Многосопловое горелочное устройство вращающейся печи

 

Сущность изобретения: устройство содержит корпус, в полости которого размещена продольная перегородка, отделяющая / от нее камеру с дополнительными соплами и дополнительным патрубком подвода газа . Через патрубок газ поступает в камеру, откуда через дополнительные сопла, установленные под углом к оси корпуса и снабженные завихрителями, закрученные струи газа направляются в слой материала для образования настильного факела, предназначенного для формирования восстановительной газовой среды. Продольная перегородка размещена на высоте, равной 0,15-0,4 диаметра корпуса. Завихрители выполнены в виде винтовых каналов с углом подъема 20-70°, а дополнительные сопла смонтированы под углом 30-90° коси горелки . 1 з.п, ф-лы, 3 ил., 1 табл.

союз соВ тских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) ((1) (s))s F 27 В 7/36

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ (21) 4768271/33 (22) 13.12.89 (46) 23.09.92, Бюл. N . 35 (71) Среднеазиатский филиал Всесоюзного научно-исследовательского института использования газа в народном хозяйстве и подземного хранения нефти, нефтепродуктов и сжиженных газов (72) А.Н,Ключарев и К.Шакиров (56) Авторское свидетельство СССР

N 1041846, кл, F 27 В 7/36, 1982, (54) МНОГОСОПЛОВОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВРАЩАЮЩЕЙСЯ ПЕЧИ (57) Сущность изобретения, устройство содержит корпус, в полости которого размещена продольная перегородка, отделяющая

Предлагаемое изобретение относится к сжиганию газообразного топлива в печных агрегатах, конкретно к конструкции газогорелочных устройств для получения восстановительной газовой среды по вращающихся печах.

Известно горелочное устройство для вращающихся печей, содержащее корпус с пэтрубком подвода газа, снабженный осевым соплом и дополнительной горелкой, соединенной с патрубком подвода и установленную под углом к оси корпуса горелки, недостатком которой является сложность конструкции и низкая эффективность дополнительной горелки, вследствие ограничения зоны взаимодействия ее факела со слоем материала.

Частично вышеуказанные недостатки устранены в многосопловом горелочном устройстве для вращающихся печей, содержаот нее камеру с дополнительными соплами и дополнительным патрубком подвода газа. Через патрубок гэз поступает в камеру, откуда через дополнительные сопла, установленные под углом к оси корпуса и снабженные завихрителями, закрученные струи газа направляются в слой материала для образования настильного факела, предназначенного для формирования восстановительной газовой среды. Продольная перегородка размещена на высоте, равной

0.15 — 0,4 диаметра корпуса. Завихрители выполнены в виде винтовых каналов с углом подъема 20-70, а дополнительные сопла смонтированы под углом 30 — 90 к оси горелки, 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл, щем корпус с патрубком подвода газа, снабженный осевым соплом и расположенными вдоль его продольной оси дополнительными газовыми соплами, установленными под углом к оси корпуса горелки.

Недостатком вышеописанной горелки является наличие угла между осями сопла и плоскостью, проходящей через ось горелки перпендикулярно к поверхности обжигаемого материала, который способствует формированию высокотемпературных зон, приводящих к пережогу материала. Кроме того, расположение последнего по ходу газа сопла под углом к поверхности материала сокращает зону обжига, ухудшает работу подготовительных зон печи, снижает качество обжигаемого материала.

Целью предложенного технического решения является повышение качества обжигаемого материала (белого и декоративного

1763835 цементов, керамзита и т,д.) при создании восстановительной газовой среды на конечной стадии обжига за счет более полного охвата поверхности материала, а также проникновения газовой среды в его слой и кроме того, снижение металлоемкости за счет совмещения в одном корпусе фактически двух горелок для нагрева материала, Поставленная цель достигается тем, что в многосопловом горелочном устройстве для вращающихся печей, содержащем корпус с патрубком подвода газа, снабженный осевым соплом и расположенными вдоль его продольной оси дополнительными газовыми соплами, установленными под углом к оси корпуса горелки, корпус выполнен с продольной перегородкой, размещенной в его полости на высоте Н (0,15-0,4)0 — диаметра корпуса и образующей с ним камеру, соединенную с дополнительными газовыми соплами и выполненную с дополнительным патрубком подвода газа.

Кроме того, в устье дополнительных сопел установлены завихрители в виде винтовых каналов с углом подъема 20 — 70О, а дополнительные сопла смонтированы под углом 30 — 90 к оси горелки.

При проведении патентных исследований не было выявлено ни одного технического решения, признаки которого совпадали бы с признаками заявляемого технического решения, что подтверждает наличие существенных признаков в заявляемом техническом решении.

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами: на фиг.1 изображена предлагаемая горелка; на фиг,2 изображено положение горелочного устройства в объеме вращающейся печи над материалом; на фиг,3 — разрез по А-А.

Многосопловое горелочное устройство для вращающейся печи содержит корпус 1 с осевым соплом 2 и патрубком 3 подвода газа. В полости корпуса 1 установлены по оси дроссель 4 и продольная перегородка 5, размещенная на высоте равной (0,15 — 0,5)D, где D — диаметр корпуса горелки и образующая с последним камеру 6, соединенную с дополнительно газовыми соплами 7, в выходных участках которых установлены за:.вихрители, выполненные в виде винтовых каналов 8. Камера 6 дополнительно снабжена патрубком 9 подвода газа. При этом по отношению к оси корпуса 1 горелки газовые сопла 7 камеры 6 установлены под углом

30 — 90О, а винтовые каналы 8 выполнены с углом подъема 20-70, Дроссель 4 снабжен приводом в виде ручки 10.

