Огневой нагреватель

 

Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева и термической обработки воды, водных растворов и других жидкостей. Цель изобретения - увеличение срока службы и снижение массы нагревателя. В амбразурах, расположенных на одной или нескольких концентрических окружностях, размещены излучающие газовые горелки 4 с кольцевым настильным факелом. В теплоизоляции свода выполнены воздушные каналы 7, соединяющие воздушный патрубок с горелочными амбразурами. Патрубки 2 и 3 для тангенциального подвода и отвода нагреваемой жидкости ориентированы в плане в разные стороны и расположены соответственно на отметках 0,5H и 0,9H , где H -уровень жидкости в резервуаре. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)4 F 23 С 7/04

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4306609/29-33 (22) 06.07.87 (46) 07. 11.89. Вюл. K 4 1 (7i) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт по разработке газопромыслового оборудования (72) Н.В.Долотовская и В.В.Долотовский (53) 628.54(088 8) (56) Авторское свидетельство СССР

9 571665, кл. F 23 G 7/04, 1976. (54) ОГНЕВОЙ НАГРЕВАТЕЛЬ (57) Изобретение относится к теплотехнике, в частности к устройствам для нагрева и термической обработки воды, Изобретение относится к области теплотехники, в частности к устройствам для нагрева и термической обработки воды, водных растворов и других жидкостей при давлении, близком к атмосферному.

Цель изобретения — увеличение срока службы и снижение массы нагревателя °

На фиг. 1 представлен огневой нагреватель; на фиг . 2 — разрез А-А на фиг.1. . Нагреватель состоит из теплоизолированного резервуара 1, патрубков 2 и 3 подачи и отвода нагреваемой жидкости, установленных тангенциально иориентированных в противоположные стороны, патрубки 2 и 3 размещены на отметках 0 5 и 0,9 Н, где Н вЂ” уровень

„„SU» i 520301 А 1

2 водных растворов и других жидкостей.

Цель изобретения — увеличение срока службы и снижение массы нагрева. геля.

В амбразурах, расположенных на одной или нескольких концентрических окружностях, размещены излучающие газовые горелки 4 с кольцевым настильным факелом. В теплоизоляции свода выполнены воздушные каналы 7, соединяющие воздушный патрубок с горелочными амбразурами. Патрубки 2 и 3 для тангенциального подвода и отвода нагреваемой жидкости ориентированы в плане в разные стороны и расположены соответственно на отметках 0,5 Н и 0,9 Н, где Н вЂ” уровень жидкости в резервуаре. а

2 ил. жидкости в резервуаре, причем патрубок 2 размещен не ниже отметки 0,5 Н, а патрубок 3 — не выше отметки 0,9 Н.

Излучающие инжекционные газовые горелки 4 с кольцевыми настильными факелами расположены в амбразурах футе- САР рованного свода на одной или несколь- () ких концентрических окружностях с ю шагом (0,5-0,8)D, где D — диаметр

:кольцевого факела горелки. Патрубок

5 предназначен для подачи воздуха к излучающим горелкам. В центральной части свода расположена дымовая труба 6. и

По воздушным каналам 7, образован ным зазором между нижним слоем футеровки и обшивкой свода, подается воздух к амбразурам излучающих горелок.

По кольцевому коллектору 8, проложен1520301 ному по ограждениям резервуара, подается топливный газ. Раздельная подача топлива и воздуха и двухстадийное смешение их в инжекционнь1х горелках увеличивает надежность и срок службы нагревателя за счет исключения проскока йламени в горелочные устройства.

Нагреватель работает следующим образом. 10

Нагреваемая жидкосгь в резервуар

1 подается через патрубок 2, расположенный на отметке 0,5Н. Тангенциальное размещение подающего патрубка

2 позволяет организовать вращательное 15 перемещение потока воды к отводящему патрубку, 3.Встречно-смещенное по отношению к потоку нагреваемой жидкосги расположение патрубков улучшает ее перемешивание за счет враща- 20 тельного движения верхних слоев.

Нагрев жидкости производигся„в основном, излучением свода резервуара, который разогревается кольцевыми факелами размещенных на своде излу- 25 чающих инжекционных горелок, а также тепловым излучением прилегающего к своду слоя рециркулирующих дымовых газов. Конвективный нагрев жидкости обеспечивается за счет кон" àêòà поверхности воды с потоками рециркулирующих дымовых газов.

Воздух к излучающим горелкам подается по воздушному патрубку 5, снабженному общим регулятором расхода воздуха. Воздух проходит по воздушным

35 каналам 7 между футеровкой и обшивкой свода. В воздушных каналах 7 происходит рекуперативный нагрев воздуха, подаваемого к rop KaM за счет теп- 40 лоты дымовых газов, выходящих из нагревателя через дымовую трубу 6.

Топливный газ к горелкам подается по кольцевому коллектору 8. В дисковых инжекторах горелок струи топливного газа подсасывают первичный воздух, полученная первичная газовоздушная смесь выходит из кольцевых зазоров инжекторов горелок, подсасывая вторичный воздух, поступающий в зазоре между патрубками первичного воздуха и горелочной амбразурой. Кольцевые плоские струи гаэовоздушной смеси настилаются на футеровку свода и пол— ностью выгорают на нем, обеспечивая высокое значение лучистого КПД го55 релок.

