Перспективні типи теплоакумулюючих елементів

Abstract

У роботі розглянуто проблему підвищення ефективності експлуатації систем повітропостачання доменних печей, які обладнані регенеративними теплообмінниками з нерухомою вогнетривкою насадкою для нагріву гарячого дуття. Проаналізовані існуючі методи покращення показників роботи повітронагрівачів. Показано, що подальше зростання теплової ефективності регенеративних теплообмінників шляхом оптимізації параметрів роботи або заміни насадок є неможливим без збільшення габаритних параметрів. В якості перспективного заходу пропонується використання теплоакумулюючих елементів з фазовим переходом, де в якості плавкої вставки застосовуються сполуки з певною температурою плавлення, яка відповідає режимам роботи повітронагрівачів доменних печей. Вони знайшли застосування для накопичення теплоти в геліосистемах. За рахунок дії "залишкового" теплового ефекту насадки акумулюють додаткову кількість теплоти. Це дозволить збільшити теплову потужність теплообмінника та підвищити температуру нагріву гарячого дуття без змін габаритних параметрів. Умови роботи систем повітропостачання доменних печей відрізняються високим рівнем температур, що складає 1200–1350°С, значними витратами та швидкостями гарячого та холодного теплоносіїв, їх підвищеним тиском. Тому виникає питання вибору відповідних теплоакумулюючих елементів з урахуванням їх властивостей та режимних параметрів роботи доменних печей.

The paper considers the problem of improving the efficiency of operation of blast furnace air supply systems, which are equipped with regenerative heat exchangers with fixed refractory nozzle for heating hot blast. The existing methods of improving the performance of air heaters are analyzed. It is shown that further growth of thermal efficiency of regenerative heat exchangers by optimization of operation parameters or replacement of nozzles is impossible without increasing the overall parameters. As a perspective measure the use of heat storage elements with phase transition is proposed, where as a fusible insert compounds with a certain melting point are used, which corresponds to the operating modes of blast furnace air heaters. They have found application for heat storage in solar systems. Due to the "residual" thermal effect, the nozzles accumulate additional heat. This will increase the heat capacity of the heat exchanger and increase the hot blast heating temperature without changing the dimensional parameters. Operating conditions of air supply systems of blast furnaces are characterized by high temperature level, which is 1200–1350°С, significant flow rates and speeds of hot and cold coolants, their increased pressure. Therefore, there is a question of choosing appropriate heat-acumulative elements taking into account their properties and operating parameters of blast furnaces.