Hệthốngchốngsétvàtiếpđất
Nhàxưởngchínhđượcchốngsétbằngthanhchốngsét,tiếpđấtcôngtácchohệthống,tiếpđấtch ốngsét,tiếpđấtchốngtĩnhđiện,tiếpđấtbảovệvàtiếpđấtchomáytínhđềudùngphươngthứctiếpđấtkế tnối,điệntrởtiếpđấtkhônglớnhơn1.
Theoyêucầucông nghệ,lượng tiêuhao khí néncủacáchộsửdụng nhưphun than,nạpá p cho bình phun,tạodòng chobình phun,điềukhiển khítựđộnglà450-600Nm 3 /h,áplực0,6-0,8 Mpa.Lựachọnsửdụng02 máynén khívà cácthiết bịphụtrợkèmtheo,tạothành02 hệthốngnén khíkhôkhông dầu, 01cáidùng trongsảnxuấtvà 01 cáiđểdựphòng.
HệthốngcungcấpOxy, nitơ
Nitơchủyếu dùnglàmkhí trơcủahệthốngphun thanvàlàmkhíbảovệantoàn,lượngkhí nitơdùnglớnnhấtlà~20m 3 /ph(sửdụng ngắt quãng) Hệthống bìnhchứaápnitơvàđườngốngdẫnđượcbốtríphù hợpđếnkhuvựcphun than
Oxydùngđểlàmgiàu oxytrongkhông khítrong quátrìnhphun thổithan dotrạmoxyhiệncócủanhà máy cung cấph i ệncóđãdẫnđếnsẵnđiểmchờngaytạilòcao.Tạicácđiểmđấunối oxy, nitơdùng chophunthanlòcaođượcthiết kếlắpđặtvan chặn,hệthốngđolưulượng, ápsuất,nhiệt độ…ởvịtrí hợplý.
Danhmụcthiếtbịhệthốngphunthan
TT Tênthiết bị Quycách kỹthuật Đơnvị Sốl ượng
Cóvanđiệntừ,cầudao hành trình chiếc 4
NGHIÊNCỨU,TÍNHTOÁNHỆTHỐNG CẤPBỘTTHAN
Hệthốngthiếtbị
Thiết bịcủa hệthốngvậnchuyển khínénbao gồm:Hai bìnhcấpbộtthan vàođườngống( l à m việcluânphiênđảmbảocấpthanliêntụcđếnlò),đườngống chínhvậnchuyển bộtthantừbìnhcấpđếnbình chiabộtthan,từbình chiabột thanđược phânphốiđếncácđầuphuntạitừng tuyere; trên hệthốngbốtrícácvancấpkhí nén vào bìnhvàđườngốngvậnchuyển.
Mộtsốvấnđềvềhệthốngvậnchuyểnvậtliệubằngkhínén
4.1.2.1Đặc tính củahệthống vậnchuyển khí nénđối vớivậtliệuđượcvận chuyển:
Khảnăngcủamột hệthốngvậnchuyểnkhínénvậtliệurời phụthuộc vàocáoyếutốnhưsau:Đường kínhđườngống,khoảngcáchvận chuyển,ápsuất nguồn khí nén cungcấp,l ưulượngkhí nénvà bảnthânvậtliệu.Thôngtinvềsự ảnhhưởng thểhiệnqua cácmốiquanhệtrênkhôngthểhiệndướidạngtường minh.Ảnhhưởngcủavậtliệuđược vậnchuyểnđếnkhảnăngvậnchuyểncủahệthốngtỏralớn, luônluôn phảiđượcxemxét. Đặctínhvậnchuyểnkhínéncủavậtliệulàcơsở đểcóthểthiết kếhệthống.Đặctínhđược xâydựngtrêncơsởsốliệuthựcnghiệmtừcác thí nghiệmtrênhệthốngvậnchuyểnkhí néncósẵnhoặcđược xây dựngtrong phòngthínghiệm.Đặctínhvậnchuyểnkhínéncủa vậtliệusẽcho ta biếtvậntốcnhỏnhấtcủa khínéntạiđầuđườngống, quanhệgiữanăngsuấtvậnchuyểnvà lượng khí néncầnphải sửdụng tronghệthí nghiệmvớicácápsuất khí nénđược cungcấpkhác nhau.Dữliệuthực nghiệmđặcbiệt quan trọngvớivậnchuyểnkhí nénphađậmđặc,sựthayđổi vềvậtliệudẫnđếnsựthayđổitươngđốilớnvềđ ặ ctínhvậnchuyển của nó.
TrênHình 4.1.1làmộtđặctínhvậnchuyểnkhí néncủa bột than,thamkhảotừtàiliệu[16]
(nhưtrongtàiliệutrìnhbày, thực nghiệmđược tiến hànhtrênmôhìnhhệthốngvậnchuyểnkhí nén gồm: bình cấp,đườngốngvậnchuyển cókích thước
Hình4.1.1làđườngđặctínhnăngsuấtvà khảnăngđiều khiểnnăngsuấtcủa mộthệthốnggồmbìnhcấpvà hệ đườngống
Trênđồthịcócácthôngtinnhưsau:Trụchoànglàlượng khínénđược dùng;trụctung lànăngsuấtvậnchuyển; lướiđồthịbaogồm:nồngđộrắn/khí của dòngvậnchuyển khí+rắn; phầnkhông khícấp trựctiếpchobình cấpliệuđườngống(cácgiátrị:20,40,40 100
Hình4.1.2.Mộtgóccủa mô hình thínghiệm, thamkhảo[16]
4.1.2.2Phươngpháptính toán hệthống vậnchuyểnbằngkhí nén:
- Vậnchuyểnvậtliệubằngkhínén,vớicácvậtliệukhácnhauđãđượcnghiêncứunhiềutrênth ếgiới,nhưđ ế nnaycònnhiềuvấnđềchưađượcgiảiquyết.Phươngphápthiếtkếtruyềnthốngdựatrê ncácmốiquanhệởdạngtườngminhchỉmớicóởdạngquitrìnhthủtụctínhtoán,trênthựctếchưađư ợcđượcá p dụngvìkhôngđủmốiquanh ệđượcthiếtlập.
- Đểthiếtkếhệthốngmớidựatrêncácdữliệuthựcnghiệmđượctiếnhànhtrênmôhìnhthínghi ệmđượccácnhànghiêncứuchọnlàhướnggiảiquyết.Kỹthuậtthiếtkếnàyđược gọilà"kỹthuật tỷlệtừmôhìnhthành thựctế"(ScaleUpTechnique).
Trongtính toánhệthốngcung cấpbột than bằngvậnchuyểnkhínén,đềtàichọn phươngpháptínhlà dùngkỹthuật"tỷlệmô hìnhthành thựctế" Các dữliệuthựcnghiệmvàmôhìnhthựcnghiệmkhôngđủđiềukiệnthực hiệnđượctrong khuônkhổ đềtài.Vìvậyđặctínhvậnchuyểnkhínén của bộtthanđượclấytheothamkhảotàiliệu[16].
Hình4.1.4.Theođiềukiệnbốtríthựctếvàcác yêucầuvềvậnchuyểncóthểchọnmộttrong hai loại bìnhtrên.
