Способ отопления обжиговых машини устройство для его осуществления

 

Союз Советски к

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 25.06.79 (21) 2784070/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.з

F 27 В 21/00

Государственный комитет йо делам изобретений и открытий (53) УДК 662.785. .5.002.5 (088.8) Опубликовано 15.04.81. Бюллетень №26

Дата опубликования описания 25.07.81

1

А. А. Винтовкин, А. Л. Чехович, Л. Б. Абакулова, .Д, Рузанов и Е. П. Чуваева с м (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт теплотехники (7i) Заявитель (54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ОБЖИГОВЫХ МАШИН

И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к металлургии,. а именно к способам и устройствам для сжигания природного газа в агрегатах для обжига рудного сырья в нейтральной или слабовосстановительной атмосфере.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ отопления обжиговых машин, включающий сжигание топливовоздушной смеси в вихревом факеле в периферийных областях форкамеры с образованием внутренней зоны разрежения и использование в качестве разбавителя дымовых газов. Устройство для его осуществления содержит канал для подвода воздуха с лопаточным завихрителем и внутренний канал для подвода газа с радиальными отверстиями (1) .

Недостатком является невозможность получения прлдуктов сгорания нейтрального или слабовосстановительного состава при регулируемом уровне температур от 900 до 1200 С. Это обусловлено тем, что обеспечение температур до 1200 С достигают за счет увеличения коэффициента избытка воздуха. При этом в продуктах сгорания присутствует большое количество свободного кислорода, до 10%, что исключает возможность ведения обжига железорудных материалов в нейтральной или слабовосстановительной среде.

Цель изобретения — расширение пределов регулирования температуры и состава продуктов сжигания.

Эта цель достигается тем, что дымовые газы подают внутреннюю зону разрежения в виде аксиального потока через завихритель с переменным углом закрутки Чз =ба где и — процентное содержание кислорода в балластирующих дымовых газах, 6 — опыт ный коэффициент.

Устройство для реализации способа снабжено центральным каналом для подвода

1 дымовых газов, в котором размещен лопаточный завихритель с регулируемым углом поворота лопаток, установленный на расстоянии от 0,5 — 1,0 калибра канала от его выходного отверстия.

Сущность способа заключается в слеМ дующем.

В периферийных областях форкамер образуют вихревой факел, в котором организуют сжигание газовоздушной смеси с коэффи8)6962

«ис«»х! р )(,!,) ) ()(Г)дъ х;) .> О << } !, «рc>т, кт;),.,, i <;l»-;H>)II «Оян !HI(> Г«) ;><>дх кты пс«ол)гого ):,f>cf«)я . О и l l <

;>) 2 !():> ;;; H f)«ОТС}"Ãi -> . .. )) К))(л<>РОД;). )ТО

>! и,! >i(Гс,i (ляб(гносс (:!!Н>).;)>тел .!i;)H ci:еяо«, я !lp>H М(f!, Д,i и Мс) ГН(1 И3! i f)уlо Li«е ГO Обж2ГB

»К(Л(ЗНЬ:Х РЪ Д. (}ДНЯК(1 Во Вс(Х С.,I>, )ЗЯХ ЗЕМf!Cj)(!Т> PB !Юл > Iс!ЕМЫХ I;PO, уКТОВ СГОРBНИЯ

::, lH 3K:. к Гсоре..-(ч-.ской и состаилясг Около

;:г)(}(} — *,-)(Н)"L.. ч (0»e;(0).x «Гимо i!Ñã ус !02)i)0

f>Яз,(H )< пип )i Оil.,)яf) f(">HЯ f> f>!. ) Вег)НИP.

I !I(;)<(!: )i»>! К;> 20 )Д«>ХЯ ДЛ)! С!>ИЖЕНИЯ Т<. М)»; ),«>),) «< ((!;I;:;"!;> «i<> ) я «, )«>K приводит

)i )ив, !()>«!0 >S «Po>L} K, Я Х СГОРЯ(! ИЯ СВОООД:i01(> )« :>C Iu;)0."(2. >, !ГЕЛЬЮ (НИ>КСНИГ(Т(МГ(<.,".>2Ò УРЫ i!PОД, К ГОВ СГ )DB HI) Sf ИСIIОЛЬЗ УЮТ OTр()(>от>)):!«»с в а(регате охляждснные дымоВьl<: I Г):>H! (бя. (ласт)> . 1)дн(iK0 эти ГЯЗы н<. моГ : ) «Ода вяться f)f I(0cpPдстВенно . В 30 ну ! >Р(«)!я. Тяк, для !>ìñll Jlc(IHH темпс рятуры до 1000 (: количество балласта должно б(lтl; соизм(>римо с коли !еством 203 äóõÿ, подяВяемым на Горение, соде(гжяпис кllcfloрода ь. c ecH««I)03дух-бял!Bcr» при этом

