Способ отопления печи и печь для нагрева заготовок

 

Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в печах с пламенным отоплением для нагрева металла на заводах металлургической и машиностроительной промышленности. Целью изобретения является снижение удельного расхода топлива. Для этого в способе отопления печи, включающем подачу топливовоздушной смеси, сжигание ее с недостатком воздуха, подачу вторичного воздуха встречно потоку продуктов неполного горения и их дожигание, вторичный воздух подают периодически с расходом, необходимым для дожигания продуктов неполного горения, начиная подачу вторичного воздуха при минимальном давлении на поду печи (1 Па) и заканчивая при достижении максимально допустимого (5-6 Па). Печь, реализующая указанный способ, содержит рабочую камеру, разделенную на высокотемпературную зону 1 с перфорированным сводом, отверстия которого объединены в дымоотводящий коллектор 3. На боковых стенках высокотемпературной зоны под сводом установлены горелки 4, а в торцовой стене 5 - горелки 6. В конце методической зоны 7 выполнен канал 8, выход 9 которого направлен встречно торцовым горелкам. Вход 10 канала соединен с дымоотводящим коллектором высокотемпературной зоны. В выходной части канала установлены сопла 11 подачи вторичного воздуха, причем площадь поперечного сечения выходного отверстия 12, канала больше суммы площадей поперечного сечения перфорированного свода в 1,1-1,25 раза. В дымоотводящем канале 13 размещен рекуператор 14. Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен в рабочем пространстве печи путем создания условий увеличения взаимной диффузии продуктов неполного горения и вторичного воздуха и рециркуляции непрореагировавшей части топливовоздушной смеси из высокотемпературной зоны в методическую, что снижает удельных расход топлива на нагрев металла. 2 с.п. ф-лы, 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

1 ЕСПУБЛИН

„„SU„„3560583 А1

Ц1)gС,21 Р 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ с ф

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 4396714/23-02 (22) 23.03.88 (46) 30.04.90. Бюл. Р 16 (72) И.В.Куйбышев, В.С.Донсков, А.Г.Зеньковский и А.В.Пожарский (53) 621.783.22 (088 ° 8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 840159, кл, С 21 D 9/00, 1979.

Авторское свидетельство СССР

11 - 985670, кл. Р 27 В 9/04, 1981. (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПЕЧИ И ПЕЧЬ

ДЛЯ НАГРЕВА ЗАГОТОВОК (57) Изобретение относится к металлургической теплотехнике и может быть использовано в печах с плазменным отоплением для нагрева металла на заводах металлургической и машиностроительной промышленности. Цель изобретения — снижение удельного расхода топлива. Для этого в способе

2. отопления печи, включающем подачу топливовоздушной смеси, сжигание ее с недостатком воздуха, подачу вторичного воздуха встречно потоку продуктов неполного горения и их дожигание, вторичный воздух подают периодически с расходом, необходимым для дожигания продуктов неполного горения, начиная подачу вторичного воздуха при минимальном давлении на поду печи (1 Па) и заканчивая при достижении максимально допустимого (5-6 Па). Печь, реализующая указанный способ, содержит рабочую камеру, разделенную на высокотемпературную зону 1 с перфорированным сводом, - отвертстия которого объединены в дымоотводяший коллектор 3. На боковых стенах высокотемпературной зоны под сводом установлены горелки 4, а в торцовой

1560583

40

55 стене 5 — горелки 6. В конце методи-!.. ческой зоны 7 выполнен канал 8, выход 9 которого направлен встречно торцовым горелкам. Вход 10 канала соединен с дымоотводящим коллектором высокотемпературной эоны. В выходной части канала установлены сопла 11 подачи вторичного воздуха, причем пло щадь поперечного сечения выходного отверстия !2 канала больше суммы площадей поперечного сечений перфорированного свода в 1,1-1,25 раза.

Изобретение относится к металлургической теплотехнике иможет быть использовано в печах с пламенным отоплением для нагрева металла на заводах металлургической и машиностроительной промышленности, Целью изобретения является снижение удельного расхода топлива.

