Блок воздухонагревателей Советский патент 1981 года по МПК C21B9/00 

Изобретение относится к.области металлургии и предназначено 1и реимущественно для :нагрева дутьевого воздуха доменных печей. Может быть использовано также для нагрева восстановительных газов, применяемых в металлурги.

Наиболее близким к Ьписываемо.му изобретению по техническо сущности и достигаемым результатам является блок воздухонагревателей, содержаЩ|ИЙ два или более регенерироваиных нагревателя с подкупольньши камерами, соединенными с двухкамер.ным нагревателем с промежуточным теплоносителем, соединенным трубопроводами для циркуляции теплоносителя между камерами, обесиечиваюшими высокотемпературный непрерьтный нагрев воздуха п.ри ПОСТОЯННОЙ конечной темлературе .

Недостатком известного устройства является установка автономной камеры «агрева, промежуточного теплоносителя типа вращающейся печи, что усложняет работу и повыщает габариты.

Целью изобретения является повыщение температуры нагрева воздуха, ее стабил.изадия При одновременном повыщениМ КПД установки, снижении капитальных затрат И ее габаритов.

-Поставленная цель достигается тем, что блок воздухонагревателей, состояш й по крайией мере из двух иротивоточных регенеративиых иагревателей периодического действия с камерой горения, снабжен двухкамерным теплообменным аППаратом непрерывного действия с подвижиым иромежуточиым дисперсным теплонос:1телсм i переточными устройствами для замыкания контура циркуляции теплоносителя между ка1ме рамИ теплообмена, камера нагрева промежуточного теплоносителя которого соединена каналами с иодкупольными камерами нротивоточных воздухонагревателей нер иодического действия, снабжена устройством для сжигания топлива и является общей для всех воздухонагревателей камерой горения, а камера нагрева воздуха включена в тракт горячего дутья.

Дополнительно предлагается камеру нагрева промежуточ.ного теплоносителя воздухонагревателя непрерывного действпя соединить с иодкупольнымп камерами воздухонагревателей периодического действия через их камеры горения.