Giaiđoạnnạpvậtliệuvàobình:Khoácác vancấpkhínénđếnbình thổi,cách ly bìnhvớiđườngốngvậnchuyển,mởvancấpvậtliệuvào bìnhvàvanthông khíđểkhítrongbìnhthoát ranhừngchỗchovậtliệu.Giaiđoạntíchápsuất:Cácvancấp khí nénđếnbình mở,c ấpkhívàobình qua2đường,đường thứnhấtcótácdụnglàm"lỏng"vật liệu(nhờhiệuứngngậmkhícủa vậtliệu,thểtíchvậtliệutănglên,lúc nàybột thancótínhchấtgiốngnhưchấtlỏngcóthểbơmđượctrongđườngống) Giaiđoạn xảvậtliệu: Mởvanxảvậtl i ệudướiđáybình, dướitácvớiáplựctrongbìnhvậtliệuđượcđẩyvàođườngốngvậnchuyển.
Bìnhcấpvàhệ đườngốngcóliên quanhữucơvớinhau,chế độvậnchuyển của hệthống(với các thôngsốchính:Năngsuấtvậnchuyển, lượngkhí néndùngđểvậnchuyển,phầnkhí néncấptrựctiếpchobình,ápsuất,tổnthấtápsuất)phụthuộccảbìnhcấpvàhệđườngốngvàloại vậtliệuđược vận chuyển.Mốiquanhệnày rất phức tạp,được xácđịnhbằngthực nghiệm,đểminhhoạ,thamkhảotàiliệu[16], Hình.4.1.1làđườngđặc tínhnăngsuất và khảnăngđiềukhiển năngsuất của mộthệthống gồm bìnhcấpvà hệ đườngống.
Giớihạnnăngsuấtcủabìnhcấpđạtđược,ứngvới một lượng sửdụngkhínénnàođóđạtđược khi 100%lượng khí nénđượccấptrựctiếpchobình.Muốntăngthêmnữanăngsuấtc ấpta phải tăng lượngkhí néncấpchoviệc vận chuyển.Thayđổiđườngkínhđoạnốngdỡvậtliệutrong bìnhđối vớibìnhcấpkiểuđỉnh,hoặcđường kínhcửa xả đối với bìnhc ấpkiểuđáy sẽtácđộngđếnthayđổi năng suất.
Tổnthấtápsuấtkhí nén trên thiếtbịcấplàdomasátcủa khínénvàvậtliệuchảy quaphậnđườngốngcủathiếtbị.Dochưađượcpha loãng,nồngđộvậtliệurấtcaomasátsinhralớn.Đểgiảmtổn thất trên thiết bịcấp,đốivớiloại bìnhthổiđỉnhđưadòngkhông khí phaloãng cànggần bình thổicàngtốtvàcógiải pháp rútngắnđoạnống trong bìnhthổi.Đốivới bình thổixảđáy, tổn thấtáplựcnhỏ(khoảng0,1 bar).
4.1.2.4Đặctính củahệđườngốngvậnchuyểnvậtliệubằng khínén:Vận tốckhínén nhỏnhấtdùngđểvận chuyển:
Vậntốckhíđầuvào nhỏnhấtphụthuộcvào vật liệu, nồngđộvậnchuyển,nóđượcxácđịnhtạiđiểmđầutiêncủađườngống Khivậntốckhí cungcấpnhỏhơnvậntốc này,hệthốngkhônglàmviệcđược.Thiếtkếhệthốngthường chọnvậntốc cungcấpkhíđầuvàobằng120% giá trịgiới hạn.Vớicùngmộtlượngkhícấpđểvậnchuyển,nếuđườngkínhđườngốnglớnsẽlàmchovậntốc dòngkhínhỏvànhưvậyđểhệthốnglàmviệc thìcầnphảităngthêmlượngkhí
(đườngốnglớnsẽtốnkhí hơn,hiệuquảvậnchuyển giảm,hệthốngkhônghợplý).Vậntốc khíđầuvào nhỏnhấtđược xácđịnhbằng thực nghiệm, dữl i ệuthamkhảotàiliêu[16] thểhiện trênHình 4.1.6.
4.1.2.5Quanhệgiữachiềudàiđườngống vàáp suất khínénđược cungcấp.
Nồngđộvậnchuyểnđược xácđịnhdựatrên quanhệgiữachiều dàiđườngống vàápsuất khínénđượccungcấp,quan hệnày thamkhảotàiliệu[16],nhưtrên Hình4.1.7
Hình.4.1.7 Mốiquan hệápsuất, chiều dàiđườngốngvậnchuyển.
Thểhiệnđộsụtáptrung bình trênmộtmétchiều dàiđườngống,được xácđịnh bằngthực nghiệm,thamkhảotàiliệu [16],thểhiện trênHình4.1.8
Tínhtoánthiếtkếhệthốngvậnchuyểnkhínénđưabộtthanđếnlò
- Cungc ấpbộtthancholò ca o l àm việctheoyêuc ầucủacôngnghệ,lượngthanthiết kếlà 150kg/TMH;
4.1.3.2.Thôngsốvậtliệuvà năng suất vận chuyển:
- Thôngsốvậtliệuảnhhưởngđếnđặctínhvậnchuyểnkhínéncủahệthống,cáctínhchấtphải kểđến(cỡhạt,phânbốcỡhạt,khốilượngriêngcủabộtthan,khốilượngriêngcủahạtthan). Đặctínhvậnchuyểnkhínéncủabộtthandùngcholòcao,nghiềnvớiđộmịn75%hạtquasàng 200mesh( kớchthướchạttrungbỡnh75àm);khốilượngriờngkhốicủabộtthan720kg/ m3;khốilượngriênghạtcủahạtlà 1272kg/m3 Khívận chuyểncó mậtđộởđiềukiện tiêuchuẩnlà1,293kg/m3.
- Xácđịnh năng suấtvận chuyển: với lượngphun than thiếtkế150kg/TMH, thểtíchhữudụngcủalò120m3,hệsốlợidungthểtínhcủalò2,7taxácđịnhnăngsuấtc ấpbột thanlà2,5Tấn/h.
- Vậtliệuvậnchuyển:Bộtthan,cỡhạt 75%dưới sàng200mesh;
- Đặctínhvậnchuyển khí néncủavậtliệu(Sốliệuthực nghiệm);
- Ápsuấtkhínéndùngđểvậnchuyển:6kG/ cm2(theoloạithiếtbịcấp,máynénkhícóápsuấtcao,lưulượnglớn,làmviệcliêntục,đột incậycao;chọnloạimáynénkhívítxoánđôiápsuấtđạtápsuất8kG/ cm2;chọnápsuấtlàmviệclà6kG/cm2);
- Cácthôngsốvềtuyếnvậnchuyển:cácđoạnốngngang,cút,thẳngđứng v.v(theotuyến chọntrênthựcđịacủanhàmáy).Trêntổngmặtbằngchiềudàivậnchuyểnquiđổilà 175m.
- Từđó chọnthiếtbịcấpkhí nén và công suất củanó.
Kýh iệu Ápsuấtkhínéncấpđầu đườngống p1 Ápsuấtcuốiđườngống
Xácđịnhhệsốnồngđộ vậnchuyển,theoquanhệ trênđồthịHình4.1.7vớichi ềudài tuyếnốngquiđổilà200
Tínhlưulượngkhí dùng đểvậnchuyển củamôhìnhvớiápsuấtđầu ma kg/s
Tínhnăngsuấtchuyển theoquan hệ(3.2) mp1 T/giờ 12,84
Tínhlại năngsuất mp Tấn/giờ
2,837Lưulượngkhí néndùng vậnchuyểnvậtliệutrườn ghợpốngthực tế
Vậntốckhínén tạiđầu ma kg/s 0.0131 cuốiđườngống C2 m/s 8,5
Tổnthấtápsuất của riêngdòng khínén trongđườngống ∆p KN/m 2
459 Ápsuấtlớnnhấtcủa máy P4 KN/m2 810,600 Ápsuấtcuốiđườngống P3 KN/m2 101,325
NGHIÊNCỨUVỀĐIỀUKHIỂNPHUNTHANLÒCAO
Đặtvấnđề
Sựcầnphảiđiềukhiểnriêng từngđườngcho hệthốngphun thanphânphốitĩnh.Điềukhiểnphunthanlòcaođược coilàphương phápgiảmchi phísảnxuất.
