Воздухонагреватель

 

Союз Советскмк

Соцмалнстических

Реслублик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 12.11.79 (21) 2861176/22-02 с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет— (51) М. Кл.а

С 21 В 9/02.Гесудерстеееимй кемитет по лелем изебретеиий и етермтий

Опубликовано 15.08.81. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25.08.81 (53) УДК 669.162..231 (088.8) (72) Авторы изобретения

Н. А; Андреев, Я. П. Калугин, Ф. P. Шкляр, M.

Г. С. Зеленцов, Ю. А. Мурзин, И. А. Бритвин и

Всесоюзный научно-исследовательский институт мет теплотехники, Уральский государственный ин по проектированию металлургических заводов и государственный институт по проектированию мета заводов (71) Заявители (54) ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к области воздушного дутья доменных печей и МГД (магнитогидродинамических) электростанций.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является воздухонагреватель, содержащий кожух, цилиндрический в нижней части и в. виде усеченной сферы в верхней, подкупольное пространство, насадочную камеру, поднасадочное пространство, газовый и воздушный коллекторы с патрубками подвода газа и воздуха, горелочные устройства, направленные вверх, кольцевую форкамеру и патрубки для отвода горячего дутья и продуктов горения и.подвода холодного дутья (1).

В современных высокотемпературных воздухонагревателях доменных печей требуемая температура дутья составляет 1400 — 1500 С при давлении до 5 ати, а в воздухонагревателях МГД-электростанций — 1750 †20 С при давлении свыше 10 ати до 40 ати, что требует от конструкций воздухонагревателей повышенной раномерности температур по сечению насадки как в период нагрева, так и в дутьевой период, усиления механической прочности кожуха, применения новых более термостойких материалов для кладки и т. д., а так как воздухонагреватели относятся к аппаратам с большим межремонтным срокам службы (8 — 10 лет), то одним из основных требований к ним является надежность работы, хорошая стойкость и долгий срок службы.

Однако при повышенном давлении дутья (в воздухонагревателях для МГД-электростанций более 10 ати) для сооружения из 0 вестного воздухонагревателя требуется большой расход металла и затруднено исполнение мест сочленения цилиндрической части кожуха со сферической и плоским днищем, а также самой цилиндрической части и плоского днища; установка большого количества горелочных устройств снаружи воздухонагревателя уменьшает прочность кожуха и кладки нижней части купола, а также требует большого количества газонапорной и регулирующей арматуры, что усложняет регулирование расходов газа и воздуха одновременно по всем горелкам; выполнение отвода продуктов горения и подвода холодного дутья через штуцера сбоку поднасадоч854998 ного пространства, а также отвода горячего дутья сбоку кольцевой форкамеры явится причиной неравномерности температур по сечению насадки, что. приведет к ухудшению ее стойкости.

Цель изобретения — увеличение стойкости и долговечности как отдельных элементов, так и всего воздухонагревателя в целом.

Цель достигается тем, что кожух выполнен в форме шара, в центральной части которого расположена цилиндрическая насадочная камера, при этом по периферии насадочной камеры внутри кожуха установлены горелочные устройства, отдаленные друг от друга разделительными стенками, которые одновременно выполняют и роль упоров 1 для стен насадочной камеры. Горелочные устройства соединены с кольцевыми коллекторами, расположенными внутри кожуха, а патрубки отвода продуктов горения и подвода холодного дутья в насадочную камеру п соединены со щелью по периметру кольцевого коллектора, расположенного между кожухом и насадочной камерой ниже горелочных устройств.

На фиг. 1 представлен предлагаемый воздухонагреватель, общий вид; на фиг. 2 — горелочное устройство, поперечный разрез (разрез А — А на фиг. 1).

Воздухонагреватель имеет кожух 1, выполненный в форме шара. В центральной части кожуха на опорах 2 расположена насадочная камера 3, по периферии которой раззо мещаются горелочные устройства 4, отделенные друг от друга разделительными стенками 5, выполненными без перевязки со стенами 6 насадочной камеры и служащими одновременно ее упорами. Газ и воздух по- з даются пе двум самостоятельным штуцерам

7 и 8 в кольцевые газовый 9 и воздушный 10 коллекторы, расположенные внутри кожуха воздухонагревателя, а оттуда — в горелочные устройства, где газ зажигается и догорает в кольцевой форкамере 11, образован- 4В ной стенами насадочной камеры и кладкой

12 подкупольного пространства !3. В нижней части под горелочными устройствами и коллекторами по периферии насадочной камеры расположен кольцевой коллектор 14 4 со щелью 15 по периметру, служащий для распределенного отвода продуктов горения и подвода холодного дутья в поднасадочное пространство 16 и насадочную камеру. Отвод продуктов горения и подвод холодного дутья осуществляется через патрубки 17. 50

Отвод горячего дутья производится через патрубок 18 в верхней части подкупольного. пространства 13 воздухонагревателя.

