Фурма доменной печи

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОВРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< >922152

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

{61) Дополнительное к авт. свид-ву

{22)Заявлено 04. 08. 80 (21) 2965488/22-02 с присоединением заявки И (23} Приоритет

Опубликовано 23. 04. 82. Бюллетень № 15 (5.1)М. Кл.

С 21 В 7/16

3Ьвудауааанкый камитет

СССР ао делам иаабретеккй н открытей: (53) Уд К 669. 162..22(088.8) Дата опубликования описания 25. 04. 32

Н. И. Бей, Б. Г. Микрюков, А. 3. Грищенк

IO. B Федулов, Г. П. Лежнев и Ю. 8 Яковл (72) Авторы изобретения

Киевский институт автоматики им. ХХУ сье (71) Заявитель (54) СОПЛО ФУРМЕННОГО ПРИБОРА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ

Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкции фурменных

; приборов доменных печей, и может быть исполЬзовано для подачи в доменные печи дутья с топливными добавками.

В настоящее время широкое распространение получило использование в. доменном производстве углеводородных топливных добавок (природный гаэ, нефть, мазут), подаваемых в печь совместно с горячим дутьем, что позволяет улучшить ход доменного процесса и добиться экономии кокса. .Однако указанный прием дает желаемые результаты лишь при условии

15 обеспечения требуемого соотношения расходов дутья и топливных добавок, что на практике связано с решениемряда важных проблем технического характера.

Так, требуемое соотношение можно обеспечить лишь при условии точного измерения расходов горячего дутья и топлива, а также при условии пра-» вильной подачи топлива через фурменный прибор в печь.

Для решения этих вопросов на практике Фурменные приборы снабжают разя личными приспособлениями, обеспечиваю щими измерение расхода горячего дутья и правильную подачу топлива в печь.

8 силу неблагоприятных условий,. существующих в фурменном приборе (Bbl сокая температура, высокие скорости потока, запыленность), проблема измерения расходов дутья не может быть решена с применением различных широко известных расходомеров (ротационных, тепловых и др).

Наиболее целесообразным в этих условиях является применение расходомерных устройств, определяющих рас ход по разности между полным и статическим давлением в потоке (или полным давлением и разрежением в,по" токе). К таким устройствам, в частности, относится так называемые на3 9221 порные или щелевые трубки. В отличие от других применеямых,для этой же цели устройств (диафрагм, дросселирующих проспособлений), они практи" ,чески не изменяют проходного. сечения фурменного прибора, хорошо работают в условиях запыленного потока и обеспечивают достаточно высокую точность измерения f13.

Однако, ввиду высоких температур 10 (до 1300 С), эти устройства, даже изготовленные из жаропрочных мате риалов, обладают весьма коротким сроком службы. Поэтому на практике их устанавливают в фурменные прибо- 1з ры лишь периодически, на короткое вре" мя,.необходимое для снятия расходных характеристик фурменного прибора, oc" нащенного устройствами отбора давле.ния на местном сужении, а в дальней" щ шем о расходе дутья в процессе эксплуатации доменной печи судят по най,денным характеристикам, т.е. по перепаду давления на местном сужении фурменного прибора. При этом, вследствие разгара футеровки прибора в месте установки устройства отбора давления,,ошибки могут со временем до" ходить до 203, что не обеспечивает требуемую точность соотношения рас" З0 ходов дутья,и дополнительного топли" ва даже при условии систематических поверок, которые сами по себе являются весьма трудоемкой операцией.

Гораздо большей устойчивостью к воздействию высоких температур обладают имеющие конструктивное сходство с напорными трубками устройства для подачи в йечи дополнительного топлива.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сопло фурменного прибора, содержащее установленное в его стенке устройств для подачи углеводородного топлива и распылителя, включающее две коаксиальные труб-. ки, выходное отверстие наружной из которых ориентировано по направлению потока дутья.

Высокая стойкость этого устройства объясняется охлаждающим действи-, ем протекающих по нему распылителя и топлива, температура которых не превышает 100-150 С f23.

$5

Однако в силу указанных причин, фурменный прибор, оборудованный известным устройством, не может обеспе52 4 чить оптимального соотношения расходов дутья и топлива, что, как уже указывалось, не позволяет добиться ровного хода доменного процесса в .каждом из секторов доменной печи.

Целью изобретения является оптимизация дутьевого режима доменного процесса путем точного поддержания требуемого соотношения расходов дутья и .топлива.

Поставленная цель достигается тем, что 8 сопле фурменного прибора, содержащем установленное в его стенке устройство дпя подачи топлива и распылителя, включающее две коаксиальные трубки, выходное отверстие наружной из которых ориентировано по направлению потока дутья, на внешней поверхности наружной трубки выполнены приемник статического давления и щелевой приемник полного давления, длина . щели которого составляет 1-2 внутренних радиуса сопла, а трубки установлены под у лом бО-90 к продольной .оси последнего. При этом выходной конец внутрен" ей трубки расположен на уровне стен- ки сопла.

Благодаря охлаждающему действию протекающих по трубкам топлива и распылителя срок службы установленного в фурменном приборе устройства увеличивается до б месяцев и становится ., практически равным межремонтному сро ку службы самой фурмы. При этом, вследствие наличия приемников давления, обеспечивается возможность floe тоянного измерения полного и статического давления потока дутья, разность между которыми позволяет в любой момент времени оценить с достаточно высокой точностью (1,5-2,Я) расход дутья и, в соответствии с этим, отрегулировать расход дополнительного топлива для обеспечения требуемого соотношения дутье-топливные добавки.

