Регенеративный нагреватель Советский патент 1980 года по МПК C21B9/06 

1

Изобретение относится к устройствам нагревателей регенеративного типа.

Наиболее близким к описываемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату является регенеративный нагреватель, содержащий цилиндрическую стенку, камеру насадки, камеру горения, разделенную стенкой из нескольких слоев огнеупорного материала Г.

Разделительная Стенка подвергается попеременно воздействию высоких и низких температур, по мере того как регенератор переключается из положения «газ в положение «дутье и обратно, вследствие чего на обеих сторонах разделительной стенки существует высокая разница температур и температурные градиенты.

Однако при определенных условиях, и в частности, в случае крупногабаритных подогревателей воздуха на стенках появляются продольные трещины. Причинами возникновения таких трещин являются, например, наличие высоких температурных градиентов и неравномерное распределение температуры с высокой разницей на относительно коротких расстояниях.

Локальные трещины могут появится в цилиндрической стенке регенератора в зоне расположенной рядом с выходом горячего воздуха вследствие того, что внутренние слои огнеупорной кладки в этой зоне не могут достаточно свободно расщиряться в радиальной каПравленйй. Указанная огнеупорная кладка выходного отверстря ограничивается или полностью препятствует деформации указанных внутреннихслоев цилиндрической стенки..

10 Целью изобретения является предотвращение образования трещин по крайней мере в стенке.

Для достижения этой цели по крайней мере, для части стенок, один из слоев огнеупорного материала разделяется вертикальным расширительным (температурным) соединением. В соответствии с настоящим изобретением, предпочтительно, подразделять каждый из нескольких слоев огнеупорного материала разделительной стенки вертикальными расщиритёльнымй (температурными) соединениями, по крайней мере, на высоту меньще половины над горелочно го пространства, причем упомянутые расщирительные соединения образованы по всей высоте взаимным зацеплением профилированных участков слоев, составляющих стенку.

В случае применения в регенераторе керамической горелки, упомянутое соединение начинается от уровня головки горелки или верхней поверхности горелки. Понятно, что функцией таких соединений является допущение локального расширения стенки без каких-либо утечек через них горячих газов или горячего воздуха. В соответствии с настоящим изобретением, такую, герметизацию соединений, с целью устранения упомянутых утечек, осуществляют путём ступенчатого или зигзагообразного расположения упомянутых расщирительных соединений относитёльйо друг друга в каждом последующем слое разделительной стенки.Важно отметить, что для разделительной стенки сопрягаемые профилированные участки таких соединений имеют гораздо большее Значение чем, для цилиндрической стенки. Число расширительных соединений выбирают в зависимости от размеров разделительной стенки и рабочих условий, таких как температура и давление, достигаемых при работе регенератора. Для подогревателей воздуха, с небольшой производительностью и работающих при слишком высоких температурах, хороший результат получают при применении только одного расширительНЬгб соединения в разделительной стенке. В соответствии с настоящим изобретением хорошие результаты могут быть получены, если в одном ji том же слое по горизонтали последовательно расположить несколько таких расширительных соединений на расстоянии 1-2 м друг от друга. Благодаря наличию в части цилиндрической стенки, в зоне

упомянутого выхода горячего воздуха таких расширительных соединений, нет необходимости в том, чтобы внутренние слои этой стенки смещались внутрь в радиальном направлгении при нагреве, что в конечном счете устраняет вероятность образования трещин в этой стенке. Дл я У ст йенйя утеЧек ГЙ за Ил и воз стенки расширительного соединения состоят из входящих 9 зацепление профилированных участков, что позволяет участкам

Стенки взаимноскользить в плоскости разделительной стенки, но которые постоянно находятсяВ уплотняющем контакте друг с другом. В принципе возможно выполнить стенки расширительных соединений ступенчатой формы. Однако соединение получается надежное, если оно образовано путем приДания одной из стенок соединения фърмы выступа, а другой стенке формы канавки, причем такие профилирбванныеучасткй имеют

трапецеидальную форму.

Однако, такая форма стенок соединения не обеспечивает удовлетворительного герметичного газонепроницаемого уплотнения. Предпочтительно, 4To6iii форма сопрягаемых

Стенок указанного расширительно соединения была прямоугольной.

. В соответствии с другим примером осуществления настоящего изобретения, расшири-тельные соединения образованы путем выполнения в стенках соединений, расположенных напротив друг друга выемок. Образованное таким образом полое пространство заполняют подвижными относительного него кирпичами. Большое внимание должно быть уделено форме и размеру расширительных соединений, которые Должны быть такими, чтобы во время работы подогревателя воздуха исключались всякие утечки газа вдоль упомянутйх расширительных соединений, другими словами, чтобы при рабочих условиях соединения были газонепроницаемы в требуемых зонах, причем, как указывалось Bbiuie, это касается разделительной стенки в больфей степени, чем наружной. С целью получения указаннойгерметичности расширительных соединений их заполняют огнеупорным войлочным материалом. Кроме того, в соответствии с настоящим изобретением, расширение, допускаемое упомянутыми соединениями больше сбответствующёго- теплового расширения слоев в горизонтальном направлении, т. е. поперек расЩирительным соединениям при самой высокой рабочей температуре, которая может иметь место в одной и той же зоне. Предпочтительно, чтобы в случае случайного превышения такой максимально допустимой температуры, разделительная стенка не могла бы далее расширяться, что приведет к тому, что разделительная стенка будет находиться под давлением.

