Сопло Советский патент 1982 года по МПК F27B7/36 

(S) СОПЛО

Изобретение относится к оборудованию трубчатых вращающихся печей, в частности к устройствам для подачи газа и воздуха и может быть использовано в горнорудной и металлургической промышленности. По основному авт.св. fP 661215 известно сопло, используемое для подачи воздуха при организации горения во вращающихся трубчатых печах для металлизации железорудного сырья. Сопло содержит корпус и расположенный перпендикулярно к нему насадок такого же диаметра и длиной, равной половине диаметра сопла. Сопло обеспечивает напра.вление вытекающей струи перпенди кулярно его корпусу и, соответственно соосность факела и печи Недостатком известного сопла является неравномерность скоростного поля в выходном сечении насадка. При повороте на 90 поток прижимается к стенке насадка, противоположной входному отверстию в корпусе, что способствует увеличению в этом месте скорости потока, в то время как у другой стенки насадка скорость потока уменьшается и может возникнуть даже зона разрежения. При использовании известного con- ла для подачи воздуха в горелочном устройстве топливная струя, вытекающая из топливного сопла,- попадает как в зону высоких скоростей потока воздуха, так и в зону разрежения. При этом в зоне разрежения вследствие малых скоростей циркулирующих газов образуется устойчивый очаг воспламенения и одна сторона насадка интенсивно нагревается от внутреннего очага горения, а другая интенсивно охлаждается воздухом. Это (при прочих равных условиях нагрева со стороны печных газов) приводит к неравномерному нагреву стенок насадка, его короблению, прогоранию и быстрому выходу его из строя. Выдувание очага горения из насадка не наблюдается даже при многократном увеличении расхода газа и воздуха.

Значительное увеличение скорости топливной струи в данной конструкции нежелательно по условиям ведения технологического процесса во вращающейсй печи, так как горелки должны обеспечивать длинный факел, что достигается за счет истечения газа и воздуха с малыми (около 8-10 м/с) и равными скоростями. Удлинение топливного сопла до выходного отверстия насадка воздушного сопла устраняет зону разЬежения в нем, но при этом наблюдается перегрев стенок, отложение сажи и прогар топливного сопла.

Кроме того, недостатком известного сопла является интенсивное перемешивание топлива со всей массой потока воздуха. Это приводит к интенсив ному горению топлива, локальным тепловыделениям и, как следствие, к перегреву футеровки печи. Цель изобретения - повышение долго вечности сопла путем орга «1зации горения вне его. Поставленная цель достигается тем, что сопло, содержщее корпус и .насадок такого же ji aMerpa, распожженный перпендикулярно корпусу, длина которого равна половине его , снабжено цитндри еской вставкой, установленной сроено насадку, причем диаметр вставки составляет 0,,8 ди аметра сопла. При снабжении сопла цилиндрической вставкой топливная струя развивается внутри вставки и перемешивается только с частью воздуха, подводимого для горения. Эта топливовоздушная смесь экранируется вставкой от зоны разреже ния в насадке. Воспламенение ее происходит в выходном сечении сопла при подмешивании воздуха. Кроме того, наличие цилиндрической вставки способствует разделению воздуха в выходном сечении сопла на два коаксиальных потока, участвующих затем в горе НИИ топлива в приосевой части струи. Это способствует развитию длинного факела вдоль оси печи без локальных тепловыделений и экранированию футеровки печи от перегрева периферийным потоком воздуха. При выполнении вставки диаметром, превышающим 0,8 диаметра сопла, во вставке образуется зона циркуляции (разрежения), такая же, как и в насадке без вставки. Это приводит к

образоаанию очага горения внутри вставки и к ее разр т1ению. При диаметре вставки менее О, диаметра насадка в последнем сохраняется зона циркуляции такая же, как и при работе без вставки. В эту зону интенсивно подсасываются высокотемпературные продукты сгорания из объема печи.

При Этом значительно повышается температура стенок вставки, снижается коэффициент расхода воздуха в ней, появляются отложения сажи и прогары.

На фиг. 1 изображено сопло, общий вид; на фиг. 2 - вид по стрелке А на фи г. 1.

Сопло состоит из корпуса 1 и насадка 2 с цилиндрической вставкой 3, закрепленной при помощи ребер .

Сопло может быть использовано для подачи воздуха в горелочном устройстве, например, вращающейся печи. При работе устройства воздух, продвигаясь по каналу корпуса 1, перетекает в насадок 2 и через цилиндрическую вставку 3 вытекает коаксиальными потоками в направлении, перпендикулярном корпусу сопла. Топливо подводится к входному участку вставки 3 и перемешивается с воздухом, поступающим в эту вставку. Воспламенение смеси происходит на выходном конце насадка. В последующих участках факела несгоревшие остатки топлива в его Нриосевой части сгорают по мере использования периферийного потока воздуха. Устройство имеет преимущества перед известным в том, что оно позволяет предотвратить горение в насадке, повысив тем самым долговечно.сть сопла. Кроме того, применение предлагаемого сопла способствует развитию длинного факела вдоль оси печи без локальных тепловыделений и экранированию футеровки печей от перегрева. В известном сопле горение происходит непосредственно в насадке, что приводит к перегреву и короблению стенок сопла, выходу его из строя и частой замене. При эксплуатации известного сопла также возникают локальные тепловыделения и перегрев футеровки печи, сопровождающийся перегревом материала и настылеобразованием. Применение предлагаемого сопла в условиях трубчатой вращающейся new для металлизации окатышей позволяет в значительной степени избежать настылеобразования на футеровке, а также 5 прогара и коробления насадков и их эамены. Формула изобретения Сопло по.авт.св. ff 661215, о т ли чающееся тем, что, с це 5t7586 лью повышения долговечности, оно снабжено размещенной соосно насадку цилиндрической вставкой, диаметр которой равен 0,11-0,8 диаметра сопла. 5 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР , № 661215, кл. F 27 В 7/36, 1977.

хС-уу.ЧчУОх

ТР

l S ZtSSZZ

4

WXVWNKWN.X4 VsXX4SX444N

23

t/f.f

f,2