Газомазутная горелка мартеновской печи

 

Изобретение относится к сжиганию газообразного образного и жидкого топлива и может быть использовано в мартеновских печах. Цель изобретения - обеспечение оптимальных скоростных характеристик факела при переменном давлении и расходе газа перед соплом. Газомазутная горелка содержит соосно расположенные мазутную форсунку 4, сверхзвуковое газовое сопло 6 с кольцевой щелью 10 по периметру его критического сечения и наружную кольцевую камеру 13 с патрубком 11 для подачи управляющего потока газа. Патрубок 11 горелки соединен с трубопроводом подачи газа к горелке, причем длина цилиндрического участка 8 критического сечения сопла 6 составляет 0,44... 0,53 его радиуса, а площадь кольцевой щели 10 - 0,25...0,35 площади критического сечения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 О 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ я г а

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4466241/24-06 (22) 26.07;88 (46) 15.07,90. Бюл, М 26 (71) Донецкий научно-исследовательский институт черной металлургии (72) А.В.Авраменко. Э,Н.Кульпа, И.Н.Зинченко, С.M.Êëåíèí, Е.Л,Оксаниченко, Г,З,Гизатулин и А.Ф.Папуна (53) 662.951.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР .

М 1103043, кл. F 23 0 14/60,.1984. (54) ГАЗОМАЗУТНАЯ ГОРЕЛКА МАРТЕНОВСКОЙ ПЕ И (57) Изобретение относится к сжиганию газообразного и жидкого топлива и может быть использовано в мартеновских печах.

„„ЯЦ„„1578414 А1

Цель изобретения — обеспечение оптимальных скоростных характеристик факела при переменном давлении и расходе газа перед соплом. Газомазутная горелка содержит со-. осно расположенные мазутную форсунку 4, сверхзвуковое газовое сопло 6 с кольцевой щелью 10 по периметру его критического сечения и наружную кольцевую камеру 13 с патрубком 11 для подачи управляющего потока газа. Патрубок 11 горелки соединен с трубопроводом подачи газа к горелке, причем длина цилиндрического участка 8 критического сечения сопла 6 составляет

0,44 — 0,53 его радиуса, а площадь кольцевой щели 10 — 0,25 — 0,35 площади критического сечения. 2 ил.

1578414

Изобретение относится к сжиганию газообразного топлива и может быть использовано в мартеновских печах.

Цель изобретения — обеспечение оптимальных скоростных характеристик факела при.переменном давлении и расходе газа перед соплом.

На фиг.1 изображена газомазутная горелка; на фиг.2 — узел! на фиг.1.

Горелка содержит мазутную магистраль

1 и мазутное сопло 2, воздушную магистраль 3 для подачи компрессорного воздуха в мазутную форсунку 4, газовую трубу 5, газовое сопло 6, содержащее конфуэор 7, цилиндрический участок 8 критического сечения и диффузор 9, кольцевую щель 10, выполненную в начале критического сечения, патрубок 11 подачи управляющего потока и регулирующий дроссель 12, Снаружи газового сопла 6 расположена кольцевая камера 13. Длина цилиндрического участка критического. сечения сопла 6 равна 0,3 — 1,1 его условного радиуса г р, а площадь выходного сечения кольцевой щели 10 — 0,15-0,4 площади критического сечения сопла 6.

Патрубок 11 подключен к трубе 5 при помощи байпасной линии 14, При соблюдении указанных соотношений размеров кольцевой щели 10 и критического сечения обеспечивается требуемый диапазон аэродинамического регулирования сверхзвукового сопла 6, а следовательно, и оптимальные скоростные характеристики факела при изменении давления и расхода газа перед горелкой.

При работе газомазутной горелки в нее поступает мазут через подводящую магистраль 1 и мазутное сопло 2, который рас. пыляется в мазутной форсунке 4 компрессорным воздухом, поданным через воздуш-. ную магистраль 3. Газообразное топливо, подается к горелке по газовой трубе 5, основной поток которого затем проходит через конфуэор 7 газового сопла 6, где разгоняется до звуковой скорости, значения которой поток достигает в критическом сечении сопла 6, и далее до сверхзвуковой скорости в диффузоре 9. Через кольцевую щель 10 через патрубок 11 и регулирующий дроссель 12 из газовой трубы 5 в критическое сечение подается управляющий поток газа с параметрами (давление, расход), обеспечивающими такую форму границы 15 управляющей струи, при которой основной поток сужается до сечения, соответствующего начальным параметрам основного потока перед горелкой. При этом давление управляющей струи Ру в кольцевой щели 10 всегда меньше давления основного потока перед горелкой .Рг и больше статического давления в критическом сечении газового сопла 6.. При изменении параметров газа перед горелкой в регулирующем дросселе

12, таким образом, изменяют параметры уп5 равляющей струи и, следовательно, форму границ 15 управляющей струи, при которой критическое сечение основного потока сужается или расширяется до значения, соответствующего начальным параметрам газа перед соплом 6.

