Некоторые физические явления при использовании промышленных газов и пара на Челябинском металлургическом комбинате
Общая характеристика производства чугуна и стали Физико-химические свойства получаемых и используемых газов Некоторые физические явления при использовании промышленных газов и пара на Челябинском металлургическом комбинате Понимание физических процессов – необходимость нашего времени Список используемой литературы Общая характеристика производства чугуна и стали
Железо имеет огромное значение с давних времен. Еще до нашей эры его получали в пластичном состоянии в горнах. Шлак отделяли, выдавливая его из губчатого железа ударами молота. По мере развития техники производства железа постепенно повышалась температура, при которой велся процесс. Металл и шлак стали плавиться – стало возможным разделять их гораздо полнее. Но одновременно в металле повышалось содержание углерода и других примесей – металл становился хрупким и нековким. Так появился чугун. Позднее его научились перерабатывать: зародился двухступенчатый способ производства железа из руды. На Челябинском Металлургическом комбинате современная схема получения стали состоит из доменного процесса, в ходе которого из руды получается чугун (в доменных печах, выложенных из огнеупорных кирпичей, высотой около 30 метров, при внутреннем диаметре 12 метров), и сталеплавильного передела (конвертора и электрической печи, где приводится к уменьшению в металле количества углерода и других примесей). В металлургическом производстве комбината широко применяются горючие и инертные газы, используется пар. Современный высокий уровень их использования основан на теоретических исследованиях и открытиях в физике, химии и других науках. Физико-химические свойства получаемых и используемых газов Доменный газ Является побочным продуктом в доменных печах при выплавке чугуна. Представляет собой механическую смесь окиси углерода, азота, метана, водорода. Физические свойства: теплотворная способность 800-900 ккал/м3. Удельный вес 1,33 кг/м3 то есть, немного тяжелее воздуха, удельный вес которого 1,29 кг/м3. Максимальная температура горения 1500 оС. Горит синеватым пламенем. Взрывоопасен. В смеси с воздухом, нижний предел взрываемости по объему 37% (остальное воздух), верхний предел взрываемости 64% газа (остальное воздух). Температура воспламенения 650 оС. Очень ядовит из-за наличия в газе угарного газе (окиси или оксида углерода). Не имеет запаха, цвета, вкуса, из-за чего сильно опасен. Доменный газ используется для обогрева воздухонагревателей доменного цеха, а также в ХПЦ-3, паросиловом цехе, на коксохимпроизводствах. В смеси с коксовым газом подается на печи прокатных цехов и термического производства. Остатки сжигаются на котлах ТЭЦ. Коксовый газ Является побочным продуктом при спекании (без доступа воздуха – сухие перегонки) каменного угля в коксовых печах. Физические свойства: теплотворная способность 3600-3700 ккал/м3. Удельный вес 0,45-0,46 кг/м3 (в три раза легче воздуха). Максимальная температура горения 2060 оС. Горит красноватым пламенем. В смеси с воздухом взрывоопасен. Нижний предел взрываемости по объему 6% (остальное воздух), верхний предел взрываемости – 32% газ (остальное воздух). Температура воспламенения 550 оС. Для сжигания 1 м3 газа требуется примерно 5 м3 воздуха. Без цвета, вкуса, имеет резкий запах нафталина, тухлых яиц за счет содержания сероводорода. На организм человека действует отравляюще вследствие того, что в его составе содержатся: окись углерода, аммиак, цианистые соединения и сероводород. Коксовый газ используется для обогрева коксовых батарей, двух пекококсовых батарей, печей смолоперегонного цеха. Наибольшее количество коксового газа в смеси с доменным подается на печи прокатного и термического производства. Избытки сжигаются на котлах ТЭЦ. Смешанный газ На ЧМК в качестве газообразного топлива применяется смесь газов: - доменного и коксового; - доменного и природного; - доменного, коксового и природного. Используя явление диффузии в газах, когда происходит выравнивание концентрации молекул вещества, обусловленное хаотическим движением молекул, широко применяют смешивание газов. Его производят с целью достижения определенной теплотворной способности газа, применяемого на различных газопотребляющих агрегатах. Смешивание происходит на газоповысительных станциях газового цеха (см. схемы). При сжигании газа (Δ V отрицательно) положительную работу выполняют внешние силы. За счет работы внешних сил внутренняя энергия газа возрастает. При расширении газа (Δ V положительно) работа газа положительная, а его энергия уменьшается на величину произведенной работы. Физические