Высокотемпературный воздухонагреватель

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (И) 3(51) С 21 В 00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ с т с)

Н ABTOPCQOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3318771/22-02 (221 15. 07. 81 (461 07. 07. 83..6юл. N 25 (72) Л. П. Грес, Э. М. Гольдфарб, 6. М. Флейшман и С. Т. Мушенкова (71) Днепропетровский ордена Трудового Красного Знамени металлургический институт (53) 669,162.231.386 (038.8) (56) 1. Шаргут В.М. Автоматический подогрев воздуха горения перед подачей в горелки воздухонагревателей."Черные металлы", 1978, И 10, с. 563-566.

2. Патент Франции Р 1394098, кл. С 21 В 9/00, 1965 (54) (57) ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНЫи ВОЗДУХHAI PEBATEJ Ь., содержащий кожух, кладку стен, камеру горения, дымоходы, внесенный теплообменник, насадку, состоящую из двух зон, между которыми расположена промежуточная зона, соединенная с внешним кольцевым коллектором, отличающийся тем, что, с целью увеличения эффективности нагрева дутья и обеспечения заданной температуры под куполом при отоплении низкокалорийным газом, кольцевой коллектор дополнительно соединен дымоходами напрямую и через теплообменник и дымосос — с общим боровом воздухонагревателя, причем между коллектором и дымоходом, дымоходом и теплообменником, общим боровом и дымососом установлены шибера, д а между теплообменником и дымососом, @ общим боровом и теплообменником - регулирующие дросселя.

С:

1 l0

Изобретение относится к черной . металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных печей, и может быть использовано во всех отраслях народного хозяйства, где требуется высокотемпературный нагрев газов.

Известны доменные воэдухонагреватели, содержащие кожух, кладку стен, камеры горения и насадки, дымовой боров, на участке которого установлен дымосос и теплообменник, отапливаемый доменным газом U 3 .

Недостатком этих конструкций воэдухонагревателей является низкая эффектйвность нагрева газа и.возду" ха горения в теплообменниках, отапливаемых газом. .Наиболее близким к предложенному по технической сущности и достигаемому экономическому эффекту является доменный воздухонагреватель, содер" жащий кожух, кладку стен, камеру горения, дымоходы, внесенный теплообменник, насадку, состоящую из двух эон, между которыми расположена промежуточная зона, соедйненная с внешнии кольцевым коллектором 2) .

Недостатком известной конструкции доменного воэдухонагревателя является то, что при его отоплении ниэкокалорийным газом (доменный газ) не достигается заданная, температура под куполом (1400- 1500 ), что приводит к снижению температуры дутья.

В известном доменном воздухонагревателе насадка состоит из двух зон: верхней, составляющей приблизительно 1/3 от объема насадки, и нижней, составляющей 2/3 обвема. Между этими зонами расположена промежу- . точная зона, включающая горизонтальные каналы, которые соединяют вертикальные каналы насадки с кольцевым . коллектором и воздухопроводом, оборудованным регулирующим шибером. Холодное дутье поступает в таком воздухонагревателе снизу.и,пройдя через нижнюю зону насадки> частично отводится иэ воздухонагревателя. Остальное дутье проходит через всю насадку, нагревается до более высокой температуры и через камеру горения поступает в воэдухопровод горячего дутья, Менее нагретое дутье добавляют к более нагретому для получения нужной постоянной температуры .

Такии образом, в известном воздухонагревателе, оборудованном пред27.221 2

i ва ри тель ным отбором воздушной с реды

I из камеры насадки, не используется часть дыма для нагрева. компонентов горения.

Целью изобретения является увеличение эффективности нагрева дутья и обеспечение заданной температуры под куполом при отоплении ниэкокалорийным газом.

to Поставленная цепь достигается тем, что в высокотемпературном воздухонагревателе, содержащем кожух, кладку стен, камеру горения, дымоходы, вынесенный теплообменник, насадку, состоящую;из двух зон, между которыми расположена промежуточная зона, соединенная с внешним кольцевыи коллектором, кольцевой коллектор дополнительно соединен с дымоходами

2р напрямую и через теплообменник и дымосос - с общим боровом воздухонагревателя, причем между коллектором и дымоходои, дымоходом и теплообменником, общим боровом и дымососом установлены

25 шибера, а между теплообменником и дыиасосом, общим боровои и теплообмен" ником - регулирующие дросселя.

- На чертеже изображена схема высокотемпературного воздухонагрева"

ЗЮ теля °

Высокотемпературный воэдухонагреватель состоит из кожуха 1, кладки .стен 2, камер горения 3 и насадки 4.. В нижней части камеры 3 горения установлена горелка 5. Камера 4 наз> са 1ки состоит иэ верхней зоны 6, нижней 7 и промежуточной эоны 8, Вся насадка удерживается на поднасадочном устройстве 9. Промежуточная зона насадки 8 соединена горизонталь4Ю ными каналами с кольцевыи коллекто- м ром 10. Поднасадочное устройство 9 соединено боровои l1 с общим боровом блока воэдухонагревателей 12.

