Методическая рекуперативная печь для нагрева металла Советский патент 1961 года по МПК F27D7/02 F27D17/00 

Известны методические печи, в которых производят безокислительный нагрев металла открытым пламенем с применением коксового газа и металлических рекуператоров для подогрева воздуха. В таких печах сжигание газа производят в высокотемпературных зонах при значительном подогреве воздуха и коэффициенте расхода его около 0.5. Нейтральные или слабо восстановительные продукты неполного горения дожигают в низкотемпературной зоне.

Предлагаемая методическая печь отличается от известных тем, что позволяет использовать для безокислительного нагрева природный газ. Природный газ конвертируется путем нагрева его вместе с водяным паром, получаемым за счет тепла отходящего дыма. Тепло, поглощенное при разложении метана, водяным паром выделяется в печи при горении. Сжигание газа производят с помощью инжекционных горелок при коротком факеле.

Такое выполнение методической печи для безокислительного нагрева металла с использованием природного газа обеспечивает снижение удельных расходов топлива и позволяет применить безокислительный нагрев на действующих печах, выполненных с керамическими рекуператорами для подогрева воздуха и отапливаемых смещанным газо.м путем сжигания его в инжекционных горелках.

Ка фиг. 1 показана предлагаемая методическая печь; на фиг. 2- инжекционная горелка для коротко-факельного сжигания газа.

В предлагаемой печи подогрев воздуха до 750-950° осуществляют в керамическом рекуператоре 1. Природный газ подогревают до температуры 500-650° в низкотемпературном конвективном металлическом рекуператоре 2 и затем до в высокотемпературном радиационном рекуператоре 3. Природный газ нагревается в.месте с водяным паром, получаемым в испарителе 4 за счет тепла отходящего

№ 142669- 2 дыма, при отношении jCH4 к Н20 приблизительно 1:1. Пар собирается в паросборнике 5 и затем поступает в пароперегреватель 6.

Применение двухстад 1Йного постепенного нагрева наряду с хорошим теплоиснользованием создает нормальные температурные условия, для работы керамического и газового рекуператоров.

Газовый рекуператор имеет тенловоспринимающие зоны 7, расположенные в борове и омыв-йемые продуктами сгорания, где смесь движется с большой скоростью, нагреваясь до заданной температуры, а также зоны 8 химических реакций, протекающих с малой скоростью смеси с применением катализаторов или без их применения, где в основном И происходят реакции конверсии при частичном остывании смеси.

Такая конструкция газового рекуператора обеспечивает необходимую полноту химического процесса при надежной работе его.

Сжигание газа начинается в инжекционных горелках 5, работающих на режиме самовоспламенения, обеспечивающем: сжигание газа при коротком факеле и исключение возможности образования в печч .локальных факельных зон с окисляющей атмосферой; подогрев воздуха в керамическом рекуператоре; ликвидацию ограничений, возникающих при работе обычных инжекционных горелок.

Предлолченная горелка (фиг. 2) выполнена на условии работы при режиме самовоспламенения. Размеры горелки зависят от мощности, характеристики газов, турбулентной скорости выгорания смеси, теоретической температуры горения и ряда постоянных, определяемых на практике.

Смеситель /О камеры горения выполнен в кладке горелочного торца из огнеупорных материалов и имеет постепенно (неравномерно) расширяющееся сечение. Смеситель 10 и газовые сопла // выполнены из фасонных блоков 12 корунда или высокоглиноземистого кирпича.

В связи с высоким подогревом газа, увеличением его массы (примерно в 2 раза при СН4: : 1) и повыщением давления смесч перед горелкой до 3000 : 5000 мм. вод ст. (давлепие пара и природного газа практически ограничивается лишь стойкостью рекуператора) инжектирующая мощность газа значительно повысится по сравнению с существующей на крупных печах, работающих на смешанном газе с керамическими рекуператорами.

Дожигание продуктов неполного горения в методической зоне осуществляется посредством впуска воздуха через сопла 13, позволяющие регулировать угол наклона струй, обеспечивающих нужный режим, дожигания и давления в печи. Воздух к соплам подается холодным от отдельного вентилятора.

Институт Стальпроект отмечает, что предложение в части конверсии метана с водяным паром за счет тепла отходящего дыма является рациональным и должно быть использовано в промышленности.

Предмет изобретения

Методическая рекуперативная печь для нагрева металла открытым пламенем, отличающаяся тем, что, с целью использорания для ее отопления природного газа, его конвертируют водяным паром с применением для подогрева парогазовой смеси трубчатого рекуператора и инжекционных горелок для сл игания конвертированного газа.