Способ отопления промышленных печей Советский патент 1980 года по МПК C21D9/00 

Изобретение относится к нагревательным устройствам металлургической теплотехники и может быть использовано на заводах металлургической и маши-З ностроительной промышленности в печах для нагрева металла под обработку давлением и в процессе его термообработки.

Известен способ отопления промыш- Ю ленных печей, согласно которому газовоздушную смесь сжигают в объеме рабочей камеры в свободно распространяющемся закрученном факеле 1

Использование этого способа отопле-|5 НИН ограничено частными случаями технологии нагрева, при которых необходим равномерно-распределенный режим теплообмена.

Известен также способ отопления 20 промышленных печей с косвенным радиационным режимом теплообмена, включающий подачу на поверхность свода с боковых сторон печи горящей газовоздушной смеси в виде настильных струй. 25

Для реализации этого способа горелки устанавливают под сводом на боковых стенах. В этом случае факел в виде иезакрученного потока распространяется по внутренней поверхности кладки 30

свода разогревая ее до требуемой температуры .

Однако угол раскрытия такого прямоточного настильного факела достигает лишь 30°, поэтому для равномерного разогрева всей поверхности свода необходимо установить большое количество горелок, что усложняет систему KOMiviyникаций печи. Равномерность разогрева свода невелика, что неблагоприятно сказывается на качестве нагрева, особенно в печах садочного типа.

Целью изобретения является повышения равномерности нагрева свода, КПД печи и качества нагрева заготовок.

Поставленная цель достигается тем, что газовоздушные струи закручивают, причем параметр крутки на срезе сопла горелки устанавливают в пределах

. 0,48-2,91,

п - конструктивный парс1метр крутки горелки;

dg - диаметр выходного сопла горелки ;

d./ - диаметр цилиндрической камеры горелки..

Конструктивный параметр крутки для камерного завихрителя с простым Т нгенциальным подводом воздуха раd dif-a iвон , где а, Ь - размеры прямоугольного патрубка подвода воздуха Предлагаемый способ позволяет отап ливать большую, чем в известном спосо бе отопления настильньоми прямоточными струями, поверхность свода, что при меньшем количестве горелок обеспечивает равномерный его разогрев, повышая качество нагрева заготовок. Более эффективное использование топлива позволяет повысить КПД печи. Способ осуществляется следующим образом. Газовоздушную смесь подеиот с боковых стен таким образом, чтобы закрученная струя, выходящая из горелок, :-аспространялась настильно по поверхности кладки свода. Стелящиеся факелы отдельных горелок равномерно разогревают всю поверхность свода печи косвенным радиационным режимом теплообмена, который затем излучает тепло на нагреваемые заготовки. За счет равномерной по всей поверхности плотности теплового потока удается обеспечить высокое качество нагрева заготовок. Подавая на свод закрученные струи с - в пределах 0,48-2,91 при задан ной дальнобойности, обусловленной ши риной печи, угол раскрытия на своде получается в пределах 66-122. 0,48 струя приближается к прямоточной полуограниченной и име небольшой угол раскрытия, что отрицательно сказывается.на равномерност нагрева поверхности свода. При - 72,91 закрученная струя увеличивает угол раскрытия на своде незначительн но существенно при этом теряя свою ;:1альнобойность, что также ухудшает равномерность нагрева поверхности свода. В результате применения способа отопления печи с косвенным радиационным нагревом за счет повышения рав номерности нагрева излучающего свода увеличиваетя его средняя эффективная температура и степень черноты. Это обеспечивает экономию топлива при заданном тепловом режиме в печи и, как следствие этого, повышение КПД печи. Было приведено исследование этого способа на изотермической воздушной модели камерной печи методом локального моделирования, поскольку свод реальной печи можно рассматривать состоящим из отдельных участков, отапливаемых одной горелкой. Модель горелки представляет собой завихритель, выполненный по типу простого тангенциального ввода с конфузорным соплом с соотношением диаметров do/dn 0,46, где d - диаметр выходного сопла горелки, d, - диаметр конфузорного сопла. Конструктивный параметр крутки п изменяется в широких пределах, введением специальных вставок в подводящий воздушный патрубок модели горелки, т.е. i r lti ltzSl. Эксперименты показывают, что при заданной аэродинамической длине, обусловленной шириной рабочего пространства печи, настильная .закрученная струя имеет угол раскрытия на поверхности свода, изменяющийся в пределах от 66 до 122 при изменении конструктивного параметра крутки горелки п от 1,04 до 6,33. При этом параметр крутки закрученной струи на срезе сопла , - со степенью конфузорности OK. do/dy 0,46 изменяется от 0,48 до 2,91. Из сравнения внешней границы и границы на плоскости настильной закрученной струи с соответствующими границами прямоточной полуограниченной и свободной закрученной струи вытекает,что исследуемая струя обладает большим углом раскрытия в плоскости стенки. При возрастании параметра крутки струи на срезе сопла -угол раскрытия Ч K.-IOKстильной закрученной струи на плоскости также увеличивается и превышает угол раскрытия-свободной закрученной струи на 22-54 при соответствующей крутке, а полуограниченной прямоточной в среднем на 64. Экономическая эффективность от реализации предлагаемого технического решения складывается цз экономии топлива при заданном тепловом режиме в печи и повышения качества нагрева заготовок. Формула изобретения Способ отопления промышленных печей, включающий подачу горящей газовоздушной смеси в виде настильных струй на поверхность свода печи, отличающийся тем, что, с целью повышения равномерности нагрева свода и КПД печи, газовоздушные настильные струи закручивают, причем параметр крутки на срезе сопла горелки устанавливают в пределах 0,48-2,91, 1де п - конструктивный параметр крутки завихрителя; do - диаметр выходного сопла горелки; d - диаметр цилиндрической камеры горелки.

578748t6

Источники информации,ве, Ташкент, Фан, 1968, вып. V ,

принятие во внимание при экспертизес.42.

1. Ахмедов P.P., Рашидов Ф.К. Ис- 2. Авторское свидетельство СССР

пользование газа в народном хозяйст- 253841, кл. С 21 О 9/00, 1968.