной конференции по проблемам энергетики и тепло-технологии "Интенсивное энергосбережение в промышленной,теплотех-нологии" (г.Москва. 1991 г.): l-П Российской национальной конференции по теплообмену, секции "Радиационный и сложный теплообмен" и "Теплопроводность, теплоизоляция" (г.Москва. 1994 г.).

Республиканских и . региональных научно-технических конференциях - "Повышение эффективности использования топливно-энергетических ресурсов в черной металлургии" (г.Днепропетровск,1989 г.), "Практика, проблемы разработки и внедрение ресурсосберегающих технологии (г.Липецк, 1987 г.): "Проблемы энерго- и ресурсосберегающих технологий в черной металлургии (г.Новокузнецк, 1989 г.): "Молодежь и научно-технический прогресс" (г.Липецк, 1989 г.); на Всесоюзных координационных совещаниях МЧМ СССР (г.Кривой Рог. 1937 г.. г.Днепропетровск. 19В9 г.).

Кроме того, материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на заседаниях технических советов АО "НЛМК", АК "Тулач^р-мет". АО "ЛипецкГИПРОМЕЗ", научных семинарах в ЛГТУ и МЭИ.

Публикации. Результаты исследований по теме диссертации опубликованы в 83 научных трудах(15 из них переведены н Германии. Англии,США), в том числе получено и аьторских овид'.-т-.-ль-ств и патентов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит на вье/мин. семи глав, общих выводов, списка литературы из 3ió нлг.м..-нс1-.ы1;ш я приложений. Работа изложена • на SB0 сгр. иаакнеписноги текста, включая 105 рисунков и 9 таблиц. '

1. АНАЛИЗ РАЗВИТИЯ 'РАСЧЕТНЫХ И ЭКСПЕРП1Ш1ШЫШ ИССЛЕДОВАНИЙ ЕНСОКОТЕМПЕРДТУГШХ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

В настоящее время проблема 'увеличения температуры нагрева . дутья и срока службы воздухонагревателей решается путем поиска новых конструкций воздухонагревателей и совершенствования существующих ла основе оптимизаций с применением методов математического моделирования: В основе последнего лежит решение системы уравнений. описывающих процессы теплообмена в воздухонагревателях. Методы соответствующих расчетов развиты в работах В.Хейлигенштед- . та. А.Цака, И. Д. Семиюыа и Э.М.ГольдФарба, - а также в работах ЕНИ-ИМТ. Преимущество этих методов заключается в простоте расчетов поверхности теплообмена и наглядности влияния на величину коэффициента теплоотдачи интенсификации конвективного и лучистого' теплообмена в насадках. ' ' • .

Разработка и уточнение рекомендаций по повышению стойкости воздухонагревателей связыш с развитием методов расчета термонап-ряженлЯ в его футеровках. В последнее время появились работы, посвященные деформации, ползучести кладки. • -В то же время пока не изучена упруго-пластическая деформация материала швов между элементами Футеровки в рабочих режимах термоциклического нагружения доменных воздухонагревателей.' ■

Несимметричное расположение камеры горения по отношению к насадке в воздухонагревателях типовой конструкции является основной причиной ее разрушения. Вытекающие из этого недостатки воздухонагревателей с внутренней камерой горения привели к созданию аппаратов с наружной камерой горения к динасовыми огнеупорами в верхней части.. Такие воздухонагреватели получили . широкое распространение в странах Западной Европы и в Японии. Воздухонагрева-■

тещ с наружной камерой горения более надеты, но и У mix имеются недостатки; слабая стойкость отдельных элементов кожуха, кладки и тракта горячего дутья. Такио аппарата более материзлоемки и требуют больших площадей, что затрудняет их внедрение в 'действующ« . цехах.

Для устранения недостатков воздухонагревателей с внутренней и наружной камерами горения разрабатызаются другие варианты конструкций. в частности,, проектировщики предлагают отказаться от , специальной камеры горения и использовать для сжигания газа объем подкуполыюго пространства или небольшую топку, установленную ча •' куполе. Разработка конструкций бесшахтиых воздухонагревателей ве-.дется во ЁНИИМТ. К достоинствам бесшахтного воздухонагревателя следует отнести: увеличение объема насадки на 25-30% в тех же габаритах кожуха, а также устранение негативных явлений, вызванных наличием внутренней камеры горения. Однако для получения перечисленных' преимуществ бесиахтный воздухонагреватель должен обеспечивать полное сжигание больших количеств газа в небольшом объеме подкуполыюго пространства я равномерное' их распределение лрй входе в насадку. Бесшахтные воздухонагреватели требуют устройства рабочей площадки'в районе купола, лифтов и подьепниксв. что связано с дополните дыши производственными площадями. Перечисленные трудности сдерживают широкое внедрение бесшахтных воздухонагревателя. Во ВНЯИМГ предложена и внедрена конструкция аппарата с насыпной шариковой насадкой, которая позволяет уменьшить его высоту ¿•2-2.5 раза, а массу насадки в 3-4 раза. Однако при этом значительно повышается гидравлическое сопротивление насадки и требуется специальные меры по увеличении стойкости Футеровок стен, _ отдельных узлов аппарата, кожуха, а такке по увеличения производительности горелочкого устройства.

.Совершенствование' конструкций воздухонагревателей в действу-

■:' - н -

ющих цехах связано в основном с модернизацией типовых воздухонагревателей с внутренней камерой горения. В настоящее время предложен вариант воздухонагревателя с. внутренней смещенной камерой горения и промежутком между стенами камеры горения и аппарата. Данная конструкция, благодаря всестороннему омыванию газовыми средами стен камеры горения и воздухонагревателя, позволяет существенно уменьшить неравномерность'в распределении температуры' по их периметру. К тому же этот вариант конструкции воздухонагревателя не требует дополнительных затрат на его реализацию, а эксплуатация аппарата не отличается от типового варианта. Представляется целесообразным провести теоретические и промышленные исследования предложенного воздухонагревателя.

оптимизация режимов работы воздухонагревателя связана с повышением температуры нагрева дутья, однако получение ее максимально возможной величины для используемых в настоящее время аппаратов ограничивается стокостью огнеупоров верхних зон насадки, а также дутьевого 'тракта и Фурм доменной печи. В случаях, когда имеется запас исрлооти воздуходувных устройств применяется регулирование температуры купола изменением расхода воздуха. Однако •белее выгодно регулирование температуры купола изменением расхода газа вследствие лучшего использования тепла продуктов сгорания. Длч повышения калориметрической температуры горения топлива можно использовать подогрев компонент горения. Использование тепла отходящих газов ведет к прямому снижению потребления первичных анергоносителей и повышению КПД печи.

Тенденция увеличения температуры горячего дутья привела к интенсификации работы воздухонагревателей и сопровождается сокращением срока их службы с 10-15 и более до 5-? лет. В этих условиях . повышается значение нестационарных процессов, связанных с внеплановыми остановами-доменной печи или ремонтом самих воздухо-

нагревателей. В воздухонагревателях традиционной конструкции с внутренней боковой камерой горения во время переключения аппаратов и в период нагрева насадки особенно "жесткому" воздействии подвергается область стени камеры горения, расположенная напротив устья горелки. Следствием' зтсго является возникновение сколов кирпичей и раскрытие швов кладки. С.течением времени в раздели-' тельной стене камеры горения образуются сквозные трещины,■ что приводит к эффекту "короткого замыкания". Полное устранение данного эффекта возможно при размещении между окатами камеры горения металлического листа - газоплотного кессона. Остается актуальной проблема повышения его стойкости, что связано о высскср. температурой и наличием избыточного кислорода о зоне установки кессона,

В условиях интенсификации доменного процесса особое ¿качение

приобретают вопроси надежности и долговечности элементов тракта - /

горячего дутья, скзозные трещины в диске и кольцах клапана горячего дутья, утечки воды и несвоевременная смела вышедших из строя клапанов приводят к разрушению огнеупоров в камере горения, трубопроводе и штуцере горячего дутья. Существенное влияние на т»'п< ловое состояние штуцера горячего дутья оказывает теплооомен и системе "камера горения - штуцер - клапан горячего дутья". Причем влияние клапана является определяющим, так как его ьодоохлчгденис создает резкую неравномерность температурного ноля в Фу!ч.-р"В(и. штуцера горячего дутья, особенно в период наг^-м насадки. Ьзр-ч-ботка и уточнение рекомендаций по повышению надежности штуцер* горячего дутья требует исследования условий службы Футериьм! штуцера как важнейшего узла, связывающего собсти'-нт) ьаь>№.>н.и тель и трубопровод горячего дутья.

