Нагревательный колодец с отоплением из центра пода

 

НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ С ОТОПЛЕНИЕМ ИЗ ЦЕНТРА ПОДА, содержащий рабочую камеру с горелкой в центре подины с газоотводящим вертикальным каналом и воздухоподводящими горизонтальными каналами, керамические рекуператоры, устройство подачи дополнительного воздуха и металлический рекуператор подогрева газа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и срока службы колодца, он снабжен дополнительными струйными рекуператорами подогрева дополнительного воздуха, вмонтированными в боковые стены надрекуператорного пространства. (Л Воздух со 00 4аь to воздух Топливо (Dvz.f

СО)ОЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) А

421

4 (51 С 21 Р 9/70

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЭОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Tonne o

Фиг. 1 (21) 3592709/22-02

i(22) 20.05.83 (46) 07.02.85. Бюл. Р 5 (72) M.Ï. Ревун, A.Н. Минаев, Ю.Н.. Каюков, А.Е. Еринов, Г.В. Кийко, В.П. Грачев и Б.Д. Сазоненко (71) Запорожский индустриальный институт (53) 621.783.224(088.8) (56) 1. Аксельруд Л. Г., Сухов И.И. и Тымчак В.М. Нагревательные колод цы. M., Металлургиздат, 1962, с. 1617 °

2. Авторское свидетельство СССР

Р 703689, кл. С 21 D 9/70, !977. (54) (57) НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ КОЛОДЕЦ С

ОТОПЛЕНИЕМ ИЗ ЦЕНТРА ПОДА, содержащий рабочую камеру с горелкой в центре подины с газоотводящим вертикальным каналом и воздухоподводящими горизонтальными каналами, керамические рекуператоры, устройство подачи дополнительного воздуха и металлический рекуператор подогрева газа, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и срока службы колодца, он-снабжен дополнительными струйными рекуператорами подогрева дополнительного воздуха, вмонтированными в боковые стены надрекуператорного пространства.

421 2

1 1138

Изобретение относится к технике нагрева металла перед обработкой давлением и может быть использовано на нагревательных колодцах обжимных станов металлургических заводов. 5

Известны рекуперативные нагревательные колодцы с отоплением иэ центра пода, содержащие рабочую камеру, футерованную огнеупорным материалом, керамические рекуператоры 1О для подогрева воздуха и металлические рекуператоры для подогрева газообразного топлива f13.

Однако в этих колодцах в процессе их эксплуатации от воздействия высо- 15 котемпературных дымовых газов выходят из строя верхние ряды насадок, а также снижается плотность внутрейних рядов насадки, что приводит к большим, достигающим 50Х потерям воэду- 20 ха. Из-за этого снижается тепловая . мощность колодца.и соответственно увеличивается время нагрева и удельный

З расход топлива на нагрев металла.

Известны также колодцы с отопле- 25 нием из центра пода, содержащие рабочую камеру, керамические рекуператоры для подогрева воздуха, металлические рекуператоры для подогрева газа и инжекторы для подачи дополни- 50 тельного воздуха к горелочному устройству (27. компрессорный воздух в керамических рекуператорах невозможно. Использование холодного воздуха снижает КПД устройства и соответственно увеличивает удельный расход топлива. Кроме того, в известном устройстве имеет место воздействие высокотемпературных газов на верхние ряды насадок керамических рекуператоров.

Цель изобретения — повышение КПД и срока службы колодца.

Поставленная цель достигается тем, что нагревательный колодец с отоплением из центра пода, содержащий рабочую камеру с горелкой в центре подины с газоотводящим вертикальным каналом и воздухоподводящими горизонтальными каналами, керамические рекуператоры, устройство подачи дополнительного воздуха и металлический рекуператор подогрева газа, снабжен дополнительными струйными рекуператорами подогрева дополнительного воздуха, вмонтированными в боковые стены надрекуператорного пространства.

На фиг ° 1 схематично показан предлагаемый нагревательный колодец, продольный разрез; на фиг. 2 — се- чение А-А на фиг. 1.

В известной конструкции колодца устраняется недостаток, связанный с потерями воздуха. Применение инжекторов позволяет за счет устройства подачи дополнительного воздуха увеличивать выход воздуха до проектного значения по мере износа рекуператора, При использовании инжекторов 40 также увеличивается расход воздуха через керамический рекуператор за счет снижения потерь, определяемых перепадом давлений между воздушным и дымовым каналами, так как разре- 45 жение, создаваемое инжектором, снижает давление в воздушном канале.

