Способ отопления печи

 

Изобретение относится к печам, работающим под разрежением, в основном кольцевым, а также может быть использовано в печах, где требуется создать в рабочем пространстве защитную или нейтральную атмосферу, например, малоокислительного и безокислительного нагрева металла, обжига углеродных изделий, и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности, а также стройиндустрии. Предлагается способ отопления печи (преимущественно кольцевой) с факельным сжиганием газа, повышающий эффективность использования топлива и снижающий вредные выбросы, что достигается за счет рационального использования энергии струи газа и разрежения в рабочей камере печи. В предложенном способе первичный холодный воздух в количестве 30 - 50% от стехиометрического подают в смеситель со встроенным стабилизатором горения за счет инжекции струей газа, а также разрежения в печи, вторичный холодный воздух в количестве 10 - 20% подают путем инжектирования горящими газовоздушными струями стабилизатора и основного потока, а также разрежения в печи, третичный горячий воздух подают через систему каналов в футеровке с использованием для его нагрева тепла охлаждаемых изделий и футеровки печи. 1 ил.

Изобретение относится к печам, работающим под разрежением, в основном кольцевым, а также может быть использовано в печах, где требуется создать в рабочем пространстве защитную (восстановительную) или нейтральную атмосферу, например, малоокислительного и безокислительного нагрева металла, обжига углеродных изделий, и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности, а также стройиндустрии.

Известен способ отопления печи, в котором для сжигания воздуха подают холодный первичный вентиляторный воздух, а вторичный горячий воздух подают в смеситель через эжекторный канал, снабженный встроенным в футеровку печи инжектором с воздушным соплом, куда подают холодный вентиляторный воздух [1] Однако в этом способе не используются возможности подачи воздуха горения за счет разрежения в рабочей камере. Кроме того, на подачу воздуха горения расходуется электроэнергия вентиляторов.

Известен способ отопления печи с помощью инжекционного горелочного устройства (ИГУ), например кольцевой многокамерной печи, работающей под разрежением [2] Газовое топливо подают в камеру посредством простого сопла. Первичный воздух поступает через специальный регулируемый кольцевой зазор за счет разрежения в камере. Анализ работы способа отопления с помощью ИГУ показал, что при этом не обеспечиваются подача первичного холодного воздуха и стабильное горение по причине слабой инжектирующей способности струи газа. Наличие в конце газового сопла конуса, имеющего угол раскрытия 90^o, приводит к перекрытию кольцевого зазора, через который должен подсасываться воздух за счет разрежения в печи. Природный газ поступает под свод камеры толстой струей, вытесняя оттуда газы, содержащие кислород. Это приводит к частичному крекингу газа с выпаданием сажи и низкому теплотехническому эффекту.

Технической задачей изобретения является повышение эффективности использования топлива, качества тепловой обработки изделий, снижение вредных выбросов. Поставленная задача достигается тем, что воздух (окислитель), необходимый для полного сжигания газа, разделяется на первичный, вторичный и третичный. Первичный холодный воздух в количестве 30 50% от стехиометрического подают в смеситель за счет инжекции струей газа (20 40%) и за счет разрежения в печи (10 20%). Образованную в смесителе газовоздушную смесь подают в печь по основному каналу смесителя и через стабилизатор горения. Вторичный холодный воздух в количестве 10 20% подают путем разрежения в печи и инжектирования газовоздушными горящими струями стабилизатора. Третичный горячий воздух через систему каналов в футеровке печи подают непосредственно в рабочую камеру печи.

Данный способ может быть реализован техническим решением, представленным на чертеже, где: 1 вентиль; 2 сопло; 3 первичный воздух; 4 газ; 5 - смеситель; 6 воздушная заслонка; 7 вторичный воздух; 8 кольцевое отверстие; 9 стабилизатор; 10 футеровка; 11 стабилизирующий факел; 12 - основной факел; 13 третичный окислитель; 14 рабочее пространство печи.

В топливоподающем устройстве первичный холодный воздух 3 в количестве 30 50% от стехиометрического с помощью подачи газа 4 через газовое сопло 2 засасывается в инжекционный смеситель 5. В смеситель первичный воздух поступает как за счет инжектирующих способностей струи газа (20 40%), так и за счет разрежения в печи (10 20%). Образованную в смесителе газовоздушную смесь подают в печь 14 как по основному каналу 12, так и через огневой стабилизатор горения 9. Стабилизатор горения обеспечит возможность отопления с температурой в камере ниже температуры устойчивого воспламенения (менее 800^oC). Вторичный холодный воздух 7 в количестве 10 20% подают через кольцевое отверстие 8 вокруг смесителя в основном за счет разрежения в печи и инжектирования в основном струями стабилизатора 11 и основного потока газовоздушной смеси 12. Третичный горячий воздух 13 для полного сжигания газа подают через систему каналов в футеровке печи 10 с использованием для его подогрева тепла охлаждаемых изделий и футеровки. В камере кольцевой печи, где часть камер находится на охлаждении, а часть подогревается за счет сжигания газа, третичный окислитель поступает из дымовых газов, образовавшихся при сжигании газа с избытком воздуха по мере перетекания дымовых газов по системе каналов из одной камеры в другую.

Эффективность сжигания газа в каждой камере достигается за счет регулирования разрежения в камере, расхода газа (вентиль 1) и расхода вторичного воздуха путем перемещения воздушной заслонки 6.

Формула изобретения

Способ отопления печи, преимущественно кольцевой, включающий подачу газа через топливоподающее устройство со стабилизатором горения, обеспечивающим факельное сжигание газа в рабочей камере с использованием холодного воздуха, поступающего в рабочую камеру из атмосферы и нагретого воздуха из печи, отличающийся тем, что газ подают через смесительное устройство со стабилизатором горения, первичный холодный воздух в количестве 30 50% от стехиометрического подают в смеситель за счет инжекции струей газа 20 40% и за счет разрежения в печи 10 20% после чего образованную в смесителе газовоздушную смесь подают в печь по основному каналу смесителя и через стабилизатор горения, вторичный холодный воздух в количестве 10 20% подают путем разрежения в печи и инжектирования газовоздушным горящими струями стабилизатора и основного потока, третичный нагретый воздух для полного сжигания газа подают через систему каналов в футеровке печи с использованием для его нагрева тепла охлаждаемых изделий и футеровки печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1