Таким образом, основными задачами пистоли р&оочы иы'йотс'л сл-гдую'ци-.1.

- •(»-•ущеетелаше смосинрм пол>:ола к »ссшоданио устройства

• ■ - 16 -

и работы основных элементов огнеупорной кладки воздухонагревателей с внутренней камерой горения, и разработка" на этой основе специального метода квалиметрического системно-инженерного анализа.

Развитие ¡шеащнхсл и разработка новых методов аналитического я экспериментального 'исследования тепловых режимов работы огнеупорной кладки воздухонагревателей с учетом деформации материала шов; ■ применение этих методов для анализа состояния огнеупоров кладки стен камеры горения-и собственно воздухонагревателя,

- Разработка методики расчета тепломассопереноса б доменных воздухонагревателях п учетом эффекта "короткого замыкания" и сравнение тепловой эффективности аппаратов различных конструкций.

- исследование службы отдельных элементов камеры горения доменного воздухонагревателя, а также стойкости футеровки'купола прк ступенчатом изменении ее температуры. , ...

- Оптимизация режимов нагрева доменных воздухонагревателей с рогулирЬванием температуры купола рециркуляцией продуктов горения и коррекцией расхода топлива по температуре отходящих газов: разработка новой схемы утилизации вторичных.?нергоресурсов,

- Разработка экономичного и эффективного доменного воздухонагревателя о внутренней смещенной камерой горения на основе морфологической и функциональной оптимизации аппарата базовой конструкции. .

»

2. ОСНОВЫ КВАЛИМЕТРИЧЕ.СКОГО СИСТЕМНО-ИШЕНЕРНОГО АНАЛИЗА ВНСОКОТЕШЕРАТУРНЫХ РЕГЕНЕРАТОРОВ

Для комплексного раскрытия структуры и оптимально гофункцио- . киробаьия того или иного технического объекта (ТО), в настг>яшее зрькя иог.ользуется системный анализ, который имеет Д^ло с -разработкой теоретика-методологических средств конструирования систем

включающий квалиметрический (целеполагающий) фактор. Можно отметить соответствующие алгоритмы, созданные ,с. Л. Оптнером и с.Л.Никифоровым, С.Янгом, Н.П.Федоренко. и др. Основной операцией системного анализа является декомпозиция - разделение целого на части. Анализ задачи построения математического описания структурной связности может быть осуществлен с помощью использования теории, графов.

Как структурный, так и функциональный анализ систем венчается выработкой критериев оптимизации. . после чего ■ производится оценка и .выбор альтернатив о формированием иерархии технических решений. Развитие и совершенствование любого технического объекта, как правило основывается .на истории его конструктивной эволюции. что правильнее всего ориентирует интуицию исследователя. Методической базой конструктивной эволюции Технических объектов является сумма законов и закономерностей строения и развития техники, Соответствующие разработки изложены в книгах Ю. С.Мелещенко , А.Ф.Каменева. А.И.Половинкина.

Вновь предложенный * КСИ-анализ использует метод, нисхождении от сложной системы в ее целостности к знанию о выделенных частях. Однако не все операции выбора, оценок значимости тех или шшл Факторов системы можно определить количественно. Таким оорат.м. полный анализ системы нельзя провести без привлечения мегодолшш квалиметрии. Математическое моделирование реализуется ни тили и к-изучении стационарных и квазистационарных, но и переходных про цейсов, которые, несмотря на свою относительную «гиродол^итгль ность, зачастую оказывают решаьцее влияние на оС-од¡• зводацда комплексной системы. К особенности КСИ-ан-ши:} следует отнести* выявление . подсистемы максимальной .наряженное ги, как оснимогс Фактора. влти'цего нч ОДек тмим» фуш:циинирсь jnire- 'иАучаенсй cut-

- 18 - .

темы и в'наибольшей степени снижающего ее надежность, следующим этапом КСИ-анализа является раздельная морфологическая и функциональная оптмизация -ТО с привлечением методов математического моделирования. В результате данного этапа формируется "древо альтернатив" и. наконец, синтезируется системио-отитшровшюе техническое решение.

3. ГРАФО-АНАЛШЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ РЕГЕНЕРАТИВНОГО ТЕПЛООБМЕННИКА БАЗОВОЙ КОНСТРУКЦИИ

В качестве базового технического объекта к системным исследованиям принят доменный воздухонагреватель с внутренней боковой камерой горения, как наиболее распространенный в отрасли. Однако использование в доменном переделе жидких и газообразных заменителей кокса и. тем самым, значительное повышение температуры дутья привели к возникновений различных нарушений в аппаратах типовой конструкции. К ним о отнести: 1) наклон камеры горения в сторону насадки.с реализацией "короткого замыкания"; 2), деформация ■камеры горения вследствие ползучести огнеупоров: 3) пульсации горения. Ца основе квалиметрической диагностики дефектов воздухонагревателя базовой конструкции построен граф инциденций по негативным связям с рассмотрением механических, тепловых и массолере-носныХ взаимодействий. В результате введения специального критерия взвешенности с трехуровневым ранжированием негативных инциденций . выделено функциональное ядро процесса и подсистема максимальной -напряженности. Произведено распределение технических объектов по поколениям в зависимости от степени эффективности функционирования подсистемы максимальной напряженности. Выделены четыре поколения высокотемпературных регенеративных тегглообиенни-

»

/

ков: 1) воздухонагреватели типовой конструкций. 2) с внутренней ' центральной ■ камерой горения. 3) с выносной камерой горения и 4) бесшахтные.

Основным негативным фактором, снижающим эффективность Функционирования базового технического объекта является эффект "короткого замыкания", который, сопровождается не только снижением

т

КПД аппарата и температуры нагрева дутья, но и появлением СО в дымовых газах, что наносит определенный экологический ущерб окружающей среде. Для оценки отмеченных негативных эффектов разработана методика расчета тепломассопереноса в доменных воздухонагревателях. Математическая модель включает в себя расчет тепломассо-переноса как в насадке воздухонагревателя, так и в трещинах разделительной стены. На основе проведенных исследований для воздухонагревателей доменной печи объемом 3200 мэ показано, что при увеличении содержания моноокиси углерода в ■■ сухой пробе дымовых газов - до 1, 536 снижение средней 1'емпоратуры дутья составляет -, 153°С. При Лм расход топлива сокращается на 12.6%. что говорит . о неполном использовании тепловой мощности тарелочного уотроие -тва. На Сазе разработанной математической модели регенеративного ■ теплообменника . предложена расчетно-эксперименталыш методика оценки тепловой эффективности'воздухонагревателя с наличием "коротко го -замыкания".

Принято считать, что бесшахтные регенеративные теплоои!.и.1!:ш-ки имеют о точки зрения их Функционирования преимущество I.»;;.«! типовыми в связи с увеличением объема насадки на :?5-30< ь 'Н'.ч габаритах кижуха. Однако, при зад-лжем расходе дутья, определяемой технологическими условиями работы доменней п<;чи, уееличбняе много сечения нисадкн воздухонагревателя сни.саег скорость жакета -газом«* сред ь се каналах соотьатетьешш, '. таенавдость

конвективного теплопереноса в. ней. Для оценки расчетным путем • сравнительной Функциональной эффективности теплообменников двух отмеченных выше групп была разработана математическая модель генеративного теплопереноса в воздухонагревателях. На основе произведенных расчетов показано, что увеличение площади поперечного речения насадки у воздухонагревателей бесшахтного типа или с выносной камерой горения на 25-30% повышает температуру подогрева дутья лишь на ~Ю°С. При этом на 2,5-2,85% возрастает расход топлива. что связано с необходимостью прогрева дополнительной массы насадки.

На следующей ступени КСИ-анализа сделан многокритериальный выбор базовой конструкции из технических объектов, распределенных экспертами по поколениям конструктивной эволюции. В качестве определяющего "по условиям экономической ситуации принят критерий, отражающий капитальные вложения и эксплуатационные расходы, в результате чего экспертами выявлено техническое решение, к которому целесообразно применить расчетные и экспериментальные методы функционально7морфологической оптимизации.

