Газовая горелка с регулируемой длиной факела — SU 2003924 (original) (raw)
(51) 5 Г 23 К Комитет Российской Федераци по патентам и товарным знака(54) ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКАДЛИНОЙ ФАКЕЛА(57) Использование: в че ургический комбинатренко ИА; Невраев В.П.;ургический комбинатС РЕГУЛИРУЕМОЙ ои металлургии, в част) 2 ОО 3924 С ности для зажигания агломерационнои горнах агломашин с боковыми отопление ность изобретения: на выходном срезе газ дящей трубы дополнительно установлена н виде полусферы с щелевыми отверстиям секторов, равномерно расположенными на поверхности полусферы и радиально напра ми к ее центру под углом ЗО 60 при угле тия ЗО, 3 ил. шихты в м. Сущ - оподвоасадка в и в виде боковой вленны- раскры 3 2003924Изобретение относится к устройствам дпя сжигания газообразных видов топлива и может быть использовано в черной металлургии, в частности, для зажигания агломерацианной шихты в горнах агломашин с боковым отоплением.Известна газовая горелка с регулируемой длиной факела, содержащая воздухоподводящий корпус и размещенную в нем соосна гэзоподводящую трубу с выходным соплам и лопаточным зэвихрителем, который установлен на трубе с возможностью синхронного регулирования угла поворота лопаток по отношению к продольной оси горелки 11,Недостатком работы данной горелки является та, что в случае перехода на низкие номинальные давления газа или в случае использования газа с низкой теплотой сгорания происходит ухудшение контакта газового потока, истекающего сплошными параллельными струями иэ круглого отверстия газового сопла.с патокам воздуха, поступающего через лопатачный завихритель к устью горелки, Эта приводит к нестабильности зажигания гаэовоэдушной смеси, ухудшению условий смесеабразования и, как следствие, к снижению устойчивости горения,Известны также горелки типа БГК, получившие широкое распространение в типовых гарнах ВНИИЖТ для бокового зажигания слоя агпошихты. Эти горелки оборудованы двумя видами цилиндрических газовых насадок: для сжигания природного газа и смешанного с теплотой сгорания Он = 10,47 РЛДжГм, которые отличаютсязколичеством, размерами и располакением радиальных выпускных отверстий 2),Недостатком таких горелок является то, чта они очень чувствительны на изменение теплоты сгорания сжигаемого газа, Если теплота сгорания газа, на который рассчитана насадка. по тем или иным причинам в процессе. работы горелки ВГК меняется (например, при сжигании коксодоменной смеси), то снижается устойчивость горения и в целом эксплуатационная надежность работы горелки..Целью изобретения является повышение надежности воспламенения, улучшение качества смешения газа с воздухом и повышение устойчивости горения.Цель достигается тем, что горелка оборудуется полой газовой насадкой, которая своей цилиндрической частью с помощью реэьбавога соединения устанавливается на торец сопла, а в сферической части па ее сектариально образующим выполнены сквозные отверстия щелевай формы с равномерным шагом между собой и направленными в сторону подачи закручиваемаго потока воздуха таким образом, что угол атакиистекающих в закручиваемый поток воздуха5 плоских струй газа составляет 30, при этомугол наклона их по радиусу к центральнойоси насадки и продольной оси горелки изменяется от 30 до 60,Авторам не известны технические ре 10 щения, имеющие признаки, сходные с признаками, отличающими заявленноетехническое решение от прототипа.На фиг. 1 изображена предлагаемая горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - проф 15 иль газовой насадки; на фиг, 3 - вид А нафиг. 2;Газовая горелка содержит трубу 1, оканчивающуюся соплом 2, по которой подаетсягаз для сжигания, Труба 1 с помощью болтов20 3 центрируется в трубе 4, по которой поступает воздух для горения, Между газоподводящей и воздухопадводящей трубамиустановлен эавихритель, состоящий из нескольких радиальных лопастей 5, способ 25 ных синхронно менять угол поворота поотношению к продольной оси горелки с по мощью поворотного механизма. На газовоесопла установлена полая насадка б с выпускными щелевыми отверстиями 7, которая30 навинчивается на сопла с помощью резьбового соединения 8,Продольные сквозные отверстия 7, расположенные по образующим, в сферической части насадки имеют длину 1/б,тг35 внутренние крОмки скруглены. Ширина отверстий определяется конструктивна в зависимости ат размера Я насадки и общегоих количества, однако она не должна бытьболее 1/18 л В (на фиг. 3 условно показано12. отверстий).