RU2003924C1

RU2003924C1 - Gas burner with adjustable length of flame

Info

Publication number: RU2003924C1
Authority: RU
Inventors: Юрий Макарович Грабовой; ренко Игорь Александрович Дегт; Вениамин Павлович Невраев; Анатолий Иванович Агарышев
Original assignee: Череповецкий металлургический комбинат
Priority date: 1992-01-16
Filing date: 1992-01-16
Publication date: 1993-11-30

Abstract

Использование: в черной металлургии, в частности дл зажигани агломерационной шихты s горнах агломашин с боковыми отоплением. Сущность изобретени : на выходном срезе газолодво- д щей трубы дополнительно установлена насадка в виде полусферы с щелевыми отверсти ми в виде секторов, равномерно расположенными на боковой поверхности полусферы и радиально направленными к ее центру под углом при упте раскрыти 30&deg;. Зил.Usage: in ferrous metallurgy, in particular for ignition of sinter charge s in furnaces of sintering machines with side heating. SUMMARY OF THE INVENTION: an additional nozzle in the form of a hemisphere with slotted holes in the form of sectors uniformly located on the side surface of the hemisphere and radially directed to its center at an angle when open up to 30 ° is additionally installed at the outlet section of the gas supply pipe. Zil.

Description

Изобретение относитс к устройствам дл сжигани газообразных видов топлива и может быть использовано в черной металлургии , в частности, дл зажигани агломерационной шихты в горнах агломашин с боковым отоплением.The invention relates to devices for burning gaseous fuels and can be used in ferrous metallurgy, in particular, for igniting an agglomeration charge in furnaces of sintering machines with side heating.

Известна газова горелка с регулируемой длиной факела, содержаща воздухо- подвод щий корпус и размещенную в нем соосно газоподвод щую трубу с выходным соплом и лопаточным засихрителем, который установлен на трубе с возможностью синхронного регулировани угла поворота лопаток по отношению к продольной оси горелки 1.A gas torch with an adjustable torch length is known, comprising an air supply housing and a coaxial gas supply pipe placed therein with an outlet nozzle and a blade swirler, which is mounted on the pipe with the possibility of synchronous adjustment of the angle of rotation of the blades relative to the longitudinal axis of the burner 1.

Недостатком работы данной горелки вл етс ю, что в случае перехода на низкие номинальные давлени газа или в случае использовани газа с низкой теплотой сгорани происходит ухудшение контакта газового потока, истекающего сплошными параллельными стру ми из круглого отверсти газового сопла с потоком воздуха, поступающего через лопаточный завихритель к устью горелки. Это приводит к нестабильности зажигани газовоздушной смеси, ухудшению условий смесеобразовани и, как следствие, к снижению устойчивости горени .The disadvantage of this burner is that in the case of switching to low nominal gas pressures or in the case of using gas with a low heat of combustion, the contact of the gas stream flowing out in continuous parallel jets from the round opening of the gas nozzle with the air stream entering through the blade swirl to the mouth of the burner. This leads to instability of ignition of the gas-air mixture, worsening of the conditions of mixture formation, and, as a result, to a decrease in the stability of combustion.

Известны также горелки типа ВГК, получившие широкое распространение в типовых горнах ВНИИШ дл бокового зажигани сло аглошихты. Эти горелки оборудованы двум видами цилиндрических газовых насадок: дл сжигани природного газа и смешанного с теплотой сгорани QHP 10,47 МДж/м3, которые отличаютс количеством, размерами и расположением радиальных выпускных отверстий 2.Burners of the VGK type are also known, which are widely used in typical VNIISH furnaces for lateral ignition of a sinter charge layer. These burners are equipped with two types of cylindrical gas nozzles: for burning natural gas and mixed with a heat of combustion of QHP of 10.47 MJ / m3, which differ in the number, size and arrangement of radial outlets 2.

Недостатком таких горелок вл етс то, что они очень чувствительны не изменение теплоты сгорани сжигаемого газа. Если теплота сгорани газа, на который рассчитана насадка, по тем или иным причинам в процессе работы горелки ВГК мен етс (например , при сжигании коксодоменной смеси ), то снижаетс устойчивость горени и в целом эксплуатационна надежность работы горелки.The disadvantage of such burners is that they are very sensitive not to a change in the calorific value of the combusted gas. If the heat of combustion of the gas for which the nozzle is designed, for one reason or another, changes during the operation of the high-temperature gas burner, for example, when burning a coke-domain mixture, then the burning stability and overall operational reliability of the burner are reduced.

Целью изобретени вл етс повышение надежное и воспламенени , улучшение качества смешени газа с воздухом и повышение устойчивости горени .The aim of the invention is to increase the reliability and ignition, improve the quality of mixing gas with air and increase the stability of combustion.

