Nowoczesne metody regulacji wielostopniowego doprowadzenia powietrza do kanału grzewczego, na przykładzie rozwiązań zastosowanych w nowoprojektowanej baterii nr 4 dla Koksowni Przyjaźń w Dąbrowie Górniczej

• Autorzy: Hummer W. , Wojciechowski G. , Ziółkowska A. , Adamczyk W. , Klimanek A. , Szlęk A.

Warianty tytułu

EN

Modern methods of adjusting multistage air supply to the heating channel using example of solutions of newly designed battery No. 4 for the Coking Plant "Przyjaźń" in Dąbrowa Górnicza

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przy projektowaniu nowej technologii opalania baterii koksowniczej wykorzystano zdobyte już doświadczenia z eksploatowanych baterii systemu ubijanego zarówno w kraju jak i za granicą, dokonano przeglądu wymogów wynikających z BAT w zakresie ochrony środowiska oraz zweryfikowano wszelkie dotychczasowe problemy i nowości z zakresu rozwiązań maszyn piecowych, bezpieczeństwa i warunków pracy obsługi. Rozkład temperatury wzdłuż wysokości ścian grzewczych był przedmiotem badań prowadzonych za pomocą technik numerycznej mechaniki płynów i przepływu ciepła, które wykazały, że przy obecnej technologii jest on nierównomierny. Zastosowano technologię wielostopniowego podawania powietrza, która pozwala na wydłużenie płomienia i obniżenie maksymalnej temperatury w kanałach grzewczych, co skutkuje znacznym zmniejszeniem emisji tlenków azotu i wyrównaniem rozkładu temperatury ścian. W tej technologii całkowita ilość powietrza jest porównywalna z konwencjonalnym rozwiązaniem, a wydłużenie płomienia zrealizowane jest poprzez rozdzielenie strumienia powietrza na kilka części podawane na różnych wysokościach kanału. Ilość powietrza doprowadzanego do każdej ściany grzewczej regulowana jest na wejściu w każdym zaworze powietrzno spalinowym, a w poszczególnych kanałach za pomocą specjalnych kształtek ceramicznych zwanych bananami. Wadą tego systemu jest trudna zamiana wielkości otworów regulacyjnych po rozgrzaniu baterii, praktycznie po ustawieniu podczas murowania pozostają one w swoich pozycjach. Opracowano nowe sposoby regulacji ilości doprowadzanego powietrza do kanału grzewczego baterii koksowniczej, ze szczególnym uwzględnieniem baterii o wielostopniowym doprowadzeniu powietrza. Rozwiązanie umożliwia regulację powietrza do kanałów grzewczych poprzez płytę dyszową baterii, wykorzystując otwory technologiczne wziernikowe oraz otwory służące do przedmuchiwania regeneratorów, do regulacji dopływu powietrza pierwotnego i wtórnego w poszczególnych kanałach grzewczych. Sposoby regulacji testowano na dwóch kanałach grzewczych współdziałających z trzema regeneratorami. Dodatkowo przeprowadzono szereg symulacji komputerowych dla różnych geometrii układu doprowadzenia powietrza i przy zmiennych parametrach na kolejnych etapach opracowywania nowej technologii, we współpracy z ITC Politechniki Śląskiej. Obliczenia potwierdziły, że technologia ta pozwala na znaczne ograniczenie emisji NO_x oraz wyrównanie temperatury ściany grzewczej wzdłuż wysokości.

EN

Design of a new coke oven battery firing technology was done using experience with the battery operated stamping system both at home and abroad as well as a review of the requirements arising from BAT for environmental protection and verifying all the existing problems and new solutions in the field of furnace equipment, safety and operating manual. Research carried out using computational fluid dynamics techniques showed that currently temperature distribution along the height of the walls of the heating is irregular. The developed technology includes multistage air supply, which allows the elongation of the flame and decrease of the maximum flame temperature in the heating channels, which results in significant reduction of emissions of nitrogen oxides and improvement of the walls temperature distribution. In this technology, the total amount of air is comparable with the conventional solution, and the extension of the flame is achieved by splitting the air flow into several sections at different heights above the channel. The amount of air supplied to each heating wall is regulated at the entrance at each flue gas - air valve, and at the individual channels using special shaped ceramic called bananas. The disadvantage of this system is that regulation holes size is difficult to adjust after warming up the battery, after setting the masonry they practically remain in their positions. New ways of regulating the amount of air supplied to the coke oven battery heating channel, with particular attention to the battery of a multi-stage air intake were developed. The solution allows adjustment of the heating air channels through a die plate battery using sensor technological holes and openings for blowing regenerators, to adjust the air supply of primary and secondary heating in the individual channels. Regulation methods were tested on two heating ducts interacting with three regenerators. In addition, in collaboration with ITC Silesian University of Technology a number of computer simulations for different geometry air inlet system and the variable parameters during stages of development of new technology were conducted. Calculations confirmed that the technology allows significant reduction in NO_x emissions and the heating wall temperature along the height equalization.

Słowa kluczowe

PL

ściany grzewcze baterii koksowniczej; emisja NOx; stopniowe doprowadzanie powietrza; spalanie niskoemisyjne; regulacja powietrza

EN

coke oven battery heating walls; NOx emissions; air staging; clean combustion; air flow regulation

• Wydawca: Wydawnictwo Górnicze Sp. z o.o.
• Czasopismo: Karbo
• Rocznik: 2015
• Tom: Nr 2
• Strony: 42--46
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Hummer W.

• BP „Koksoprojekt” Sp. z o.o., Zabrze

autor

Wojciechowski G.

• BP „Koksoprojekt” Sp. z o.o., Zabrze

autor

Ziółkowska A.

• BP „Koksoprojekt” Sp. z o.o., Zabrze

autor

Adamczyk W.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, Gliwice

autor

Klimanek A.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, Gliwice

autor

Szlęk A.

• Politechnika Śląska, Instytut Techniki Cieplnej, Gliwice

Bibliografia

• 1. Best Available Techniques (BAT) Reference Document for Iron and Steel Production Industrial Emissions Directive 2010/75/EU (Integrated Pollution Prevention and Control), European Integrated Pollution Prevention and Control Bureau (EIPPCB).
• 2. Klimanek A., Szlęk A., Hummer W., Wojciechowski G., Ziółkowska-Talar A., Modelowanie niskoemisyjnej baterii koksowniczej. Karbo, 2012, t. 57, nr 4), s. 222.
• 3. Adamczyk W., Klimanek A., Szlęk A., Wykonanie obliczeń przepływu powietrza wtórnego dla kanałów skrajnych oraz dla przepływu przez regenerator wraz z podziałem otworów w blachach regulacyjnych na przykładzie baterii nr 4 w Koksowni Przyjaźń S.A., praca niepublikowana.