Устройство для отопления горнов агломерационных и обжиговых машин Советский патент 1983 года по МПК F27B21/00 

Изобретеиие относится к черной металлургии, конкретно для отопления горнов газообразным и жидким топливом, и может быть использовано в других отраслях техники, где требуется раздельное или совместное сжигание топлив различных видов.

Известно устройство для отопления горнов агломерационных и обжиговых машин конвейерного типа с использова.иием для горения газообразного или .жидкого топлива 1).„ .

Недостатками этого устройства являются невозможность одновременного или раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива без замены горелочного устройства, невозможность регулирования характеристик факела, что не позволяет обеспечивать оптимальные скорости нагрева шихты.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемо|Му результату является устройство для отопления горнов, содержащее воз,духоподводящий.корпус с лопаточным ,завихрителем, газовую трубу, .внутри которой расположены мазутная форсун ка и запальник 2.

Недостатками зтой конструкции являются перегрев и прогары торцовой

части газовой трубы, лопаток воздуш ного завихрнтеля; трудности при роз-жиге, так как запальник заглублен в газовую трубу и к нему ограничен доступ воздуха; заброс горячих газов .в центральный канал газовой трубы, приводящий к отложению в ней сажи; необходимость наличии двух потоков воздуха - одного для сжигания газа,

10 другого для сжигания мазута, что способствует развитию факелов с различньми характеристиками.

Цель изобретения - повышение эффективности совместного и/или раз15 дельного сжигания жидкого и газообразного топлива и зксплуатационной на;цежности устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для отопления гор20нов агломерационных и обжиговых машин, содержащем воздухоподводящий корпус с лопаточным завихрителем, газовую трубу с расположенными внутри, нее мазутной форсункой и запальни25ком, на входном торце газовой трубы выполнена полость с отверстиями на наружной стенке, а между завихрителем и газовой трубой - кольцевой канал, при этом газовая труба выполнена с

30 .отверстиями, соединяющими ее внутреннюю полость с воздухоподводящим корпусом, площадь сечения которых составляет 0,05-0,1 площади сечения пос .леднего и равна площади сечения коль цевого канала:. . Повышение стойкости торцового участка газовой трубы достигается за счет охватывающей его полости. Благо даря движению газа через полость осу ществляется интенсивное охлаждение наиболее подверженных нагреву торцов В этом канале отсутствуют застойные 15оны, где возможно отложение сажи. Стойкость наружных стенок газовой трубы обеспечивается также за счет обдува .ее прямоструйн.ым потоком возгдуха, проходящимкольцевой канал меж ду лопатками завихрителя.и газовой . трубой.с площадью сечения, равной 0,05-0,1 площади живого сечения воздухоподводящего корпуса. Такое соотношение размеров кольцевого канала обеспечивает пропуск части воздуха вдоль газовой трубы со скоростями, близкими к скорости движения горячих газов, из горнового пространства вдоль наружной стенки газовой трубы к основанию завихрителя, .Это встречгное движение воздуха препятствует циркуляции горячих продуктов сгорани около стенок газовой труба и предотвращает ее перегрев. -При выполнении каналаплощадью менее чем 0,05 площади для прохода воздуха в горелке количество вдуваемого воздуха вдоль наружной Стенки мало и не способно нейтрализовать влияние возвратного потока дымовых газов. При увеличении этого соотношения более 0,1 количест во воздуха увеличивается настч лькр, что снижается расход воздуха через завихритель и ухудшается интенсивность крутки. I - . Площадь отверстий, соединяюцих внутреннюю полость газовой трубы с воздухоподводящимкорпусом также должна составлять 0,05-0,1 от площади последнего.Такое соотношение размеров Х5беспечивает пропуск части воздуха 1 вовнутрь газовой трубы в количестве, которое обеспечивает возможность устойчивой работы газового запальника, препятствует проникновению в газовую трубу ВЕасокотемпературнЕлх дымовых газов из горнового пространства и тем самым ликвидирует возможность перегрева и прогара внутренней стенки газового канала, препятствует осаждению витающих капель жидкого топлива на внутренних стенках канала и образованию сажи и кокса. При вы полнении этого канала площадью менее О,05 площади для прохода воздуха в горелке количество воздуха, проникаю щего вовнутрь газовой трубы, недоста точно для интенсивного охлаждения ее внутренних стен, для работы газовой запальной горелки. При выполнении этого соотношения более 0,1 количество воздуха, проникающего вовнутрь газовой трубы увеличится настолько, что это приводит к существенному снижению расхода воздуха через завихри.тель, снижениюинтенсивности крутки и охлаждения наружной стенки газовой трубы. На фиг. 1 изображено устройство, общий вид; на фиг. 2 и 3 - варианты выполнения полости газовой трубы. Устройство имеет воздухоподводящий корпус 1, запальник 2, мазутную форсунку 3., расположенные внутри газовой труби 4, имегацей соединительные каналы 5 и «Оканчивающейся на выходном торце охватывающей плоскостью 6, в наружной стенке которой выполнены отверстия 7. Устройство имеет в воздушном канале завихритель 8 воздуха, который вместе со стенкой газовой трубы образует кольцевой канал 9. Конструкция выходного участка газового сопла может выполняться в различных вариантах в зависимости от давления газа и воздуха, типа.и разН )иера форсунки. . , Л1 Устройство работает следующим образом. Газообразное топливо подводится в кольцевой канал газовой трубы 4, продвигается по нему к выходному торгцу и перетекает в полость 6 и чере-з отверстия 7 проникает в виде системы струй в вихревой поток, который образуется при прохождении воздуха, подводимого в корпус 1 через завихритель 8. При этом воздух одновременно через каналы 5 проникает во внутреннюю полость газовой трубы 4 и способствует устойчивому горению газа, поступающего на запальник. Запальный факел воспламеняет основную газовоздушную смесь, которая образует вихревой факел, вытекающий из горелочной амбра зуры в горновое пространство. Жидкое топливо распыливается любым известным способом и в виде тумана перемешивается первоначально с воздухом, подводимым по. соединительным каналам вовнутрь газовой трубы,а затем с основным потоком воздуха, вытекающим через завихритель. При такой организации подачи воздуха и топлива в горелочной амбразуре развивается факел, периферийные области которого в основном определяются интенсивностью горения газового топлива, а центральные - горением жидкого топлива. Это позволяет не изменяя расход воздуха на горн и общий коэффициент расхода воздуха регулировать характеристики факела: светимость, равномерность температуры по ширине горна и другие. При этом на любых режимах работы газовый