4. МОРФОЛОГИЧЕСКАЯ ОПТИМИЗАЦИЯ. ДОМЕННОГО' ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ ПУТЕМ РАСЧ1ЛН0Я И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ ПРОРАБОТКИ ЕГО ПОДСИСТЕМ '

Критерием морфологической оптимизации технических .объектов в соответствии с методологией КСИ-анализа является реализация последовательного понижения высоких рангов негативной связности в подсистемах ТО до уровня их'эволюционного старения.

Повышение стойкости избранных экспертами воздухонагревателей первых, .двух поколений (с внутренней-камерой горения.) достигается ро рнорь предложенной конструкции аппарата с зазором для прохода

- 21 - .

' газов ' между стеноп камеры и собственно воздухонагревателя. Для определения оптимальной ширины зазора разработана математическая модель теплопереноса, которая включает теплообмен в насадке, зазоре и стене камеры горения с соответствующими граничными условиями; Скорость газа в зазоре определяли из равенства потерь напора ' в зазоре и насадке. . -

Оптимизация величины зазора в интервале 0.01-0.1 м выполнена по критерию минимизации неравномерности температурного поля. Оптимальной следует считать ширину зазора 25-35 мм, при этом перепад температуры по периметру камеры горения снижается в 5-6 раз по .сравнению с обычной конструкцией воздухонагревателя и относ.и-. тельно малом уменьшении температуры нагрева дутья (3-4 ®С).

Промышленные, исследования.температурных условий службы кладки камеры горения в аппарате, предложенной конструкции , проведены на воздухонагревателе 8 АО НЛМК. -Термодатчики укладывали на>поверхности футеровки камеры горения со стороны зазора и насадки на двух уровнях по высоте. Измерения температуры позволили сделать вывод, что на исследуемых уровнях максимальная разность температуры по периметру камеры не превышает 50 °С, что говорит об адекватности предложенной математической модели.

На стойкость внутренней камеры горения, тракта горячего

- дутья -и< следовательно, безаварийность работы воздухонагревателя значительное влияние оказывает целостность узла штуцера горячего дутья.(ШГД). Предложена математическая модель расчета температуры Футероеки ШГД с учетом теплового влияния огсечиого шибера.

Сформулирована двумерная . краевая . Задача . нестационарного ■ '■• теплопереноса в Футеровке ШГД и камеры горения без учета теплово-; го влияния насадки. . Краевые условия включают конвективный и лу-

- чистая теплзг5сР?нос., Расчет лучистых тепловых . потоков- выполнен

• . . 22 - '. ,'.. , зональным, методом о учетом селективного поглощения газа. При от-, делении воздухонагревателя учитывается теплообмен излучением по длине штуцера и.высоте камеры горений, -а также конвективный те;т-лоперенос в ней. .

Математическое моделирование выполнено для условий, характеризующих работу воздухонагревателей печей объемом 3200 м3. при трех вариантах конструкции' отсечного шибера ШГД :. с обычной незащищенной Поверхностью шибера, экранированной металлом и футеро-, ванной слоем керамики толщиной 10 мм. Изменение- температурного поля 'в Футеровке ШГД'при естественном охлаждении воздухонагревателя рассчитывалось в случае отделения .аппарата как после газового, так ."и после дутьевого периодов. Результаты расчетов показывают,' что наибольший перепад температуры по длине внутренней поверхности кладки штуцера имеет место в конце газового периода, а тепловая защита клапана ' позволяет уменьшить этот перепад в 2,5-2.8 раза, снизить колебания температуры за время цикла работы аппарата в. 2.4 рпг-а; в 1.3-1.8 раза уменьшается температура рабо-•' чей поверхности шибера, что улучшает условия его службы. Установлено, что наибольший перепад температуры по длине внутренней поверхности .Футеровки ШГД сосредоточен на 'относительно небольшом участке его длины (500 мм от клапана горячего дутья) и снижается при теплоизоляции .или экранировании клапана примерно в .3 раза. Аналогичные закономерности сохраняются и при естественном охлаждении воздухонагревателя. .Произведена расчетная' оценка эффекта перетоков горячего дутья через отделительный шибер воздухонагревателя. Показано, что в результате поверхностного горения недожженного топлива в пристеночном' слое щахты развивается температура -1655° с, -что служит причиной крипа Футеровки на уровне штуцера горячего дутья. Это

- к» -

говорит о необходимости установки датчика контроля посада отделительного шибера на клапане горячего дутья.

Для устранения "короткого замыкания" в кладке камеры горения весьма эффективным является применение кессона 1 листа из жароупорной стали, устанавливаемого между окатами стены камеры, стой- , кость которого, .в частности, зависит от его высоты. В связи с этим поставлена задача о влиянии высоты кессона на величину перетоков газовых сред и влияние последних на температуру нагрева дутья. В исследованиях использована математическая модель тепло-переноса в регенераторе, позволяющая учитывать изменение по высоте и во времени расхода'газообразных теплоносителей. Модель применялась к тепловому взаимодействия газа, протекающего через тре-щнны в птрЧв камеры горения, с се кладкой-и к теплообмену в на- , садке. Она позволила по заданию! температуре газа На входе в насадку (трещины) и его скорости определить температуру газа на выходе из насадки (трещин) для каждого уровня по высоте. Получены значения перепада давления на поверхностях стены камеры горения, температура нагрева дутья и продуктов сгорания на выходе из воздухонагревателя с учетом перетоков. При реализации кессона заданной высоты расчет перетоков производился от уровня верха кессона до уровня верха камеры горения. ч ....

Результаты расчетных исследований влияния высоты кессона на температуру нагрева дутья при различной величине перетоков, выполненных -для условий работы воздухонагревателя доменной печи объемом 3200 м1. позволяют сделать вывод о том, что оптимальная высота кессона примерно соответствует уровню штуцера горючего • дутья. При отом р случае равномерно распределенных'по кладке тре-шин т^мпрратур.ч нагрррл дутья снижается на' 13°С при 1035-ноЯ доле п<! '-т 'к. к а т'мперчтура службы кессона не'превышает максимальную

- ' ''/-'Г- 24 - V для жаростойкого.металла. .

Известно, что для устранения пульсаций 'целесообразно стабилизировать газовый поток, являющийся основным их возбудителем при использовании металлических горелок. В промышленных условиях НЛМК испытали ячеисте® стабилизатор газового потока, состоящий из сваренных между собой труб. Установка стабилизатора в газовом кольце горелки перед отсечным клапаном позволила увеличить расход газа в •1.5 раза без появления опасных пульсаций. Установка же стабилизатора по в .¡ему сечению горелки позволила увеличить расход газа примерно; в 1.65 раза.;. Таким образом, • применение стабилизатора позволяет относительно просто и эффективно повысить тепловую мощность воздухонагревателя. Намечено оборудовать предложенными стабилизаторами все горелки воздухонагревателей АО ШШК.

■ 5. ФУШа1йОНАЛЬНАЯ ОПТШИЗАЦ1И БАЗОВОЙ КОНСТРУКЩ1И . ..ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЯ. ПУТЕМ РАСЧЕТНОЙ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ

. ПРОРАБОТКИ ЭЛЕМЕНТОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА

На основе . КСИ-анализа рабочая камера воздухонагревателя вместе с насадкой л сопряженными зонами были определены в качест-. ве функционального ядра процесса регенеративного теплопереноса, в аппарате, и.критерием оптимизации данного этапа исследований явилось последовательное повышение КПД аппарата на основе интенсификации теплообмена в насадке, рационального использования физического тепла продуктов сгорания, а татке утилизации тепла уходящих Газов. '.''''.

При наличии ограничений по' температуре купола и низа насадки в аппаратах типовой конструкции наибольшее количество тепла может, быть воспринято При .ступенчатом.рекиме нагрева насадки: Этот ре-

шш предусматривает увеличение расхода газа б начальный период до достижения под куполом заданной температуры, что интенсифицирует . теплообмен в насадке и одновременно увеличивает темп повышения температуры уходящих продуктов Горения, Затем расход газа снижается с таким расчетом, чтобы в конце периода, нагрева температура дыма достигла 4009С. При этом Температура поверхности насадки на любом уровне подозревается максимально возможной за период нагрева. Были разработаны алгоритм и программа расчета регенеративного теплообмена в насадке с учетом изменения расхода топлива в зависимости от температуры продуктов горения, расчеты выполнены для условий работы воздухонагревателей доменной Печи объёмом 3200 м3 при постоянном и переменном расходах газа. '

Анализ результатов расчета показал, что переход с типового на ступенчатый режим нагрева.уменьшает Продолжительность достиже-"ния максимально допустимой температуры купола, это и определяет . его преимущества по сравнению с типовым с точки зрения температуры нагрева дутья <она выше на 5-6°С). однако при этом 'несколько. . увеличивается средняя температура уходящих газов (на"Ю-12°С) и. следовательно,.расход тепла: Таким образом, повышение температуры нагрева дутья отсуществляется при снижении КПД аппарата <~ и').

