SU1065669A1 - Печь с внутренней рекуперацией тепла - Google Patents

Abstract

ПЕЧЬ С ВНУТРЕННЕЙ РЕКУПЕРА ЦИЕЙ ТЕПЛА, содержаща  футерованную рабочую камеру, имеющую газопроница мый и газонепроницаемый слои, горел ки с воздухоподвод щими коллекторами , сборные дымоотвод щие коллекторы, расположенные между газопроницаемым и газонепроницаемым сло ми, и рекуператор , отличающа с  тем, что, с целью снижени  удельного расхода топлива и повышени  равномерности нагрева металла, рекуператор выполнен в виде панели с установленными в ней в шахматном пор дке тепловыми трубами, испарительна  часть которых размещена в дымоотвод щем коллекторе, а конденсационна в воздухоподвод щем коллекторе, при этом коллекторы выполнены с переменным сечением по высоте с соотношением нижнего и верхнего оснований в дымоотвод щем коллекторе равным

Description

Изобретение относитс  к метагшургической теплотехнике и может быть использовано в нагревательных печах заводов металлургической и машиностроительной промышленности.

Известна печь с внутренней рекуперацией тепла, содержаща  горел:ки, рабочую камеру, ограниченную сводом подом и стенами, футеровка которых имеет газопроницаемый и газонепроницаемый слои и расположенные между этими сло ми сборные дымовые колекторы ,

В печи сборные дымовые коллектор выполнены с посто нным поперечным сечением по высоте а газопроницаемый слой имеет сквозные отверсти  посто нного сечени , через которые продукты сгорани  топлива отвод тс  в сборные дымовые коллекторы, повыша  температуру стен печи. Это способствует интенсивному излучению тепла на осадку, уменьша  одновременно потери тепла через кладку, чт ускор ет процесс нагрева мета,Ш1а I

Однако недостаточно полное исползование епла продуктов сгорани  топлива вследствие отсутстви  рекуператоров приводит к повышению уделного расхода топлива,

Кроме того, равномерна  по высот т;тены перфораци  газопроницаемого сло  не обеспечивает равномерный отвод продуктов сгорани  топлива, так как вследствие геометрического напора через верхние отверсти  удал етс  больше продуктов сгорани  , Это приводит к менее интенсивному нагреву нижней части осадки по сравнению с верхней, что снижает качество нагрева металла.

Наиболее близкой к изобретению по техническому решению  вл етс  печь с внутренней рекуперацией тепла ,, содержаща  горелки, рекуператоры , рабочую камеру, ограниченную сводом, подом и стенами, футеровка которых имеет газопроницаемый н газонепроницаемый слои и расположенные между этими сло ми сборные дымо зые к олле кт оры.

В этой печи сборные дымовые коллекторы имеют посто нное поперечное сечение по высоте Газопроницаемый слой изготовлен из шамотного кирпи ,ча, зазоры между которыми образу-ют пр моугольные отверсти  переменного сечеки  по высоте стены с возрастанием общего сечени  отверстий по русно сверху вниз по параболической

кривой t23, :

Однако при таком выполнении перфорации с увеличением высоты газо-. проницаемого сло  сечение отверстий нижнего  руса будет возрастать настолько ,что это может привести к по влению п тей на поверхности мегалла вследствие чередовани  свет  дихс  и темных участков на поверхности газопроницаемого сло , а следовательно , к снижению качества нагрена металла.

Кроме того, температура газопроницаемого сло , обусловленна  таким расположением отверстий, будет неравномерной со стороны рабочей камеры ,, что также снижает качество нагрева металла и долговечность самого газопроницаемого сло  вследствие температурных деформаций,

Нар ду с этим, удаленность рекуператоров от боковых поверхностей дымовых коллекторов снижает интенсивность теплообмена между продуктами сгорани  и воздухом и приводит к потер м тепла продуктов сгорани  через футеровку непроницаемого сло . Все это повьшает удельный расход топлива