На фиг. 1 - схема подог 5евателя воздуха; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - вид Б на фиг. 2; на фиг. 4 - узел I на фиг. 2, 1-ый вариант исполнения; на фиг. 5 - узел I нафиг. 2, 2,-ой вариант исполнения.

Нагреватель представляет собой цилиндрическую наружную стенку 1 воздуха, идущего в доменную печь, разделительная стенка 2 кбтОрого разделяет подогреватель на надгорелочное пространство 3 и пространство 4 для клаДки огнеупорных, аккумулирующим тепло кирпичей, причем указанные два пространства ссюбщаются между собой через пространство над разделительной стенкой 2. Сверху подогреватель воздуха закрыт кирпичным сводом 5 и стабильным сводом 6. . В нижней части надгорелочного- пространства 3 расположена керамическая горелка 7, в которую через канал 8 подают газообразнЬе , топливо, которое сгорает вместе с воздухом подаваемым к другим, каналам горелки. Отверстия 9 и 10 служат, соответственно, для ввол,а воздуха в подогреватель и вывода из него ,причем отверстие 10 служит также для вывода газов из подогревателя, когда в надторелочном пространстве 3 осуществляется сгорание с целью аккумулирования тепла в кирпичной кладке, расположенной в пространстве 4, и когда пологреватель работает, в положении «газ. Три слоя соответственно 12, 13 и 14 составляют разделительную стенку 2. Эти слои расположены так, чтобы полностью контактировать друг с другом или так, чтобы между одним и другим слоем существовало некоторое пространство с целью получения подвижного скользящего соединения. При необходимости одно или более из таких подвижных соединений могут продолжаться в кирпичной кладке стенки 1 и далее в зоне, которая ограничивает надго.релочное пространство 4 с другой стороны, слева (фиг. 1). Расщирительные соединения 15 предусмотрены в трех местах левого слоя 12, правого слоя 14 и в четырех местах центрального слоя 13. Расщирительное соединение 15 образовано выступающим участком кирпича 16, который заходит во впадину кирпича 17 таким образом, что между указанными кирпичами в плоскости разделительной стенки возможно взаимное перемещение. В этом варианте исполнения выступ и впадинакирпичей 16 и 17 имеют форму трапеции. При указанном перемещении выступ скользит практически вдоль стенок впадины, не находясь с ними в плотном контакте. Сопротивление газовой утечке увеличивается, если указанная трапецеидальная форма будет больше приближаться к прямоугольной форме, причем на практике небольщая конусность также вполне приемлема для получения удовлетворительного газонепроницаемого соединения. Ширина соединения 15 выбирается в зависимости от теплового расщирения слоев 12, 13 и 14 во время работы подогревателя воздуха. Ширина соединения может быть выбрана так, чтобы при достижении рабочих условий в подогревателе оно было полностью или цочти полностью закрыто, но предпочтительно выбирать ширину так, чтобы при нормальной рабочей температуре соединекие закрывалось не полностью, чтобы иметь возможность отреагировать на неожиданное превышение рабочей температуры. Газонепроницаемость расщирительных соединений в течение промежуточных стадий, во время которых подогреватель нагревается до требуемой кондиции, может быть получена путем замены свободных промежутков расщирительных соединений сжимаемым материалом, например керамической щерстью или войлоком, причем указанное заполнение осуществляют при воздействии расширительной стенки. При втором варианте исполнения расширительного узла вдоль кирпича 16 и вдоль кирпича 17 выполнены вертикальные впадины, позволяющие установить между ними кирпичи 18. Такие кирпичи 18 удерживают расширительное соединение газоплотным при всех условиях работы нагревателя. Формула изобретения Регенеративный нагреватель, содержащий камеру насадки, камеру горения, разделительную стенку между ними из нескольких слоев огнеупорной футеровки со швами, отличающийся тем, что с целью предотвращения образования трещин по крайней мере в стенке, нижняя часть разделительной стенки выполнена из нескольких секций, разделительных термическими вертикальными щвами, расположенными в шахматном порядке .и состоящими их входящих друг в друга впадин и выступов, либо из прямоугольных пластин, сочлененных с пазами вертикальных секций. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Леонидов Н. К. Сооружение и оборудование доменных цехов. М., 1955, с. 250, рис. ПО..

г./

10

/J

Вид Б

-12

f4