. Экспериментальные- исследования на воздухонагреватель д.ли-н ■ ной печи 6 НЛМН подтвердили выводы расчетных исследоьапаи : пере ход с режима нагрева насадки с постоянным раскид</м иза .на ел у пенчатый сократил ■ в 2. раза время достижения заданной т>.'мнкр<лу{.ы купила.

Увеличить КИЛ воздухонагреватели иоамиашо при 'иснол'ыомк'йи ' уходящих дымоьых' газов для регулирования темпер»туры купола Кроме того, рециркуляция дымовых газов позьоляег сниэмь- содер:Шие онислзв азота в /ходящих газах, с цель»; пройеры расчетный лугеа

' . 26 - ,

влияния газовой рециркуляции'на.показатели работы воздухонагрева- : теля была, использована полученная ранее (разд.4) математическая модель теплопереноса в насадке совместно с уравнением • баланса тепла. .Анализ результатов расчетов для 'Условий работы воздухонагревателя доменной печи объемом 2000 м3 показал, что доля рецирку-лирующей , части, газов'в конце периода нагрева достигает'значения 15.2 %. Средний за период нагрева расход топлива с использованием рециркуляции газов при нагреве дутья до одинаковой температуры уменьшается на 1.5 % при постоянном и на 3 % при переменном рас- ' ходах' газа, а КПД воздухонагревателя увеличивается на 5 % по сравнению.с базовым режимом нагрева. • • .

Рециркуляция дымовых газов.благоприятно сказывается и на условиях службы футеровки стены в основании камеры горения при смене режимов, -Для того чтобы установить, как зависит стойкость Фу- ' теровки камеры горения от продувки воздухонагревателя перед наг- -ревом, определяли .тепловое состояние ее окатов при различно!) температуре продуваемого га^з. Температурное поле Футеровки, рассчитывали на оскойе решения краевой задачи, нестационарного, теплопе--.реноса в ■ двухслойном цилиндре с учетом увеличения интенсивности теплообмена в зоне удара турбулизированной-струи газа. Для уело-, вий работы воздухонагревателя доменной печи объемом 2000 м3 ре-' зультаты математического моделирования показывают, что в зоне удара газового потока падение температуры поверхности Футеровки камеры горения при продувке в течении 60 с дымом (400®С) погсрав-нению с воздухом (20°С) снижается в -1.75 раза . а максимальный. температурный перепад в поверхностном слое Футеровки толщиной -20 мм - в -1.6 раза. Предлагаемый способ продувки способствует снижению термонапряжений. одновременно уменьшаются-потери тепла . с ."продуваемой". средой 1 - •• - - -

- 27 - ч

Повышение КПП воздухонагревателя достигается и при Использо-' ваник утилизаторов тепла уходящих дымовых газов. Однако, их использование до настоящего времени не находит, распространения на отечественных предприятиях в связи с громоздкостью; Материалоемкостью и низкой' надежностью утилизирующих установок. Анализ существующих конструкций утилизаторов позволил разработать простой, и компактный регенеративный теплообменник для утилизации тепла . дымовых газов воздухонагревателей, Регенеративный теплообменник' состоит из двух рабочих камер, заполненных-насадкой из чугуна, которая обладает высокими теплопроводностью и объемной теплоемкость р. Расчетным путем показано, что предложенный для АО "Свободный Сокол" регенеративный утилизатор позволит повысить температуру нагрева дутья на 60°С или сэкономить 6 X доменного газа . при той же температуре дутья.

Одним из,наиболее эффективных способов повышения температуры нагрева дутья является увеличение рабочей температуры купола воздухонагревателя. Однако в настоящее время этот резерв практически не используется, что - объясняется снижениём стойкости футеровки при превышении температуры купола ее регламентных значений.

Разработана математическая модель напряженно-деформирование- . то состояния "кладки купола; на основе'которой показана целесообразность применения режима нагрева, воздухонагревателя при ступенчатом изменении температуры купола, когда Некоторое время от начала периода нагрева т температура купола Т.превышает регламентируемый уровень:Тр. а в оставшееся время (тн-О поддерживается на этом уровне. ■

Задача заключается в определении условий., при которых-с поведением тенперчтуры .купола до Т (Т>ТР) в течение некоторого времени т в начале газового периода обеспечивается -та же величина

- 28 - /•'.

деформации ползучести кладки купола, что и при нагреве воздухонагревателя с постоянной температурой купола Тр. Возврат от температуры Т к более низкой -Тр приводит к Полному снятию напряжений между кирпичами кладки по истечении выдержки купона продолжительностью ч* при Т, определяемой из уравнений:

б(Трл')- с ( а (Тр - Тро) -' 5^А6(Т.х') ) - 0 , (1)

и, считая мертель линейной вязко-упругой средой наследственного типа,.

Лб(т') б (г') ' С г О» _ г.:. И

ехрГ- — (1 -Р)| Г (1*- X? 1 б(х) бх ," (2) • ' Е Г 1 6

Е0 Бо

Длительность стадии I определяется по зависимости

1 ГУ-Т»«1 2 „

ехр

а т " V К т тр

(3)

В уравнениях (1)-(3): б - окружное напряжение, Па; Е. а -модуль упругости «'коэффше»? линейного температурного расширения кирпича кла/ли соответственно, Па, К*1; Т0. Тро - температура Футеровки в зоне, где 6=0 при Т и Тр соответственно, К: N - количество швов кладки в окружном направлении; б0. Дб - начальная толщина шва и. его деформация, м; Е„ - модуль обшей деформации мертеля. .Па; С. 0 - постоянные коэффициента (0<Р<П; О, .О^.- кажущаяся энергия активации ползучести кирпича и мертеля; кДж/моль; Р>8.314 кДж/(моль-К); а - внутренний радиус кладки купола.,начисленное решение уравнений (П и (2) для воздухонагревателя доменной печи объемом .3200 м3 показывает. что выдержка V не пре- . вышает 10 мин, /А,, следовательно, на практике в пей нет необходимости: Расчеты по уравнению (3) для Дикасовых и муллитокорундовых огнеупоров показали, что т/т* составляет -33%.при Т«Н00°С. -1.21

при Т* 1450°С и -5% при T-'l500°C (ТР-1350°С). Такой способ нагрева по сравнению с традиционным позволит без снижения стойкости футеровки воздухонагревателя повысить средни» температуру нагрева лутья на -12°С (при Т-1400°С) и -9°С (при Т»1450°С). Метод нагрева с повышенной температурой купола предложен для промышленного опробования'на АО НЛМК.

6. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАЦИОНАРНЫХ ПРОЦЕССОВ, ВЛИЯЮЩИХ НА ЭФФЕКТИВНОСТЬ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫХ РЕГЕНЕРАТИВНЫХ ТЕПЛООБМЕННИКОВ

В отношении доменных воздухонагревателях к нестационарным-процессам можно отнести сушку и разогрев огнеупорной кладки перед вводом аппаратов в эксплуатацию, деформацию связующего между элементами футеровки после выхода аппарата на рабочие режимы, а также естественное охлаждение отсеченного воздухонагревателя перед ремонтом.

Цель исследования термостойкости-динасовых изделий - на основе полученных экспериментальных данных, моделирующих условия службы динасовой кладки воздухонагревателей, доказать правильность положения о решающем влиянии внешней нагрузки на ее стойкость. Для решения этой задачи изучали поведение образцов из динаса в зависимости, от количества циклов нагрева и. охлаждения-в области Температур до 600°С и величины внешней нагрузки от 0 до 2.5 МПа. Цикл термообработки включал нагрев образцов со скорость» .5.5-6.О К/мин, выдержку при 600°С в течение 1 ч и охлаждение от 600 . до 300°с' со скоростью ~4: 5 К/мин И -1.6 К/мин - от 300 до 100°С. Нагрузке до 0,5.МПа.соответствует весовое давление кладки, а свыше .0. 5, МПа, - ожидаемая от несовершенства ее возведения. В

ходе исследований установлено, что количество циклов термообра-Сотки до, появления в образцах микротрещин сильно зависит от величины внешней нагрузки, а принимаемая в настоящее время относительно небольшая скорость изменения температуры купола (до 5 К/ч) •при сушке и разогреве воздухонагревателя с динасовой кладкой не может быть объяснена низкой термостойкостью огнеупоров.