Lòcaolàhệthống phứctạp, vìvậyvấnđềthaythếcốclàbột thanlàkhôngđơngiản.Đ iềuquan tâmnhấtlàđạtđược lượng phuncaotrongđiềukiện duytrìvậnhànhlòổnđịnh.
Hình4.2.1.Hệthống phunthan phân phốitĩnh Đối với hệthốngphunthanđượcthiết kếvớihệthốngvậnchuyểnkhínénđượcthiếtkếcungcấpđồngđềubộtthancho các nhánh
Khiđiềukhiểnriênglẻphân phốibộtthanchotừngtuyere,lượngphunđượcđo bằngtínhiệu thayđổikhối lượngbìnhtừloadcânbìnhc ấpthan vàđườngống chính (hệthông phun thanphân phốitĩnh).Cáchđiềukhiểnnàykhôngchínhxác.Vớicôngnghệphunthan hiệnnaytrênthếgiới vươnđếnlượng phunthancaođểgiảmcốc,vớiđiềukiệnnhưvậy,hệthốngphun thanphânphốitĩnhcónhượcđ iểmlớn,không thểtínhđược sựquátảicủa tuyere
Sựquátảicủatuyerecónghĩa vùngđáylòcùngvớibộtthankhôngcháyhếtdẫnđếngiảmtính thấmkhícủalò,làmxấuphânbốkhítronglò,lòvậnhành khôngổnđịnh,năngsuấtvà chấtlượngcủalòcaomộtcáchg i ảmnghiêmtrọng.
Hình4.2.2thểví dụvềđộlệchvềlưulượngdòng bột thanđếncáctuyere vớihệthốngphunthan phân phốitĩnh.Kếtquảđược rútraquanđo liêntụctrong bangày,giátrịlấytrung/ngày,sửdụngthiếtbị đolượnglượngdòngthancủa hãng AMEPA-GMBH.
Hình4.2.2Độlệch phun than trung bìnhngày.
3 Thayđổivềlưu lượngdòng thancho các tuyerekhôngcóqui luật;
5 Khái niệm phân phốiđồngđềucủahệthống phun thanphân phốitĩnhlàkhôngchínhxác vàtincậy.
Nămđiểmtrênchothấyyếuđiểmcủa hệthốngphun thanphân phốitĩnh khôngcóđiềukhiểnriêngbiệttừngtuyere.Hơnthếnữađộlệchlưulượnggiữacácđườngphunlênđế n50%điềunàyđược thểhiệnnhưHình 4.2.3.
Hình4.2.3Độlệch phunthantạitừngthờiđiểm Độlệch trênkhông phải do lỗi thiết kếhệthống phunthan phân phối tĩnh, mặc dùng khithiết kếngườitađãchúýđếncácyếutốảnhhưởngđếnsựphânphốiđềucho các tuyere.Nguyênnhândẫnđếnsựthayđổilưulượngbộtthanlàbảnchấtcốhữu của hệthống vớviệcvậnchuyểnkhínéndòng haiphađặc/khí và doápsuất dộingược tronglòđếncáctuyere. Đểđảmbảochấtlượngphunđồngđềuchocác tuyerecầnđolưulượng thựctếtrong mỗi đườngphunvàđiềukhiểntựđộng từngđườngcấpthanđếntuyere.
Cấutrúcđiều khiểnhệthốngphunbộtthan
Kiểucủahệthống phuncóthểphân làmhailoại theochếđộdòng chảy, pha loãng vàphađ ặ c.Vậnchuyểnphaloãngđượcđặctrưng bởitốcđộdòng khícao(lớn hơn10m/s) vànồngđộbộtthanthấp Khiđócáchạtthanđượctreotrong dòng khívậnchuyển vàtáchbiệt vớinhau.Dochi phí nănglượnglớn,lượngkhôngkhívậnchuyểnlớn.Hơnnữacáchv ậnchuyểnnày khôngthíchhợp với hệthống phunbộtthanlòcao
Vậnchuyển dòng phađặcbêncạnhvậntốc thấp (2-6m/s) vànồngđộbột thancao(100-200kg/ m 3 ) Hình 4.2.4thểhiệnhai dòngvậnchuyểnkhácnhau. Để đolưulượng dòngbộtthan trongmỗiđườngốngphảicó mộthệthốngđotincậy,chínhxác.Trênthựctế,cócáccáchtiếpcậnkhác nhauđể đolưulượngvậnchuyểnvậtl i ệucủa hệthốngvậnchuyểnbằngkhínén.
Khảnănghợpthànhcủa khívậnchuyển Đo lưulượng dòng bột than:
Côngnghệvi sóngđượcsửdụng chủyếuđodòng phaloãng Nócóthểsửdụng tốttrongcác trườnghợp sau: khiđường kínhđườngống lớn,nồngđộvậtliệuthấp;
Thiết bị đodựatrênnguyênlýlựcCorioliscóưuđiểmđochínhxáclưulượngkhối lượngvậnchuyển,nhưchúngcónhượcđiểmkhôngtáchriêngđượclưu lượngbột than và khôngkhí.Hơnnữanguyênlýthiếtbị đo nàylàbắtbuộc phảibẻgócdẫnđếncóxuhướng gâytắc nghẽnbộtthan;
Thiết bịđokiểuTribo-electric,giá trị đo chỉchính xácđốivớivậntốccốđịnh.Sựthayđổivậntốctrong quá trìnhvậnhànhảnhhưởngđếnđộchínhxáccủaphépđo.
Thửnghiệmđượcthực hiện vớithiếtbịgiám sát quang học thông qualỗquansáttrêntuyere.Cáchạtbộtthantạora mộtđámmâymàutốitrong lò.Hình dạngvàkíchthướccủađámmâycóthể được giámsát,nhưkhókhăntrong việc phânbiệtl ưulượngdòng bột than doảnhhưởngcủakhí tronglò
Giámsátquanghọcchỉhữudụngđối vớiviệcxácđịnhtình trạngtắcbột than hoàntoàn.
Côngnghệđođiệndungđược sửdụngrộngrãiđểđovậnchuyểnkhínéncácvậtl i ệunhưdòng bột than Côngnghệnày phânbiệtđượclưulượng khímang và vậtliêu.Dođónóđượccoilàcôngnghệthíchchohệthống phunthanlòcao.
Côngnghệđođiệndung áp dụngcho hệthống phunbột than:
Lưulượngcóthểđược tính toánbằngcáchxácđịnhnồngđộbộtthan,vậntốc vàdiệnt í c h mặtcắtngangcủađườngốngvậnchuyển; bởivậyhệthốngđođiệndungbaogồmhai cảm biến,nguyênlýđo nhưtrênHình 4.2 4.
Hình4.2.4 Nguyênlýđolưulườngbằngphươngphápđiệndung Nồngđộđược xácđịnhbằnghằng sốđiệnmôicủathantrongđượcvậnchuyển(tính i ệuK).
VậntốcđượcđovớichúýphânbốvậntốcnhưHình4.2.4.Hai tínhiệuđược thunhậntạivịtríriêngbiệtcủađườngống vàđượccấpđếnbộsửlýsố đểtính toánlưulượngvậnchuyển.Tínhiệuđovậntốc theohàmtươngquannhưtrênHình4.2.5.