,:-«1(п)и.(и rc 1 дО 12 "/„. 1 О, "»!>C я )2 В с>I(cи ) <)КИ",I ОКИС.IИ > СЛ(М «СВОЗ>кожно «03 ÃO «) .! ! I l. лымоьыс газы по jB)o СH В горелку по ())I0«)»И i(, (Ь;И;1< Ка«ЯЛЪ и В((>)Е с)К()1 »ЛЬ«>>! <> fi0 ГОК;1 (H«1(НСИВПОСТЬК) Кр)ТI<И, «ря:у)(>

i1j)(>II(>f)!i!iО))я ">b«oH CO Теj!>KBit!«0 KHC!Оро. iB

)> -, (::Х > )32Õ.

EjB (1)НГ. l и 2 !(0KBBB»ы ппим(ры (рея.(н3()цип спо Об;1; ня фиг. 8 — - предлагаемое устройство, 0()(цнй Вид.

При работе горелки воздух по каналу 1

«(срез завихритсль 2 подходит к выходному отверстию 1>, и(ггенсивно )еремешивается с газовыми струями, вытскающими из отверстий 4. Б форкамеру 5 вытекает предварительно «сремсшанный вихревой поток, который развивается в ее периферийных обла(Гях. Образуя в осе(зой части форкамеры зону разрежения. Есл;1 дымовые газы, подводимые по каналу 6, не содержат кислорода, то коэффициент расхода воздуха в периферийном факеле поддерживается на уровне, заданном условием технологии (1,0---0,8), поворотные лопатки 7 устанавливаются вдоль ОсН горелки и дымовые газы вытекают в центральную часть форкамеры в виде прямоструйного потока. В форкамере образук>тся четыре:-оны (см, фиг. ).

В зоне 8 происходит интенсивное горение газа с чистым воздухом, в зоне 9 развивается поток дымовых газов, не содержаших кислород. Между этими зонами находится застойная зона 10. Дымовые газы из зоны 9 на начальном участке форкамеры не проникают в зону 8 и не препятствуют полному и интенсивному горению в последней. Перемешивание потоков зон 8 и 9 осуществляетсН В 30«е 1 1 толькО Г.гослс ТОГО, KBK В 30«с > .:орс«ис прякт f>)ecKH закончено, а цен> 1:2 7 » If!>!lj) «0 ((>K 30!)(>l 9;(ОСТИГЯСТ 1<0 Нца 30: ы 1 0 ц«ркуляции. Таким образом, в фор. )х:срс Обря.s ется > стой )ивый факел, н2 (<>ðñ«пс которого «ряктически не оказывает в.((>(н«с це«тряль«ый поток балласта. Размеры зоп В форкямерс не зависят от скоростеи истечения и регулирование температуры продуктов сгорания осуществляют, измеI Hÿ K0(н(«(естВ0 ВВОдимоГО бяллястя.

Если дымовые газы, подаваемые в горел.<х «о каналу 6, содержат кислород, то ко.(!«)со(во Воздуха> подаваемого по каналу1, умсш .L!àþf,до такой величины, чтобы содержание кислорода в смеси «воздух-балласт»

СОО Г В(тстВОВаЛО СОДЕ Р>Ка «ИЮ КИСЛОРОДа ПРИ с;ки! Янии гязя с коэффициентом расхода

Воздуха Гг.=- 1,0 — -0,8. При этом, если ценГр;),>«»)ый потo!«3I>)i(0()I»)x 2230В и3 канала 6

ii>jР0.(<>, )ЖЯСТ РЯBÂ)! ()BÒ(>Cß В ВИДС Я КСИЯЛЬНОЙ

20 < тру)!. TO в «(. риферийных зонах форкамеры )< рс«ие происходит с недостатком кис,)Ор<)дя и «ри пониженной температуре, что

Ведет к образованию химического недожога, Вследствие уменьшения количества воздуха в кя f«);)(. I, уменьшается крутка потока в

iuHc 8 !» соответственно перемешивание

: родуK!()H горения этой зоны с центральным

ПОТОКОМ, В .-;о«с 11 при таком перемешивании набл)О „)ется одновремеингг и горючие СО, Hz

-,) Ii сажа, а также кислород, что недопустимо

)0 условиям обжига.

Для того, чтобь) уменьшить дефицит !

«Ис.>(ороды В периферийной зоне, поворачиВа)от лопатки 7. При этом центральный аксияльный поток из прямоструй ного преобразуется в вихревой, угол раскрытия которого «ро«орционален углу поворота лопаток. В (роркамере образуются два вихревых кгтокя: периферийный с постоянной круткой и центральный с переменной (фиг. 2).