Надежность и экономичность' работы воздухонагревателя в зна-■чительной степени определяется стойкостью его футеровок. Извест- . но, что вследствие неравномерности распределения температур по толщине рабочего слоя связующие в большей степени сжимаются на внутренней стороне радиальной стены, а в периоды охлаждения термонапряжения концентрируются на уменьшенных площадях поверхности контакта огнеупорных элементов. Это повышает абсолютную нагрузку на них и. -ввиду невозможности смещения под действием соответствующих механических напряжений, внутренние окаты радиальной стены воздухонагревателя н его обшивка испытвают значительные н.агрузки.' Одним из решений, позволяющих устранить отмеченные эффекты является выполнение радиальной стены -воздухонагревателя без раствора в вертикальных швах первого рабочего слоя . Это позволит ускорить процесс сушки и разогрева воздухонагревателя, снизить концентрацию остаточной влаги в теплоизоляционных слоях Футеровки, а также уменьшить градиент температур по толщине рабочего слоя, вследствие чего увеличивается площадь контакта кирпичей. К недостаткам данного способа кладки.можно отнести некоторое увеличение средней температуры рабочего слоя и, обусловленной повышенным радиальным теплопереносом, температуры кожуха.

Разработэны математические модели тышлерон^са н Футеровке радиальной стены воздухонагревателя для типового -способа кладки, а также для еиобь предложенного,- без раствора в вертикальных

швах рабочего слоя. Сравнение соответствующих температурных полей показывает, что вновь предложенный способ кладки способствует по сравнению с типовым большему теллонасвдению зоны 1-го огнеупорного слоя, при этом максимальный подьем температуры в соответствии с ростом доли конвективного теплопереноса возрастает у основання радиальной стены и достигает ~140°С. что однако ив отражается на уровне температур периферии ■ футеровки (рост температуры кожуха составляет лишь 3-5°С). Сравнение радиальных температурных градиентов для типового и вновь предложенного способов кладки показывает, что в последнем случае происходит, снижение радиального градиента в среднем на -23% по высоте воздухонагревателя. Отмечается незначительный рост окружного градиента на нижнем из рассматриваемых уровней (1763,6 К/м по сравнению с 1538,5 К/м), однако соответствующие термонапряжения находятся в пределах рабочих характеристик огнеупоров.

При решении вопроса о прочности Футеровки воздухонагревателя термокеханнческие свойства ивов кладки, заполняемыих мертелем, могут оказаться определяющими. Принято считать, что напряжения, возникающие вследствие температурного расширения огнеупоров, а также под действием силы тяжести вышележащих слоев кладки, воспринимаются ее внутренним слоем толщиной -2/3 от толвдшы рабочего слоя. В то же время анализ результатов промышленных исследований позволил сделать предположение, что вследствие реологических свойств мертелей, шк вязкоулругой среды наследственного типа, колебания температур приводят к неравномерной по толщине рабочего слоя кладки пластической деформации мертеля, .что сопровожается раскрытием ее швов в периоды понижения температуры. В связи с этим возникает необходимость расчетных исследований напряженно-деформированного состояния кладки камеры горения воЗдухонагре-

- 32 -

вателей, ' . . .'' /

Разработана математическая модель напряженно-деформированного состояния Футеровка стены теплообменного аппарата периодического действия. Расчет напряженно-деформированного состояния кладки в период сушки и разогрева выполняется на основе решения задачи теплоперенооа через двухслойную.футеровку. При этом на внутренней ее поверхности задаемся линейным во времени ростом температуры. считая ее неизменной на каждом временном шаге Ат. Тогда суммарная деформадм мертеля за Ц шагов составит

с-(г.т.+КДт) - {Ь .[[ I + 2 С ехр( - .1 бн *

+ г С ахр( - ^ | [ 6в ( Г Ах ) + (4)

< ? б1 { ^7П=ТТ1ГЗг - у» (Н-1),Ах Ш 1 • '

где б„, б, - вэсовов й температурное напряжения в мертеле на 1-ом шаге суакя к рьззгрева, .Па: Е,. Ек - модуль упругости мертеля а кирпича. Па; Тк - конечная .температура футеровки после Н-го сига.

К; 1-1.2.....N.

При этом нагрузка на мертель определяется выражением:

б* " . <5, +

1

« ГТ„ - Т„) - ч (г. -

и

1 + о лт

(5)

Применение данной,математической модели к расчету термснап-ряжений футеровки камера горения показало, что на рабочих режимах зкеплуатацш аппаратов в периоды охлаждений несущим весовую нагрузку ярляетоя не внутренний.■ а внешний слой рабочего оката сте-. ни. Расчетом определено, что полное смятие йертеля в Футеровке

камеры горения на средних уровнях шахты и в ее устье достигается непосредственно при выходе аппарата на рабочий режим. Более низкий уровень температур у основания камеры горения обуславливает свободное термоудланенио кирпича кладки в этой зоне линь примерно через год от начала эксплуатации аппарата, Представляется рациональным проводить ежегодные профилактические ремонты горячим торкретиров^ием -кладки камеры горения в области динамического удара газовых струй, что возможно осуществлять и ■ без глубокого охлаждения аппарата.

Разогрев воздухонагревателей при вводе их в эксплуатации ¡1 после ремонта, а также - естественное' охлаждение при полном отсечении насадочьой камеры от газовых коммуникаций относятся к весьма ответственным операциям, от которых во многом завими успех дальнейшей эксплуатации аппаратов. . В связи о'этим решена задача естественного охлаждения отсеченного воздухонагревателя при его длительных остановках на ремонт, В предложенной модели учитывает'-ся. лучистый -теплоперенос в каналах насадки и кондуктивннй но ее высоте и радиусу, а также конвективный, обусловленный пьротоцом газов из центральных более нагретых зон насадки в периферийные. 'распределение температур в футеровке купола получаем на основе решения уравнения кондуктивного теплопэреноса с граничным условием на внутренней поверхности:

(ЗЦ " .'Л

- X* + рг с, I (V - И + (1 - Г) X т + 7

йг г йг-

• г ■

з ( 2 а1 а, 1а,

♦ ЗбвМТ,^ -* — + 4*-, " 0 •

I 3 Т, т; 2 Т,

и тшюпотердми наружу;' где 1 - номер зоны наса*кц; .л. V хг -температуры насадки, 'ф/геривки купола.» газч еоответегшшо. "С■

(причем Тг-1+273); I/ - средняя по радиусу температура газа над насадкой. °С; п .- количестве зон разбиения'по радиусу насадки; Рк- ск> - плотность, теплоемкость и теплопроводность Футеровки 'купола, кг/м3, Дк/(кг-К), Вт/(М-К); С - относительное живое сечение насадки; аг = й1/й% - производная температуры по безразмерной высоте, "С; Х- теплопроводность насадки. Вт/(м-К).

Для каждого из•рассматриваемых слоев насадки с заданными те-плсфизическими характеристиками запишем уравнение теплопереноса:

с2Ь йХ.

Он Рн П"П -г-- » (1-0 ♦ Яр Г Н +

■ОХ . (12

(1 I 1 а с11г

+ к —а-'+--+ сг р. щ — ,

¿Г Г ¿Г (12,

с уравнением Яурье-Кирхгоффа для футеровки стены и соответствую-идами граничными условиями; где Н - высота насадки, м; - эффективная теплопроводность, Вт/(м'к); с„, • рн, \и. - теплоемкость, плотность, теплопроводность насадки, Дж/(кг;К), кг/м3, Вт/(м-К).

На нижнем торце насадки выполняются адиабатные условия.

Для,определения поля скоростей рассмотрен массоперенос из центральных зон насадки в периферийные , записано уравнение неразрывности потока, а также п-1 уравнений баланса потерь напора газов, дбижувдхся под действием подъемных сил. Течение газов в каналах насадки принимается, ламинарным.

