Доменный воздухонагреватель

 

Л. П. Грес, Ю. М. флейшман, А. Г. Ткаченко, А.А. Шокул, M.И. Профатилов, E.À. Царицын

Д. B. Гулыга и B. П. Лозовой форов, тнер";----=- -.: .. (723 Автори нзобретення

1 Ь

Днепропетровский ордена Трудового Красног металлургический институт (7! ). Заявнтель (54) ДОМЕННЫЙ ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных пе. чей и может быть использовано в других областях техники, где требуется высокотемпературный нагрев газов.

Известны доменные воздухонагреватели, содержащие кожух, огнеупорную кладку стенок и днище камеры горения, камеру насадки, горелку, штуцера холодного н горячего дутья (1 j.

Недостаток известных воздухонагревателей состоит в низкой стойкости кладки камер горения.

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению по технической сущности и достигаемому экономическо" му эффекту является дЬменный воздухонагреватель, содержащий кожух, огнеупорную кладку радиальной и основной разделительных стенок, горелку, штуцера горячего и холодного дутья, камеру горения и ее кладку днища, в которой выполнен кольцевой паз, соединенныи. вертикальными каналами с расположенным внутри кладки днища кол-, лектором, подключенным к двум наружным штуцерам подвода охладителя (2 ).

Недостатком известйого воздухона-. гревателя является недостаточная эф-, фективность аэродинамической защиты кладки разделительной стенки. В известном воэдухонагревателе в днище камеры горения устанавливаются сопла, через которые подают охладитель (например, холодное дутье), который,омывая стены камеры горения, защищает их от -теплового воздействия продуктов ro15 рения. Газовоздушная смесь, выходящая из штуцера горелки, подается перпендикулярно к разделительной стенке,омываемой охладителем. В связи с этим, в о этой области энергия струй охладителя будет интенсивно уменьшаться, газовые потоки перемещаются и эффективность защиты кладки камеры горения в области разделительной стенки уменьшится.

3 9850

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности аэродинамичес-, кой защиты кладки камеры горения.

Поставленная цель достигается тем, что в доменном воздухонагревателе, со- 5 держащем кожух, огнеупорную кладку радиальной и разделительной стен, горелку, штуцеры горячего и холодного дутья, камеру горения и футеровку ее днища, в которой выполнен кольцевой 1О паз, соединенный вертикальными каналами с расположенным внутри футеровки днища коллектором, подключенным к двум наружным штуцерам подвода охладителя, воздухонагреватель снабжен дополните- 15 льной разделительной стенкой на расстоянии 0,0 1-0,03 и высотой 0,5-1,0 от длины дуги основной разделительной стенки, при этом вдоль дополнительной стенки размещены контрфорсы с рассто- 0 янием между ними, равным 0,12-0,20 длины дуги разделительной стенки. Под средней длиной разделительной стенки понимают длину дуги по оси стенки.

На фиг. 1 изображен доменный воздухонагреватель, вертикальный разрез; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Доменный воздухонагреватель состоит из кожуха 1, на внутренней поверхности которого расположена огнеупор-. ная футеровка 2, камеры насадки 3 и камеры горения 4, объединенных куполом 5. В днище 6 камеры .4 горения выполнен кольцевой паз 7, открытый внутрь камеры 4 горения. Нижняя часть кольцевого паза 7 соединена вертикаль ными патрубками 8 с внутренним коллектором 9 подвода охладителя (холод" ное дутье). С внешней стороны кожуха

1 камеры 4 горения установлен коллек. 40 тор l0, соединенный патрубками 11 с внутренним коллектором 9 подвода охладителя. Внешний коллектор 10 снабжен отсечным шибером 12.

Камера горения 4 отделена от камеры насадки 3 разделительной стенкой

13. На днище камеры горения 4 по всему периметру разделительной стенки 13 нэ расстоянии от нее 0,01-0,03 длины разделительной стенки 13 установлена

50 дополнительная стена 14 из высокоогнеупорного материала (например из

МКВ-72), образуя щель 15. Высота щели 15 составляет 0,5-l,0 средней длины разделительной стенки 13. Дополнительная стена 14 со стороны рабочего

55 пространства камеры горения 4 удерживается контрфорсами (упорные стенки)

16, которые расположены друг от друга

"9 4 на расстоянии 0,12-0 ° 20 средней длины разделительной стенки 13.

Доменный воздухонагреватель работает следующим образом.