На фиг.1 представлена предлагаемая печь, .общий вид, разрез; на фиг.2 — разрез A-А на фиг. 1, Печь содержит высокотемпературную зону 1 с перфорированным сводом 2, отверстия. которого объединены в дымоотводящий коллектор 3. На боковых стенках высокотемпературной зоны под сводом установлены горелки 4, а в торцовой стенке 5 — горелки 6.

В конце методической зоны 7 выполнен канал 8, выход 9 которого расположен непосредственно под ее сводом и направлен встречно по отношению к торцовым горелкам. Вход 10 канала cqeдинен с дымоотводящим коллектором высокотемпературной зоны. В выходной части канала установлены сопла 11 подачи вторичного воздуха, причем площадь поперечного сечения выходного отверстия 12 канала больше суммы площадей поперечного сечения отверстий перфорированного свода в 1,11,25 раза, В дымоотводящем канале

13 размещен рекуператор 14 для нагрева воздуха.

Печь работает следующим образом.

В печь через боковые подсводовые горелки 4 топливовоздушная смесь подается с коэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим полное сгорание топлива. Поток продуктов горе. ния, распространяясь по поверхности перфорированного свода 2, разогре

В дымоотводящем канале 13 размещен рекуператор 14, Изобретение позволяет интенсифицировать теплообмен в рабочем пространстве печи путем создания условий увеличения взаимной диффузии продуктов неполного горения и вторичного воздуха и рециркуляции непрореагировавшей части топливовоздушной смеси из высокотемпературной зоны в методическую, что снижает удельный расход топлива на нагрев металла. 2 с,п, ф-лы, 2 ил. вает ее. Б торцовые горелки 6 топливовоздушная смесь подается с коэффициентом расхода воздуха n = 0,4-0,6, что предохраняет нагреваемый металл от окисления и обезуглерояжвания.

Вторичный воздух на дожигание вводят периодически. Начинают подачу вторичного воздуха при минимальном давлении 1 Па на поду печи с расходом за период, необходимым для дожигания продуктов неполного горения, находящихся в методической зоне 7 и эжектируемых из высокотемпературной зоны 1, Граница фронта дожигания устанавливается между концом высокотемпературной зоны 1 и выходным отверстием 12 канала 8. Это исключает перемешивание продуктов полного и неполного горения в высокотемпературной зоне 1 и исключает выброс продуктов неполного горения в атмосферу цеха через дымоход, Основная часть продуктов неполного горения из высокотемпературной зоны 1 поступает в методическую зону

7 через рабочее пространство. Остав шаяся часть продуктов неполного горения через перфорированный свод 2, коллектор 3 эжектируется соплами 11 через выходное отверстие 12 канала

8 в методическую зону. Эжектирование осуществляется воздухем, неоходимым для дожигания продуктов неполного горения !

Встречный поток воздуха с эжектируемыми продуктами неполного горения, соударяясь с потоком продуктов неполного горения, поступивших в методическую зону 7 из высокотемпературной зоны 1, способствует увеличению взаимной диффузии продуктов неполно1560583

t5 го горения и воздуха, что улучшает процесс теплообмена, Отключение подачи вторичного воздуха производят при достижении на

1,5 поду печи Максимально допустимого давления (5-6 Па). В это время продукты неполного горения поступают из высокотемпературной зоны 1 в методическую зону 7 через рабочее пространство печи. По достижении минимально допустимого давления на поду печи (1 Па) снова подается встречный воздух на их дожигакие в методической зоне 7. Цикл повторяется.

Начало подачи вторичного воздуха при минимальном давлении (1 tta) на поду печи обеспечивает недопустимость подсосов воздуха в печь через неплотности в футеровки и рабочее окно. Прекращение подачи вторичного воздуха при достижении максимально допустимого давления (5-6 Па) позволяет исключить выбивание продуктов сгорания из печи и обеспечить отса- . 25 сывание газов через перфорированный свод.

