Керамическая газовая горелка

 

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в устройствах нагрева воздушного дутья доменных печей для уменьшения пульсаций и повышения стабильности горения. Использование в качестве стабилизатора горения воздушной кольцевой камеры, размещенной перед щелями воздушного коллектора по ходу газа и тангенциального направления периферийных щелей, позволяет снизить пульсации и повысить стабильность горения. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в устройствах нагрева воздушного дутья доменных печей.

Из известных аналогов наиболее близким к предлагаемому техническому решению является керамическая газовая горелка, содержащая корпус с центральным каналом, снабженным газоподводящим патрубком, на выходе из которого в центральном канале установлена перпендикулярно оси газоподводящего патрубка распределительная перегородка с окном; воздушный коллектор, размещенный в выходном участке корпуса, сообщенный с центральным каналом и подключенный к воздушному патрубку, и воздушные щели (см. SU 1099187, кл. F 23 D 14/62, опубл. 23.06.1984).

Недостаток прототипа заключается в том, что при срыве горения появляется пульсирующее горение, что ограничивает тепловую мощность воздухонагревателя, не позволяет повысить температуру нагрева доменного дутья, кроме того, в связи с недостаточной равномерностью распределения потоков газа и воздуха по сечению горелки происходит неравномерное выгорание газа, приводящее к локальным перегревам кладки камеры горения и ее повреждениям.

Достигаемый настоящим изобретением технический результат заключается в уменьшении возможности появления пульсаций и повышении равномерности сжигания газа в керамических горелках.

Это достигается тем, что в керамической газовой горелке, содержащей корпус, центральный канал, газоподводящий патрубок, соединенный радиально с центральным каналом, распределительную перегородку с окном, расположенную в центральном канале перпендикулярно оси газоподводящего патрубка, воздушный коллектор, соединенный с воздухоподводящим патрубком и размещенный по периферии центрального канала, и воздушные щели, согласно изобретению щели выполнены горизонтально в стенке между воздушным коллектором и центральным каналом, а их оси направлены под углом 10-30^o к радиусам, проходящим через центры их выходных сечений, причем стабилизатор горения размещен в центральном канале перед воздушными щелями по ходу газа и выполнен в виде кольца и имеет с наружной стороны воздушную кольцевую камеру, соединенную с воздушным коллектором с помощью воздушных каналов, выполненных в стенке воздушного коллектора.

На фиг. 1 представлена горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - то же, разрез А-А; на фиг. 3 - то же, вид В.

Керамическая горелка содержит корпус 1 с центральным каналом 12, снабженный радиальным газоподводящим патрубком 2, на выходе из которого в центральном канале 12 установлена перпендикулярно оси газоподводящего патрубка 2 распределительная перегородка 11 с окном 10 и размещенный в выходном участке корпуса 1 по периферии центрального канала 12 воздушный коллектор 7, сообщенный с центральным каналом 12 посредством периферийных щелей 6 и подключенный к воздушному патрубку 4. Стабилизатор горения 9 выполнен в виде кольцевой камеры 8, соединенной с воздушным коллектором 7 с помощью каналов 3, при этом оси щелей 6, лежащие в горизонтальной плоскости воздушного коллектора 7 направлены к оси центрального канала 12 под углом α = 10-30^o; ширина зазора кольцевой камеры 8 равна ширине воздушного канала 3; число воздушных каналов 3 камеры 8 стабилизатора горения больше числа щелей 6 воздушного коллектора 7 в 2-3 раза.

Керамическая газовая горелка работает следующим образом.

Газ через радиальный патрубок 2 поступает в центральный канал 12. При ударе о распределительную перегородку 11 с окном 10 происходит выравнивание поля скоростей потока газа. Воздух через патрубок 4 поступает в воздушный коллектор 7 и через периферийные щели 6 внедряется в газовый поток. В нижних частях воздушных щелей 6 образуется смесь газа и воздуха. Тангенциальное направление периферийных щелей 6 и дополнительный поддув воздуха из газового коллектора 7 через каналы 3 и кольцевую камеру 8 в нижнюю часть щелей 6 способствует приближению газовоздушной смеси к стехиометрическому соотношению, что обеспечивает ее стабильное горение. Этому также способствует и то, что в дутьевой период выступ стабилизатора горения 9 разогревается излучением из камеры 8 горения, так как через горелку газ не идет. После воспламенения газа в начале газового периода пламя удерживается на выступе стабилизатора за счет наличия здесь зон рециркуляции. Хорошая стабилизация горения препятствует возникновению пульсаций. В выходном сопле 5 горелки основная масса газа и воздуха перемешивается и сгорает на выходе из горелки.

Таким образом, использование в качестве стабилизатора горения воздушной кольцевой камеры, размещенной перед деталями воздушного коллектора по ходу газа, и тангенциального направления периферийных щелей позволяет повысить равномерность сжигания газа в керамических горелках, снизить пульсации и повысить стабильность горения.

Формула изобретения

1. Керамическая газовая горелка, содержащая корпус, центральный канал, газоподводящий патрубок, соединенный радиально с центральным каналом, распределительную перегородку с окном, расположенную в центральном канале перпендикулярно оси газоподводящего патрубка, воздушный коллектор, соединенный с воздухоподводящим патрубком и размещенный по периферии центрального канала, и воздушные щели, отличающаяся тем, что щели выполнены горизонтально в стенке между воздушным коллектором и центральным каналом, а их оси направлены под углом 10-30° к радиусам, проходящим через центры их выходных сечений, причем в центральном канале перед воздушными щелями по ходу газа размещен стабилизатор горения, выполненный в виде кольца, имеющий с наружной стороны кольцевую воздушную камеру, соединенную с воздушным коллектором с помощью воздушных каналов, выполненных в стенке воздушного коллектора.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что число воздушных каналов больше числа воздушных щелей в 2-3 раза.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3