Во все периоды работы воздухонагревателя охладитель, например холодное дутье, подают из внешнего коллектора 10 при открытом шибере 12 через патрубки 11 во внутренний коллектор

9 и далее через вертикальные патрубки 8 в нижнюю часть кольцевого паза 7.

Холодное дутье, нагнетаемое из вертика льных патрубков 8 (сопеп), при выходе из кольцевого паза 7., примыкаю" щего к кладке радиальной стены 2, соэ" дает защитную оболочку, предохраняющую огнеупорную кладку 2 и кожух 1 от агрессивного воздействия газов с высокими температурами в факеле горения. Охладитель из паза 7, примыкающего к разделительной стенке 13 сначала попадает в щель 15, а уже на выходе из нее создает защитную оболочку.

Предлагаемые конструктивные параметры щели 15 и контрфорсов 16 объясняются следующим образом.

Ширина щели 15 должна составлять

0,012-0,03 средней длины разделитель ной стенки. При уменьшении минимального зыачения ширины полости возможно смыкание кладки разделительной и дополнительной стенок при разогреве воэдухонагревателя.

При. увеличении максимального значения ширины щели уменьшается рабочий объем камеры горения или камеры насадки, что приведет к возникновению пульсационного горения или уменьшению по-. верхности нагрева насадки.

Высота щели 15 должна составлять.

0,5-1,0 средней длины разделительной стенки. Минимальное значение высоты щели выбирается иэ условия, чтобы ее верхнее положение располагалось выше оси штуцера горелки. Если это значение меньше, то гаэовоздушный поток из горелки турбулизирует и разрушает защитную оболочку из охладителя, выходящего из паза, примыкающего к разделительной стенке. Это приводит к уменьшению эффективности аэродинамической защиты. Максимальное значение высоты щели выбип- .тся иэ условий

C экономии огнеупорных материалов и эта величина не должна превышать длину факела, так как в периоды нагрева насадки холодно дутье используется для

i формула изобретения

5 9850"9 горения топлива в верхней части камеры горения.

Необходимость установки контрфор- Доменный воздухонагреватель, содер. жащий кожух, огнеупорную, кладку радиДополнительная стена не является у альной и разделитель ой стен, горелнесущей, но она закреплена только по ку, штуцеры горячего и холодного дукраям в кладке радиальной стены. В тья, камеру горения и футеровку ее связи с различными температурными ус. днища, в которой выполнен кольцевой ловиями в рабочем пространстве каме- . паз, соединенный вертикальными канары горения в периоды нагрева и дутья 1О лами с расположенным внутри футеровв дополнительнои стенк енке могут образо- ки днища коллектором, подключенным к вываться термические напряжения, при- двум наружным штуцерам подвода охла- водящие к ее деформации и разрушению. дителя, о т л и ч à ю шийся тем, Поэтому для ее -усиления предлож ния предложено что,. с целью повышения эффективности устанавливать контр орсы н фо сы на расстоя- И и надежности аэродинамической защиты нии друг от друга 0,12-0,20 средней кладки камеры горения, воздухонагредлины разделительнои стенк тенки Иинималь- ватель снабжен дополнительной разденое значение этих в ие этих величин выбирается лительной стенкой камеры горения, рас, из условий экономии огнеупорных мате- положенной на расстоянии 0,01-0,0З и иалов и йри дальнейшем увеличении ко-26 . высотой 0 Ä5"1,0 длины дуги от основ" личества контрфорсов уменьшается-по- ной разделительной стенки, при этом лезный обьем нижнеи ча т асти камеры ro-, вдоль дополнительной стенки размещерения, что увеличивает ее ее газодинами- ны контрфорсы с расстоянием между ническое сопротивление. При увеличении,ми, равным 0,12-0,20 длины дуги основрасстояния между контрфорсами (умень- 23 ной щазделительной стенки. шении их количества) снизится стойкость дополнительнои стенки. Источники информации, Технико-экономическое сопоставле- принятые во внимание при экспертизе ние известного и предлагаемого воздухонагревателей показало, что внедре- Зв 1. Патент Франции 1г 2077706, ние последнего на доменной печи с ro- кл. С 21 В 9/00, 1973. довой производительностью 1 млн. т 2. Авторское свидетельство СССР по чугуна позволит увеличить стойкость- заявке IP 2884484/22-02, кл. С 21 В 9/02, кладки камер горения на 30-403. 1979.

985049

Составитель Б. Раковский

Редактор Е. Кинив Техред И.Гайду Корректор В.Прохненко

Заказ 10086/32 Тираж 587 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4