Hình4.2.5.Thunhậntínhiệu và tính toánhàm tươngquan.
Hình4.2.6.Hệthống phuncùngcóđiều khiểntừng dòng
TínhiệuđođượccấptrựctiếpchoPLC, nơiđóbộđiềukhiển PIDso sánhvớitínhiệuđovớitínhiệuđặtđểđiềukhiểnvan củacácđườngphun Sơ đồđiềukhiểncủahệthốngnhưHình4.2.7.
Hình4.2.7 Sơ đồđiềukhiểnmạch kínBằngcáchđiềukhiển chotừngđườngriêng biệtvàđạtđược phân phốiđồngđềugiữacác đường,kếtquảchấtlượng phunđược thểhiện trênHình4.2.8.
Hình4.2.8.Trạngthái phun của từngđường
Vớiđiềukhiển phunriêng biệttừngđường,đảmbảosựcungcấpthanđồngđềucho cácđườngtheogiá trịđặt,làmcholòvậnhànhổnđịnhvàcũnglàđiềukiệnđểtănglượngphun Chấtlượngcủađiềukhiểnphun thantừngdòng riêngbiệtthểhiệntrênhình4.2.8.
Hình4.2.9Độlệchvàkhảnăng tăngcủahệthốngPCIPhântíchvềkhảnăngtănglượngphunđối với hệthốngcóđiềukhiểnriêng từngdòng.Quaytrởlại vídụđượcnêu tronghình 4.4.2.(mẫua),đượcthểhiệnlạitrênhình4.2.9.
Lượngphunphun thanbịgiớihạnbởi nhiều nhântốcốhữu(có thểgọilàđiềukiệnbiên),nhưchấtlượngcốc,quặng,điềukiệngiónóng v.v.Trong hình4.2.9,lượngphunthực tếcủa hệthốngphun than phânphốitĩnhđượcthểhiệnphầnmàuđỏ(phầnđenkhiin).
Vòng tròn màu xámnhạtlàlượngđặt,phần kẻgạchlàkhảnăngcho phépphuntiếp.Thểh i ệnlưulượngphunbằngconsốnhưsau: Lượngphuntiềmtàng22,5T/h; lượngphunđặt20T/h; trongtrườnghợp hình4.2.9lượng phunđãgiảmxuống còn 16,5T/h,mặc dùvậytuyere số8,số3bịphunquátải.Trong hệthốngcóđềukhiểnriêng từngđườngđặtđượclượngphunđặt22,5T/htăngsovớihệthốngkhôngđiềukhiểnđếngần40%.
Hình4.2.10,chitiếtnhưsau:Bộtthanđượccấptừbìnhthổiđếnlòcaonhưtrênsơđồ,ba đường4A, 4B, 4Clàminh hoạcácđườngdẫnthanđếntừngtuyerelòcao. Điềukhiểnlưulượng dòng bột thanđượctácđộng thông qua cacvansau:Van số6(vantổngcấpkhínéntừnguồnđếnbình thổi,từđây khínénđượccấptheođường
16đểtạoáptrongbình thổi,đường 14cấpkhí"hoálỏng"bộtthan(giảlỏng)), cácvan số19cấpkhí(cấpkhíđẩy bộtthantrênđườngống).
Các tínhiệu dùngtrongđiềukhiển: cân số26(theo dõiđộsụtkhốilượngbình thổi,tínhl ưulượngbộtthansơbộ),cảmbiếnápsuất7(đoápsuất buồng khígiảlỏng),cảmbiênl ưulương20A,20B,
20C(đolưulượngdòngkhícấptớicácđườngốngdẫnthan),các cảmbiếnáp suất 22A,22B,22C (đoápsuất khícấpchocácđườngvậnchuyển),cảmb i ếnápsuất 34A, 34B, 34C (đoápsuất tạituyere).
Kếtluận
Lượngphunkhôngcóthểthực hiệnchínhxácbằngcáchđơngiảntănglượng bột thanphunvàolòcao vì nócóthểdẫnđếnlàmcho tuyere bịquá tảivàảnhhưởng nghiêmtrọngđ ế nvậnhànhcủalòcao.Giảiphápđểphun tốiưuđượcthông quahệthốngđiềukhiểnthời gianthực mạchkíntừngđườngriêngbiệt.
Kinhnghiệmđượctổngkếtdẫnđếncho phépchúngtalựachọn thiết bị đểđolưu lượngdòng bộtthanlàdùngcảmbiếnđiệndung.
TốiưuhoálượngPCI bằngcáchgiảmthiểuđộlệchcủa các kênh phun;
Chúngtađãthấyrằngđộlệchcóthể được giảmthiểuvới hệthống phunđượcđiều khiểntừngtuyere.Đểđ ạ tđượcđiều khiểnvòngkín, thiết bịđolưulượng là quan trọng.Vớiviệcphânbốđồngđ ề ubộtthanđược phun,điểmđặtđốivớiphunthanlòcaocóthểtăng.
Vậnhànhhiệu quảlắpđặthệthốngđiềukhiểnphunthan:Đotrực tuyến là côngcụquyếtđịnhtrongvậnchuyển phađặccủavậtliệu(phương phápvậnchuyển thíchhợpcholòcao,nănglượngvậnchuyển thấp,ítmàimònđườngống).Vậnhành trongđườngống kínc ó thểlàmchủbởi côngcụđiềukhiểndòng trựctuyến.
Sự ổnđịnh củalòcao:Với sựphunđồngđều,chophéptănglượng phunthan trongđiềuk i ệnvẫngiữvậnhànhlòcaoổnđịnhvànăng suấtchấtlượngsảnphẩm.
NGHIÊNCỨUTUYEREPHUNBỘTTHAN,
Giớithiệuvềthiếtbịphun,tuyere
Giónóng, bộtthan, oxy vàphụgia v.v.đượcđưavàolòcaothôngquatuyere
Phầntronglòphíatrước của tuyerelàvùngđốtcháynhiênliệu(bộtthanvàcốc v.v.), cungc ấpnhiệtvàkhí hoàn nguyên cholò Nhưhình 4.3.1làthiếtbịtuyerecủalò,nóbaogồmống thổi,đường phun than, tuyere.
Thiết bịtuyere làmviệctrongđiềukiệnkhắc nghiệt,nhiệtđộcao, gradiannhiệt lớn. Đối với02lòcao Gang thép Thái Nguyên,lò120 m 3c ó 10 tuyer;lò100m 3c ó 8tuyere. Đườngkính tuyerelà100mm,tốcđộgió nóngđi quatuyeretừ200-220m/s.
Chếđộlàmviệccủathiếtbịphun,tuyere
4.3.2.1 Chế độgiónóngvà cườnghoá O2,ẩmhơi nước.
- Lưulượnggió nóngdùngcholòcaonằmtrong khoảng40-50m 3 /phút/ m 2(di ệnt í c h mặtcắtngang của lò)hoặc1,6-2 m 3 /phút/1m3 thểtích hữudụngcủalò.
- Nhiệtđộgió nóng:mongmuốnnhiệtđộgió nòngcàng cao càng tốt.Nhiệtđộgiónóng phụthuộcvàkhảnăng nung giócủa lògió nóng.Đốivới cáclògió nóngh i ệnđại, nhiệnđộgió nónglênđến1250độC.Đốivớilòcaosố1vàsố2hiệntạicủa Gang thép, nhiệtđộgió nónglớnnhấtlà 1000độC.