Приведенная выше математическая модель естественного охлаждения воздухонагревателя (6М7) использована для расчета температурных полей в воздухонагревателях с температурой купола перед началом естественного охлаждения 1300'С. Расчетными исследованиями установлено, что учет тепла аккумуляции футеровок стен /ыодъа&ет. схсрость охлаждения аппаратов.примерно з -1.Б раза, а

средняя скорость уменьшения температуры купола для воздухонагревателей доменной печи объемом 32С0 м3 в регулярном режиме составляет 1.1 К/ч за первые 62 часа. Средние скорости охлаждения насадок на границе ДВ-МКВ-72 для воздухонагревателей доменных печей объемом 3200, 2000 и 1000 м3 для регулярного режима изменяется от 1.1 до 1.8 К/ч, то есть с уменьшением размеров воздухонагревателя увеличиваются. Относительно небольшие скорости естественного охлаждения аппаратов позволяют не принимать специальных мер по сдерживанию темпа ¡IX охлаждения. Однако знание температурного поля огнеупоров воздухонагревателя необходимо при разработке режим* его разогрева при вводе в эксплуатацию.

7'. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СИНТЕТИЧЕСКОГО ВСЕСТОРОННЕ ОПГШШИРОВАШЮГО РЕШЕНИЯ Й ФОРМИРОВАНИЕ."ДРЕВА АЛЬТЕРНАТОВ"

В соответствии с методологией КСИ-анализа, после проведения раздельных морфологического и функционального анализа базового технического объекта, а также исследования выделенных экспертами нестационарных процессов, производится финальный синтез технического решения. В результате системно-морфологического синтеза выдвинуты новые эвристические ценные положения: с дискретно-поэлементной симметризации основных подсистем воздухонагревателя и их функционально обусловленной фрагментарной газоплотности, а также о разделении зон сплоиности в Футеровках. нагруженных повышенными температурными градиентами. -В результате системно- функционального синтеза выдвинуто также положение об упорядоченной неравномерности теплофизкчеекпх параметров воздухонагревателя направленной на повышение КПД аппарата'при -сохранении максимальной надежности его элементов.

Разработан модифицированный воздухонагреватель с внутренней смещенной камерой горения, ■ которой при сп'оттю-опптзироваиноЯ експлуатации обеспечивает по сравнение с аппаратами типовой конструкции повышенно КТЩ на 5Х, увеличение'температуры дутья на 50® С и снижение расхода топлива на 1С X с существенным увеличением срока службы. При этом на 50 % снижаются выбросы с дымовыми газами НО, « практически полностью СО. - ~

На основе системного синтеза сформировано также "древо альтернатив" для технических объектов, распределенных по поколениям, с выявлением перспективных направлений развития регенеративных теплообменников.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Работа'направлена на поиск оптимума в зоне ветвления древа конструктивной зводвции технических объектов. Комплексный подход к исследование ггсчо.ш ивязать в единую систему такие аспекты конструкции и работы теплообменников, как устройство элементов огнеупорной кладки, неравномерность температурного поля огнеупоров, интенсивность теплообмена, режимы работы и продолжительность службы аппаратов. Совокупность полученных результатов и их. теоретическое ' обобщение сделали возможным формирование,"древа альтернатов" регенеративных теплообменников с определением переяекпш-нг*х направлен;!/! их конструктивного развития.

Существенно новыми научными результатами являются следующие.

1. Разработан алгоритм квалииетрического .системно-инженерного анализа применительно к*высокотемпературным теплообменникам, включающий в себя: графо-аналитические исследования избранного экспертами базового технического'объекта с критериальным выбором

конструктивного решения для последующей всесторонней оптимизации: .фулкционально-морфологическуп оптимизацию избранного технического объекта путем расчетной и экспериментальной проработки его ' подсистем, а таете элементов технологического процесса с выработкой комплекса решений; исследование нестационарных процессов,--влияющих- на эффективность функционирования избранного технического объекта; формирование "древа альтернатив" и определение всесторонне оптимизированного синтетического решения. . ,

2. Реализован выбор базового технического объекта и осуществлена квалиметрическая диагностика его дефектов, на основе чего-построен соответствующий граф шщиденций по негативным связям о комплексным рассмотрением механических, тепловых и иассоперено'с-ных взаимодействий, а также на основе специального критерия взвешенности выделено функциональное.ядро процесса и подсистема максимальной напряженности. Произведено распределение технических объектов по поколениям в зависимости от степени эффективности функционирования подсистемы максимальной напряженности: первое и второе поколения - воздухонагреватели с внутренней боковой и центральной Камерами горения, третье и четвертое поколения - ап- ■ параты с выносной камерой горения, а также бесаахтного типа.

Оценена степень снижения технологической эффективности -избранного базового технического объекта по основному негативному

фактору. На основе разработанной математической модели- регенера-

<

тивного теплообменника предложена расчетно-экспериментапьная методика оценки тепловой эффективности воздухонагревателя с наличием "короткого замыкания": .

Разработана математическая модель регенеративного теплопере-носа в воздухонагревателях различных конструкций и произведен расчет сравнительной эффективности Функционирования аппаратов, распределенных по поколениям.

Произведен многокритериальный выбор технического объекта для последующей, морфологической и Функциональной оптимизации. ~

3, Разработана двумерная математическая модель регенеративного теплообмена в воздухонагревателе с внутренней смещенной камерой горения, в которой учитывался поперечный теплоперенос в . окатах стены и. насадки по всей'высоте рабочей камеры аппарата. Применение данной модели позволило определить оптимальную величину зазора между стеной камеры горения и собственно воздухонагревателя, реализация которого приведет к снижению в 5-6 раз температурного перепада по периметру камеры горения по сравнению с типовой конструкцией. Промышленные исследования воздухонагревателя 8 АО 'ШШ показали хорошее совпадение результатов теплотехнических измерений с расчетными данными. Воздухонагреватели подобной конструкции внедрены и эксплуатируются на АО "Тулачермет"'и "Свободный Сокол". . ;

4,-Предложена методика расчета температуры Футеровки штуцера горячего дутья с учетом теплового влияния отсечного шибера.. На" основе этой'методики установлено; что тепловая завдта поверхности отделительного клапана позволит снизить температурную неравномерность по длине футеровки в 2.2-4.5. раза в зависимости от способа тепловой защиты, а при естественном охлаждении воздухонагревателя в 2.5-2.8 раза для начала охлаждения и в 1.6-2! 8 раза для регулярного режима.

5, Произведена расчетная оценка эффекта перетоков горячего дутья через отделительный шибер .воздухонагревателя. Показано, что в результате поверхностного горения недожженного топлива в пристеночном .слое шахты развивается температура 1655 °С. что служит причиной крипа футеровки на уровне штуцера горячего дутья. Это говорит о необходимости установки датчика контроля посадки отделительного шибера.в узле, клапана горячего дутья.

6.- Предложена ' математическая модель' для расчета перетоков •газа в кладке разделительной стены камеры горения и оценки влияния перетоков на температуру нагрева дутья. Расчеты по представленной модели позволили установить зависимость температуры подогрева дутья от высоты кессона, располагаемого между окатами стены камеры горения. Оптимальной следует считать высоту кессона, составляющую 1/2 высоты стены камеры горения. В этом случае температура нагрева дутья по сравнений с вариантом без "короткого замыкания" снижается на Ю °С при 10 %-ной доле перетоков и равномерной трещгаоватости по высоте. В соответствии с уменьшением высоты снижаются затраты на изготовление и установку кессона, а тепловые условия его службы меэду окатами футеровки (до 1100 °С) соответствуют максимальной температуре жаростойкого металла.

7. Обоснован эффективный метод нагрега воздухонагревателя, при котором к&чщый период нагрева насадки-делится на две стадии: в течение первой стадии температура купола поддерживается на уровне, превышающем регламентируемый инструкцией на величину, определяемую термостойкостью1 внутреннего оката, а на второй - на регламентируемом уровне. Расчетом показано, что продолжительность стадии с повышенной температурой купола зависит от превышения температуры над регламентируемым уровнем и составляет -33% при превышении на 50°С и -12% при превышении на 100°С,■ что позволит повысить температуру нагрева дутья на -12 и 9°С соответственно без снижения стойкости футеровки воздухонагревателя.