Площадь поперечного сечения выходного отверстия канала больше сумм площадей поперечного сечения отвер- Эд стий перфорированного свода в l,ll,25 раза. Это необходимо для получения временного диапазона, в течение которого можно подать необходимое количество вторичного воздуха на дожигание в период от минимального до максимального давления на поду печи.

В случае, когда площадь поперечного сечения выходного отверстия канала меньше в I I раза суммы площадей 4р поперечного сечения отверстий перфорированного свода, при подаче вторичного воздуха давление на поду печи изменяться от минимума до максимума практически не будет, а следовательно,45 реализация способа будет невозможна, При соотношении больше, чем 1,25 не обеспечивается эффект колебательного режима.

Соотношения плошадей поперечного сечения выходного отверстия канала и отверстий перфорированного свода при расположении сопел полачи,вторичного воздуха в канале обеспечивают интервал от начала одного до начала другого. периода подачи вторичного воздуха, что позволяет создать условия для пульсационного сжигания продуктов неполного горения, обеспечивающего интенсифицировакное смешение, и получить наиболее высокую температуру горения в методической зоне при более полном дожигании топлива, Периодическая подача вторичного воздуха позволяет изменять границу встречи потоков, что создает возвратно-поступательное движение продуктов неполного горения вдоль печи.

Это способствует увеличению взаимной диффузии продуктов неполного горения и вторичного воздуха (улучшает смешение) и рециркуляции непрореагировавшей части топливовоздушной смеси из высокотемпературной зоны в методическую, в результате чего происходит интенсификация теплообмена.

Кроме того, периодичность подачи вторичного воздуха с расходом на период, необходимым для дожигания продуктов неполного горения, через промежутки времени в зависимости от давления на поду печи создает условия для пульсирующего отсоса продуктов неполного. горения через перфорированный свод, что повышает его температуру, увеличивает радиационную теплопередачу на металл и снижает удельный расход топлива, I

Возвратно-поступательное движение продуктов горения вдоль печи способствует интенсификации процесса теплообмена эа счет увеличения взаимной диффузии продуктов неполного горения и воздуха и рециркуляции непрореагировавшей части топливовоэдушной смеси из высокотемпературной зоны 1 в методическую 7, в результате чего происходит интенсификация теплообмена.

Использование способа отопления печи и печи для нагрева заготовок позволяет интенсифицировать смешение вторичкого воздуха и продуктов неполного горения и получить рециркуляцию их из высокотемпературной в методическую зону печи и увеличить температуру свода на 20-40 С. Конструктивное выполнение печи приводит к ор- ганизованному аэродинамическому режиму ее работы, при котором процессы смешения потоков при горении, дожигании и нагреве металла интенсифицируют теплопередачу в высокотемпературной зоне печи и снижают удельный расход топлива, 1560583

Формула и з обретения

Составитель Н.Асеева

Редактор Т.Лазоренко Техред М.яндык Корректор Т.Палий

Подписное

Тираж 510

Заказ 953

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,1О1

I . Способ отонления печи, включающий подачу топливовоздушной смеси, сжигание ее с коэффициентом расхода воздуха меньше единицы, подачу вторичного воздуха встречно потоку продуктов неполного горения и их дожигание, отличающийся тем, что, с целью снижения удельного расхода топлива, вторичный воздух подают периодически с расходом, необходимым для дожигания продуктов неполного горения, начиная подачу вторичного воздуха при минимальном .давлении на поду печи 1,0 Па изаканчивая при достижении максимально допустимого давления (5,0-6,0} Па.

Ф-Ф

2. Печь для нагрева заготовок, содержащая рабочую камеру, разделенную на высокотемпературную зону с перфорированным сводом, подсводовыми и торцовыми горелками, дымоотводящим коллектором, и методическую зону с каналом, выход которого направлен встречно торцовым горелкам, вход соединен с дымоотводящим коллектором высокотемпературной зоны, а также

4 установленные в канале подачи вторичного воздуха, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью снижения удельного расхода топлива, отношение суммы площадей поперечного сечения отверстий перфорированного свода к площади поперечного сечения выходного канала составляет l:(1,1-1,25),