Цель достигаетс тем, что горелка оборудуетс полой газовой насадкой, котора своей цилиндрической частью с помощью резьбового соединени устанавливаетс на торец сопла, а в сферической части по ее секториально образующим выполнены сквозные отверсти щелевой формы с равномерным шагом между собой и направленными в сторону подачи закручиваемого по- то ка воздуха таким образом, что угол атаки истекающих в закручиваемый поток воздухаThe goal is achieved in that the burner is equipped with a hollow gas nozzle, which is mounted on the nozzle end with its threaded part and threaded holes are made in the spherical part along its sectorially forming holes with an even pitch between them and directed towards the supply side of the twisted then air so that the angle of attack flowing into the swirling air stream

плоских струй газа составл ет 30°. при этом угол наклона их по радиусу к центральной оси насадки и продольной оси горелки измен етс от 30 до 60°.flat jets of gas is 30 °. the angle of inclination thereof along the radius to the central axis of the nozzle and the longitudinal axis of the burner varies from 30 to 60 °.

Авторам не известны технические решени , имеющие признаки, сходные с признаками , отличающими за вленное техническое решение от прототипа.The authors are not aware of technical solutions having features similar to those distinguishing the claimed technical solution from the prototype.

На фиг. 1 изображена предлагаема горел кз, продольный разрез; на фиг. 2 - профиль газовой насадки; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.In FIG. 1 shows the proposed burned short circuit, longitudinal section; in FIG. 2 - gas nozzle profile; in FIG. 3 is a view A in FIG. 2.

Газова горелка содержит трубу 1, оканчивающуюс соплом 2, по которой подаетс газ дл сжигани . Труба 1 с помощью болтовThe gas burner comprises a pipe 1 terminating in a nozzle 2 through which combustion gas is supplied. Pipe 1 with bolts

3 центрируетс в трубе 4, по которой поступает воздух дл горени . Между гэзолодво- д щей и воздухоподвод щей трубами установлен завихритель, состо щий из нескольких радиальных лопастей 5, способных синхронно мен ть угол поворота по отношению к продольной оси горелки с помощью поворотного механизма. На газовое сопло установлена пола насадка б с выпускными щелевыми отверсти ми 7, котора 3 is centered in the pipe 4 through which combustion air flows. A swirler is installed between the gas supply and air supply pipes, consisting of several radial blades 5, capable of synchronously varying the rotation angle with respect to the longitudinal axis of the burner using a swivel mechanism. On the gas nozzle, a floor nozzle b with outlet slots 7 is installed, which

навинчиваетс на сопло с помощью резьбового соединени 8.screwed onto the nozzle using threaded connection 8.

Продольные сквозные отверсти 7, расположенные по образующим, в сферической части насадки имеют длину 1/6 ,The longitudinal through holes 7 located along the generators in the spherical part of the nozzle have a length of 1/6,

внутренние кромки скруглены. Ширина отверстий определ етс конструктивно в зависимости от размера R насадки и общего их количества, однако она не должна быть более 1/18 л:Н {на фиг. 3 условно показаноinner edges are rounded. The width of the holes is determined structurally depending on the size R of the nozzle and their total number, however, it should not be more than 1/18 L: H {in FIG. 3 conventionally shown

12 отверстий).12 holes).

Предлагаема горелка работает следующим образом.The proposed burner operates as follows.

Газ поступает в газоподвод щую трубу 1 и через сопло 2 проходит внутрь газовойGas enters the gas supply pipe 1 and through the nozzle 2 passes into the gas

насадки 6. Воздух поступает в воздухопод- вод щую трубу и, проход через полости 5 воздушного завихрител , получает вращательное движение, В зависимости от угла поворота лопастей 5 по отношению к продольной оси горелки, создаваемого при помощи поворотного механизма, можно получить различную степень закручивани воздушного потока. Из газовой насадки 6 через газовыпускные щелевые отверсти 7nozzles 6. Air enters the air supply pipe and, passing through the cavity 5 of the air swirl, receives a rotational movement. Depending on the angle of rotation of the blades 5 with respect to the longitudinal axis of the burner created by the rotary mechanism, it is possible to obtain a different degree of twisting of the air flow. From the gas nozzle 6 through the gas outlet slots 7

газ в виде плоских струй с углом раскрыти (атаки) 30° поступает в закрученный поток воздуха. Газовые струи в закручиваемый поток воздуха врезаютс под углом 30..,60°, благодар чему значительно увеличиваетс gas in the form of flat jets with an opening angle (attack) of 30 ° enters a swirling stream of air. Gas jets cut into a swirling air stream at an angle of 30 .., 60 °, thereby increasing significantly

поверхность контакта и глубина взаимного проникновени газовоздушных струй и повышаетс турбулентность потока, в результате чего интенсифицируютс процессы смесеобразовани и горени газа.the contact surface and the depth of mutual penetration of the gas-air jets increase the flow turbulence, as a result of which the processes of gas mixture formation and combustion are intensified.