Стабилизация расхода воздуха на проектном значении позволяет обеспечить постоянн ло тепловую мощность 50 колодца на всех этапах эксплуатации и соответственно увеличить техникоэкономические показатели. Однако и усовершенствованный вариант имеет существенные недостатки: подача холодного компрессорного воздуха осуществляется через инжектор в рабочее пространство колодца. Подогревать

Подача топлива в рабочее пространство 1 осуществляется снизу через газовый канал 2, а воздуха — через вертикальный 3 и горизонтальный 4 каналы. Продукты сгорания удаляются через два керамических рекуператора для подогрева воздуха 5, расположенных по сторонам рабочего пространства, а затем подаются в металлический . рекуператор для подогрева газа 6, расположенный в дымовом канале за керамическими рекуператорами.

Дополнительный воздух подается в горелочное устройство через струй ные рекуператоры 7, вмонтированные в боковые стены надрекуперативного пространства керамических рекуператоров, а ввод его в горелочное уст- . ройство осуществляется с помощью сопел 8.

Струйные рекуператоры вмонтированы в боковые стены выше уровня насадки керамических рекуператоров. В свя;зи"с тем, что температура насадки керамических рекуператоров возрастает при перемещении к рабочему прост.421 4 ратуры и выдержки металла расход топлива снижается на величину, пропорциональную вводимому физическому теплу с дополнительным воздухом. При неизменной длительности нагрева сокращается удельный расход топлива.

Снижение температуры в наднасадочном пространстве керамических рекуператоров способствует повышению срока их службы.

При проведении промышленных испытаний в коледец сажают 6 слитков общим весом 120 т с температурой по-. сада 750 C. В период подъема температуры в колодец подают 3000 м /ч природно-доменного газа с теплотворной способностью 8375 кДж/м, воздуха через керамический рекуператор — 4500 м /ч, а через струйный1500 м /ч. Период подъема температуры длится 2 ч. После выхода температуры металла на заданное значение расход топлива снижается по экспоненциальному закону и составляет в конце периода 900 м /ч. Расход воздуха через струйный рекуператор остается неизменным, а через керамический— уменьшается пропорционально расходу топлива и к концу нагрева составляет

300 м /ч. Длительность периода вы15 держки 1 ч. 55 мин. Общий расход условного топлива эа нагрев 23,75 кг, а в известном колодце для рассматриваемых условий нагрева — 25 кг.

Таким образом, экономия топлива сосПрименение струйных рекуператоров способствует также снижению затрат на воздух, так как в известном устройстве используется компрессбрный воздух, а в предлагаемом колодце « вентиляторный, стоимость которого в 4 раза меньше.

Одценка эффективности от повышения стойкости элементов кладки керамического рекуператора и свода sa счет снижения температурного уровня надрекуператорного пространства может быть определена после двух лет эксплуатации.

3- 1138 ранству .колодца, высота .струйного рекуператора выполнена переменной— пропорционально высоте надрекуператор.ного пространства керамического ре.куператора, т.е. верхняя сторона струйного рекуператора выполнена параллельной поверхности свода керамического рекуператора. Этим обеспечивается больший отбор тепла от насадки керамического рекуператора 10 вблизи рабочего пространства и меньший — у торцевой стены.

Сопла .8 ° через которые воздух из струйного рекуператора подают в горелочное устройство, установлены таким образом, чтобы ось сопел была направлена на верхнюю кромку вертикального воздушного канала 3. Такая установка сопел исключает создание гидравлического сопротивления и способствует инжекции воздуха из керамического рекуператора. Торец сопла при этом устанавливают заподлицо с кладкой вертикального канала, что исключает его повреждение при д чистке этого канала.

Струйный рекуператор выполняется

Hs листовой нержавеющей стали, что обеспечивает стойкость его работы в предлагаемом устройстве.

1(олодец работает следующим образом.

Через струйные рекуператоры пода.ют до 25% воздуха, необходимого для сжигания топлива в рабочем пространстве. При этом за счет отбора тепла . тавляет 6%

35 поверхностью струйных рекуператоров от движущихся дымовых газов температура надсадочного . пространства снижается Hà 100 С. Поэтому ввод тепла ь с подогретым воздухом, который поступает через керамические рекуператоры, остается практически на прежнем уровне. Одновременно за счет подогрева 25% воздуха в струйных ре- 45 куператорах до 550-650 С обеспечива1 ется увеличение ввода физического тепла на 4-6% по сравнению с работой известного устройства. Это приводит к тому, что в период подъема темпе1138421

ЮОЛРУ,1

Составитель Т. Наумова

Редактор Н. Егорова Техред M.Кузьма Корректор О. Тигор

Заказ 10636/19 Тираж 553 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам из ретений и открытий

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

Филиал ПНП "Потелv", г. Ужгород, ул. Проектная, 4