- Hệthốngthiếtbịcókhảnănglàmgiàu oxy,thêmẩmbằngcấpchúngtrựctiếpphavào không khíđầuvàcủagió nóng.
Với khảnăngcủa thiết bịlòcaohiện tại,đápứngvềcácyếutốđểtăng lượngphunbộtthan, nhưgió nóng,bổsungoxy, theothựctếcủacáclòcaonướcngoài,lượng phunbộtthanthiếtkếđượcchọn cholòlà150 kg/tMH Loạithanđượcsửdụng: thanantraxit,cónồngđộchấtbốc thấp,c ỡhạt75 àm,80%lọtquasàng 200 Mesh.
Cảitiếnthiếtbịtuyere,tănglượngphunthanvàhiệusuấtđốtcháy
Một trong cáchãng thépđứngđầuvềcông nghệphun thanlàHãng thépKobecủaNhật,tiếntrìnhcảitiến côngphuncủahọđược thểhiệnnhưhình4.3.2,
(a) Sựthayđổi vịtrícủalà đơnđếntuyeređểngănchặnáp suất dộingược.
(b) Hệthống phunlànđôităngcườngquá trìnhcháy trong vùng gió xoáy
Hình4.3.2 Tiếntrìnhvềhệthốngphun bộtthan đểtăngcường phunbộtthantạihãngthépKobe.
Nhằmmụcđíchtănghiệu suấtđốtcháybột thankhitănglượng phun,quátrìnhtổchứcvàđốtcháy bộtthan trong tuyerevàkhông gian cháy của lò caođãđượctậptrungnghiêncứu.Cácnhântốảnhhưởngđếnđốt cháy bột than gồm,loạithanvàcáctínhchất hoálýcủa nó, nhiệtđộgió nóng,nồngđộoxytrong gió nóngvàkếtcấucủa thiếtbịphun.Vậntốc gió nóngvàtốcđộcáchạtthanlớn(200-220m/s),thờigianlưugiữhạtthantrong khuvựcđốt cháyrấtnhỏ(khoảng5ms), nồngđộôxy chi phíchocảviệcđốt cháycảbột thanvà cốc,hơn nữa nồngđộchỉ đủphảnứng với Cácbontạora CO.
Trênhình 4.3.2làmột sốphươngánthiếtkếvòiđốt củaHãngthépKobe,phươngán
(a)d ịchvịtríđườngdẫnbộtthanvềsátđỉnh tuyere nhằmmụcđích ngănchặnápsuất dộingược,giúpcho việc thổigiónóng và bộtthanvàlòdễhơn;phươngán (b)hệthống phunlànđôivới bốtríhailàn phunthanlàcho quátrình trộnlẫnbột thanvàgió nóngđượctăngcườngvàquá trình cháyđượctốt hơn;hình(c) tuyere kiểuốngLavalcùngvớihệthốnglànđôilàmgiảmtrởlựcthổigió và bộtthan vào lò.
Mộtsốchỉtiêuthiếtkếthiếtbịtuyere
Hiệuquảhoạtđộng củalòcaocùngvớiphunthan (hoặc nhiênliệuphụkhác), phụthuộcđộtincậyvàđộphùhợp công nghệcủacácthiếtbịđểphân phốinóđếnlò.Thiếtkếbộphậnphunlàmộtđiểmquantrọng trongvấnđềtrên.Điềukiệnlàmviệccủa thiết bị:nhiệtđộcao, gradient nhiệtđộlớn,sựmàimòncủadòngnhiênliệurắnđượcphun qua.Chúngc ầnđượcduytrì:
Hình.4.3.3 thểhiện một thiếtbịtuyerekiểuphunđồngtrụchai loạinhiênliệu phụ.
Cáclànđặcbiệtđểphun khíđốttựnhiên(NG) và bộtthan
(PC)đượclắptrênthântuyere.LànNGđượcđặtởphần trên của tuyerevàvuông gócvới dòng gió nóng,lànPCđượcđặtởphần dướicủatuyere.Đểduy trìsựhoàtrộn tốt,PCcũngđượcđưavàvuônggócvới luồnggió nóng và gần tâmdòng.Khoảng cách giữađầutuyerevàđỉnhcủalànlàlớnhơnđốivớilànPCsovớilàn NG, vìbộtthanyêucầunhiều thời gianchuẩnbịhơntrướckhicháy.
Thiết kếtuyere thông thường khôngduy trìđủsựtrộn bột cùng vớigió nóng.
Cácthiếtkế đối vớithiết bịtuyere cùngvới trộn sơbộcủa PCvớiO2củaquátrìnhtrước khiđưa vàokhoảng trốngcủatuyeređãđượcpháttriển vàứngdụngcho mộtsốl ò cao.Ví dụ,các lànđồng trụcdẫnO2trựctiếpvào dòngthan và nhưvậtsựabắtlửangaylậptức sinhratạiđỉnh của làn phun.
Giải pháp khác làthiết kếthiết bịtuyere cung vớilànđặcbiệtđểcungcấpmộtcáchriêngbiệtoxyđếnđỉnh tuyeređểtăng nồngđộoxycụcbộlớnnhất tạivùngnơimàPCđượcphun,nhưthểhiện trênhình 4.3.4.
1.Thân làm mátbằng nước,2-Đầuphun,3 -mặt bích, 4- Lànoxy
Thiết kếtuyeređồng thờiphunkhínóng hoànnguyên (HRG),O2, PC vớitỷlệPCcaophảithoảmãnhaiđiềukiện.mộtmặtngănchặnđược bắtlửa sớmcủa bột thanvới nồngđộcaocủanó và O2 trong không gian tuyere; vàmộtmặttráchsựphaloãng hỗn hợpcháybộtthanvàO2bởiHRG.
Phươngpháp và kếtcấucủa tuyerephun( P C +O2+HRG+chấtxúc tác)vớicácđườngd ẫn(PC+O2)riêng biệtđểtăngcườngđiềukiệnđốtcháycho thanvà O2tốthơn, hình
4.3.5 HRG và gió nóng hoặc chỉHRGtrong trường hợp dùngtoànbộoxyđểđốt bộtthan,đượcđưavàothôngquađường5củatuyere Oxy cường hoá vàPCđượcđưa thôngquađường 4,màđượcđặttrongvỏlàmmát1 Mộthỗnhợp bột than- oxyđượchìnhthànhtrong không gianlànvàđượcđưatrựctiếpvàolò PCđượcđốtcháy cùng với O2t ạiphía trướcđầutuyeretrongmộtvùngcụcbộcùngvớinhiệtđộvàmôitrường oxyhoácao.Than hoá khíđược giatăngmộtcáchmạnhmẽvà sựđốtcháylượng thanbộtphuncaođượcduy trì.HRG vàsảnphẩmcháy củathanđượctrộn vàhìnhthành khíphảnứngvới hàmhượngN2thấpvà nhiệtđộngọnlửaphùhợp.Lưulượngdòng thôngqua kênhtuyere làthấpđáng kểso với công nghệlòcaothông thường và thểtíchcủadòngO2 vàthancao Lưuýđộngnăng củacảhai dòng khôngđược vượt quágiá trịnhấtđịnhđểngănchặn:
- Bắtlửa hỗn hợpbộtthanvàoxybêntrongđườngdẫn(vậntốcdòngthoát phảilớnhơntốcđộlan truyềnngọnlửa);
Hình4.3.5Tuyere kiểutổhợp dùngcho HRG, nhiên liệuphụhoáthạchvàphun oxy 1- thânlàmmátbằngnước, 2- phầnđầu,3- bích phíasau,4- làn, 5- kênhtuyere, 6- trục củakênh tuyere.