На ф:иг. 1 показан блок воздухонагревателей доменной -печи применительно к случаю иоиользования двухкамерного теплообменника с кипящим слоем промежуточного дисперсного теплоносителя, камера нагрева которого соединена непосредственно с нодкулольным пространством воздухонагревателей периоднческого действия; па фиг. 2 - блок воздухонагревателей, снабженный двухкамерным теплообменникоМ, верхняя камера которого соединена с подкупольным пространством воздухонагревателей через «х выносные камеры горения. Блок воздухонагревателей состоит из регенеративных противоточ:;1ых воздухонагревателей /, 2 периодического действия 1Н двухкамерного теплообменника непреpbfBHoro действия с циркулирующим дисперсным иромежуточ 1ым теплО|Носителем (подвижной насадкой), в котором камера 5 служит для нагрева подвижной насадки в кипящем слое, а камера 4 - для охлаждения насадки - нагрева воздуха. Камера 3 нагрева подвижной насадки снабжена устройством 5 для сл пга:ния топлава. В данном случае топливо сжигается непосредственно в кипящем слое .насадки. Посредством трубопроводов 6 и высокотемпературных отсечных клапанов 7, 8 камера 3 ,нагрева насадки соединена с подкулольпыми камерами воздухопагревателей периодического действия. Камера 4 охлаждения насадки - на1грева воздуха включена в тракт горячего дутья 9 посредством отсеченных клапанов 10, 11 горячего дутья. Кроме того, воздухонагреватели периоднческого действия могут быть снабжены автономныМИ выносными камерами горения 12, 13 (флг. 2). Блок воздухонагревателей работаетследу}йщим образом. Продукты сгорания от сжигаемого топлива с помощью топливо-сжигающего устройства 5, псевдоож.ижая слой дисиерсного теплоносителя в камере 3, нагревают его и, частично охладившись, направляются по трубопроводу 6 в подкупольное пространство воздухона превателя 1 и далее, после использования их теила для нагрева его иасадки, выбрасываются на трубу. После нагрева насадки воздухонагреватели / .переключением клапанов 7 и 5 (клапан 7 закрывается, а клапа-н 8 открывается) поток продуктов горения направляется В воздухонагреватель 2, а через воздухонагреватель / пропускают нагреваемый воздух. Далее через клапан 10 воздух поступает в камеру 4 двухкамерного те-нлообменника, где за счет тепла, нагретого в камере 3 дисперсного теплонооителя, нагревается до требуемой тем пературы и направляется в доменную печь. Так как иромежуточный теплоноситель циркулирует .между камерами 3 и 4 непрерывно, то обеспечивается непрерывный процесс нагрева дутья. Последующим открытием клапанов 7 и 11 и закрытием клапанов 8 л 10 налравление потоков меняют. В случае использования блока воздухоиагревателей с автономными камерами горения 12 (фиг. 2) процесс нагрева дутья аналогичен. Отличие заключается лишь в том, что в камере 3 сжигается только часть топлива, другая часть топлива сжигается в камерах горения. Таким образом, в предлагаемом бдоке воздухонагревателей пагрев воздуха осуп.ествляется в две стадпи. Предварительный |иагрев происходит в регеперативных воздухонагревателях 1, 2 периодического действия. На выходе из него нагретый воздух имеет переменную температуру. Окончательный догрев и стабилизация температуры осуществляется в камере 4 за счет тепла проме 1-:уточного теплоносителя, нагретого в камере 3. Требуемая тем пература нагрева воздуха обеспечивается температурой нагрева промежуточного теплоносителя в камере 3 и определяется практически только огнеупорностью 1Пр,И1меняемь х материалов. В настоящее время представляется возможным обеспечить нагрев воздуха до 1400- 1500° С. Постоянство температуры нагрева воздуха обеспечивается изменением теиловоц нагрузки iB камере 3 и регулировкой кратности циркуляции теилоносителя между камерами 3, 4. названных преимуществ, двухступенчатый высо1котемпературный нагрев воздуха в -предложенном блоке воздухонагревателей позволит: 1.Лри Существующей высоте воздухонагревателей 1И нагреве воздуха |На первой стуиеии до 800-1000° С представляется возможиым иолизить температуру отходящих газов до 200-250° С и с учетом иовыишния температуры нагрева воздуха на второй ступени до 1400-1500° С довести КПД установки до 90-95%. 2.Уменьшить количество крупногабаритных и дорогостоящих воздухонагревателей лерйодического действия до двух ап1паратов в блоке. 3. При иагреве Воздуха яа первой ступени до 800-1000° С срок службы воздухонагревателей иериодического действия повысится до 10-20 лет. 4. При строительстве новых блоков воздухонагревателей отпадает необходимость в автономных камерах горения, так как их функцию выполняет камера нагрева теилоносителя воздухонагревателя второй ступени. 5. При нагреве воздуха на первой ступени до 1000°С и догреве его на второй ступени до 1400° iC количество циркулирующего теплоносителя уменьшается в 3i-4 раза по сравнению с автономным воздухонагревателем С подвижной насадкой.

Формула изобретения

Блок воздухонагревателей, содержащий .два или более регенеративных .нагревателя с Подкупольными камерами, соединенными горизонтальными каналами с двухкамерным нагревателем с подвижным лромежуточным теплоносителем, состоящим из камер нагрева и охлаждения, соединенных иереточными трубонроводами, отличающийся тем, что, с целью увеличения КПД воздухонагревателей, снижения капитальных затрат и повышения температуры дутья, камера нагрева промежуточного теплоносителя соединена с подкупольными камерами всех воздухонагревателей блока, а камера охлал дения промежуточного теплоносителя соединена трубопроводами с горизонтальными каналами всех воздухонагревателей блока.

IicT04HHK информации, принятый во внимание при экспертизе:

1. Латент США До 3061194, кл. 236-11, 1962.

/ОII

Фиг.