Горелочное устройство работает следующим образом. Газ в корпус 1 горелки по5

55 ступает по патрубку 3 и выходя через сопло

2,сжигается в топочном объеме вращающейся печи в виде диффузионного факела.

Дросселирование газа производится поворотом ручки 10, при этом дроссель 4 продольно перемещается. За счет перемещения дросселя 4 изменяется скорость вылета струи и длина основного диффузионного факела. Формирование восстановительной среды осуществляется путем подачи газа через отдельный патрубок 9 в камеру 6, откуда через сопла 7, снабженные завихрителями 8 закрученные струи газа направляются в слой материала, Подача газа через отдельные патрубки 3 и 9, а также наличие продольной перегородки 5 обуславливает автономность регулирования расхода газа на основной факел и настильный, предназначенный для формирования восстановительной среды, которая создается за счет уменьшения коэффициента избытка воздуха. Это приводит к неполному сгоранию топлива и образованию агентов восстановителей (СО, Hz, СН4). Перегородка

5 располагается на высоте Н = (0.4 — 0,15)0— диаметра корпуса горелки.

При получении белого цемента важно в печи, в процессе обжига, поддерживать восстановительную газовую среду, Присутствие кислорода отрицательно сказывается на главном показателе качества белых цементов — коэффициенте белизны. В этом случае железо, входящее в состав клинкера находится в трехвалентном состоянии. Формирование восстановительной газовой среды переводит оксиды железа в закисную форму, т,е, в двухвалентное состояние, при этом белизна цемента резко увеличивается, Были проведены стендовые испытания предлагаемого горелочного устройства, результаты которых сведены в таблицу.

В таблице представлены данные, иллюстрирующие зависимость состава восстановительной газовой среды и белизны цементного клинкера от высоты установки продольной перегородки.

Таким образом, таблица подтверждает существенность этого признака, и что именно в заявляемом диапазоне значений достигается качественный скачок, что подтверждается достижением поставленной цели и положительного эффекта.

Кроме того, превышение верхнего предела расположения перегородки приводит к появлению эксцентриситета между продольной осью горелки и дросселем 4 и перекосу факела в печи, Расположение перегородки 5 ниже 0,15 0 сокращает длину дуги, охватывающей камеру 6,и уменьшает количество сопел 7, присоединенных к ка1763835

Состав газовой с еды

Относительная высота установки перегородки Н/Д

Белизна цементного клинкера

Примечание

СОг

СО

Н2

Ог

11,8

Следы

0,1

0,05

0,5

Факел горелки направлен на футеровКу

Факел направлен на материаг

0,00

11,6

0,2

0,4

0,3

1,1

0,9

Следы

0,00

0,00

0,00

0,9

0,3

0,2

0,15

0,1

11,4

11,4

11,5

11,3

0,8, 0,7

0,5

Следы

78

76

76

Настильный факел образованный форсунками 7,не ох- ватывает поверхность слоя мате иала мере 6 в поперечном сечении. Это увеличивает неполноту охвата настильным факелом хорды материала, что отрицательно сказывается на эффективности действия восстановительной газовой среды. Повысить полноту охвата материала восстановительной газовой средой позволяют винтовые каналы 8, расположенные в соплах 7, Проходя через них поток закручивается, что увеличивает угол раскрытия струй и площадь охвата ими материала. При угле подъема винтовых каналов меньшем 20 угол раскрытия факела незначительно отличается от угла раскрытия проточной струи. При увеличении угла подъема свыше 70 уменьшается аксиальная составляющая скорости и глубина проникновения струй, что сокращает время воздействия на слой материала восстановительной газовой среды.

Сопла 7 имеют переменный угол установки относительно оси горелки, изменяющейся в пределах 30-90, При угле 90 закрученные газовые струи имеют максимальную глубину проникновения в слой материала, номинальную площадь поверхности слоя. При уменьшения угла атаки увеличивается площадь охвата поверхности материала настильным факелом с восстановительной газовой средой, но при этом сокращается глубина проникновения струй в слой материала. При угле меньшем 30 глубина проникновения становится малой величиной для сопел с винтовыми каналами, расположенными под углом подъема 70, что ограничивает рамки воздействия настиль5 ного факела площадью наружной поверхности слоя материала. Для увеличения надежности горелки она может быть снабжена рубашкой водяного охлаждения.

Формула изобретения

10 1. Многосопловое горелочное устройство вращающейся печи, содержащее корпус с патрубком подвода газа, снабженный осевым соплом и расположенными вдоль его продольной оси дополнительными соплами, 15 установленными под углом к оси корпуса горелки, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества обжигаемого материала, корпус горелочного устройства выполнен с продольной перегородкой, раз20 мещенной в его полости на высоте, равной

0,15 — 0,4 диаметра корпуса горелки и образующей в последнем камеру, соединенную с дополнительными соплами и выполненную с дополнительным патрубком подвода

25 газа.

2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что в устье дополнительных сопел установлены завихрители в виде винтовых каналов с углом подъема 20 — 70, а дополни30 тельные сопла смонтированы под углом 30—

90 к оси горелки.

1763835

1763835

Составитель Л.Рафалко

Техред М.Моргентал Корректор Л.Филь

Редактор Т,Иванова

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

Заказ 3447 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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