- Sựtrộn khôngđềusảnphẩmđốt cháy bộtthanvớiHRG trongvùng cháycủalò;
Thiếtkếthiếtbịtuyere-đầuphunbột than
Cácphươngánkếtcấu thiết bịtuyere-đầuphun bộtthannằmtrongtổng thểtổchứcquátrìnhcungcấpvàđốtcháynhiênliệucungcấpnhiệtvàchất hoàn nguyêncho cácphảnứngtronglòcao, thoảcácyêucầunhưphân tínhởcácmụctrên,đồng thờiđồng bộvớithựctếcủa thiếtbị.Đốivớiphun bột thanlòcao Gangthép-TháiNguyên,vớiđiềukiệnvà côngnghệlàhạnchếvềnhiệtđộcủa gió nóngvàkhảnăng cungcấpoxy, mứcđộphunbột thanđượcxácđịnhởlượngphun thấp,đồng bộvớihệthốngcungcấpbộtthanmớiđược trangbịvà thiết bịhiệncó(tuyere là thiếtbịsẵncógắnliềnvớilò).
Nội dung của thiếtkếthiết bịtuyere-đầuphun bột thanlàgiữa nguyên tuyerehiệncó(phầnthiếtbịnàycóthểsẽ đượcnghiêncứu cảitiếntiếp thôngquaquá trìnhvậnhànhthựctế),thiết kếđầuphunbột thanmới.
4.3.5.2Thiếtkếđầu phuntheo tham khảo mẫu: Đầuphun bột thanđượcthiết kếdựa trênthamkhảo mẫuđầuphunđượctrang bịcủanhàt h ầuTrungQuốc.
Thôngquaviệcđođạcthamkhảomẫuchothấyloạiđầu phun nàyloạiđầuphun nàycók ếtcấutheokếtcấutrìnhbàytrongbằngsángchếsố4700930của
ViệnnghiêncứuluyệnkimPhápdoUỷbancấpbằngsáng chếcủa Mỹcấp,hìnhvẽkếtcấuthểhiện trênHình4.3.6. Đườngcấpbộtthanđượcbốtrídịchvềphíađỉnh của tuyere,nhằmmụcđíchgiảmtrởlựcdoápngược tronglòtácđộng.
Hình4.3.6.Kếtcấutuyere-đầuphunthantheobằng sáng chếsố4,700,930
1-Đầutuyere, 2- vỏlò,3-ống lót, 4-áotuyere, 5-đình tuyere, 6-đầuphun than,
7-đoạnống gió nóngđầuvào, 8-đườngốngdẫnthan, 9- trụctuyere,10- trụcđườngốngd ẫnthan,13-ốngphun côngnghệ,14-lớplót chịunhiệt, 15-nước làmmát. Đườngốngdẫnthancótrục nghiêng 15độso vớitrục9của tuyere,điểm(I)giaođiểmđườngtrục củalànốngdẫnthan vàtrục của tuyeređược gọilàđiểmxâmnhậpcủađườngphunthan.Điểmxâmnhậpnằmsâutrong chiềudài tuyerevớitươngquan7cmtrênchiềudài củatuyerelà50-60cm. Đườngkính củatuyerevàđường kínhtrongđườngốngdẫnthan,được xácđịnh so chotốcđộgió nóngvàtốcđộbộtthan thôngquatuyere,ởchếđộvậnhànhlớnnhấtđạt giátrị: vận tốcgió nóng trongkhoảng 200-220m/s;tốcđộdòng bộtthan 20-30m/s.Tínhtoánvớicácsốliệu củalòcao Gangthép, nghiệmlạicácgiá trịlà phù hợptrong khoảngtrên. ỉ 30 0ỉ 25 0ỉ 16 0ỉ 15 0 ỉ 13 0 ỉ 21 9 5 ỉ 10 01 50 ỉ 18 0
Chếtạođầuphun bộtthan
4.3.6.1Yêucầukỹthuật và vậtliệuđểchếtạo vòi phun than
Vòi phun thanđược nốivàtháo nhanhvớituyerevàđoạnống gió nóng,làmkín bằngtiếpxúc trựctiếpquacácbềmặt cầu.Dovậycácbềmặt nàyđược giacôngtinh,đúngbiêndạng.
Vớiđiềukiệnmôi trườnglàmviệckhắc nghiệt, phầnđầuvòi phun phía tuyeretiếpxúcvới vùngđốtcháynhiênliệu.Phần trongcủavòi phunđượclàmbằngvật liệuchịunhiệt(Vậtliệubê tôngchịunhiệt CR11)cókhảnăngchịumàmònvàlàm việclâudàiởnhiệtđộ1500độ.
Vậtliệulàmvỏvòiphunnhưsau:Phầnđầulàthép Sus 304,hoặcSus316,phầnthânvà đầusau làm bằng thép Q345 vàthépđúcC20.
Hình4.3.8.Vòiphun bộthan,cácchitiếtđúc 4.3.6.3Phầnđồgá và khuônmẫu:
Chất lượnglớpvật liệucáchnhiệt,được chúýđểđảmbảolớpbê tôngđặcchắc,hìnhdạng,kíchthướcchínhxác Côngđoạntạokhuônđểnhồibê tôngchuẩn bịtốt. Chitiết thaovàlắpghépđúcbê tôngchịunhiệt.
Bíchd?nhv?S? lu?ng:01cáiV?tli?u:CT3
Hình4.3.10 Chitiếtthaođểlàmlõiđểnhồibêtông chịunhiệt 4.3.6.4Sản phẩmvàđánh giá chất lượng:
Chất lượngsảnphẩnđược kiểmsoát trongtấtcảcáckhâu,vềthiếtkếthamkhảochi tiếtmẫu vàđãcóbảnvẽchếtạocủa TrungQuốc.
- Vậtliệu,phôiđượcđúctại ViệnCôngNghệ, với mácSUS304 và C20;
- Bê tôngchịu nhiệtdo TrungtâmVậtliệuchịunhiệt củaViệnkhoa họcViệt Nam.
- KiểmtrachấtlượngmốihànvàcơlýtínhdoTrungtâmĐKTthựchiện(cóbáocáokếtquảkiể mtra NDT và thành phầnhoáhọc).
- Kiểmtrakích thước hìnhhọcvàtổng thểchất lượng (Cóbiênbảnkèmtheo).
Hình4.3.11Đ ầ uphun bộtthanlòcaoN/mluyệngang-C.ty Gang thépTháiNguyên
VẬNHÀNHLÒCAOVỚICÔNGNGHỆPHUNTHAN
Đặtvấnđề
Vấnđềvậnhànhlòcao với phun thanlàvấnđềcông nghệrấtkhó,màtấtcảcáchãngthépcótêntuổitrênthếgiớiđều phảitrảiqua Lượngthan bộtđượcnângdầntronglòcao,cùngvớicác côngnghệ.
Khiđãcóhệthống phunbộtthanlòcao,liệucóthểkhaithác sửdụngcóhiệuquảhaykhông,vaitrò công nghệvậnhànhlòcaophun bột thanrấtquantrọng.Đâycũnglàmốil o lắngcủalòcaoGang thépThái Nguyên.Đểgóp phần giảiquyếtvấnđềcôngnghệvậnhànhlòcao,đềtàiđềcậpmộtvàiđiểmvềcôngnghệvậnhànhlòcaov ớiphun bột than.