При работе горелок к их кольцевым факелам, контактирующим со сводом, подсасываются дымовые газы, находящиеся над поверхностью жидкосги. Рециркуляция дымовых газов интенсифицирует теплопередачу к нагреваемой жидкости. Так как скорость перемещения рециркулирующих дымовых газон наиболее высока в горизонтальных сечениях, прилегающих к своду, то унос . нагреваемой жидкости незначителен.

Интенсификация теплообмена обеспечивается использованием футеровки свода в качестве лучистого источника теплоты. В сводовых амбразурах нагревателя на одной или нескольких (в зависимости от необходимой теплопроизводительносги) концентрических окружностях с шагом (0,5-0,8)D (из условий последовательного зажигания горелок), где D — диаметр кольцевого факела горелки, предлагается разместить излучающие инжекционные газовые горелки с кольцевыми настильными факелами. Повышение температуры футеровки свода и увеличение по сравнению с известным нагревателем площади излучателя и тепловоспринимающей поверхности, существенно интенсифицирует лучистый теплоперенос и позволяет уменьшить количество горелочных уст— ройств и их массу. Предлагаемые излучающие горелки с кольцевыми настильными факелами имеют незначительные габариты 1 = 300 мм и d = 150 мм и удельную массу 0,03-0,05 кг на

1 кВт тепловой мощности, за счет двухстадийной инжекции воздуха исключен проскок пламени в горелки и расширен диапазон регулирования теплопроизводительности нагревателя.

Опытным путем установлено, что уменьшению массы металлоконструкций нагревателя в условиях повьппения равномерности нагрева верхнего слоя жидкости способствует тангенциальное размещение патрубков для подвода и отвода нагреваемой жидкости на отметках

0 5Н и 0,9 Н (где Н вЂ” уровень нагреваемой жидкости) и противоположная их ориентация в горизонтальной плоскос ги.

Встречно-смещенное по отношению к потоку нагреваемой жидкости расположение патрубков улучшает ее перемешивание за счет вращательного движения верхних слоев.

Целесообразно устанавливать излучающие горелки в своде с шагом 0,50,8 диаметра кольцевого факела горелки. При компоновке горелок с шагом, I

5 152030 большим 0,8D, требуется установка на каждую горелку отдельного эапальника, что приводит к увеличению массы нагревателя. При размещении горе5 лок с шагом, меньшим О,SD, возможен нагрев дисковых инжекторов — распределителей горелок и снижение их срока службы.

Размещение патрубка подачи нагре- 1ð ваемой жидкости на отметках не менее

0,5 высоты уровня жидкости позволяет наилучшим обра s ом использовать энергию входного потока для перемешивания верхних слоев, а расположение 15 патрубка отвода на отметке не более

0,9 высоты уровня жидкости позволяет отводить жидкость, гарантированно подвергшуюся термообработке, и избежать присоса в отводимый поток па- 20 ров и газов из надслоевого объема.

Уменьшению массы предлагаемой конструкции нагревателя и улучшению теплоизоляционных свойств футеровки свода способствует выполнение в ней 25 воздушных каналов, соединяющих патрубок для подвода воздуха к горелкам и горелочных амбразур. При этом футеровка свода используется в качестве рекуперативного подогревателя gp воздуха, поступающего к горелкам, что повышает топливную экономичность нагревателя.

В предлагаемой конструкции нагреваются кольцевые настильные акелы 35 излучающих горелок контактируют со сводом, равномерный конвективный нагрев жидкости осуществляется низкоскоростными потоками рециркулирующих дымовых газов. Так как отсутствуют 4п зоны локального интенсивного взаимо1 6 действия факелов горелок с зеркалом жидкости, ro ее унос и насьш1ение углекислым газом, по сравнению с известным нагревателем, минимальны. Это об— сгоятельство, а также сокращение примерно в 20 раз поверхности металлоконструкций, контактирующих с дымовыми газами, позволяют уменьшить коррозионную опасность и увеличить срок службы огневого нагревателя.

Фор мула из обретения

Огневой нагреватель, содержащий fеплоизолированный резервуар с патрубками подвода и отвода нагреваемой жидкости, горелочные устройства, воздушный патрубок и дымовую трубу, раэI мещенные на своде резервуара, o r— л и ч a ю шийся тем, что, с целью увеличения срока службы и снижения массы нагревателя, в его своде, в амбразурах, расположенных на одной или нескольких концентрических окружностях,размещены излучающие газовые горелки с кольцевым настильным факелом, в теплоизоляции свода выполнены воздушные каналы, соединяющие воздушный патрубок с горелочными амбразурами, а патрубки подвода и отвода нагреваемой жидкости установлены ангенциально и ориентированы в плане в разные стороны, при этом патрубки подвода и отвода расположены соответственно на отметках

0,5 и 0,9 Н, где Н вЂ” уровень жидкости в резервуаре, а излучающие rорелки размещены с шагом 0,5-0,8D,.где

D — диаметр кольцевого факела горел15 0301

Составитель Т.Лепахина

Редактор Н.Яцола Техред А.Кравчук

Коррекгор А.Обручар

Заказ 6741/39 Тираж 488 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

1 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101