Способ розжига горелки печей малоокислительного нагрева металла Советский патент 1993 года по МПК C21D11/00 

Изобретёние относится к мёталлургиче- 1 теплотехнике и может быть испрльзо- о в печах безокйслительного и оокислительиЬго нагрева машинострои- ных и металлургических завбдов. Известен наиболее близкий к предлага- му способу розжига горелки, описанный пособе отопления печи, включающий по, 1ачу воздуха в корпус горелки перпенди- ку/ярно (нормально) оси горелки, газооб- ного топ/гика двумя коаксиальными

скс в а ма те;

ем в i

ра ,по

оками через внутреннюю и внешнюю,

охиатывающйе ее трубки, смешение воздуха и топлива, поджиганием и горением смеси в горелочном туннеле гЬрелрчного камня, вывод горелки на номинальный режим работы (или увеличение подачи компонентов горе 1ия до номинальных значений). Однако np/i использовании в печах малоокислитель. ного нагрева наиболее близкого способа розжига для его начального периода характерна существенная неустойчивость, проявляющаяся в погасании.пламени вследствие его проскока из горёлочного туннеля в корпус горелки. До достижения устойчивости горения в начальный период кроме дополнительных трудозатрат связанных с погасанием необходимо длительно выдерживать минимальные режимы нагрузок горелки до достижения температуры в горелочном туннеле не менее 800°С. При несоблюдении этого условия и преждевременном форсировании нагрузок происходит отрыв пламени, приводящий при температуре в печи менее 800°С к погасанию горелки, а при более высокой температуре к завершению смесеобразования и горению в рабочем про- стра.нстве печи. При этом вследствие

VI Ч) Ю О 00 VI

неорганизованного горения продукты сгорания содержит одновременно окись углерода, сажистый углерод и окислы азота, что помимо экологической недопустимости проводит к нерациональному использованию топлива.

Целью изобретения является экономия топлива, уменьшение образования в продуктах сгорания окислов азота и повышение устойчивости розжига.

В способе розжига горелки печей мало- окислительного и безокислительного нагрева, включающем подачу воздуха в корпус горелки перпендикулярно (нормально) оси горелки, газообразного топлива двумя коаксиальными потоками через внутреннюю и внешнюю, охватывающие ее, трубки, смешение воздуха и топлива, поджигание и горение сме.си в горе/точном туннеле .горелочного камня, вывод горелки на номинальный режим работы (или увеличение подачи компонентов горения до номинальных значений). В.начальный период вывода горелки на номинальный режим подают топливо на смешение .лишь/по внутренней трубке, поддерживая коэффициент расхода воздуха а 1,2-1,1, в средний период производят перераспределение подачи топлива по трубкам, снижая подачу до нуЛя ггб внутренней и увеличивая подачу по внеш- .ней, поддерживая общий расход тбплив а постоянным и снижая «до 0,5-0,6 в конечный период увеличивают при «0,5-0,6 подачу топлива через внешнюю трубку и воздуха до значений номинального режима работы горелки. Соотношение величин начального, среднего и конечного периодов устанавливают в пределах 0,15-0,20/0,45- 0,50/0,40-0,30 от всего периода розжига.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. . . .. . . :.

В корпус 1 горелки по перпендикулярному оси корпуса подводу 2 подводят весь необходимый для горения воздух. Прир од- ный газ подают в горелку двумя коаксиальными потоками через внутреннюю трубку 3 по перпендикулярному к ней подводу 4 и. через внешнюю трубку 5 по перпендикулярному к ней подводу б, Поджигание смеси осуществляют через сквозное отверстие 7 в горелочнрй плите 8, кладке боковой стены печи 9, горелочном туннеле 10 горелочного камня 11. .....

В начальный период выв.ода.горелки на номинальный режим природный газ подают в горелку только через подвод 4 на внутренней трубке 3, При такой подаче топлива сме- сеобразование вачинаедся только за выходным соплом 12 внутренней трубки 3,

продолжается в носике 13 горелки и завершается в горелочном туннеле 10. Таким образом, в начальный период розжига обеспечивает работу горелки в режимах незавершенного предварительного смешения, поэтому горение в туннеле является диффузионным, характеризующимся наибольшей устойчивостью к погасанию вследствие проскока и отрыва пламени. Величину

коэффициента расхода воздуха в этот период поддерживают 1,1-1,2, т. ё. близкой к стёхиометрическому значению, что позволяет обеспечить полноту сжигания топлива при практическом отсутствии окислов азота. ,. : .. ..... . . ;/ .

В средний период работы горелки производят перераспределение подачи газообразного топлива по трубкам 3 и 5, подавая часть газа через подвод 5 в трубку 6 и постепенно доводя подачу газа по центральной трубке 3 до нуля. При этом общий расход топлива поддерживают постоянным,.а расход воздуха постепенно снижают, доводя коэффициент расхода воздуха до значений

0,5-0,7. Такая регулировка подачи компонентов смеси позволяет путем полного смесеобразования в корпусе горелки обеспечить ее работу в кинетическом режиме. При доведении подачи топлива до полной через трубку 5 смесеобразование начинается на ее выходном срезе 14, что гарантирует полное смешение и гомогенность смеси на выходе из носика 13. Одно- род;юсть смеси позволяет обеспечить

сжигание природного газа практически исключив содержание в продуктах неполного сгорания сажистого углерода.

В свою очередь одновременное обеспе- чение гомогенности смеси и а 0,5-0.6 позволяет предельно минимизировать концентрацию окислов азота в продуктах неполного сгорания и иметь их качественный химический состав, защищающий металл.15 от окисления. В конечный период

при а 0,5-0,6 устанавливают подачу топлива через внешнюю трубку 5 и воздуха через подвод 2 до значений номинального режима работы горелки при котором обеспечивают минимальные содержания сажистого углерода, окислов азота, расходы топлива на нагрев металла, отсутствие проскока пламени в горелку и отрыва в рабочее пространство печи 16. Соотношение начального, среднего и конечного периодов

устанавливают в пределах 0,15-0,20/0,45- 0,50/0-40-0,3 от всего периода розжига. Минимальные значения относительного времени начального и среднего периодов соответственно t 0,15 и гз 0,45 отвечаю|г максимальному относительному значению времени конечного периода Гз 0,40. Это обусловлено тем, что при Г 0,15 и Г2 0,45 розжиг горелки производили на минимально возможных нагрузках, поэтому вывод горелки на номинальный режим рабе ты потребовал большего относительно времени: тз 0,40 в конечный период розжига. С другой стороны, максимальные значения относительного времени начального и (среднего периодов соответственно ir-i Х20 и Т2 0,50 отвечают минимальному

0

значению относительного времени конечного периода гз 0,30, т. к. при этих значениях относительно времени розжиг горелки проводили при максимально возможных нагрузках и доведение их по номинальных значений потребовало меньшего времени. Поскольку рекомендуемые относительные значения времени периодов розжига потребовали минимального абсолютного времени рекомендуемый диапазон соотношения времени является оптимальным.

Формула изобретения 1. Способ розжига горелки печей мало- ок1Слительногр нагрева металла, включающий подачу воздуха в корпус горелки нормально к ее оси, газообразного топлива

дв

/мя коаксиальными потоками через внутре -шююи охватывающую ее внешнюю трубки, поджиганйе смешанных воздуха и топлива в горелочном туннеле горёлочного камня, вывод горелки на номинальный режим работы, увеличивая подачу компонентов горения до нсминалы-гых значений, о т- л и ч а ю щ и и с я тэм, что, с целью экономии топлива, уменьшения образования окислов азота в дымозых газах и повышения устой- чис ости горения, Б начальный период, вшр- да горелки на номинальный режим подают тог ЛИБО на смешение по внутренней трубке

горелки, поддерживая при этом коэффициент расхода воздуха а равным 1,1-1,2, затем в средний период перераспределяют подачу топлива по трубкам, снижая подачу до нуля по внутренней трубке и повышая по внешней, поддерживая постоянным общий расход топлива и снижая одновременно коэффициент расхода воздуха седо 0-Н-О.б, ас в конечный период при а 0,5-0,6 увеличивают подачу топлива через внешнюю трубку и воздуха до значения номинального режима работы горелки.

2, Способ по п. 1, отличающийся тем, что соотношение длительности начально/о, среднего и конечного периодов устанавливают s пределах 6,15-0,20 : 0,45-0,50 : 0,40-0,40 от всего периода розжига.