8. Разработан метод нагрева насадки воздухонагревателя с регулированием расхода газа в зависимости' от изменения температуры уходящих дымовых газоч и г.х рециркуляции. Расчетами установлено, что сокращение времени достижения заданной температуры купола за счет увеличения расхода в начале периода нагрева повышает, температуру нагрева дутья и соответственно суммарный расход топлива

при одинаковой максимальной температуре уходящих продуктов горе-1шя. Результаты расчетов согласуются с промышленными исследованиями нагрева дутья на воздухонагревателе доменной печи'" объ емом 2100 м3. Установлено, что регулирование температуры купола рециркуляцией продуктов горения обеспечит экономию топлива на 1.5 и 3% при.постоянном и переменном расходах, топлива соответственно и увеличение КПД аппарата на 5Х.- ' -

Результаты математического моделирования температурного поля в футеровке камеры'горения показывают, что на ее стойкость существенное влияние оказывает нестационарный теплоперенос при продувке воздухонагревателя перед его постановкой на дутье. Используя для этой цели вместо воздуха продукты сгорания, можно укекь-, шить падение температуры поверхности камеры горения в -1,75 раза. Регулирование температуры купола дымовыми газами позволяет отца-' сительно просто реализовать этот способ продувки воздухонагревателя.' что способствует повышении стойкости футеровки камеры, .горения в области удара газового потока га счет снижения термонапря--шп:к. .. .. ..'•'.-

. 9, ,предложен компактный регенератор для .утилизации, теша отходящих газов доменных воздухонагревателей, отличающийся относительней простотой конструкции,. невысокими затратами-на сооружение и эксплуатацию. Расчетным путем показано, что внедрение регенератора позволит повысить температуру нагрева дутья на 60®С или уиенызить-расход газа на 6% при той же температуре кагрева дутья.

10. Разработаны математические модели тешюперенбеа в Футеровке радиальной стены воздухонагревателя для... типового, способа кладки. ч также для вновь предложенного - без .раствора р. Еерти-калиша, га«*-рабочего стоя, позволяющего ускорить г.роце-ос сувчи и разогрева чоздухояагревашу. снизить концентрацию остаточной ьлати р тепл1шшц.'юш!ых слоя? футеровки, а'такаэ увеличить пло-

щадь контакта кирпичей, оценка соотгетстеуквх температурных по-■лей показывает, что вновь предложенный способ кладки способствует по сравнению с типовым большему теплонасыщению зоны 1-го огнеупорного слоя, при этом максимальный подъем температуры в соответствии с ростом доли конвективного теыгапереноса возрастает у основания радиальной стены и достигает ~ио°П, что.однако не отражается на уровне температур периЛерии футерозки. Сравнение ра- ' ■ диальных температурных градиентов для талового и внпяь предложенного способов кладки показывает, что в последнем случае происходит снижение радиального градиента в среднем яа ~23%- по высоте воздухонагревателя.. Отмечается незначительный рост окружного градиента лишь.на никнем из рассматриваемых уровней \11QZ, Н К/м по сравнению с 1538,5 К/м), однако соответствующие, термонапряжения находятся в пределах рабочих характеристик огнеупороз.

.11. разработана математическая модель напряженно-дефопчиро-ванного состояния футеровки стены теплообменного .аппарата перио-' дического действия с учетом реологических сьойсте мертелей, как вязкоупругой среды наследственного типа. Применение дэннсй математической модели к расчету термонапряжений Футерозки камеры горения показало, что на рабочих режимах эксплуатации аппаратов несущим весовую нагрузку является не внутренний, а вкетий слой ра' бочего оката стены, причем это характерно для ллбого теплского агрегата периодического действия. Расчетом определено; что полное . смятие мертеля в футеровке камеш горения достигается на . средних уровнях шахта и в ее устье непосредственно при вьходе аппарата на рабочий режим вследствие завершения здесь стехиометрических реакций горения. Более низкий уровень температур у основания камер« горения обуславливает свободное термоудлинекне кирпича кладки в этой зоне примерно через год от начала эксплуатации аппарата.' В связи с этим представляется рациональным проводить ежегодные про-

шилактичепкие. ремонты 1сладки камеры горения в области длнамкчес-кого удара газовых струй, что возможно осуществлять к сез глубокого охлаждения аппарг :я. > • ■

12. Разработана математическая модель естественного охлажде-йия воздухонагревателей с учетом тепловой аккумуляции огнгупоров футеровок. Показано, что средние скорости охлаждения насадки на границе ДВ - ККВ-72 в зависимости от величины аппарата для условий доменных Печей объемом 3200. 2000 и 1000 мэ составляют" для регулярного режима 1.1-1.8 К/ч. то есть с уменьшением диаметра воздухонагревателя скорость охлаждения аппаратов увеличивается. Относительно небольшие скорости естественного охлаждения аппаратов позволяют не ограничивать сроки выдержки воздухонагревателя в отключенном состоянии. Однако, . используя данную математическую модель естественного охлаждения воздухонагревателя можно расчетным путем определить температурное состояние огнеупоров по всей

. его высоте в зависимости от продолжительности отключения, принять меры по предупреждению переохлажден« данасовой зоны и разработать по условиям стойкости огнеупоров режимы разогрева воздухонагревателя до рабочего состояния. ■

13. В результате системно-морфологического синтеза выдвинуто положение о дискретно-поэлементной температурной симметризации основных подсистем воздухонагревателя, на основе чего в базовой конструкции предложена внутренняя смещенная камера горечия с устьем с виде диффузора и зазором меаду стеной камеры горения, радиальной стеной воздухонагревателя, а тчкже клиньями'углов. что сшш(гт температурный перепад по периметру футеровок в 6-ю раз. При ' этом, зазор . реализуется- от верхнего торца шахта горения до ■уровня, на 2-2.5 м превышающего уровень расположения штуцера горячего дутья.

■ 14. На основе выдвинутого похожей ая о функционально сбуглов-

Ленной Фрагментарной газоплотности подсистем воздухонагревателя .предлагается установка специального кессона-шторки между двумя окатами . камеры горения из наложенных о тангенциальным сдвигом по периметру полос жаропрочной стали, уплотненных с обеих сторон волокнистыми катами. На клапане горячего дутья устанавливается датчик контроля посада отделительного шибера,

15. В рамках выдвинутого положения о разделений зон сплошности в аппарате, нагруженных пбвшеяными температурными градиентами, предложены следующие технические решения: предусмотреть тепловую изоляцию поверхности отсечного шибера и колец клапана горячего дутья нанесением торкрет-покрытия или установкой защитного металлического экрана; реализовать секторное выполнение насадки из тпех разделенных температурными швами зон: примыкающей к камере горения, отстоящей от нее в рабочей камере воздухонагревателя. а-также примыкающей к радиальной стене: кладку радиальной стены вести с заполнением связующим- только горизонтальных азов между огнеупорами рабочего слоя, в вертикальных же ивах располагать выгорающие компенсационное прокладки.

16..В результате проведенного системно-функционального синтеза выдвинуто положение об упорядоченной'неравномерности распределения во времени теплофизических параметров воздухонагревателя, направленной на повышение КПД аппарата и предложены следующие технические решения: реализовать режимы нагрева с коррекцией расхода топлива по температуре уходящих продуктов горения и' с рециркуляцией дымовых- газов для фиксации заданной температуры купола: предусмотреть ступенчатое изменение температуры купола с разделенном периода нагрева нэ две стадии; установить в устье тарелочного устройства ячеистый рассекатель, выравнивания скоростей газовых потоков и погашения пульсационного горения; на основе предложенной расчетно-эксперииентальной методики оценки влияния -"ко-

рэгкого замыкания" на сыгаенин эффективности функционирования аппарата гроизаодить своевременнее горячее торкретирование разделительной стены камеры горения; реализовать в хвостовой части воздухонагревателя. специальный двухсекционный .регенератор второй ступени для подогрева отходящими дымовыми газами воздуха горения.

17. На основе системного синтеза разработан модифицированный воздухонагреватель с внутренней смещенной камерой горения, который при систеэдю-олтимизироминой эксплуатации обеспечивает по сравнению с аппаратами, типовой конструкции повышение КПД на 5%, Увеличение температуры Дутья на 50° с V снижение расхода топлива на !0% с существенным увеличением срока службы.

■ Основное содержание диссертации изложено в следующих работах:

1. Корашков В.Д., Бянкин И.Г., Соломенцев С.Л. Тепловой'рас-чет воздухонагревателей с внутренней смещенной камерой горения// Изв гзузов. Черная металлургия, 1992, с. 65-67.