Изменяя угол раскрытия центрального пото40 кя, теА1 самым изменяют степень его подмешивания в периферийный поток, т. е. степень обогащения последнего кислородом.

Это позволяет использовать кислород, содержагцийся в дымовых газах, для горения в периферийной зоне, не допуская увеличения химического недожога в ней.

Величина заглубдения поворотных лопаток в центральном канале от выходного отверстия в калибрах его диаметра равg<} на 0,5--1,0. Величина заглубления лопаток измеряется от края выходного отверстия центрального канала 6 до ближайшего края поворотных лопаток 7.

При заглублении лопаток в канале 6 на величину менее 0,5 диаметра изменение угла поворота лопаток практически не изменяет интенсивность крутки цен.рального потока, а только производит разброс его от центра к периферии форкамеры. При заг846962

5 лублении лопаток более 1,0 диаметра устья крутка потока уменьшаются и изменение угла поворота лопаток не вызывает пропорциональное изменение угла раскрытия центрального потока дымовых газов.

Таким образом, данный способ отопления состоит из следующих операций.

1. Подают в форкамеру по периферийным каналам горелки топливо-воздушную смесь и сжигают ее в закрученном факеле в пристеночной области с образованием зоны внутренней циркуляции.

2. Подают по центральной трубе горелки дымовые газы.

3. Устанавливают угол поворота лопаток пропорционально количеству кислорода в балластирующих,дымовых газах по выражению а. бл. где а — угол поворота лопаток, град.; и — процентное содержание кислорода в балластирующих дымовых газа;

6 — опытный коэффициент.

4. Изменяя соотношения топлива и кислорода в смеси «воздух-балласт», устанавливают нужный для технологии состав получаемых продуктов горения, а изменяя количество балласта регулируют температуру их.

5. В процессе работы осуществляют постоянный контроль за содержанием кислорода в балласте и регулируют угол поворота лопаток, количество балласта и чистого воздуха.

В результате из форкамеры обжиговой машины в рабочее пространство вытекают продукты сгорания с температурой 900—

1200 С, не содержащие кислород, и с регулируемым количеством восстановительных газов СО и Н .

Способ осуществляется при помощи горелки, которая устанавливается на стенке обжиговой печи 12 и выполнена из труб

13 — 15, которые образуют каналы с патрубка ми: 16 — для подвода воздуха, 17— для подвода газа и 18 — для подвода дымовых газов. На расстоянии 0,5 — 1,0 калибра центрального канала от его выходного отверстия 19 установлен завихритель, поворотные лопатки 7 которого через шток 20 соединены с приводом 21. Канал 22 для подвода газа в устье горелки заканчивается стенкой 23 и имеет отверстия 4 для выхода газа в стенке трубы 14.

Предлагаемый способ отопления позволяет улучшить тепловой режим обжига же6 лезорудных материалов на конвейерных машинах. На существующих машинах уходящие дымовые газы, содержащие переменное количество кислорода, не используются в качестве окислителя в горелочных устройствах по той причине, что необходимое количество балласта превышает допустимый предел по условиям стабильного горения.

Однако целесообразность их использования обусловлена тем, что создание нейтральной или слабовосстановительной ат10 мосферы в отапливаемых горнах обжиговых машин позволяет получить окатыши с магнетитовой или вюститомагнетитовой структурой, обладающие высокими металлургическими свойствами: прочностью и мень.шей склонностью к образованию пыли.

Способ позволяет использовать для снижения температуры факела дымовые газы из разных частей машины и ее газоходов с различным содержанием кислорода, а конструкция горелки обеспечивает устойчивое горение газа.

Формула изобретения

1. Способ отопления обжиговых машин, 2S включающий сжигание топливо-воздушной смеси в вихревом факеле в периферийных областях форкамеры с образованием внутренней зоны разрежения и использование в качестве разбавителя дымовых газов, отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температуры и состава продуктов сгорания, дымовые газы подают во внутреннюю зону разрежения в виде аксиального потока через завихритель с переменным углом закрутки а=бп, где п — процентное содержание кислорода в в балластирующих дымовых газах, 6 — опытный коэффициент.

2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее канал для подвода воздуха с лопаточным завихрителем, 40 внутренний канал для подвода газа с радиальными отверстиями, отличающееся тем, что оно выполнено с центральным каналом для подвода дымовых газов, в котором размещен лопаточный завихритель на расстоянии 0,5 — 1,0 калибра канала от его выход45 HQI о отверстия

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2644248, кл. F 27 В 21/00, 1978.

846962

<уФ

Составитель (. Ягодинсц .Редактор Н. Ромжа Техред Л. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Заказ 5457/58 Тираж 658 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4