Критическое сечение газового сопла 6 выполнено в виде цилиндра, причем длина цилиндрического участка 1 равна 0,3-1,1 условного радиуса критического сечения, а площадь выходного сечения кольцевой щели 10 — 0,15 — 0,4 площади критического сече10

15 ния сопла 6.

Изменения расчетного значения площади критического сечения газового сопла

6 в соответствии с изменением начальных параметров газового потока в указанных пределах обуславливает изменение глуби20

25 ны проникновения управляющей струи в ос-, новной поток, величина которой составляет

hh = 0,017 м. При этом максимальное расчетное значение площади критического сечения сопла 6 соответствует максимальному расходу газа 6<7 " при минимальном давлении Рп п и наоборот — F D " соответствуг

màõ

30 ет параметрам газа при g > и P ", В, первом случае (FKð ") расход управляющей струи равен нулю, т.е. управление отсутствует, во втором случае (Р,р" "),параметры управляющей струи максимальны, т,е.

35 Ру ", Оу" " и осуществляется максимальное воздействие на основной поток в критическом сечении. Расход управляющей струи через кольцевую щель 10 при максимальном сужении основного потока не должен пре.40 вышать 15 — 30 (общего расхода через сопло 6.

Ф

При . использовании для управляющей струи энергии газового потока перед газомазутной горелкой с осуществлением отбо45 ра посредством патрубка 11 в газовом сопле.

6 Лаваля происходит разделение общего газового потока на высокоскоростной и низкоскоростной. Снижение массового расхода высокоскоростного потока более, 50 чем на 30 приводит к снижению кинетической энергии факела на 25 — 27 (с. учетом энергии низкоскоростной части потока) и, следовательно, к снижению дальнобойности (длины) факела на 10-15 . Изменение

55 начальных параметров газового потока (давление, расход) при постоянной площади критического сечения приводит к нерасчетному режиму истечения и за счет пере- или недорасширения потока эа соплом 6 также приводит к снижению скорости истечения

1578414

* Формула изобретения (Рог.2

Составитель А.Костарев

Техред М.Моргентэл Корректор И,Муска

Редактор М.Келемеш

Заказ 1902 Тираж 457 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 газовой смеси и длины факела. В то же время повышение кинетической энергии факела эа счет ликвидации нерасчетных режимов работы сопла 6 путем подачи управляющего потока в критическое сечение газового сопла 6 при различных начальных параметрах газа перед горелкой позволяет увеличить скорость истечения на 25 — 30 .

Таким образом, превышение расхода управляющей струи более 30 основного потока приводит к такому снижению дальнобойности факела, которое уже не может быть компенсировано использованием данного способа регулирования сопла 6.

Выбранные пределы соотношения размеров щели 10 и критического. сечения сопла 6 объясняются следующим.

Внешняя граница управляющей струи при взаимодействии с основным потоком имеет форму параболы, начало которой соответствует положению кольцевой щели 10 в критическом сечении. Поэтому максималь. ное сужение основного потока под воздействием управляющей струи соответствует . границе цилиндрического участка 8 критического сечения, длина которого всегда должна строго соответствовать максимальному значению суженИя основного потока при максимальных параметрах управляющей струи. В случае, если длина будет меньше необходимой, сужение основного потока до необходимой величины не будет достигнуто, начнется преждевременное расширение потока; если длина цилиндрического участка 8 будет превышать необходимую величину, произойдет пересужение основного потока.

Глубина пронйкновения управляющей струи в основной поток, форма линии их смешения определяются расходом и скоростью управляющей струи, которые при соот5 ветствующих параметрах управляющей струи, в свою очередь, определяются площадью выходного сечения щелевого сопла, шириной щели 10.

При длине цилиндрического участка

10 менее I = 0,3г,р и максимальном расходе управляющей струи необходимое сужение основного потока не достигается, в случае превышения I = 1,1г р массовый расход уп2 равляющей струи составит более 30 обще15 го расхода через сопло, что приводит к описанным последствиям.

20 Газомазутная горелка мартеновской печи, содержащая коэксиально расположенные мазутную форсунку, сверхзвуковое сопло с кольцевой щелью по периметру его критического сечения, установленное на вы25 ходе газовой трубы, и наружную кольцевую камеру с патрубком подачи управляющего потока газа, о т It и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью обеспечения оптимальных скоростных характеристик факела при перемен30 ном давлении и расходе газа перед соплом, патрубок подачи управляющего потока подключен к газовой трубе при помощи бэйпасной линии, причем длина цилиндрического участка критического сечения сопла равна

35 0,3-1,1 его условного радиуса, а площадь выходного сечения кольцевой щели — 0,150,4 площади критического сечения сопла.