Газокислородная горелка

 

Изобретение относится к металлургии, а именно к горелкам для установки горячего окомкования. Цель изобретения - повышение эффективности локального нагрева и надежности. Для этого горелка дополнительно снабжена аксиальным лопаточным завихрителем 6 потока кислорода, установленным вокруг соплового насадка 4 в зазоре между ним и внутренней поверхностью трубы 2 для подвода кислорода, камера 8 сгорания выполнена в виде навитого виток к витку трубчатого змеевика с теплоизолирующим покрытием из огнеупорных оксидов, наиболее широкий виток.которого связан со штуцером для подачи охлаждающей воды, а наиболее узкий виток переходит в кольцевой коллектор 7, частично охватывающий трубу 1 для подачи кислорода, и подключен к штуцеру для слива воды. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (505 F 23 0 14/32

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4760161/06 (22) 18.10.89 (46) 15.04.92. Бюл. ¹ 14 (71) Институт газа АН УССР и Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) Н.Н. Гринченко, И,Н. Карп, Ю.И. Бать, Э.Г. Гаврин, Г,Ф, Дудко,М.М, Княжанский и

В.К. Потапенко (53) 662.951.2 (088.8) (56) Черныш Г.И. Топливо-кислородные сжигающие устройства, М,: Металлургия, 1969, с, 93, рис. 30,в. (54) ГАЗОКИСЛОРОДНАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к металлургии, а именно к горелкам для установки горячего

Изобретение относится к конструкциям газокислородных горелок, предназначенных для оснащения нагревателей установок непрерывного горячего окомкования шихтовых материалов (преимущественно íà основе отходов прокатного производства в виде окалины) на предприятиях черной металлургии.

Цель изобретения — повышение эффективности локального нагрева и надежности горелки.

На чертеже изображена схема горелки.

Горелка содержит соосно расположенные трубы 1, 2, 3, образующие каналы для подвода горючего газа, кислорода и отвода охлаждающей воды соответственно, причем труба 1 завершается сопловым насадком 4 с отверстиями 5 для выхода газа и плосколопаточным завихрителем 6 потока кислорода, а труба 3 — кольцевым коллектором 7. Ж » 1726905 А1 окомкования. Цель изобретения — повышение эффективности локального нагрева и надежности. Для этого. горелка дополнительно снабжена аксиальным лопаточным завихрителем 6 потока кислорода, установленным вокруг соплового насадка 4 в зазоре между ним и внутренней поверхностью трубы 2 для подвода кислорода, камера 8 сгорания выполнена в виде навитого "виток к витку" трубчатого змеевика с теплоизолирующим покрытием из огнеупорных оксидов, наиболее широкий виток. которого связан со штуцером для подачи охлаждающей воды, а наиболее узкий виток переходит в кольцевой коллектор 7, частично охватывающий трубу 1 для подачи кислорода, и подключен к штуцеру для слива воды. 1 ил. с присоединенным к нему камерой 8 сгорания в форме усеченного конуса, расширяющийся по ходу газов и.выполненной в виде навитого "виток к витку" трубчатого змеевика, покрыто как изнутри, так и снаружи слоем высокоогнеупорного оксида (2г02 или

А120з на подслое NiAI или NICr) толщиной

1,5 — 2 мм, наносимого способом плазменного напыления.

Проходные сечения отверстий 5 для выпуска горючего газа выбираются по условию

1Г4 ц газ с1 — где Огаз " — минимальный а и (по условиям процесса нагрева) расход горючего газа; п — количество отверстий; а — скорость звука при температуре газа в подающем трубопроводе и критическом давлении, При заданных расходах исходных компонентов и коэффициенте расхода окисли1726905

55 теля L выходное сечение горелки рассчитывают по условию W = 30 м/с, где W — средняя скорость продуктов горения на выходе из горелки, исключающая по экспериментальным данным распыление тонкодисперсной фракции шихты.

Для обеспечения развитой зоны рециркуляции продуктов сгорания угол раскрытия камеры 8 (=24 ) и ее входной диаметр выбирают такими, чтобы угол раскрытия свободного закрученного факела, составляющий 40 — 55 (в зависимости от степени крутки потока кислорода) при длине камеры 8, равной ее выходному диаметру, вписывался в камеру 8, опираясь на выходной диаметр.

Горелка работает следующим образом.

Горючий газ подают по центральной трубе 1 под давлением, превышающим критическое. Он истекает из отверстий 5 с постоянной (звуковой) скоростью во всем диапазоне изменения рабочих расходов, начиная от Q ".

Поток кислорода, поступающий через зазор между трубами 1 и 2, закручивается аксиальным лопаточным завихрителем 6 и на некотором расстоянии от распределительной головки смешивается с горючим газом. Небольшая часть потока кислорода вследствие того, что угол раскрытия камеры 8 меньше угла раскрытия свободного факела, стелется вдоль стенки камеры 8, исключая в значительной степени конвективный теплообмен факела со стенкой.

Подготовленная смесь сгорает, причем благодаря выбору длины камеры 8, равной ее выходному диаметру, максимальная температура факела развивается в выходном сечении горелки.

Благодаря постоянной и высокой скорости истечения газа зона смешения компонентов постоянна по ширине независимо от рабочих расходов, а зона начала горения достаточно удалена от соплового насадка 4, что гарантирует его высокую стойкость. Самовозбуждающаяся внутри камеры 8 рециркуляции продуктов горения одновременно гарантирует высокую стабильность горения и полноту сгорания.

5 Радиационный поток, излучаемый факелом на внутренние стены камеры 8, снимается водой, поступающей в змеевик в наиболее теплонапряженном сечении на выходе из горелки и сливаемой через кол10 лектор 7 по зазору между трубами 2 и 3.

Благодаря плазменному покрытию из огнеупорных оксидов с исключительно низкой теплопроводностью (= 0,6 Вт/мК для

Zr02 и 2 — 5 Вт/мК для AI20a) и высокой

15 отражательной способностью (2 м > 0,9) обеспечивается переизлучение на шихту и снижаются тепловые потери на воду.

Конструкция змеевика полностью исключает появление застойных зон. Скорость

20 воды выбирают такой, чтобы гарантировать невозможность перехода в режим пузырьковогс кипения.

Все это обеспечивает высокую надежность конструкции в работе.

Формула изобретения

Газокислородная горелка, содержащая коаксиально расположенные центральную топливную трубу с сопловым насадком и

30 трубу для подачи кислорода, установлен н ы е на входе в водоохлаждаемую диффузорную камеру сгорания, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности локального нагрева и надежности, ка35 мера сгорания выполнена в виде трубчатого змеевика с витками, газоплотно скрепленными между собой и имеющими теплоизолирующее покрытие из огнеупорных оксидов, причем виток с наименьшим диа40 метром подключен к дополнительному коллектору, размещенному вокруг трубы для подачи кислорода, а в кольцевом зазоре между нею и сопловым насадкам дополнительно установлен аксиальный лопаточный

45 завихритель, 1726905

i 23

Составитель М. Зубков

Редактор Н. Федорова Техред М.Моргентал Корректор О. Ципле

Заказ 1268 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101