Nhântốchínhcáimànằmởsau tăng lượngbộtthanđược phun vàolòcao là, duytrìđốtcháybột thanởmứccao trongvùng cháy củalòcaovàsựvậnhànhêmthuậncủalòcaobởi vì sựthayđổinhiệt,sựhìnhthành xỉvàđiều kiệnthông khí vàthuỷlựccủalò.Cầnlàmsángtỏquátrìnhcháy củabột than trongvùng cháy củalòcao,ảnhhưởng củacácloại thankhác nhauđếnsựgiảmnhiệtđộcủaquá trình v.v.
Tăngcườngsựđôtcháycủabộtthantrongvùngcháy
4.4.2.1Nghiêncứulýthuyếtvềđốt cháy bộtthan. Đốt cháy các bon trongnghiên liệurắnlàquá trìnhphảnứngdịpha,giữachấtrắnvà phakhí vàđược xácđịnhbởicảhai,độnglựccháy của hạt(trên bền mặtvà trong sâucủahạt)và và sựkhuyếchtáncủaO2vàsảnphẩmcháy Cường hoá tốcđộphảnứng dịpha hơn,tứclàtăngnhiệtđộvà hoạt tínhcủahạtthan.Mộtđiềutươngphản,nhiệtđộthấpvà hoạttínhthấptăngcường phảnứngdiễnrabêntrong.Việcđánh giá cườngđộquátrìnhcháyl à cầnthiết, trướchếtlàđểhiểuđặc tính của quátrìnhvànơixảyranó Cho mụcđích này,các nghiêncứuthực nghiệmvàmôhình hoáquá trìnhđốtcháyngọnlửacủa bộtthantrongđiềukiệnvùng cháycủalòcaođãđược thựchiện.
Một thựcnghiệmđãđược thựchiệntạilòcaoDSP(Ukrainan)vớigiónóngđượclàmgiàuoxy 25,3-26,0 %.Kếtquảđượcrút ra, nhiệtđộngọnlửađượcduytrì Năng suấtlòtăngl,6 -1,8%trên 1%giàu oxy củagió nóng Chi phícốcđãđượcgiảmkhoảng 1,6% vàtổngnhiênliệugiảmkhoảng2,7đến4,8% Nhữngnghiêncứuvềđốt cháy bộtthantrongvùngcháycủalòđãđược thực hiệnvớisựhỗtrợcủaốnglấymẫu làmmátbằngnước,lấymẫutạicácđiểmkhác nhauởmứctuyere.Kếtquảphântích mẫuchỉratăngnồngđộoxylênđến25 -26%giảmchiều dàingọnlửacủa vùngđốt cháy bộtthanmộtcáchđángkể,đ iềuđótạođiềukiệntănglượngphunthan.
LàmgiàuO2chỉđứngtrên quanđiểmcânbằngphảnứngđốtcháylàkhôngđủ,hiệuquảcủa O2 làm giàu gió nóngcầnđượcnhìntrêngócđộsựhoàtrộn tốt củanó vớbộtthan.T r ê n cơsở đóphươngpháp cungcấpO2 riêngbiệtđếncáctuyeređãđược nghiên cứuvàứngdụng.
Kếtquảphân tíchmẫuvậtliệuđãchỉra rằngnồngđộcủathanbộttạiđiểmcuốicủatuyerevới trườnghợpcôngnghệcungcấpO2mộtcáchđộclậptrungbìnhthấphơn15-20% so vớitrườnghợplàmgiàuoxytheophương pháptruyềnthống
Tạikhoảngcách0,5mtừđầutuyerelượnghạtbụicũngđồngthời thấphơn.Kếtquảnhậnđượcchỉrasựgiatăng quá trìnhđốt cháy bột thancungvới phương phápphân phối O2 riêngbiệt HệthốngcungcấpO2 riêng biệtđãđượcthực hiện tạilòcaoDSPsố1củaUkrainna.
Cácchấthoá họckhác cùngvới bộtthaninbuồng cháycóthể được sửdụngđểcườnghoáđốt cháy bột than,cảithiệnchếđộxỉvàđiềukiệnkhửlưu huỳnh v.v.
Cácchấtkèm và xúctáccóthểđược trộncùng bộtthannhư:bột quặngsắt,NaNO3, bộtoxytsắt(FeO) v.
Một sốhiệuứngvậtlýcóthểcườnghoá sự đốtcháybột than
Mộttrongnhữngphươngphápđólàsửdụngđiện trường.Hạt than trongquá trình nghiềnvàvậnchuyểnbằngkhínénđếntuyere, chúnghấpthụtrên bềmặt củacácphântửni tơlàmgiảmkhảnăngcháy.
Khiđưa bột thanvàođiệntrường,dướitácdụngcủađiệntrườngcácphântửbịhấpthụbịgiảiphóng ra,vàhoạt tínhcháycủa hạt thantănglên.
Thực nghiệmđã cho thấy,mứcđộ đốtcháycủa bộtthancóthểđược tănglên20-30%.
Chấtlượngthan,độnghiền mịntrongphunthanlòcao
Chất lượng,loại thanảnhhưởngtrựctiếpđếnkhảnăngđốt cháycủathan,sinhnhiệt,sinhkhívàtrođưavào trong lò.
Loạithanantrraxit vớihàmlượng chất bốcít,thực tếtỏưuđiểmtrongphunthanlòcao.Hàmlượngcácbon,tươngứnglànhiệt trịcủa thancàng caocàngtốt Thanchứaítlưuhuỳnh.Hoạt tính cháycủathanảnhhưởng nhiềubởicấutrúc vimôcủa hạt thancũngcầnphảiđểcập.
Trênthựctếphun thantạicáclòcaotrên,thanđượcdùngcóthểlàmột loại, hoặccóthểđ ấ utrộncácloạikhác nhauđểcósựtốt nhất chođốtcháynó tronglòcao.
Liênquanđếnvấnđềhiệuquảchiphí năng lượng,cáiphải bỏrađểnghiềnthanđếnđộmịn nàođó và cáithu laiđược do khảnăngđốtcháy triệtđểtronglòcao.Độmịn tốiưuđược sựdụng cho phunthanđượcxácđịnhthông quachitiêukinhtếtốiưu.
Thôngthườngđộmịnbộtthandùng cho phunthanlòcaolà80% cớhạtqua sàng200mesh.Cábiệt tại mộtsốlòcao(vídụmộtlòcaocủa Anh)cảthan"hột"cớhạtđến2mmvàthanbộtvới chếđộchạykhácnhau.
Đạt lượngphun218kg/TMHtạilòcaosố4FukuyamaJapan
Tháng4năm1994lòcao số4tạiFukuyama,NhậtBảnđãđượclắpđặtxong,đếntháng10,sáutháng saukhilắpđặtmộtlượngphun caođãđạtđược.Lượng phunlớnnhất dạt230kg/TMH, trung bìnhđạt218kg/TMH Nguyên nhân chínhđể đạtđược lượng phunbột thancaonhưsau:
(2) Sửdụng quặngthiêu kết,quặng vê viên với tính hoànnguyên vàđặc tính chảytốt;
(3) Điềukhiển tốiưuphân bốdòng khíđểgiữtínhthông khícủa lò;
Hơnthếnữa, vùngthấpcủalòđược phântíchbằngthiếtbịlấymẫuvậtliệucộtcốc chốngl ò vàkhẳngđịnh tínhthấmcủavùngnàycóthểđượcduytrìbằngsựcảitiếncủalànphunnhiênliệuvàđặctính của cột liệu.