свойства смешенного газа: теплотворная способность 2400 ккал/м3, удельный вес 0,9 кг/м3, в полтора раза легче воздуха. Температура горения 1800 оС. Температура воспламенения 600 оС. Взрывоопасен в смеси с воздухом: нижний предел 20% газа (остальное воздух), верхний предел 65% газа (остальное воздух). При сжигании смешенного газа на газопотребляющих агрегатах цехов используется конвекция – теплообмен, который происходит при перемешивании неравномерно нагретых слоев газа под действием силы тяжести. Природный газ Физические свойства: теплотворная способность 8050 ккал/м3, удельный вес 0,73 кг/м3 (почти в два раза легче воздуха). В смеси с воздухом взрывается в пределах от 5% до 15% газа в воздухе. Температура воспламенения 550 оС, температура горения 2020 оС. На комбинат поступает с Уренгойского месторождения через газорегуляторные станции (ГРС) по подземным магистральным газопроводам внешнего общего газоснабжения «Трансгаз». В южной части комбината расположен газомерный узел общего назначения, от которого природный газ поступает в общезаводскую магистральную закольцованную систему газопроводов, а затем через автономные ГРП к потребителям газа. Некоторые физические явления при использовании промышленных газов и пара на Челябинском металлургическом комбинате
На ЧМК для транспортировки используемых в работе горючих газов проложен система газопроводов. Надземные газопроводы промышленных газов изготовлены из стали, обладающей технологической свертываемостью, с отношением предела текучести к пределу прочности не более 0,75. Опорные конструкции газопроводов подразделяются: - неподвижные (жесткие), не допускающие никаких перемещений; - подвижные, допускающие перемещение газопроводов в направлении их продольной оси; - маятниковые, допускающие перемещение газопроводов в двух и более горизонтальных направлениях. Для снятия возникающих температурных деформаций газопроводов, учитывая расширение тел при нагревании и сжатие при охлаждении, то есть линейное расширение (линейное сжатие), установлены компенсаторы. Они могут быть линзовые, дисковые, сальниковые и П-образные. Каждая волна линзовых и дисковых компенсаторов, устанавливаемых на горизонтальных участках газопроводов, оснащена двумя штуцерами, предназначенными для заливки антраценового масла. Для непрерывного удаления влаги (конденсата) из газопроводов через определенные расстояния установлены конденсатоотводчики. Минимальная высота баков в них на 500 мм больше расчетного давления газа, но не менее 2000 мм. В этих баках постепенно накапливается вода. Именно она создает своеобразный «водяной затвор», не выпускающий газ наружу. Для вытеснения остатков газа из газопроводов при остановках и вытеснения воздуха при пусках в работу установлены продувочные свечи-трубы высотой около пяти метров. Кроме того на газопроводах установлены задвижки, заглушки, вентили, краны, регулировочные дроссельные органы, быстродействующие отсечные клапаны, газосбросные устройства, измерительные диафрагмы и многие другие механизмы, жизнь которым, в содружестве с другими науками, дал предмет «Физика». Так, линейное расширение (сжатие) металлов широко используется в контрольно-измерительных приборах и различных автоматических устройствах по измерению давления, температуры газа. В них используется биметаллическая пластинка. Она состоит из двух разнородных металлических полос, склепанных друг с другом. При нагревании одна полоса изменяется больше другой и вся пластинка изгибается – в результате замыкаются и размыкаются электрические цепи. Используются приборы, состоящие из двух разнородных металлов со спаянными концами. Здесь создается электрическая энергия за счет внутренней энергии другого тела, поддерживающего разность температур спаев. Этот прибор – термопара. На ней часто делают один спай, спаивая отрезки проволоки (или пластинки) из двух разнородных металлов, а к свободным концам присоединяют внешнюю цепь и измерительные приборы. Роль второго (холостого) спая выполняют контакты с проводами внешней цепи. Для измерения калорийности газа применяют приборы-калориметры, работа которых основана на вычислении количества теплоты при теплообмене. Наружные газопроводы заземляются через 250 м. Причем сопротивление заземлителя растеканию тока не более 10 Ом. В местах фланцевых соединений установлены токопроводящие перемычки.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Генезис конфликтологии как науки в древней Греции: Для уяснения предыстории конфликтологии существенное значение имеет обращение к античной... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (184)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |