Способ регулирования расхода дутья на фурмах доменной печи Советский патент 1974 года по МПК C21B7/16 

Р ; Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к способам регулирования расхода дутья на фурмах доменной печи.

Возможности впрыскивания жидкого горючего, например,, в доменную печь тесно связаны с улучшением перемешивания горючего с веществом, вызывающим горение. Для повышения степени перемешивания применяют сверхзвуковые фурмы доменных печей с соплом Лаваля, в которых разбрызгивание горючего происходит благодаря ударной волне, образующейся в расширяющейся части сопла. Опыты показывают значительное увеличение степени впрыскивания горючего. При этом не происходит образования сажи, которая является главной помехой в известных устройствах. Од.иежо эти фурмы дают удовлетворительные .результаты, когда ударная волна образуется в расширяющейся части сопла фурмы. Корпус сопла Лаваля рассчитьшают таким образом, чтобы ввести поток воздуха в сверхзвуковой режим в расширяющейся части, причем этот расчет осуществляется исходя из номинального расхода, предус- j мотренного в фурме. В этих условиях;

ударная волна образуется в диффузоре лиш1 в достаточно узких пределах расхода воздуха, что ограничивает возможности управления расходом вещества, поддерживающего горение, например расходом воэду- ха в доменной печи. Потребителю нужны фурмы, обеспечивающие как можно более

широкий диапазон изменения расхода окислителя, вводимого в фурму.

Цель изобретения - повышение степени смешивания топ;швных добавок и дутья. Для этого значение перепада давления газа в канале фурмы сравнивают с эталонной величиной и изменяют проходное се- чение фурмы путем перестановки клапана. Кроме того, перепад давления сравнивают с эталонным значением, гарантирующим

образование ударной волны в расширяющейся части, и переставляют .клапан в фурме для поддержания значения перепада давления . почти равным указанной величине при из- .менении расхода воздуха. Эталонной величи

чиной может быть либо абсолютное регупируемое значение, либо измеряемое давление в конце фурмы, к которому добавляют дифференциальный перепад давления, га.рантирующее образование ударной волны ,в расширяющейся части фурмы, при изменениях давления в конце фурмы при эксцлуатации.

I Массовый расход дутья рассчитывается ; по формуле

гЙ.

- О .

где массовый расход дутья;

PL давление; 1 - постоянный множитель; Ij - рабочая температура газа, вве- .денного в фурму

Л( - сечение горловины.

Возможны два случая: либо изменять р, либо изменять Jf(j. Так как величина Р{, является суммой атмосферного давлени и относительного, то она быстро достигае рабочих давлений, несовместимых с большинством промышленных установок нешироком диапазоне расхода окислителя.

Изменение проходного сечения фурмы изменяет расход в четыре раза, что дает потребителям возможность работать в широком диапазоне расходов. Изменяют проходное сечение путем перемещения клапана во входном конусе сопла. Регулирование величины проходного сечения для получения практически постоянной интенсивности ударной волны при изменении расхода может быть представлена двумя случаями в зависимости от условий, которые ставит давление, действующее в конце фурмы. В первом случае давление в конце фурмы остается почти постоянным и тогда можно поддерживать давление равным заданному, изменяя положение клапана фурмы. Во втором случае нужно принять во внимание, что там, где давление зависит от расхода, можно сохрани дифференциальное давление (вход - выход фурмы) постоянным путем перемещения клапана фурмы. Благодаря этому растет интенсивность ударной волны, что обеспечивает лучшую пульверизацию. В обоих случаях геометрические характеристики фурмы, которые могут быть рассчитаны, определяют, исходя из рабочих давлений, соответствующих хорошей пульверизации при максимальном расходе. Ко нечно, в обоих случаях форма клапана -определяется так, чтобы выполнить вышеуказанное условие, чтобы поддерживать положение звуковой горловины на той же

абсциссе по отношению к фурме.

На фиг. 1 представлена сверхзвуковая фурма, разрез, предназначенная для впрыскивания дополнительного горючего в доменную печь; на фиг. 2 - фурма доменной печи, другой вариант.

Фурма имеет рукав 1, по которому проходат воздух, а т,акже сверхзвуковое сопло Лаваля 2 с впускным конусом 3, горловиной 4 с расширяющейся частью 5, клапаном 6. Клапан 6 насажен на конец стержня 7, который может перемещаться вдоль оси фурмы. Стержень 7, направляемый и центрируемый соответствующим устройством , расположен в трубе 9. Устройство для регулирования и контроля положения клапана 6 состоит из камеры 10 с двумя отсеками, разделенными мембраной 11. К одной стороне мембра- j ны 11 приложено- .статическое давление, действующее со стороны рукава 1, к ; другой стороне - абсолютное давление, : регулируемое редукционным клапаном и передающееся по трубке 12. Мембрана действует на стержень 7, который пере i мещает клапан 6.

i Горючее вводят либо на уровне горло- : 0 вины 4, либо через клапан 6, либо и тем

и другим способоми вместе. Деформации ; мембраны передаются по оси клапану 6.

Амплитуда деформации мембраны 11 определяется таким образом, чтобы для каждо-j

5 го изменения расхода установилось;поло I

жёни4 клапана, соответствующее заданной работе фурмы.

: На фиг. 2 показан другой вариант .мы, когда давление в конце фурмы завигсит от расхода воздуха. Фурма содержит датчик давления 13, расположенный в расширяющейся части фурмы и связанный с трубкой 14. Последняя передает давление регулирующему устройству с мембра- ной, действующее на одну сторону этой мембраны, противоположную той, на которую действует рабочее давление. Мембрана 11 снабжена пружиной 15, позволяет прикладывать на заднюю сторону мембраны дополнительное давление, которое мо- ; жет быть с точностью подобрано, благо- : : даря сжатию пружины 15 регулировочным винтом 16. Какими бы ни были изменеКИЯ давления в конце фурмы, на входе в фурму всегда действует добавочное давление, значение которого гарантирует об- .оазование ударной водашг в,фурме..

Предмет изобретения

1. Способ регулирования сасхода дутья на фурмах доменной печи с соплом. Лаваля путем изменения проходного сечения канала фурмы, отличаюшийс я тем, чтх, с целью повышения степени смешивания топливных добавок и дутья, меняют величину проходного сечения соп- ла Лаваля в зависимости от перепада дав-, пения дутья в канале фурмы.. ,

2. Способ по п. 1, о т ли ч & ющи и с я тем, что меняют величину проходного сечения сопла Лаваля в зависи- i мости от перепада давления цугья и эталонного, азлеетя. , ,.

с1. Способ по п 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что меняют величину про.ходвого сечения сопла Лаваля в зависимости от перепада давления дутья и суммы

I давления дутья на выходе сопла Лаваля и эталонного давления,,. «О