Самая перспективая конструкция воздухонагревателя с высокой температурой дутья – бесшахтный воздухонагреватель Калугина (ВНК)

Горелка форкамерного типа со струйно-вихрейвой подачей газа и воздуха, установлена на верху купола и обеспечивает очень хорошее сжигание газа до входа в насадку.(см. схему.1)

схема.1 бесшахтный воздухонагреватель Калугина

Преимущества ВНК：

•  Воздухонагреватели хорошо вписываются в существующие габариты блока при реконструкции

•  Применяется обычное оборудование;

• «Короткое замыкание» в этих воздухонагревателях искючено; 

• Пульсирующее горение полностью отсутствует на всех режимах работы;

• Сопротивление воздухонагревателя с горелкой невелико и достаточно существующих давлений газа;

• Имеется весьма равномерное распределение продуктов горения по насадке (95-97%);

• Возможно работать с подогревом газа и воздуха горения до 600℃;

• Поднасадочное устройство безбалочной конструкции позволяет работать с максимальной температурой дыма 500℃;

• Применяется блочная шестигранная насадка с поверхностью нагрева 48м2/м3 и 64м2/м3;

• Достигнутая температура горячего дутья - 1300℃. Возможно достижение температуры горячего дутья 1400℃ при использовании рядовых огнеупорных материалов (динас, муллитокорунд, шамот);

• Срок службы без капитального ремонта – 30 лет;

• Малые габариты, экономия огнеупорных материалов при строительстве 30-50%;

• Конструкция запатентована.

• Первый воздухонагреватель эксплуатируется без проблем с 1992 года.

    Данная прогрессивная конструкция воздухонагревателя имеет следующие основные характеристики, как высокая температура горячего дутья, низкое капиталовложение, длительный срок службы, малые выбросы загрязняющих веществ. Воздухонагреватели Калугина применяются на доменных печах объемом с 250 по 5500м.куб, которые нагревали доменное дутье до 1250-1350 ℃ (максимально 1400℃) при использовании рядовых огнеупорных материалов (муллито-корунд, шамот, динас). Данная техника не только экономит клиенам инженерное капиталовложение но и полезна клиентам для уменьшения расходов эксплуатации доменной печи и повышения комплексной энономической эффективности благодаря значительным преимуществам ВНК (низкие расходы экплуатации, низкие расходы ремонта)

    Применение бесшахтного воздухонагревателя Калугина в реконструкции воздухонагревателя с внутренней камерой горения уже 30 лет, преимуществами которого являются высокая температура горячего горения, низкое капиталовложение и длительный срок службы. В последние 10 лет ЗАО «Калугин» выполнило реконструкции воздухонагреватель с наружной камерой горения в России, Японии,  Украине, Турции, Казахстане и т.д., в том числе самый большом проектом реконструкции представляется реконструкция воздухонагревателя с наружной камерой горения доменной печи объемом 5500м куб. в ОАО «Северсталь» воздухонагревателем Калугина. В Японии выполнило реконструкцию воздухонагревателя с наружной камерой горения ДП объемом 3200 м куб. и ДП объемом 5000м куб. воздухонагревателем Калугина.

        История развития воздухонагревателе

Воздухонагреватель с внутренней камерой горения
  Основной тип существующих воздухонагревателей в мировой практике. В одном кожухе, параллельно, размещены и камера горения, и камера насадки.

схема 2   воздухонагреватель с внутренней камерой горения

Воздухонагреватель с наружной камерой горения

 Камера горения заключена в самостоятельный кожух.(см. схему 3) 

Устраняются только два недостатка:

«короткое замыкание» и «эффект банана». 

Значительно усложняется конструкция купола;

Требуется сложная система компенсации температурных расширений кожухов воздухонагревателя и камеры горения;

Требуется больше места для размещения;

Стоимость выше на 30-35%.

Максимальная температура горячего дутья при длительной эксплуатации – 1250℃.

схема 3 воздухонагреватель с наружной камерой горения 

Бесшахтные воздухонагреватели 
Не имеют камеры горения и связанных с ней недостатков.

Наш первый опыт сооружения бесшахтного воздухонагревателя с кольцевой форкамерой в России на ОАО «НТМК» ДП объемом 1500м3 в эксплуатации с 1982г. (см. схему4)

В основании купола расположена короткая (1м) кольцевая форкамера, в нижней части которой установлено несколько десятков керамических горелок малого калибра. Воздухонагреватель имеет расширенный купол. Кольцевые коллекторы газа и воздуха расположены внутри кожуха применяется такое же оборудование, что и при керамических горелках.

Эксплуатируется без ремонта 28 лет и находится в хорошем состоянии. Температура горячего дутья – 1200℃, опробован на температуру горячего дутья 1350℃.

схема 4 первый опыт ВНК

С появления конструкции первого бесшахтного воздухонагревателя с форкамерой в мире, ВНК ледирует новый виток технической революции на основании его прогрессивной струй-вихревой горелки (патентованная техника), поднасадочного устройства безбалочной конструкции и насадочного блока нового типа. ВНК - представитель воздухонагревателей высокой температуры горячего дутья, длительного срока службы, низкого капиталовложения и малых выбросов загрузняющих веществ, которые применялись на крупных доменных печей объемом 5000-5500м3 в Китае, России и Японии, температура горячего дутья достигалась до 1300℃. (см. схему 1)

Наиболее слабый элемент – камера горения. Требует частных ремонтов.

Имеет 6 основных недостатков:

• «Короткое замыкание» или прямые перетоки газов между камерой горения и камерой насадки, приводящие к выбросам несгоревшего газа в авмосферу и снижению температуры горячего дутья;

• «Эффект банана» или наклон камеры горения в сторону насадки, это приводит к их взаимным повреждениям;

• Деформация и обрушение кладки нижней части камеры горения вследствие ползучести (крипа) огнеупоров;

• Неравномерное распределение продуктов горения по насадке (до ±15%) вследствие бокового положения камеры горения;

• Растрескивание огнеупоров по условиям термической стойкости при резких колебаниях температуры во время смены газового и дутьевого периодов;

• Пульсирующие горения, связанное с акустическим возбуждением высокой камеры горения.

Температура горячего дутья при длительной эксплуатации – до 1200℃.。（см. схему 2）