Кольцевой коллектор 10 посредством

4> системы боровов соединяется с общим боровом 12: одной ветвью через борова 13 и 14, а другой.- через борова.

13 и 15, теплообменник l6, боров 17, дымосос l8 и боров 19. Система боро5Ю вов снабжена запорной и регулирующей аппаратурой: между кольцевым коллектором 10 и дыиоходом 13 и теплообменником 16, общим боровом l2 и дымососом 18 установлены шибера соответст"

ы венно 19 - 21, а между теплообменником 16 и дыиососои 18, общим боровом

М и теплообиеищ ком 16 - регулирующие дроссели 22 и 23. На борове 15

3 10272 перед теплообменником 16 установлена термопара 24.

Высокотемпературный воздухонагреватель работает следующим образом.

В период нагрева воздухонагревателя (шибер 19 открыт) продукты горения, получаемые от сжигания низкокалорийного топлива с. подогретым воздухом в горелке 5, подымаются по камере 3 горения и. входят в верхнюю 1р зону насадки 6, после чего попадают в промежуточную зону насадки:8; Из этой зоны продукты:горения. разделяются на два потока; Первый поток (основной проходит через нижнюю зону насадки 7, поднасадочное устройство

9, дымоход 11 и попадает в общий

6opos 12. Второй поток продуктов горения поступает в кольцевой коллектор 10, через дымоходы 13 и 15, 2О теплообменник 16, дымоход 17, дымосос t8 и через дымоход 9 попадаеч в общий дымоход 12. При этом шиберы

20 и 21 открыты. Распределение продуктов горения между параллельными ветвями, одна из которых включает нижнюю зону насадки 7, а другаятеплообменник 16, происходит в зави«симости от газодинамических сопротивлений упомянутых ветвей. При этом вторая ветвь с теплообменником 16 . содержит регулирующий дроссель 23 и дымосос f8, позволяющие направить необхоидмое количество продуктов горения в теплообменник 16. Температура продуктов горения на входе в теплообменник t6 измеряется термопарой 24 и поддерживается на заданном уровне .при помощи изменения положе; ния регулирующего дросселя 22. Шиберы 20 и 21 служат для отключения

40 теплообменника 16 при его ремонте и ревизии. Шибер 19 предназначен . . для отключения второй ветви (с теплообменником 16) от кольцевого коллектора 10 в период перевода воздухона- 45 гревателя с нагрева на дутье. Нагреваемый в теплообменнике воздух (газ) подают в горелку, что позволяет при использовании низкокалорийного Toll лива (доменный газ) нагревать дутье до. температуры 1300- 1400 С.

21 4

Технико-экономи еское сопротивление известного и предлОженного воэдухонагревателя позволяет выявить основные преимущества предложенного воздухонагревателя.

В известной конструкции воздухо" нагревателя промежуточная эона насадки соединена с кольцевым коллектором и воздухопроводом только в период дутья. При отоплении воздуконагревателей низкокалорийным топливом (доменный гаэ) температура под куполом не превышает 1250- 1300 С, а темпера-. тура дутья - 1000-1150 C. В процессе службы воздухонагревателя происходит эаплавление ячеек насадки, что приводит к росту газодинамического сопротивления, уменьшению мощности отопления и снижению температуры дутья.

Кроме этого, тепловая мощность воздухонагревателей ограничена недостаточным давдениаи доменного газа и незначительной тягой, создаваемой дымовой трубой.

8 предлагаемой конструкции воздухонагревателя промежуточная эона насадки в период нагрева соединена дымоходами с теплообменником для нагрева воздуха горения. Это позволяет увеличить температуру дутья при отоплении воздухонагревателей низкокалорийным газом или высвободить природный газ, идущий на обогащение доменного газа.

Кроме того, установка дымососа между теплообменником и общим боровом позволит значительно увеличить тягу, что приведет к повышению мощности отопления и температуры дутья. В период эксплуатации воздухонагревателей, когда заплавляются ячейки насадки, возможно обеспечение заданной температуры дутья за счет изменения разрежения, создаваемого дымососом.

Внедрение предложенного устройства применительно к доменной печи объемом I млн. т чугуна, по сравнению с известной конструкцией воздухонагревателя, позволит увеличить температуру дутья на 100- 150 С.

Экономический эффект составит

75 тыс. Руб./год.

1027221

Составитель Б. Раковский

Редактор Г. Волкова Техред A.A÷ Корректор Г. Огар

Закаэ 4674/28 Тираж 568: Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4