£. • Корииков' 'В. Д. Системный , анализ ' воздухонагревателей и энергосбережение пру те п'^плуаташи// Труды третьей Всесоюзной конференции по ; ¡модемам энергетики и теплотехнологии "Интенсивное энергосбережение в промышленной тенлотехнолегии"/ М.: МЭИ, 1991'. о. 110. • ■ '

3. Корииков В.Д.. .Бянкин И.Г. ,.-Пахомо? С.Ф. Модификация воз-духочагрихтлшт' с внутренней камерой горения//Металлург,. 1692,' с.30-31. .

4. Корииков В.Д .Бянкин, К. Г.. Соломенцев С. Л. Повышение эф-Оеетиености и надежности воздухонагревателей с внутренней'камерой горения/ Лез. докл. ресг.убл. кок4).. Днепропетровск, 1989, ■ ч. 1 с. Ю1.

5. Коршжоа В.Л..Бянкин И.Г.,Кирьянов II,И. К вопросу о снижении термснапряжений в разделительной стене камеры горения воз-духолагрерателл//Изс. рузов. Черная металлургия, 1991. И" 1, с. ПО-Ш. '

£>. Корииков В.Д.. Салышкоо В.Г., Басукинский С ¡1 и др. опыт эксплуатации воздухонагревателей.с внутренней боковой каме-. рой горения /.' Сталь. 19:90. 1. с!. 8-10':

т..к оптимизации нагреза Еоздушнагревателзй на основе ре-:(.|ркульцш1 лиловых газов/ Коршков Б.Д. .Бянкин И.Г., Кирьянов Г!.»!, и Д',1.// Те?, докл.. региональной научно-технич.. конф.. Ново-

Кузнецк. 1999, с. 32.

8. Подавление пульсаций пламени«в камерах горения воздухонагревателей/ Пахомов С.Ф. . Коршиков В. Д., Бянкин И. Г. и др. // Металлург, 1991. !Г 4, с. 35.

9. Интенсификация нагрева доменного дутья/ Кортиков В.Л.. Еянкин И.Г., Пожидаев В.В. и др.// Тез. докл. всесоюзной научной конф.. М., 1991, с. 81.

10. Охлаждение доменного воздухонагревателя перед ремонтом/ Солсменцев С.Л., коршиков В.Д.; Калугин Я.П. и др.// Сталь, 1362. №> 12. с. 42. •

11. .Корвмков В. Д.. Бянкин И. Г., Солсменцев С. Л. Исследование перетоков через отделительный шибер воздухонагрегателя// Изв. вузов. Черная металлургия. 1992, II® 5. с. 94-95.

12. Соломенцев С.Л., корвиков В.Д. Неравномерность распределения дутья и продуктов горения по сечешш насадки доменных воздухонагревателей// Сталь. 1976. № 11. с. 982-984.

13. йкляр Ф. Р.: Соломенцев С.Л. .Корвиков В. Д. К расчету температурных полей в Воздухонагревателях с внутренней смещенной камерой горетш//Нзв.вузов. Черная металлургия. 1989. М°3. с. 135-135.

14. Коршиков В.Д.. Басукинскнй С. И.. Кирьянов П. 1!. и др. К оптимизации ступенчатого нагрева высокотемпературных регенераторов// Изв. вузов. Черная металлургия. 1991. И" 7. с. 98-500.

15. Кортиков В. Д.. Бянкин И. Г.. Кирьянов 11.11. и др.//Энергосбережение в доменных воздухонагревателях на основе утилизацш оборотного дыма//11зв. вузов. Черная металлургия, 1991. №7, с. 03-100.

16. Регенераторы второй ступени для утилизации тепла днмоьих газов в доменных воздухонагревателях/ Коршиков В Д.. Соломенцев С. Л., Кирьянов' П. И. и др. //Тез. докл. конф. "Энергосберегающие технологии и теплоэнергетические проблемы оптимизации печного хозяйства -металлургических предприятий", Киасс, 1987,

17. Соломенцев С. Л.. Коршиков В. Д.. Басукинскнй С.М. Оценка температурных условий работы насадхи деженного . воздухонагревате• ля-'-"Изр. вузов. Черная металлургия. 1988, II" 7, с. 27-29.

18. Коршиков В.Д.. Бянкин И.Г.. Соломенцев С.Л. Исследование перетоков дутья через отделительный иибер воздухонагревателя// ('зс. вузов. Черная металлургия. 1992. с. 94-95.

19. 'Корвиков В. Д.. Бянкин И. Г., Кирьянов .П. й. и др. Математическое моделирование теплового состояния отсеченного воздухонагревателя/.' Изв.вузов. Черная металлургия, 1994. К 1. с.9;-95.

20. О новом- сп'бсобе кладки радиальной стены воздухонагревателя/ Коркпкор- В. Д., Бянкин И. Г.. Мальцев С.В. и др. // Изб.вузов.

Черная металлургия, 1934. H 10. o. 6$r67. '

21 Термонапряжения в футеровках тепловых агрегатов периодического действия/ Кормиков Б.Д... Бянкин И.Г., . Мапьцев С.В.- и др. // Труды первой Российской национальной конференция по теплообмену. т. ^Теплопроводность. геплоиьсллцил", И. .МЗЙ. 1904. с. 8-13.

22..Тепломассоперецос в регенеративных газоподогревателях с учетом эОФекта "короткого ¿амьпания"/ Коршиков В.Д.. Бямкин И.Г.. Мальцев 'J. В. и др. // Труды первой Российской национальной конференции го теплообмену, т. 9 "Радиационная и сложный теплообмен". И.. МЭИ. 1994. 0.112-Ü6. .

2,3. a.c. - 1368332 СССР. Воздухонагреватель/ Соломекцев С.Л.. Шкляр О.Р,. Коршиков В.Д. и др.// Опубл. в Б.И.. 1988. Л® 3.

24. A.c. 1000721 СССР. Воздухшшреватель/ Соломенцев С.Л.. Усачей А.П.. Пухов А.Л. к др.// Опубл. в Б.И.. 1SB4. № 17.

.25. A.c. Î708S53 СССР. Способ работы доменного воздухонагревателя/ Соломенцзв С.Л., Коршиков В.Д.,, Чернобрисец Е.Ф. и др.// Опубл. в Б. IL, 19S2, ri,

26. A.c. 17265Я6 СССР.. Воздухонагреватель/Коршиков Р..Д., Соломекцев с.Л., Марченко A.B. и др.// Опубл. в Б.И., 1992. !!°Н.

27. А.с, 178S022. Доменный ноздухонагреватапь/Коршчков В.Д.. Солсменцев С. Л. . Вгпупшский С. И. и др.//Опубл. в Б.11,1993. 2.

28. Патент 1790605 РФ. Кладка радиальной стены воздухонагревателя/ Соломе.чс.эв'а Л. Ф. . Коршиков В.Д.. Соломекцев С,Л. и др.// Опубл. в Б. И.. 1903, УЗ,

29. A.c. 8S3S5S СССР. Насадка регенератора/ Солсменцев С.Л., Сигмукд В.К.. Кораиков В.Д. и др.// Will F23U5/02. Задвл. 03. OS. 79. . ' . • . '

30. A.c. 924112 СССР. Способ охлаждения доменного воздухонагревателя перед-ремонтом/ Ссллменцев С.Л., Калугин Я П., Корки-ксв В.Д.. и др.// !Ш С21В9/00. Заявл. 19.06.80.

31. А.с 1146871 СССР.-Воздухонагреватель/ Соламеицев С.Л., Коршиков В.Д.. Пулов А-П. и Др.//KKÎ! С21В9/02. Заявл. 13.10.83.

32. A.c. 1799911. Регенеративный газопагрезатель/ Соломенцев с.Л., Норомков Б.Д., Вяккин й.Г. я др./' №И С2!ВЭ/02. Заявл. ' 05.03. 90., опубл. 07.03. 93. . Сюл.П Э.- . ' -

' 33. A.c. 179951?.. Устройство для утилизации тепла дымовых газов воздухонагревателей/ Коршиков В.Д.. Соломенцев С.Л., Кирьянов П:И. й др.// 1ЖИ С213Э/0;:, Заявл^О. 11.90.', опубл. 07.03.93., Бюл.Г 9. . '