Радиационный нагреватель Советский патент 1993 года по МПК F27B5/14 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к нагревателям, использу- емым в печах химико-термической обработки металла с защитной газовой атмосферой.

Известны достаточно широко трубчатые радиационные нагреватели U- и W-образ- ной формы, оборудованные горелкой и рекуператором для подогрева воздуха горения. КПД таких нагревателей не превышает 60%, а температура подогрева воздуха на номинальной нагрузке не превышает 400°С. Учитывая, что печи, особенно проходные, оборудуются большим количеством таких нагревателей, вопросы экономической работы их преобретают особое значение. Отапливаемые с одной стороны такие нагреватели неизбежно имеют большую неравномерность распределения температур по длине своего корпуса и работают с неравномерной теплоотдачей к нагреваемому металлу. Неравномерность распределения температур приводит еще и к неравномерным термическим напряжениям в местах сварки и защемления труб и к частому выходу их из строя.

За прототип нагревателя принимают U- образную радиационную трубу. В ее конструкции рекуператор вынесен из корпуса нагревателя, а в обеих ветвях установлены горелки, которые через переключающие краны включаются попеременно (время переключения и тип кранов не указаны), Подогрев воздуха в выносных рекуператорах не превышает 500°С, Равномерность же нагрева корпуса оценить не представляется возможным при неизвестном периоде переключения и инерционных свойствах, Экономичность работы такого нагревателя не намного превышает экономичность известных аналогов.

Целью изобретения является повышение равномерности нагрева поверхности излучающего корпуса нагревателя и повышения экономичности его работы.

Поставленные цели достигаются тем, что в радиационном нагревателе, содержащем излучающий U-образный корпус, горелки и подогреватели воздуха выполнен регенеративным, воздухонагреватель выполнен в виде размещенных в ветвях корпуса концентрично каждой горелке регенеративных насыпных насадок, а переключающие клапаны объединены в общую схему совмещенного переключения газа, воздуха и дыма. Тепло продуктов сгорания передается насыпной насадке в период нагрева регенератора и затем воздуху, идущему на горение в цикле охлаждения (сдува) регенератора. Температура подогрева воздуха достигает 1000-1100°С, а температура уходящих из регенератора продуктов сгорания снижается до 200-250°С. При этом достигается глубокая утилизация тепла, КПД нагревателя достигает 90%, т.е. увеличивается в 1,5 раза при соответствующей экономии топлива. Работа же нагревателя в коротком циклическом режиме с попеременным тепловыделением в обеих ветвях

позволяет устранить неравномерность нагрева по всей его длине и повысить срок службы нагревателя.

Высокий подогрев воздуха горения позволяет повысить температуру факела по

сравнению с прототипом и соответственно снизить потребную тепловую нагрузку на нагреватель. Расход топлива снижается в 2 раза.

Абсолютная неравномерность нагрева

по длине излучается с устранением термических напряжений, повысит срок службы нагревателя не менее чем в 2 раза (по оценкам стойкости U-образных труб, работающих со специальными компенсаторами на

расширение).

На чертеже изображен общий вид U-об- разного нагревателя.

Нагреватель содержит корпус 1, состоящий из двух прямых ветвей и поворотного

колена. В обеих ветвях установлены горелки 2 и компактные насыпные регенераторы 3, работающие попеременно через короткие промежутки времени. Газо-, воздухо- и дымопроводы обеих ветвей соединены переключающими клапанами 4 и 5.

Радиационный нагреватель работает следующим образом. Газ (Г) и воздух (В) подаются поочередно то в одну, то в другую горелки, а продукты сгорания (ПС) удаляются соответственно через регенератор 3 противоположной горелки 2. Цикл переключения клапанов 4 и 5 составляет 1-2 мин (уточняется расчетом регенератора).

Изобретение осуществляется следующим образом. На существующие корпуса U- или W-образных трубчатых нагревателей устанавливаются в обеих ветвях соответствующим образом рассчитанные кольцевые засыпные кассеты регенеративных насадок.

Горелки устанавливаются концентрично по оси внутри кассеты. Далее на трактах газа, воздуха и дыма устанавливаются соответствующие быстродействующие и работающие синхронно клапана для периодического переключения их по заданной и рассчитанной программе.

Формула изобретения Радиационный нагреватель, содержа- щий U-образный излучающий корпус, горелки, размещенные в ветвях корпуса, воздухонагреватель, переключающие клапаны, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева и эков виде размещенных в ветвях корпуса кон- центрично каждой горелке регенеративных насадок, а переключающие клапаны соединены в общую схему совмещенного пере

Сущность изобретения: радиационный нагреватель содержит излучающий кожух 1, состоящий из двух симметричных ветвей, в каждой из которых находится горелка 2 и подогреватель воздуха 3. Воздухоподогреватели выполнены в виде размещенных в ветвях корпуса концентрично каждой горелке регенеративных насадок. Система газо-, воздухе- и дымопроводов соединена между собой через перекидные клапаны 4 и 5.1 ил.

номичности, воздухонагреватель выполнен 5 ключения газа, воздуха и дыма.