Воздухонагреватель Советский патент 1992 года по МПК C21B9/02 

Изобретение относится преимущественно к высокотемпературному нагреву дутья и других газообразных теплоносите-. лей, используемых в металлургии и энергетике.

Известен воздухонагреватель, содержащий камеру насадки, кладку углов и боковую камеру горения, наружная стена которой отделена от стены камеры насадки зазором для компенсации температурного расширения кладки стен камер насадки и горения. Для предупреждения возможности фильтрации газов зазор заполняют сжимаемой керамической ватой,

Недостатки известного воздухонагревателя заключаются в низкой стойкости кладки стен камеры горения, а также в связи с этим низкой эффективности работы аппарата. Эти недостатки вызваны тем, что из-за несимметричного нагрева кладки стены распределение температур по ее периметру характеризуется резкой -неравномерностью. Кроме того, в нижних рядах насадки часто наблюдается механическое разрушение насадочного кирпича, что является следствием заклинивания насадки между стенами при ее температурном расширении и недостаточной ширине компенсационных зазоров между насадкой и стенами.

Указанные недостатки приводят к разрушению кладки стен камеры горения и насадки, к преждевременному выходу из строя воздухонагревателя.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является воздухонагреватель, содержащий купол, камеру насадVI

ю о ел ho о

ки, боковую камеру горения, наружная поверхность которой расположена с зазором по отношению к внутренней поверхности камеры насадки, Последнее исключает резкую неравномерность температур по периметру кладки стен камеры насадки и горения.

Недостатком этого воздухонагревателя является возможность короткого замыкания через открытую не защищенную дополнительным огнеупорным слоем камеру в области зазора футеровки патрубков горячего дутья и горелки. Кроме того, по температурному шву между разделительной стеной и насадкой проходят дымовые газы, которые, принимая температуру перегретой разделительной стены, попадают в подна- садочное пространство с температурой 600°С в конце периода нагрева и это приводит к локальной деформации подзасадочно- го устройства, что снижает надежность работы воздухонагревателя, вызывает понижение температуры дутья и в конечном итоге сказывается на повышенном расходе кокса.

Целью изобретения является повышение надежности воздухонагревателя за счет существенного снижения термонапряжений в футеровках стен камеры горения и в насадке.

Цель достигается тем, что в воздухонагревателе, содержащем купол, расположенные под ним камеру насадки и боковую камеру горения с зазором по всему периметру последней, зазор выполняют не по всей высоте камеры горения, но лишь от ее верхнего торца и до уровня,на 1,3 величины внешнего радиуса камеры горения относящего от оси штуцера горячего дутья сверху. Ниже этого уровня зазор со стороны штуцера горячего дутья и клиньев углов заполнен материалом, соответствующим материалу внешнего ската стены камеры горения. Тогда кладка из насадочной камеры в патрубки горелки и горячего дутья не отмечается. Перепад температур по периметру футеровки стен в нижней части горения несмотря на отсутствие промежутка в этой зоне снижается за счет располжения на внешней поверхности стены камеры горения слоя каолиновых матов толщиной (2,5-4,0) от величины внутреннего диаметра стены камеры насадки и располагаемого от уровня ее основания и до начала зазора между стенами камеры горения и воздухонагревателя.

Толщина каолинового слоя получения расчетным путем и определена снизу необходимым минимумом достигаемого теплового сопротивления со стороны насадки (с

тем, чтобы довести выравнивание температур по периметру камеры горения до уровня, характерного для варианта выполнения зазора в этой зоне), а сверху - механической

5 устойчивостью выкладываемого слоя насадки по условиям выполнения температурных швов для заданного уровня температур огнеупоров.

Наличие каолиновых матов в означен0 ной зоне исключит также протекание вблизи разделительной стены перегретых дымовых газов в область поднасадочного пространства.