На чертеже изображен фурменный прибор, вид сбоку в разрезе.

Фурменный прибор содержит корпус

1 .(на чертеже показана стенка сопла) и закрепленное на его стенке устройство для подачи топлива и распылителя, включающее коаксиальные трубки

2 и 3, разделенные кольцевым зазором и связанные с источниками, .соответст" венно, воздуха и, например., мазута.

5- 9221

Наружная трубка 2 выступает внутрь корпуса и имеет выходное отверстие, ориентированное по направлению потока дутья и предназначенное для. подачи смеси топливо-распылитель в центральную часть канала сопла.

Выходной конец внутренней трубки

3 расположен на уровне внутренней поверхности стенки сопла. На наружной поверхности трубки 2 10 выполнены щелевые приемники 4 и 5 соответственно, полного и статического давления. Приемники связаны кана" лами с устройством для измерения разности давлений, например дифмано- 15 метром (на чертеже не показан).

Длина щелей приемников равна одному внутреннему радиусу сопла, что обеспечивает полное перекрытие щелью всего поля скоростей потока, от мини- 20 мальной скорости у стенок сопла до максимальной в центре потока. При размещении трубок вблизи фурмы, не менее чем в одном метре от колена фурменного прибора, поток в месте 2s измерения давления можно считать близким к правильному и длина щелей приемников равна одному внутреннему радиусу сопла, может, как указано, считаться достаточной для -точного измерения 30 полного давления. Однако при измерении сильно деформированных потоков усредненное давление можно получить лишь перекрыв поток по всему сечению.

В этом случае наружную трубку следует продлить до противоположной стенки сопла и увеличить длину щели приемника полного- давления до двух внут-. ренних радиусов сопла. Выходное от.верстие при этом будет выполнено в в средней части трубки. Приемник:ста тического давления может быть выполнен либо щелевым, либо в виде обыч- . ного отверстия в стенке наружной трубки, сообщающегося с каналом. . д . Угол устанбвки трубок по отношению к продольной оси сопла, лежит в о

1 пределах 60-90 . В указанных пределах наклон трубки с приемником. давле- . ния.не влияет существенным образом

iO на точност ь измерения да елен ия. Проведенный расчет показывает, что при установке трубки под углом 60 погрешность измерения, по сравнению с установкой ее под прямым углом, не превы" шает 3,54. Расчет потерь напора при наклоне трубки проводится с использованием управления Дарси-Вейсбаха. При

52 б установке трубок под углом меньше

90в длина щели приемника полного давления должна быть, соответственно, увеличена для обеспечения полного перекрытия поля скоростей потока.

Фурменный прибор работает следующим образом.

При работе доменной печи через трубки 2 и 3 подают, соответственно, распылитель (воздух) и топливо (мазут). При этом распылитель проходит по кольцевому зазору между трубками, смешивается в полости А трубки 2 с топливом и образовавшаяся воздушно" топливная смесь выбрасывается через выходное отверстие трубки 2 в направлении фурмы. Истечению смеси из трубки 2 способствует также разрежение за ней, создаваемое потоком горячега дутья.

Одновременно с подачей дополнитель-. ного топлива и распылителя через трубки 2 и 3 осуществляется измерение .с помощью щелевых приемников 4 и 5 соответственно полного и статического давления потока дутья, разность между которыми позволяет в любой мог мент времени оценить с достаточной точностью расход дутья и в соответствии с этим отрегулировать расход дополнительного топлива.

Протекающая по трубке 2 смесь мазута и воздуха, имеющая сравнительно низкую температуру (100-150 С), интенсивно охлаждает изнутри указанную трубку, что резко повышает стойкость и срок службы последней. Если обычная щелевая трубка сгорает .в потоке дутья через 1-1,5 ч, то описанное устройство, изготовленное, например,. из стали ХН700,сохраняет работоспособность в течение 6 месяцев, что соответствует межремонтному сроку службы самой фурмы.

Предлагаемое устройство способно обеспечить точное измерение расхода . дутья при условии запыленности послед. него, так как эксплуатационные испытания щелевых расходомерных трубок показывают, что они сохраняют работоспособность при забитии пылью даже на 604.

Конструкция предлагаемого прибора позволяет в ходе подачи дутья одновременно решить задачу как пода" чи дополнительного топлива, так и точного постоянного измерения расхода дутья, что-обеспечивает возмож7 922 ность оптимизировать дутьевой. режим и улучшить за счет этого ход доменно го процесса, повысить производительность печи и добиться экономии кокса. 5

Формула изобретения

СопЛо фурменного прибора дрмен1В ной печи, содержащее установленное в его стенке устройство для подачи углеводородного топлива и распылителя, включающее две коаксиальные трубки, выходное отверстие наружной из д которых ориентировано по направлению потока дутья, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью оптимизации дутьевого режима печи путем точного поддержания заданного соотношения

152 8 расхода дутья и топлива, сопло снабжено выполненным на внешней поверхности наружной трубки приемником статического давления и щелевым приемником полного давления, длина щели которого составляет 1-2 внутренних радиуса сопла, а трубки установлены под .углом 60-90 к продольной оси последнего.

2. Сопло no n. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что выходной конец внутренней трубки расположен, на уров не стенки сопла.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

l. Авторское свидетельство СССР

11 412477, кл. 6 01$ 1/ОО, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

И 572210, кл. С 21 В 7/ I6, 1978.

ВНИИПИ: Заказ 2508/34 Тираж 587 Подписное

« ««««««В» филиал IlflrI "Патент", г. Ужгород, ул. йроектная, 4