Техническое перевооружение – приоритетное направление развития ГМК Украины
ДОННА ДОМНА
ДОННА ДОМНА
Техническое перевооружение –
приоритетное направление развития ГМК Украины
В плавильной технологии
металлургического производства одним из
важнейших факторов увеличения
производительности доменных печей (ДП),
сокращения расхода кокса и улучшения качества
выплавляемого металла является повышение
давления обогащенного кислородом дутья,
приводящее к повышению скорости движения дутья в
печи и, таким образом, к повышению сопротивления,
оказываемого восходящим потоком дутья опусканию
плавильных материалов.
Задачу повышения давления под
колосником ДП решали металлурги США и бывшего
СССР еще с 40-50 годов ХХ века. В СССР пошли по пути
создания новых, более мощных турбокомпрессорных
агрегатов (ТКА) и их паротурбинных или
электрических приводов. Широко использовалось
также параллельное и последовательное включение
ТКА. Это привело к существенному повышению
энергопотребления воздуходувных станций и
поставило на повестку дня новую задачу
оптимизации снабжения ДП обогащенным дутьем:
точное поддержание заданного давления дутья под
колосником при нестабильном процессе
взаимодействия в шахте ДП встречных потоков и
минимальном расходе энергоносителей на привод
ТКА.
Однако применяемые сегодня
способы энергоемки, морально устарели, не
обеспечивают необходимой точности и
экономичности и во многом зависят от
квалификации оперативного персонала
("человеческого фактора"). Существующие
системы автоматического регулирования (САР) ТКА
также морально устарели и препятствуют
эффективному и экономичному регулированию
упомянутых параметров дутья. Прежде всего, они не
обеспечивают точное, эффективное и
экономическое предотвращение помпажа ТКА,
который сопровождается нарушением как режима
ТКА, так и самого доменного процесса, что может
приводить к авариям, иногда с катастрофическими
последствиями.
Криворожский государственный
горно-металлургический комбинат
"Криворожсталь" первым из всех
металлургических комбинатов в Украине и СНГ в
целом внедрил современную микропроцессорную
"Систему автоматического регулирования ТКА 5500
подачи доменного дутья". Идея, предложенная в
1999 г. главным инженером УГЭ Анатолием Швецом,
была поддержана техническим директором
Владимиром Шереметом и генеральным директором
комбината Олегом Дубиной. Среди всех имевшихся
предложений отечественных и иностранных
производителей аналогичных систем наиболее
приемлемой с точки зрения стоимости и
экономической эффективности, адаптированности к
отечественному изношенному оборудованию было
выбрано предложение американской компании Compressor
Controls Corporation (CCC). Система ССС является современной
микропроцессорной электрогидравлической
системой, которая повышает эффективность,
надежность и экономичность работы как ТКА, так и
ДП. Она включает в себя программно-технический
комплекс (ПТК) и электромеханические
преобразователи с цифровым управлением (ЦЭМП).
Применение "Системы
автоматического регулирования ТКА 5500 подачи
доменного дутья" производства компании Compressor
Controls Corporation (Система ССС) дало следующие
положительные результаты:
– возможность точного
поддержания заданной частоты вращения ротора
компрессора (погрешность составляет 1 об./мин.);
– возможность работы
турбоагрегата с полностью закрытыми клапанами
СНОРТ и антипомпажного клапана (АПК);
– уменьшение потерь
обогащенного кислородом дутья;
– возможность поддержания
давления на выходе компрессора с точностью 0,01
бар;
– эффективная защита
компрессора от помпажа и, как следствие,
возможность работы компрессора в
непосредственной близости от линии помпажа;
– возможность повысить
давление под колосником доменной печи;
– сглаживание провалов
давления при переключении кауперов;
– удобство и простота
управления агрегатом;
– повышение точности
измерения технологических параметров;
– периодическое
архивирование всех измеряемых параметров, а
также автоматическая запись всех измеряемых
параметров при критических ситуациях.
В соответствии с параметрами
Технического задания и Технико-экономического
обоснования реализация проекта обеспечила
возможность повысить давление под колосником
доменной печи на 0,3 бар и выше, значительно
уменьшить энергетические потери и, благодаря
повышению давления под колосником, увеличить
производительность доменной печи, т.к. повышение
давления под колосником на каждые 0,1 бар дает:
– рост производительности
домны до 1%;
– экономию кокса до 0,5%;
– сокращение выноса
колосниковой пыли на 20-40%.
Срок окупаемости Системы ССС
составляет около 6 месяцев. Повышение надежности
и экономичности технологического оборудования
достигнуто за счет высокой точности,
быстродействия Системы ССС и применения
запатентованных высокоэффективных алгоритмов
управления и ограничения, обеспечивающих точное
поддержание заданных параметров как в
статистических, так и в переходных режимах,
модернизации гидравлической части существующей
системы регулирования, а также за счет высокой
эффективности антипомпажного регулирования,
позволяющего повысить давление нагнетания и,
следовательно, производительность доменной печи
путем существенного уменьшения расстояния
рабочей точки компрессора от границы помпажа
(запаса по расходу).
Совокупность алгоритмического
обеспечения, стратегии выживания при отказе
датчиков и простота конфигурации в условиях
эксплуатации выгодно отличают Систему ССС от
оборудования других фирм. В настоящее время
Системами ССС оснащены практически все
металлургические фирмы США, а также
металлургические заводы Европы, Канады, Китая и
Южной Америки. Компания ССС является мировым
лидером в области регулирования турбин и
компрессоров. Внедренные Системы ССС, число
которых превышает 6000, работают во всем мире уже
на протяжении более 25 лет. В 1995 г. компании был
присужден Диплом министерства энергетики США за
выдающиеся достижения в области экономии
энергии.
КГГМК "Криворожсталь" стал
первым из всех металлургических комбинатов в
Украине и СНГ в целом, внедрившим такую систему в
доменное производство. Генеральным директором
О.Дубиной (ныне вице-премьер Украины) принято
решение на внедрение системы ССС для подачи
доменного дутья на крупнейшую в Европе домну №9.
Аналогичные проекты представлены и другими
металлургическими предприятиями Украины, таким
как МК "Запорожсталь", Днепровский МК им. Ф.Э.
Дзержинского, МК им. Ильича, МК "Азовсталь",
Алчевский МК, Енакиевский МЗ, Донецкий МЗ. Также к
внедрению аналогичного проекта для трех
электроприводных компрессоров приступил
Запорожский железорудный комбинат. При
содействии ПХО "Металлургпром" (генеральный
директор В.Харахулах), внедрение подобных
проектов включено в Программу по
энергосбережению в Днепропетровской области, а
также в проект Программы развития
горно-металлургического комплекса Украины до 2005
г.