RU2003924C1 - Газова горелка с регулируемой длиной факела - Google Patents

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°. Зил.

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.

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.

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 .

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.

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.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежное и воспламенени , улучшение качества смешени  газа с воздухом и повышение устойчивости горени .

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 воздуха

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°.

Авторам не известны технические решени , имеющие признаки, сходные с признаками , отличающими за вленное техническое решение от прототипа.

На фиг. 1 изображена предлагаема  горел кз, продольный разрез; на фиг. 2 - профиль газовой насадки; на фиг. 3 - вид А на фиг. 2.

Газова  горелка содержит трубу 1, оканчивающуюс  соплом 2, по которой подаетс  газ дл  сжигани . Труба 1 с помощью болтов

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 

навинчиваетс  на сопло с помощью резьбового соединени  8.

Продольные сквозные отверсти  7, расположенные по образующим, в сферической части насадки имеют длину 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 показано

12 отверстий).

Предлагаема  горелка работает следующим образом.

Газ поступает в газоподвод щую трубу 1 и через сопло 2 проходит внутрь газовой

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  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 

поверхность контакта и глубина взаимного проникновени  газовоздушных струй и повышаетс  турбулентность потока, в результате чего интенсифицируютс  процессы смесеобразовани  и горени  газа.

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.

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 ,

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.

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.

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.

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.

После изготовлени  партии горелок предложенной конструкции в заводских услови х предполагаетс  установить их на горне одной из агломашин ЧерМК.

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.

(56) Авторское свидетельство СССР N; 195017, кл. F 23 D 14/02, 1967.

Чертеж сборочный № 1-96138СБ, ЮУМЗ, г. Орск, 1986.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА С РЕГУЛИРУЙ- МОЙ ДЛИНОЙ ФАКЕЛА, содержаща  ко- аксиально установленные газоподвод щую и воздухе под вод щую трубы, образующие кольцевой зазор, и установленный в нем воздушный завихритель с радиальными поворотными лопатками, отличающа с 

   тем, что на выходном срезе газоподвод - щей трубы дополнительно установлена насадка в форме полусферы с щелевыми отверсти ми в виде секторов, равномерно расположенными на боковой поверхности полусферы и радиально направленными к ее центру под углом 30 - 60 при угле раскрыти  30,

   Ь