Способ косвенного радиационного нагрева технологического материала Советский патент 1987 года по МПК C21D1/34 C21D9/00 

« /ч соот- проводят

Изобретение относится к области печной теплотехники, преимущественно металлургической, машиностроительной промышленности, и может быть использовано в нагревательных и термически печах, а также в теплотехнических агрегатах с факельным сжиганием топлива.

Целью изобретения является интен- сификация теплообмена за счет повышения равномерности разогрева излучающей поверхности.

Способ косвенного радиационного нгрева опробуют на испытательном огне вом стенде, на котором установлена плоскопламенная горелка о- К горелке подают природный газ с теплотворной способностью ,6 ВДж/-м от печного коллектора. Давление газа в коллекторе составляет кПа. Холодный вентиляторный воздух подают к горелке с давлением ,5 кПа. Расход газа и воздуха измеряют с помощью нормальных диафрагм. Для измерения длины факела и интенсификации теплообмена периодически подают технический кислород из баллона под давлением кПа. Содержание кислород в воздухе контролируют с помощью переносного газоанализатора. Расход , воздуха 30 , кислород подают в количестве 1, 2, 10, 15, 20 и 21% от количества воздуха, поступающего на горение топлива, что составляет 0,3; 0,6; 3,0; 4,5; 6,0 и 6,3 м ветственно. При испытаниях замеры удельных тепловых потоков с помощью водоохлаждаемого термозонда, а также температуру продуктов горения методом двух термопар с использованием платинородий-платиновых термопар.

Результаты измерений представлены в виде графиков на фиг. 1 и 2, где L - расстояние от оси горелки, м; d - диаметр носика горелки, м.

На фиг. 1 представлено распределение температуры продуктов сгорания вдоль кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла 3 мин. Кривые 1,2,3,4,5 и 6 соответствуют расходу кислорода 1.,2,10,15, 20 и 21% от количества подаваемого на горение воздуха. Кривая 7 характеризует изменение температуры продуктов сгорания при периодической подаче кислорода в пределах 2-20% от количества подаваемого на горение топ

0

5

5

0

5

0

5

0

5

лива воздуха. Кривая 8 показывает изменение температурь продуктов сгорания вдоль кладки при сжигании топлива без обогащения дутья кислородом.

На фиг. 2 представлено распределение тепловых потоков вдоль кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла 3 мин. Кривые 9, 10, 11, 12, 13 и 14 характеризуют распределение тепловых потоков при расходе кислорода 1, 2, 10, 15, 20 и 21% соответственно. Кривая 15 показывает распределение тепловых потоков при периодической подаче кислорода в пределах 2-20% от количества подаваемого на горение топлива воздуха. Кривая 16 характеризует распределение тепловых потоков при сжигании топлива без обогащения воздуха кислородом.

Из графика, приведенного на фиг.1, видно, что подача в горелку воздуха, обогащенного кислородом, объемный расход которого составляет 2, 10, 15 и 20% от подаваемого на горение воздуха, позволяет увеличить максимальное значение средней по длине факела температуры продуктов горения. Одновременно увеличивается и среднее значение теплового потока с (без подачи кислорода) до q 90,3 кВт/м при сжигании топлива в обогащенном кислородом воздухе (фиг. 2). При увеличении расхода кислорода свьше 20% (кривая 6, фиг.1) режим работы горелки резко ухудшается, поскольку горение переносится внутрь горелки. При этом наблюдаются хлопки и происходит разогрев корпуса горелки. Максимальное значение температуры составляет t 1710 C, при этом происходи зг частичное оплавление горелочного камня.

При подаче кислорода в количестве 1% от расхода (кривая 1, фиг. 1) интенсификация теплообмена не наблюдается, поскольку средняя температура продуктов горения практически не отличается от температуры продуктов горения при работе на не обогащенном кислородом воздухе. Увеличение температуры горения наблюдают при расходе кислорода CBbmie 2%.

Периодическое изменение подачи кислорода создает высокую равномерность нагрева косвенной поверхности (огнеупорной кладки). Коэффициент равномерности /q , равной отношению средней величины теплового

кВт/м2

потока по длине факела к максимальной составил: ,8 - при подаче кислорода и ,7 - без обогащения дутья кислородом.

Как видно из приведенных результатов, применение предлагаемого способа по сравнению с известным приводит к увеличению интенсивности падающего теплового потока на 11% и увели- чению степени равномерности нагрева косвенной поверхности на 9%.

Использование предлагаемого способа косвенного радиационного нагрева позволит по сравнению с известными способами увеличить производитель- ность пламенных печей на 10 и улучшить качество нагрева металла. Формула изобретения

Способ косвенного радиационного нагрева технологического материала,

включающий разогрев излучающей поверхности технологического материала с помощью образующегося при горении топлива с воздухом факела, длину которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоянной теп- ловой мощности его, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что, с целью интенсификации теплообмена за счет повьшения равномерности разогрева излучающей поверхности технологического материала, в период изменения длины факела в него вводят переменное количество кислорода в пределах 2-20% от количества воздуха идущего на гйрениву при этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанньЕх пределах, а при уменьшении длины факела соответственно уменьшают.

Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть использовано в нагревательных и термических- цехах, а также в агрегатах с факельным отоплением. Цель изобретения - интенсификация теплообмена за счет повьшения равномерности разогрева.излучающей поверхности. С этой целью в способе косвенного радиационного нагрева технологического материала, включающем разогрев излучающей поверхности с помощью факела, образующегося при горении топлива, с воздухом, длину, которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоянной тепловой мощности, в факел вводят переменное количество кислорода в пределах 2-20% от подаваемого на горение топлива воздуха. При этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а при уменьшении длины факела уменьшают. 2 ил . (Л с 00 ел со 00

О 20 40 60 80 100 120 т Lidr Относительное расстояние от оса горвлки

.7

О 20 0 60 80 ЮО 120 т Относитемное расстояние от оси topemu

Фиг.2