Целью изобретени   вл етс  снижение удельного расхода топлива и повышение равномерности нагрева металла.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в печи с внутренней рекуперацией тепла, содержгццей футерованную рабочую камеру, имеющую газопроницаемый и газанепроницае1 а;1й слои, горелки с воздуноподвод щими коллекторами , сборные дымоотвод щие коллекторы , расположенные между газопроницаемым и газонепроницаемым сло ми, и рекуператор, последний выполнен в. виде панели с установленными в ней в шахматном пор дке тепловыми трубами , испарительна  часть которых размещена в дымоотвод щем коллекторе, а конденсационна  - в воздухоподвод щем коллекторе, при.этом коллекторы выполнены с переменным сечением по высоте с соотношением нижнего и верхнего оснований в дымоотвод щем коллекторе равным (i,4-2):l, а в воздухоподвод щем - с обратным соотношением .

На фиг,. 1 схематично изображена предложенна  Т1ечь, поперечный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1 (секци  панельного jpeKynepaтора ).

Печь содержит рабочую камеру 1, ограниченную сводом 2, подом 3 и стенами 4. В своде 2 установлены плоскопламенные горелки 5.

Футеровка стен 4 имеет газопроницаемый слой, выполненный в виде равномерно перфорированной по высоте стенки 6, и газонепроницаемый слой, выполненный в виде сплош юй стенки 7 Между стенками 6 к 7 расположены сборные дымоотвод щие коллекторы 8,

В стенках 4 печи, смежно со сборными дымоотвод щими коллекторами 8, установлены панельные рекуператоры 9

Каждый рекуператор 9 имеет переменное по высоте проходное сечение с соотношением нижнего и верхнего оснований 1: 1,4-2, что обеспечивает

выполнение дымоотвод щего коллектора 8 с переменным по высоте проходным сечением с соотношением нижнего и верхнего оснований 1,4-2):1.

Принимать в соотношени х нижнего и верхнего оснований рекуператора 1:(1,4-2) и дымоотвод щего коллектора (1,4-2):1 нижний предел меньше чем 1,4 нецелесообразно, так как поперечное сечение рекуператора и соответственно дымоотвод щего коллектора будет приближатьс  к пр моугольному , что приведет к удалению большей части продуктов сгорани  топлива через эерхние. отверсти  перфорированной стенки 6, а следовательно, к менее интенсивному нагреву нижней части садки 10,.что снизит качество нагрева металла.

Принимать нижний предел больше чем 2 нецелесообразно, так как с дальнейшим увеличением основани  наклон стенки, раздел ющей рекуператор и дымоотвод щий коллектор, будет увеличиватьс  настолько, что приведет к нарушению ее устойчивости.

Панельные рекуператоры 9 имеют систему тепловых труб 11, расположенных в шахматном пор дке. При-этом конденсационна  часть 12 тепловых труб 11 расположена в рекуператоре 9 а испарительна  часть 13 - в дымоотвод щем коллекторе.

В нижней части рекуператоров -9 расположены патрубки 14 дл  подвода холодного воздуха, а в верхней части - патрубки 15 дл  отвода гор чего воздуха,,

Печь работает следующим образом.

Продукты сгорани , выход  из горелок 5, омывают поверхности свода 2, перфорированных стенок 6 и садку ГО и удал ютс  через отверстие перфорированной стенки 6 в сборные дымоотвод щие коллекторы 8. Отдава  тепло испарительной части 13 тепловых труб II, продукты сгорани  по системе дымовых каналов 16 поступают в дымовой боров (не показан) иудал ютс  из печи.

Холодный воздух поступает через патрубки 14 в нижнюю часть рекуператоров 9, омывает конденсационные части 12 тепловых труб 11. Затем, нагрева сь, воздух расшир етс , занимает большую верхнюю часть рекуператоров 9. Из патрубка 15 отводитс  гор чий воздух и поступает к горелкам 5.