Предлагаемая горелка работает следующим образам.Газ поступает в газаподводящую трубу1 и через сопла 2 проходит внутрь газовой45 насадки б, Воздух поступает в воздухоподводящую трубу и, проходя через полости 5воздушного завихрителя, получает вращательное движение, Б зависимости от углаповорота лопастей 5 по отношению к про 50 ральной аси горелки, создаваемого при помощи поворотного механизма, можнополучить различную степень закручиваниявоздушнога потока. Иэ газовой насадки бчерез газовыпускные щелевые отверстия 755 газ в виде плоских струй с углом раскрытияатаки) 30 поступает в закрученный потоквоздуха. Газовые струи в закручиваемый поток воздуха врезаются под углом 3060,благодаря чему значительно увеличивается2003924 поверхность контакта и глубина взаимного проникновения газовоздушных струй и повышается турбулентность потока, в результате чего интенсифицируются процессы смесеобразования и горения газа. 5Предложенный интервал углов наклона истекающих из щелевых отверстий в насадки 6 газовых струй, равный 3060, а с углом атаки по отношению к потоку воздуха - 300. является оптимальным. 10При угле наклона меньше 30 увеличивается длина зоны горения зэ счет снижения интенсивности перемешивания воздуха с газами. В этом случае при практически неизменном гидравлическом сопротивле нии снижается равномерность распределения продуктов пиролиза в факеле и несколько увеличивается содержание окиси углерода в продуктах сгорания.20Увеличение угла наклона сверх 60 приводит к повышению гидравлического сопротивления, так как газовые струи, проходящие на большую глубину, нарушают зону оборотных токов и создают значи тельный подпор фронту распространения пламени, Кроме того. возникает опасность перегрева поверхности горелочной амбразуры, кромок устья горелочного устройства,Увеличение угла истечения плоских 30 струй газа из щелевых отверстий насадки более 30 способствует приближению зоны смесеобразования к устью горелки, поэтому для полного сжигания топлива необходимо увеличивать коэффициент расхода воздуха, 35 что отрицательно сказывается на КПД тептем, что нв выходном срезе газоподводя щей трубы дополнительно установлена насадка в форме полусферы с щелевыми отверстиями в виде секторов, равномерно расположенными нэ боковой поверхности полусферы и радиально направленными к 45 ее центру под углом 30 - 60 при угле раскрытия 30,Формула изобретения ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА С РЕГУЛИРУЕМОЙ ДЛИНОЙ ФАКЕЛА, содержащая ко. аксиэльно установленные газоподводящую и воздухоподводящую трубы, образующие кольцевой зазор, и установленный в нем воздушный завихритель с радиальными поворотными лопатками, отличающаяся лоагрегата, так как увеличиваются потери с уходящими газами.Уменьшение угла ниже 30 снижает общую поверхность контакта газовых струй с потоком воздуха, уменьшает степень его турбулизации, в-результате чего качество и роцесса смесео бра зова н и я ухудшается, снижается устойчивость воспламенения и горения факела.Были проведены предварительные испытания опытного образца горелки с предложенным сферическим газовым насадкам. Испытания проводились на природном газе, коксовом газе и коксодоменной смеси, при этом расход топлива изменяли в широком интервале, Полученные результаты испытаний показали эксплуатационную надежность горелки при различных режимах ее работы, при этом воспламенение, смесеобразование и устойчивость факела были достаточно удовлетворител ьными.После изготовления партии горелок предложенной конструкции в заводских условиях предполагается установить их на горне одной из агломашин ЧерМК,В настоящее время для всесторонней проверки в промышленных условиях заявленная горелка установлена на барабанном окомковэтеле типа 065-3,2 х 12,5 для подогрева аглошихты перед подачей ее в горн агломашины.(56) Авторское свидетельство СССРМ 195017, кл, Р 23 О 14/02, 1967.Чертеж сборочный М 1-96138 СБ,ЮУМЗ, г, Орск, 1986,