Клинья углов выполнены со щелевым

5 каналом толщиной (2,5-4,0) от величины внутреннего диаметра стены камеры насадки между их поверхностью, обращенной к насадочной камере, и насадкой (по всей высоте последней), что обеспечит прохож0 дение в этой зоне газовых сред со стороны насадочной камеры. Продукты горения при этом не перегреваются от контакта с футеровкой камеры горения.

На фиг. 1 изображен воздухонагрева5 тель после его разогрева в рабочем состоянии; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Воздухонагреватель содержит штуцер 1 холодного дутья, соединенный с поднаса- дочным устройством 2. Поднасадочное уст0 ройство 2, расположенное в нижней части воздухонагревателя, соединяет камеры 3 насадки со штуцером 1 холодного дутья и штуцерами 5 дыма. Камера 3 насадки соединена вверху с куполом 6. Зазор 4, располо5 женный между стеной 7 камеры 3 насадки и стеной 8 камеры горения 9, и между ними и клиньями 10 сверху и до регламентированного уровня, а также два щелевых канала 11 между поверхностью клиньев 10 и насадкой

0 3 служит для движения в нем газообразных теплоносителей. Камера 9 горения соединена вверху с куполом 6, внизу с горелкой 12. Снизу и до уровня начала зазора между стенами 7 и 8 у разделительной стены камеры 9 горения между нею и камерой 3 насадки располагают слой 13 каолиновых матов.

Воздухонагреватель работает следующим образом.

В период нагрева насадки газ и воздух

5 поступают в горелку 12, а затем в камеру 9 горения и сгорают. Продукты горения, передавая часть тепла стене 8, поступают в .камеру 3 насадки и зазор 4, двигаясь по которым, они охлаждаются и выходят в под0 насадочное устройство 2, а из него через штуцеры 5 отводятся в общий дымоход.

В период охлаждения насадки холодное дутье через штуцер 1 подают в поднасадоч- ное устройство 2, из которого оно поступает в

камеру 3 насадки, а на регламентированном уровне и в зазор 4 и, нагреваясь за счет тепла насадки и стен, выходят в камеру 9 горения, откуда поступает в общий трубопровод горячего дутья.

Применение изобретения позволяет примерно в 1,5 раза увеличить межремонтный период воздухонагревателя, что эквивалентно повышению температуры дутья на 25-30°С.

Формула изобретения Воздухонагреватель, содержащий камеру насадки, внутреннюю боковую камеру горения с внутренним и внешним окатами из огнеупорного материала, выполненную с зазором по наружной поверхности, кладку

5

клиньев углов и штуцер горячего дутья, о т- личающийся тем, что, с целью повышения надежности воздухонагревателя, указанный зазор ниже уровня на 1,3 внешнего радиуса камеры горения, превышающего уровень оси штуцера горячего дутья, заполнен со стороны штуцера горячего дутья и клиньев углов материалом, соответствующим материалу внешнего оката стены камеры горения, а со стороны насадки - слоем каолиновых матов, при этом между поверхностью клиньев углов, обращенной к насадке, и насадкой по всей высоте последней выполнены два щелевых канала, ширина которых равна ширине зазора.

Изобретение относится к высокотемпературному нагреву газов и может быть использовано в металлургии и энергетике. Целью является повышение надежности воздухонагревателя за счет снижения термонапряжений в футеровках стен камеры горения и в насадке. Эта цель достигается тем, что зазор между стенами камеры горения, камеры насадки и кладкой клиньев выполнен не по всей высоте камеры горения, а лишь от ее верхнего торца до уровня на 1,3 величины внешнего радиуса камеры горения выше оси штуцера горячего дутья. На внешней поверхности разделительной стены камеры горения расположен слой каолиновых матов толщиной (2,5-4,0) от величины внутреннего диаметра стены камеры насадки. Маты расположены от низа насадки и до уровня начала зазора между клиньями и стенами камер. Кладка клиньев по всей высоте выполнена с зазором относительно насадки. Применение изобретения позволяет примерно в 1,5 раза увеличить межремонтный период воздухонагревателя. 2 ил., (Л С

Фиг.1

А-А

Фиг. 2