Достоинствами панельного рекуператора  вл ютс  простота конструкции и дешевизна изготовлени , а также уменьшение теплоотдачи стенок в окружающее пространство. Причем конструктивное выполнение панельных рекуператоров с переменным по высоте сечением с соотношением нижнего и верхнего оснований 1:(1,4-2) дает

возможность получить равномерную скорость воздуха в рекуператоре, что снижает гидравлические потери и уменьшает расход энергии на подачу воздуха.

Кроме того, панельные рекуператоры переменного по высоте сечени , установленные смежно со сборными дымоотвод щими коллекторами, обеспечивают выполнение их тоже переменного сечени  с обратным соотношением оснований .

Выполнение сборных дымоотвод щих коллекторов с переменным по высоте сечением с соотношением нижнего и верхнего оснований (1,4-2):1 позвол ет , сохран   более простую по изготовлению равномерную по высоте стенок перфорацию, отводить большую часть продуктов сгорани  топлива через нижнюю часть перфорированнЬй стенки в нижнюю, более широкую часть дымового коллектора, что улучшает нагрев нижней части садки и дает возможность поддерживать более равномерную температуру в рабочей камере.

Все это повышает качество нагрева металла,

Установка тепловых труб в панельном рекуператоре позвол ет более эффективно использовать тепло уход щих газов и нагревать воздух за счет более развитой поверхности теплообмена между продуктами.сгорани  топлива и воздухом, более высокого коэффициента теплопередачи эту поверхность теплообмена и соответственно более высокого теплового потока через нее.

Кроме того, тепловые трубы не охлаждают перфорированный слой футеровки , так как заполнены теплоносителем с высокой температурой кипени . Высока  температура тепловых труб и (слой изол ции на стенке рекуператора со стороны воздуха привод т к тому, что температура; поверхности рекуператора со стороны дымового коллектора приближаетс  к температуре перфорированного сло  футеровки.

Установка тепловых труб в шахматном пор дке позвол ет турбулизировать поток продуктов сгорани топлива и поток воздуха, в результате чего увеличиваетс  интенсивйость. теплообмена.

Все это обеспечивает снижение удельного расхода топлива и повышает качество нагрева металла.

Использование предлагаемой печи с внутренней рекуперацией тепла обеспечит по сравнению с базовым объектом более высокую эффективност за счет дымовых коллекторов переменного по высоте сечени , которые позвол ют сохран ть более простую по изготовлению, равномерную по высоту стенок перфорацию и отводить большую часть продуктов сгораин  топлива через нижнюю часть перфорированной стенки в нижнюю, более широкую часть дымового коллектора, что улучшает нагрев нижней части садки и дает возможность поддерживать более равно мерную температуру в рабочей камере. Установка смежно со сборньлми дымовыми коллекторами панельных рекуператоров переменного сечени , снабженных системой расположенных в шахматном пор дке тепловых труб, позвол ет более полно использовать тепло уход щих газов, что снижает удельный расход топлива и повышает качество нагрева метгшла. Экономический эффект в сравнении с базовым объектом будет получен за счет снижени  удельного расхода топлива и повышени  качества нагрева, что ведет к увеличению долговечности изделий. Ориентировочно указанный эффект составит 19 тыс.рублей.

Claims (1)

1. ПЕЧЬ С ВНУТРЕННЕЙ РЕКУПЕРАЦИЕЙ ТЕПЛА, содержащая футерованную рабочую камеру, имеющую газопроницаемый и газонепроницаемый слои, горелки с воздухоподводящими коллектора- ми, сборные дымоотводящие коллекторы, расположенные между газопроницаемым и газонепроницаемым слоями, и рекуператор, отличающаяся тем, что, с целью снижения удельного расхода топлива и повышения равномерности нагрева металла, рекуператор выполнен в виде панели с установленными в ней в шахматном порядке тепловыми трубами, испарительная часть которых размещена в дымоотводящем коллекторе, а конденсационнаяв воздухоподводящем коллекторе, при этом коллекторы выполнены с переменным сечением по высоте с соотношением нижнего и верхнего оснований в дымоотводящем коллекторе равным (1,4-2):1, а в воздухоподводящем - с обратным соотношением.

   ... SU „ Л 065669