Способ косвенного радиационного нагрева технологического материала

 

Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть использовано в нагревательных и термическихцехах, а также в агрегатах с факельным отоплением. Цель изобретения - интенсификация теплообмена за счет повьшения равномерности разогрева.излучающей поверхности. С этой целью в способе косвенного радиационного нагрева технологического материала, включающем разогрев излучающей поверхности с помощью факела, образующегося при горении топлива, с воздухом, длину, которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоянной тепловой мощности, в факел вводят переменное количество кислорода в пределах 2-20% от подаваемого на горение топлива воздуха. При этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а при уменьшении длины факела уменьшают. 2 ил . (Л с 00 ел со 00

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5D 4 С 21 D 1/34, 9/00

ВСЕСОЯЗЙ 1 Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

БЯЫНОТЕЕА

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4035928/31-02 (22) 11.03.86 (46) 07.12.87. Бюл. Ф 45 (71) Сибирский металлургический институт им. Серго Орджоникидзе и Уральский политехнический институт им. С.М,Кирова (72) В.Г.Лисиенко, В.П.Зайцев, Б.А,Фетисов, Ю.В.Крюченков и Г.С.Белобородов (53) 621.785(088.8) (56) Еринов А.Е и Сорока Б.С.

Радиационные методы сжигания газового топлива в нагревательных печах. Киев:

Техника, 1970, с. 252.

Авторское свидетельство СССР

Ф 529239, кл. С 21 l3 9/00, 1975. (54) СПОСОБ КОСВЕННОГО РАДИАЦИОННОГО

НАГРЕВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА (57) Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть использова„„SU„„1357438 А1 но в нагревательных и термических. цехах, а также в агрегатах с факельным отоплением. Цель иэобретения— интенсификация теплообмена за счет повышения равномерности разогрева.излучающей поверхности. С этой целью в способе косвенного радиационного нагрева техчологического материала, включающем разогрев излучающей поверхности с помощью факела, образующегося при горении топлива. с воздухом, длину, которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоян" ной тепловой мощности, в факел вводят переменное количество кислорода в пределах 2-20Х от подаваемого на горе- а ние топлива воздуха. При этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а при уменьшении С длины факела уменьшают. 2 ил.

1357438

Изобретение относится к области печной теплотехники, преимущественно металлургической, машиностроительной промышленности, и может быть использовано B нагревательных и термических печах,. а также в теплотехнических агрегатах с факельным сжиганием топлива.

Целью изобретения является интенсификация теплообмена за счет повышения равномерности разогрева излучающей поверхности.

Способ косвенного радиационного на грева опробуют на испытательном огневом стенде, на котором установлена плоскопламенная горелка. К горелке подают природный гаэ с теплотворной способностью Q „=35,6 МДж/м от р печного коллектора. Давление газа в коллекторе составляет Р =40 кПа. Холодный вентиляторный воздух подают к горелке с давлением Р =3,5 кПа.

Расход газа и воздуха измеряют с помощью нормальных диафрагм. Для измерения длины факела и интенсификации теплообмена периодически подают технический кислород из баллона под давлением Рк =4 кПа. Содержание кислорода в воздухе контролируют с помощью переносного газоанализатора. Расход . воздуха 30 м /ч, кислород подают в количестве 1, 2, 10, 15, 20 и 217 от количества воздуха, поступающего на горение топлива, что составляет 0,3;

0,6; 3,0; 4,5; 6,0 и 6,3 м /ч соответственно. При испытаниях проводят замеры удельных тепловых потоков с помощью водоохлаждаемого термозонда, а также температуру продуктов горения методом двух термопар с использованием платинородий-платиновых термопар, Результаты измерений представлены в виде графиков на фиг. 1 и 2, где

L — расстояние от оси горелки, м;

d — диаметр носика горелки„ м.

На фиг. 1 представлено распределение температуры продуктов сгорания вдоЛь кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла

3 мин. Кривые 1,2,3,4,5 и 6 соответствуют расходу кислорода 1.,2, t0, 15, 20 и 217 от количества подаваемого на горение воздуха. Кривая 7 характеризует изменение температуры продуктов сгорания при периодической пода- че кислорода в пределах 2-207. от количества подаваемого на горение топ5

55 лива воздуха.. Кривая 8 показывает изменение температуры продуктов сгорания вдоль кладки при сжигании топлива без обогащения дутья кислородом.

На фиг. 2 представлено распределение тепловых потоков вдоль кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла 3 мин. Кривые 9, 10, 11, 12, 13 и 14 характеризуют распределение тепловых потоков при расходе кислорода 1, 2, 10, 15, 20 и 217. соответс.твенно. Кривая 15 показывает распределение тепловых потоков при периодической подаче кислорода в пределах 2-207 от количества подаваемого на горение топлива воздуха.

Кривая 16 характеризует распределение тепловых потоков при сжигании топлива без обогащения воздуха кислородом.

Из графика, приведенного на фиг.1, видно, что подача в горелку воздуха, обогащенного кислородом, объемный расход которого составляет 2, 10, 15 и 207. от подаваемого на горение воздуха, позволяет увеличить максимальное значение средней по длине факела температуры продуктов горения, Одновременно увеличивается и среднее значение теплового потока с q =80 кВт/м

СР (без подачи кислорода) до q ср

=90 3 кВт/м при сжигании топлива в обогащенном кислородом воздухе (фиг. 2). При увеличении расхода кислорода свыше 207. (кривая 6, фиг,1) режим работы горелки резко ухудшается, поскольку горение переносится внутрь горелки. При этом наблюдаются хлопки и происходит разогрев корпуса горелки. Максимальное значение температуры составляет -t,=1710 С, при этом происходис частичное оплавление горелочного камня.

При подаче кислорода в количестве

1% от расхода (кривая 1, фиг. 1) интенсификация теплообмена не наблюдается, поскольку средняя температура продуктов горения практически не отличается от температуры продуктов горения при работе на не обогащенном кислородом воздухе. увеличение температуры горения наблюдают при расходе кислорода свыше 27..

Периодическое из:1енение подачи кислорода создает высокую равномерность нагрева косвенной поверхности (огнеупорной кладки). Коэффициент равномерности К =с1, /q pBBHoH отношению средней величины теплового

3 135743 потока по длине факела к максимальной. составил: К =0,8 — при подаче кислорода и К„=0,7 — без обогащения дутья кислородом.

Как видно иэ приведенных резуль5 татов, применение предлагаемого способа по сравнению с известным приводит к увеличению интенсивности падающего теплового потока на 117. и увеличению степени равномерности нагрева 10 косвенной поверхности на 97.

Использование предлагаемого способа косвенного радиационного нагрева позволит по сравнению с известными способами увеличить производительность пламенных печей на 10% и улучшить качество нагрева металла. формула изобретения

Способ косвенного радиационного нагрева технологического материала, 8 4 включающий разогрев излучающей поверхности технологического материала с помощью образующегося при горении топлива с воздухом факела, длину которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоянной тепловой мощности его, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации теплообмена за счет повышения равномерности разогрева излучающей поверхности технологического материала, в период изменения длины факела в него вводят переменное количество кислорода в пределах 2-207. от количества воздуха идущего на горение, при этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а при уменьшении длины факела соответственно уменьшают.

ggg с

R N0 ф >2K

Е 1000

gO

) 357438

3:, 110

1 б

g и Фп ю 80 100 120 140 а/»„

0тиосапельнае рассщояние om оси аорелка

Фиг,2

Составитель Г.Назарова

Редактор Н.Егорова Техред И.Попович Корректор В.Бутяга

Заказ 5970/24 Тираж 550 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4