Предложенный интервал углов наклона истекающих из щелевых отверстий в насадки б газовых струй, равный 30...60°, а с углом атаки по отношению к потоку воздуха - 30°. вл етс оптимальным.The proposed interval of the angles of inclination of gas jets flowing from slotted openings into nozzles b is equal to 30 ... 60 °, and with an angle of attack with respect to the air flow - 30 °. is optimal.

При угле наклона меньше 30° увеличиваетс длина зоны горени за счет снижени интенсивности перемешивани воздуха с газами. В этом случае при практически неизменном гидравлическом сопротивле- нии снижаетс равномерность распределени продуктов пиролиза в факеле и несколько увеличиваетс содержание окиси углерода в продуктах сгорани ,When the angle of inclination is less than 30 °, the length of the combustion zone increases due to a decrease in the intensity of mixing of air with gases. In this case, with a practically constant hydraulic resistance, the uniform distribution of the pyrolysis products in the flare decreases and the content of carbon monoxide in the combustion products increases slightly.

Увеличение угла наклона сверх 60° приводит к повышению гидравлического сопро- тивлени , так как газовые струи, проход щие на большую глубину, нарушают зону оборотных токов и создают значи- тельный подпор фронту распространени пламени. Кроме того, возникает.опасность перегрева поверхности горелочной амбразуры , кромок усть горелочного устройства.An increase in the angle of inclination over 60 ° leads to an increase in hydraulic resistance, since gas jets passing to a greater depth violate the zone of reverse currents and create a significant backwater to the flame propagation front. In addition, there is a danger of overheating of the surface of the burner embrasure, the edges of the mouth of the burner device.

Увеличение угла истечени плоских струй газа из щелевых отверстий насадки более 30° способствует приближению зоны смесеобразовани к устью горелки, поэтому дл полного сжигани топлива необходимо увеличивать коэффициент расхода воздуха, что отрицательно сказываетс на КПД теплоагрегата , гак как увеличиваютс потери с уход щими газами.An increase in the angle of outflow of flat gas jets from the nozzle slit openings by more than 30 ° helps bring the mixture formation zone closer to the mouth of the burner; therefore, to completely burn the fuel, it is necessary to increase the air flow rate, which negatively affects the efficiency of the heat generator, since losses with flue gases increase.

Уменьшение угла ниже 30° снижает общую поверхность контакта газовых струй с потоком воздуха, уменьшает степень его турбулизации, в-результате чего качество процесса смесеобразовани ухудшаетс , снижаетс устойчивость воспламенени и горени факела.A decrease in the angle below 30 ° reduces the overall contact surface of the gas jets with the air stream, reduces the degree of turbulence, as a result of which the quality of the mixture formation process deteriorates, and the stability of ignition and combustion of the torch decreases.

Были проведены предварительные испытани опытного образца горелки с предложенным сферическим газовым насадком. Испытани проводились на природном газе , коксовом газе и коксодоменной смеси, при этом расход топлива измен ли в широком интервале. Полученные результаты испытаний показали эксплуатационную надежность горелки при различных режимах ее работы, при этом воспламенение, смесеобразование и устойчивость факела были достаточно удовлетворительными.Preliminary tests of a prototype burner with the proposed spherical gas nozzle were carried out. The tests were carried out on natural gas, coke oven gas and coke-domain mixture, while the fuel consumption was varied over a wide range. The obtained test results showed the operational reliability of the burner under various modes of operation, while the ignition, mixture formation and flame stability were quite satisfactory.

После изготовлени партии горелок предложенной конструкции в заводских услови х предполагаетс установить их на горне одной из агломашин ЧерМК.After making a batch of burners of the proposed design in the factory, it is planned to install them on the furnace of one of the CherMK sintering machines.

В насто щее врем дл всесторонней проверки в промышленных услови х за вленна горелка установлена на барабанном окомкователе типа 065-3,2x12,5 дл подогрева аглошихты перед подачей ее в горн агломашины.Currently, for a comprehensive check in an industrial environment, the inventive burner is mounted on a drum pelletizer of type 065-3.2x12.5 to heat the sinter charge before feeding it into the sinter furnace.

(56) Авторское свидетельство СССР N; 195017, кл. F 23 D 14/02, 1967.(56) Copyright certificate of the USSR N; 195017, cl. F 23 D 14/02, 1967.

Чертеж сборочный № 1-96138СБ, ЮУМЗ, г. Орск, 1986.Assembly drawing No. 1-96138СБ, YuUMZ, Orsk, 1986.

Claims

The claims

GAS BURNER WITH ADJUSTABLE TORCH LENGTH, containing coaxially installed gas supply and air under the water pipes forming an annular gap, and an air swirl installed in it with radial rotary blades, distinguishing with

the fact that an additional nozzle in the form of a hemisphere with slotted holes in the form of sectors evenly located on the side surface of the hemisphere and radially directed to its center at an angle of 30-60 with an opening angle of 30, is additionally installed at the outlet section of the gas supply pipe;

B