тракт горелки как изнутри, так и с обеих наружных сторон интенсивно охлаждается независимо от того, сжигается ли только газ только мазут или оба топлива одновременно, так как всегда выходной участок газового сопла омывается воздухом, вытекающим по каналу 9 и каналам 5,

При переводе режима работы устройства с газового на жидкое топливо или наоборот практически не изменяют ся характеристики факела, так как структура его в основном определяется аэродинамикой вихревого пери- . ферийного потока, которая не изменяется при замене топлива. Это исключает необходимость настройки горелок и предотвращает,потери топлива при переходных режимах,

В том случае, если в горелку подается газ высокого давления, выходной участок газовой трубы может быть выполнен согласно фиг, 2, Стенки трубы параллельны и на торце соединены сферической поверхностью. При этом увеличивается скорость движения газа вдоль охлаждающих поверхностей, что интенсифицирует их охлаждение. Для ггорелки с расходом газа 150 ширина кольцевого канала составляет около 25 мм. Если нежелательно существенное увеличение сопротивления газового.тракта, то торцовый участок можно.выполнить без изменения площади проходного сечения (фиг. 3). В случае, показанном на фиг. 3, несколь ко повышается сопротивление внутреннего воздушного тракта, что требует повышения давления воздуха перед горелкой.

При работе устройства на горне агломерационной машины с расходом газа 150 м/ч по воздушному тракту подают 2000-2500 воздуха. Часть воздуха в количестве 200-500 подводится непосредственно на охлаждение, при этом в горне формируется факел с равномерным полем температур

Предложенная конструкция обеспечивает эффективное сжигание топлива, . обладает высокой эксплуатационной надежностью, так как исключаются перегревы и разрушение основных элементов, ул5гчшаются условия работы запальной горелки и сокращается время, необходимое для розжига. Все это позволяет улучшить качество готовой продукции, сократить простои оборудования и увеличить производительность машин. Кроме того, улучшается равномерность тепловой обработки слоя по ширине паллет.Вследствие этого улучшается зажигание шихты у бортов паллет, что приводит к увеличению выхода годного агломерата из шихты, при этом сократится выход мелочи фракции 5-0 мм на 1-2%, а расход топлива на 2-3%.

Ожидаемый экономический эффект только от сокращения расхода коксика на спекание марганцевого концентрата на одну машину составит 37500 руб.

Формула изобретения Устройство дли отопления горнов агломерационных и обжиговых машин, содержащее воздухоподводящий корпус с лопаточным завихрителем, газовую трубу с расположенными внутри нее мазутной форсункой и запальником, отличаю щ е. еая тем, что, с целью повышения эффективности совместного и/или раздельного сжигания жидкого и газообразного топлива и эксплуатационной надежности, на выхоном торце газовой трубы выполнена полость с отверстиями на наружной стенке, а между завихрителем и газовой трубой - кольцевой канал, при этом газовая труба выполнена с отверстиями, соединяющими ее внутреиюю полость с воздухоподводящим корпусом площадь сечения которых составляет 0,05-0,1 площади сечения последнего и равна площади сечения кольцевого канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент Австралии 446497, кл, 23-11, 1970,

2,Авторское свидетельство СССР 742690, кл, F 27 В 21/00, 1930.