Предлагаемый воздухонагреватель работает следующим образом.

В период нагрева газ и воздух подаются по штуцерам 7 и 8 в газовый 9 и воздушный

10 кольцевые коллекторы, а оттуда — в горелочные устройства 4, где газ смешивается с воздухом, зажигается и догорает в кольцевой форкамере 11 и подкупольном пространстве 13. Далее продукты горения, проходя через насадочную камеру 3, нагревают ее и движутся вниз в поднасадочное пространство 16, откуда через щель 15 по периметру кольцевого коллектора 14 проходят в коллектор и патрубки для отвода продуктов горения.

В дутьевой период холодное дутье подается через патрубки 17 в кольцевой коллектор 14 и через кольцевую щель 15 по периметру коллектора — в поднасадочное пространство !6 и насадочную камеру 3, где оно нагревается и, выйдя в подкупольное пространство 13, равномерно отводится через патрубки 18 горячего дутья. Выполнение кожуха в форме шара обеспечивает работу воздухонагревателя при больших давлениях дутья, исключает сочленения отдельных элементов кожуха и повышает его прочность.

Расположенная в центральной части кожуха насадочная камера заполняется насыпными насадками, которые имеют удельную поверхность нагрева более 180 м /м, что позволяет уменьшить объем насадочного материала в 8 — 13 раз по сравнению с лучшей в настоящее время отечественной насадкой БНИ-122. Применение такой насыпной насадки позволяет вписать насадочную камеру в кожух небольшого диаметра, что приводит к уменьшению габаритов воздухонагревателя и к существенному снижению затрат на его сооружение. Выполнение разделительных стенок между соседними горелками, расположенными по периферии насадочной камеры, без перевязки с последней дает возможность использовать их в качестве упоров для стен насадочной камеры, что увеличивает стойкость насадочной камеры.

Размещение горелочных устройств, а также газового и воздушного кольцевых коллекторов внутри кожуха требует выполнения всего лишь двух отверстий в кожухе для подвода газа и воздуха к коллекторам, что увеличивает его стойкость, по сравнению с известным воздухонагревателем (где для каждой горелки необходимо специальное отверстие). Кроме того в дутьевой период как снаружи, так и внутри кольцевых коллекторов давление одинаково и значительно уменьшается возможность их разрушения от большого давления. Выполнение рассредоточенного отвода продуктов горения и подвода холодного дутья в насадочную камеру через щель по периметру кольцевого коллектора, расположенного между кожухом и насадочной камерой ниже горелочных устройств, значительно выравнивает распределение тем ператур по сечению насадочной камеры, вследствие чего увеличивается ее стойкость.

Предлагаемый воздухонагреватель обеспечивает равномерное распределение тем854998

Формула изобретения ф»»

Рие.2

Составитель Б. Раковский

Редактор М. Келемеш Техред А. Бойкас Корректор Ю.Макаренко

Заказ 6817/36 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и оз крытий! 13036, Москва, Ж вЂ” 36, Раушская наб., д. 4/6

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ператур по сечению насадки как в дутьевой период, так и в период нагрева, увеличивает механическую прочность кожуха, а также стойкость и долговечность всего воздухонагревателя в целом, что весьма важно для современных воздухонагревателей с высокими температурами (до 2000 С) и давлениями (свыше 10 ати) воздушного дутья.

1. Воздухонагреватель, содержащий кожух, огнеупорные стенки, подкупольное пространство, насадку, поднасадочное пространство, газовый и воздушный кольцевые коллекторы с патрубками подвода газа и воздуха, горелки, кольцевую форкамеру, патрубки отвода горячего дутья, дымовых газов, патрубок подвода холодного дутья, отличаюи1ийся тем, что, с целью повышения стойкости аппарата, кожух выполнен в виде шара, в центральной части которого размещена цилиндрическая камера насадки, а в кольцевом пространстве между огнеупорными стенками кожуха и стенками цилиндрической камеры насадки расположены горелки, разделенные друг от друга перегородками-упорами.

2. Воздухонагреватель по п. I, отличаюи4ийся тем, что горелки соединены с кольцевыми коллекторами, встроенными в огнеупорные стенки кожуха, а патрубки отвода дымовых газов и подвода холодного дутья встроены ниже горелок с кольцевым пространством между огнеупорными стенками кожуха и стенками цилиндрической камеры насадки.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

I. Патент Японии № 48 — 4284, кл. С 21 В 9/00, опублик. 1973 (прототип).