Рециркуляционная u-образная радиационная труба

 

Изобретение относится к устройствам косвенного нагрева термических печей, заполненных специальной защитной атмосферой. Рециркуляционная U-образная радиационная труба содержит излучающий корпус U-образной формы с дымоотводящим патрубком, рекуператор в одной ветви и горелку во второй ветви, образованных системой коаксиальных труб, а воздух на горение в горелке делится после перетока между обеими ветвями на первичный и вторичный в кольцевых каналах, образованных с помощью коаксиальных труб, обеспечивая двухстадийное сжигание газа, и снабженная трубкой с отверстиями на конце для подачи газа в периферийный кольцевой канал, средний кольцевой канал снабжен отверстиями для прохода первичного воздуха, а распределение суммарного воздуха на первичный и вторичный осуществляют с помощью регулировочного насадка на конце центральной трубы, при этом дымоотводящий патрубок соединен специальным рециркуляционным байпасом со средним кольцевым каналом в горелке. На специальном рециркуляционном байпасе установлено регулировочное устройство. Изобретение позволяет снизить температурный режим в пригорелочной зоне и сократить выход NO_x в процессе горения. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к устройствам косвенного нагрева термических печей, заполненных специальной защитной атмосферой.

Известны U-образные радиационные трубы, горелочная и рекуперативная ветви которых содержат системы коаксиальных труб, обеспечивающие стабильный факел на внутренней поверхности горелочной ветви /1/.

Недостатком этих решений является высокая температура в пригорелочной зоне горелочной ветви и обусловленная этим высокая эмиссия NO_х.

Наиболее близким к заявляемому изобретению является радиационный нагреватель, образующий настильный факел в горелочной ветви /2/.

Однако эта конструкция также характеризуется сверхнормативной эмиссией NO_х. Кроме того, радиационный нагреватель снабжен горелкой сложной конструкции, затрудняющей регулирование процесса распределения суммарного воздуха на первичный и вторичный.

Технический результат изобретения заключается в снижении температурного уровня в пригорелочной зоне, а следовательно, сокращении выхода NO_х в процессе горения, упрощении конструкции и совершенствовании процесса регулирования распределения суммарного воздуха на первичный и вторичный.

Технический результат согласно изобретению достигается созданием частичной рециркуляции уходящих продуктов сгорания. Для этого в известной U-образной трубе, содержащей излучающий корпус U-образной формы с дымоотводящим патрубком, рекуператором в одной ветви и горелкой во второй ветви, образованные системой коаксиальных труб, воздух на горение в горелке делится после перетока между обеими ветвями на первичный и вторичный в кольцевых каналах, образованных с помощью коаксиальных труб, обеспечивая двухстадийное сжигание газа, и снабженная трубкой с отверстиями на конце для подачи газа в периферийный кольцевой канал, средний кольцевой канал снабжают отверстиями для прохода первичного воздуха, а распределение суммарного воздуха на первичный и вторичный осуществляют с помощью регулировочного насадка на конце центральной трубы, при этом дымоотводящий патрубок соединяют специальным рециркуляционным байпасом со средним кольцевым каналом в горелке, снабженным регулировочным устройством для изменения количества возвращаемого в горелку рециркулянта.

Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, следует считать существенными, а так как они формулируются впервые, то отвечают критерию "новизна".

На чертеже представлена принципиальная схема U-образной радиационной трубы.

Рециркуляционная U-образная радиационная труба содержит радиационный (излучающий) корпус 1 U-образной формы с горелочной 2 и рекуперативной 3 ветвями. В конце рекуперативной ветви имеется дымоотводящий патрубок 4, горелка 5 и рекуператор 6 образованы системой коаксиальных труб. Газ подводится в периферийный кольцевой канал 7 с помощью трубки 8 с отверстиями 9. Нагретый воздух (400-500°С) после перетока 10 поступает в средний кольцевой канал 11, откуда часть его через отверстия 12 поступает в кольцевой периферийный канал 7, образуя первичную газовоздушную смесь. Регулирование распределения воздуха на первичный и вторичный осуществляется с помощью насадка 13, установленного на конце центральной трубы 14. Увеличивая диаметр регулировочного насадка 13, уменьшают количество вторичного воздуха, движущегося внутри трубы 15.

Для снижения температуры факела в пригорелочной зоне горелочной ветви 2, а следовательно, сокращения выхода NO_х, часть уходящих продуктов сгорания возвращают в горелочную ветвь с помощью рециркуляционного байпаса 16. С помощью последнего уходящие продукты сгорания (400-600°С) частично возвращают в средний кольцевой канал 11. Посредством регулировочного устройства 17 можно изменять количество возвращаемого в контур радиационной трубы балласта.

Изменяя диаметры воздушных отверстий 12 регулировочного насадка 13, а также степень открытия регулировочного устройства 17 на рециркуляционном байпасе 16, оптимизируют устойчивость горения и температурный уровень в горелочной ветви 2. Розжиг радиационных труб в холодной печи осуществляют при закрытом регулировочном устройстве 17.

Заявляемое изобретение испытано на огневом стенде, выявлены оптимальные количества первичного и вторичного воздуха, а также количество рециркулянта. Эти оптимальные величины следующие: количество первичного воздуха 30-50%, количество рециркулянта 20-30%. При этом эмиссия NO_х не превышает 90-110 мг/м³ по сравнению с 200-300 мг/м³ без рециркуляции.

Благодаря стабильности горения газа (без сажевыделения и температурных перегревов), а также более чем двукратное снижение выбросов NO_х разработанная рециркуляционная U-образная радиационная труба имеет повышенный спрос у потребителя.

Источники информации

1. А.с. СССР №623058, кл. F 23 D 13/12, F 27 В 3/20.

2. A.с. CCCР №862655, кл. F 23 D 13.

Формула изобретения

1. Рециркуляционная U-образная радиационная труба, содержащая излучающий корпус U-образной формы с дымоотводящим патрубком, рекуператор в одной ветви и горелку во второй ветви, образованных системой коаксиальных труб, а воздух на горение в горелке делится после перетока между обеими ветвями на первичный и вторичный в кольцевых каналах, образованных с помощью коаксиальных труб, обеспечивая двухстадийное сжигание газа, и снабженная трубкой с отверстиями на конце для подачи газа в периферийный кольцевой канал, отличающаяся тем, что средний кольцевой канал снабжен отверстиями для прохода первичного воздуха, а распределение суммарного воздуха на первичный и вторичный осуществляют с помощью регулировочного насадка на конце центральной трубы, при этом дымоотводящий патрубок соединен специальным рециркуляционным байпасом со средним кольцевым каналом в горелке.

2. Рециркуляционная U-образная радиационная труба по п.1, отличающаяся тем, что на специальном рециркуляционном байпасе установлено регулировочное устройство.

РИСУНКИ

Рисунок 1