Chìa khoácôngnghệđểtăng lượngthan phunlànângcao hiệu suất cháy trongvùngcháycủalòcao.Cácnhântốảnhhưởngđếnhiệusuấtcháybao gồmđặctính của thanvàđ iềukiệngió nóng,thiết kếvềlànphunthanđảmbảohiệusuấtcháycao.
Vòi phun hai làn lệchtâmđãđược pháttriển,hiệuquảcháycủa nó tăngkhoảng 10% sovớilànphunđôithường.Trên hình4.4.1Hiệuquảcháy bột than vớicácbốtrí khácnhaucủa làn phun,(1)lànđơnthông thường, (2)lànđôi;(3)lànđôilệchtâmđượcthiết kếmới.η:hiệusuất cháyđotrên môhìnhthực(tại vịtrícáchđiểmphun300mm).
Trênhình 4.4.2.Bốtrícáclàn phun trong thiếtbịtuyere củalòcao.Hailànphunđượcbốtrí chéonhauđểtránh sự đụng nhaucủacácdòng than,phân tán bộtthantốtdẫnđếnhiệuquảcháytốthơn.
Hình4.4.2.Bốtrílànđôilệchtâm 4.4.4 3.Thiết lậplượng phunlớnnhất
Hiệusuấtcháytronglòcaođãđược xácđịnh bằngmôhìnhtoánhọcvới sựchúýđếnsựphântáncủahạtthan.Từkết quảmôhình vềhiệusuất cháy,lượngbộtthanhoácốc(muội than) sinh ratrongvùngcháycủalòđược thểhiện trên
4.4.3lượngcácbontiêu thụbởiphảnứng hoà tan chomỗilượngphun khác nhau cũngđã đượctínhtoánbằng môhình Ristđượcđưara
Giảthiếtlượngmuộithanchỉtiêuđichỉbằngphảnứng hoàtancácbon,điểmnơimàlượngmuộithanvà lượng các bongiao nhauthểhiệngiớihạntrên củalượng phunthanlớnnhất,nóthayđổi theocáchbốtrílànphun.TrongHình7.3, nóđượcthiếtlậplà 190kg/TMH,
210kg/TMH,230kg/TMHtươngứngvớilànphunđơn,lànphunđôi vàlànphunđôilệch tâm Cân nhắckếtquảnàylànphunđôilệchtâmđượcứngdụngcholòcao Fukuyamsố4 -Japan. 4.4.4.4.Tốiưu hoáchếđộvận hànhlòcao:
Bêncạnhhiệusuấtđốt cháy,vấnđềvậnhành chínhcùng vớiphunbộtthancaolàđiềukhiểnnhiệtđộđỉnh lò,duy trì tính thấmkhícủa lò.Với nhữngvấnđềđặt ranhưvậtcácphươngphápsauđược pháttriển.
Hình4.4.4thểhiệnmối quan hệgiữa lượngphunthan và mứcđộgiàuoxy,đượcphânloại bằngtỷsốdòng nhiệtvànhiệtđộcủa ngọn lửa tuyere.
Mối quanhệthực nghiệmgiữa nhiệtđộkhíđỉnhlòvàhệsốdòng nhiệt cũngđồng thời được chỉtrong hình4.4.4, khinhiệtđộ đỉnhlòtăngvì giảmtỷsốdòngnhiệt.
250độCđểbảovệcácthiếtbịnạpliệuvàg i ảmtrởlựcthôngkhícủalòởvùng trên.Từhình4.4.4chothấytỷsốdòng nhiệt phảiđược giữtrêngiátrị0,75.
Nhiệtđộngọnlửatuyeređượcđặtthấpnhấtlà 2050độC,nhưvậymới duytrìđượchiệusuấtcháycủabột thavà quátrìnhtruyền nhiệt tạivùngdướicủalò.
Làmgiàu oxycho mỗimứcphunthan dựatrêncơsởtỷsốdòng nhiệtthấpnhấtcóthểvà nhiệtđộngọnlửathấp nhấtcóthể đãđược xácđịnhvàthểhiệntrongphầngạchdấutrênHình.4.4.4.Hơnthếnữacầntạoramộtkhông giantrướctuyeređểđủthờigianlưuh ạtthanđảmbảohiệusuấtcháy, khitốcđộcủa gió nóngtạiđầutuyeređượcđặtcaohơn220m/s vàđường kínhtuyeređượcđiềuchỉnh khigiảmgió.
Hình4.4.4.Xácđịnh lượngoxyđểlàmgiàu gió nóngtheot ỷnhiệt củalòvà nhiệtđộngọnlửa.
(Điềukiện giónóng 1200độ,ẩmtrong giónóng 25g/Nm 3 )
Tạilòcaosố4, phânbốcộtliệuđãđượcđiềukhiển bằngsửdụngthiếtbịnạpcốc trungtâm(CFC) vàáogiáplưuđộng (MA).Dòng khítrungtâmđượcduy trìbằngđiềuchỉnhlượngcốctạiCFC,đồngthời dòngkhí biênđượcđiềuchỉnhbằng MA Với sựtănglượngthan, bởi vậylượngcốc cungthayđổi.Lượngcốcđược giảmtừ34t/chđối với lượngcốctrên420và28t/chkhi lượngcốcthấphơn350vìgiới hạncủanăngsuấtnạpcủa quặng.Đ iềunàytươngứngvớigiảmchiều dàycủalớp cốctừ40đến33cmtại phânbụng lò. Khi chiềudày lớpcốc gảm, khảnăngthôngkhí cũng giảmvàsựgiảmnàyđược bù lạimột phầnbằngcách giảmtải củacộtliệu.
4.4.4.4.3 Các tính chât của than vàliệu
Chất lượngnguyênliệuđược giữnguyêntừkhibắtđầuphunthanđếnkhi lượngphunđạt200kg/TMH,sauđochấtlượngquặngđượcthayđổiđểtăngcườngtính thấmkhí,thấmlỏngtại vùng dưới của lò.Nhưbảng2làđặc tính củaliệukhilượngphunđặtởmức 220kg/TMH. Điềuđầutiên,tỷlệhoácục(HPS)trong quạng thiêukếtđượctăngtừ30đến100%để tăngcườngkhảnănghoànnguyênvàgiảmsứccảnthấmvùng nóngchảyliệutronglò.
Vìkhảnăng cốcnhỏtíchtụtrong vùng cột chống cốc củalògiaităng khitănglượngphunthan,dẫnđếnlàm nghèotínhthấmtạivùngdưới củalò, cườngđộcủacốc(DI) được tăng 0,4%nhưtrongbảng 2.Lượng xỉđượcgiam320đến280kg/TMHđềphòngkhảnăngảnhhưởngđếndòngkhívà dòngchất lỏng tại vùngthấpcủa lò Sựgiảmnàyvềlượngxỉ đượcđạtđược bằngcáchgiảmhàmlượngtrcủacốcvà tănglượngquạng cục vàquặngviên.
Kếtluận
Vậnhànhlòcaovớiphunthancóhiệuquả,làmộtvấnđềcôngnghệlớn tronglĩnhvựcsảnxuấtgangthép.Để ứngdụng côngnghệlầnđầutiênởViệt
Nam,cáckỹsưcôngnghệ,thiếtbịc ầnnghiêncứunắmđược cácbí quyếtvậnhànhcủalòcaohiệnđại vàthựct i ễnvậnhành của cáclòcaocóquimôvàtrìnhđộtươngtự.Vấnđềnày phảihếtsứcchútrọngđổimới vàcảitiến trong các khâu côngnghệcủalòcao(từvấnđềnguyên,nhiênliệu,cáchệthống củalòcaovàvậnhành lò).