Газокислородная горелка Советский патент 1992 года по МПК F23D14/32 

Изобретение относится к конструкциям газокислородных горелок, предназначенных для оснащения нагревателей установок непрерывного горячего окомкования шихтовых материалов (преимущественно на основе отходов прокатного производства в виде окалины) на предприятиях черной металлургии.

Цель изобретения - повышение эффективности локального нагрева и надежности горелки.

На чертеже изображена схема горелки.

Горелка содержит соосно расположенные трубы Т, 2, 3, образующие каналы для подвода горючего газа, кислорода и отвода охлаждающей воды соответственно, причем труба 1 завершается сопловым насадком 4 с отверстиями 5 для выхода газа и плосколопаточным завихрителем 6 потока кислорода, а труба 3 - кольцевым коллектором 7

с присоединенным к нему камерой 8 сгорания в форме усеченного конуса, расширяющийся по ходу газов и выполненной в виде навитого виток к витку трубчатого змеевика, покрыто как изнутри, так и снаружи слоем высокоогнеупорного оксида (Zr02 или на подслое NIAI или NiCr) толщиной 1,5-2 мм, наносимого способом плазменного напыления.

Проходные сечения отверстий 5 для выпуска горючего газа выбираются по условию

VI

ю о ю о ел

Ъ

4

Л

О

min

а л

где Огаз - минимальный

(по условиям процесса нагрева) расход горючего газа; п - количество отверстий; а - скорость звука при температуре газа в подающем трубопроводе и критическом давлении.

При заданных расходах исходных компонентов и коэффициенте расхода окислителя L выходное сечение горелки рассчитывают по условию W 30 м/с, где W - средняя скорость продуктов горения на выходе из горелки, исключающая по экспериментальным данным распыление тонкодисперсной фракции шихты.

Для обеспечения развитой зоны рециркуляции продуктов сгорания угол раскрытия камеры 8 («24°) и ее входной диаметр выбирают такими, чтобы угол раскрытия свободного закрученного факела, составляющий 40 - 55° (в зависимости от степени крутки потока кислорода) при длине камеры 8, равной её выходному диаметру, вписывался в камеру 8, опираясь на выходной диаметр.

Горелка работает следующим образом.

Горючий газ подают по центральной трубе 1 под давлением, превышающим критическое. Он истекает из отверстий 5 с постоянной (звуковой) скоростью во всем диапазоне изменения рабочих расходов, начиная от .

Поток кислорода, поступающий через зазор между трубами 1 и 2, закручивается аксиальным лопаточным завихрителем 6 и на некотором расстоянии от распределительной головки смешивается с горючим газом. Небольшая часть потока кислорода вследствие того, что угол раскрытия камеры 8 меньше угла раскрытия свободного факела, стелется вдоль стенки камеры 8, исключая в значительной степени конвективный теплообмен факела со стенкой.

Подготовленная смесь сгорает, причем благодаря выбору длины камеры 8, равной ее выходному диаметру, максимальная температура факела развивается в выходном сечении горелки.

Благодаря постоянной и высокой скорости истечения газа зона смешения компонентов постоянна по ширине независимо от рабочих расходов, а зона начала горения достаточно удалена от соплового насадка 4, что гарантирует его высокую стойкость. Самовозбуждающаяся

внутри камеры 8 рециркуляции продуктов горения одновременно гарантирует высокую стабильность горения и полноту сгорания.

Радиационный поток, излучаемый факелом на внутренние стены камеры 8, снимается водой, поступающей в змеевик в наиболее теплонапряженном сечении на выходе из горелки и сливаемой через коллектор 7 по зазору между трубами 2 и 3,

Благодаря плазменному покрытию из огнеупорных оксидов с исключительно низкой теплопроводностью ( 0,6 Вт/мК для ZrOa и 2 - 5 Вт/мК для AlaOs) и высокой

отражательной способностью ( 2см 0,9) обеспечивается переизлучение на шихту и снижаются тепловые потери на воду.

Конструкция змеевика полностью исключает появление застойных зон. Скорость

воды выбирают такой, чтобы гарантировать невозможность перехода в режим пузырькового кипения.

Все это обеспечивает высокую надежность конструкции в работе.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я Газокислородная горелка, содержащая коаксиально расположенные центральную топливную трубу с сопловым насадком и

трубу для подачи кислорода, установленные на входе в водоохлаждаемую диффузор- ную камеру сгорания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности локального нагрева и надежности, камера сгорания выполнена в виде трубчатого змеевика с витками, газоплотно скрепленными между собой и имеющими теплоизолирующее покрытие из огнеупорных оксидов, причем виток с наименьшим диаметром подключен к дополнительному коллектору, размещенному вокруг трубы для подачи кислорода, а в кольцевом зазоре между нею и сопловым насадком дополнительно установлен аксиальный лопаточный

завихритель.

Изобретение относится к металлургии, а именно к горелкам для установки горячего окомкования. Цель изобретения - повышение эффективности локального нагрева и надежности. Для этого горелка дополнительно снабжена аксиальным лопаточным завихрителем 6 потока кислорода, установленным вокруг соплового насадка 4 в зазоре между ним и внутренней поверхностью трубы 2 для подвода кислорода, камера 8 сгорания выполнена в виде навитого виток к витку трубчатого змеевика с теплоизолирующим покрытием из огнеупорных оксидов, наиболее широкий виток.которого связан со штуцером для подачи охлаждающей воды, а наиболее узкий виток переходит в кольцевой коллектор 7, частично охватывающий трубу 1 для подачи кислорода, и подключен к штуцеру для слива воды. 1 ил.