Способ отопления промышленных печей

Союз Советскик Социалистических Республик(51)М, К,з С 21 0 9/00 ГосудврственныЯ комнтет СССР но делам нзобретеннЯ н открытнЯ(72) Авторы изобретения А,Г. Зеньковский, В.В. Костяков, В.А. Давыдов, В.Г.Смирнов,Д.М. Коен, Е,Н. Самсонова, Д.Д. 1 Оишлов и А,Г. Конышев Московский вечерний металлургический институти Московский металлургический завод "Серп и Молот" 71) Заявители(54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ Изобретение относится к нагревательным устройствам металлургической теплотехники и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности в печах для нагрева металла под обработку давлением и в процессе его термообработки.Известен способ отопления промыш ленных печей, согласно которому газо- воздушную смесь сжигают в объеме рабочей камеры в свободно распространяющемся закрученном факеле 11 .Использование этого способа отопле 15 ния ограничено частными случаями технологии нагрева, при которых необходим равномерно-распределенный режим теплообмена.Известен также способ отопления 20 промышленных печей с косвенным радиационным режимом. теплообмена, включающий подачу на поверхность свода с боковых сторон печи горящей гаэовоэдушной смеси в виде настильных струй. 25Для реализации этого способа горелки устанавливают под сводом на боковых стенах. В этом случае факел в виде позакрученного потока распространяется по внутренней поверхности кладки з 0 свода, разогревая ее до требуемойтемпературы (21.Однако угол раскрытия такого прямоточного настильного факела достигает лишь ЗОО, поэтому для равномерногоразогрева всей поверхности свода необходимо установить большое количествогорелок, что усложняет систему коммуникаций печи, Равномерность разогрева свода невелика, что неблагоприятносказывается на качестве нагрева, особенно в печах садочного типа.Целью изобретения является повышения равномерности нагрева свода,КПД печи и качества нагрева заготовок,Поставленная цель достигается тем,что газовоэдушные струи закручивают,причем параметр крутки на срезе соплагорелки устанавливают в пределах- 0,48-2,91,Кгде п - конструктивный параметр крутки горелки;до - диаметр выходного сопла горелки;д - диаметр цилиндрической камеры горелки.Конструктивный параметр круткидля камерного эавихрителя с простым787486 орнос стильной закрученной кости также увеличив угол раскрытия,свобо струи на 22-54 при крутке, а полуограни ной в среднем на 64 о струи на плосется и превышаетной закрученнойоответствующейенной прямоточ,.48 труя приближается ри 45 ормула изобретен 0 где аметр1сопла ческе тднгенциальным подводом воздуха рад Д-авен -- , где а, Ь - размеры пряоЬмаугольного патрубка подвода воздуха.Предлагаемый способ позволяет отапливать большую, чем в известном способе отопления настильными прямоточнымиструями, поверхность свода, что применьшем количестве горелок обеспечивает равномерный его разогрев, повышая качество нагрева заготовок. Болееэффективное использование топлива позволяет повысить КПД печи.Способ осуществляется следующимобразом.Газовоздушную смесь подают с боковых стен таким образом, чтобы закрученная струя, выходящая из горелок,;:аспространялась настильно по поверхности кладки свода. Стелящиеся факелыотдельных горелок равномерно разогревают всю поверхность свода печи 20косвенным радиационным режимом теплообмена, который затем излучает теплона нагреваемые заготовки. За счетравномерной по всей поверхности плотности теплового потока удается обеспечить высокое качество нагрева заготовок.подавая на свод закрученные струис -. в пределах 0,48-2,91 при эаданс 1 30ной дальнобойности, обусловленной шириной печи, угол раскрытия на сводеполучается в пределах 66-122 ф,к прямоточной полуограниченной и именебольшой угол раскрытия, что отрицательно сказывается,на равномерност ядрнагрева поверхности свода. При ) 4 Оск7 2,91 закрученная струя увеличиваетугол раскрытия на своде незначительно,но существенно при этом теряя своюдальнобойность, что также ухудшаетравномерность нагрева поверхностисвода.В результате применения способаотопления печи с косвенным радиационным нагревом за счет повышения равномерности нагрева излучающего сводаувеличиваетя его средняя эффективнаятемпература и степень черноты. Этообеспечивает экономию топлива призаданном тепловом режиме в печи и,как следствие этого, повышение КПДпечи.Было приведено исследование этогоспособа на изотермической воздушноймодели камерной печи методом локального моделирования, поскольку сводреальной печи можно рассматривать бсостоящим из отдельных участков,отапливаемых одной горелкой. Модельгорелки представляет собой завихритель, выполненный по типу простоготангенциального ввода с конфузорньм 65 соплом с соотношением диаметровдр/дс = 0,46, где д - диаметр выходного сопла горелки, О 1 с - .диаметрконфузорного сопла. Конструктивныйпараметр крутки и изменяется в широких пределах введением специальныхвставок в подводящий воздушный патрубок модели горелки, т. е. Пс( ЬЭксперименты показывают, что при заданной аэродинамической длине, обусловленной шириной рабочего простра ства печи, настильная .закрученная струя имеет угол раскрытия на поверх ности свода, изменяющийся в пределах от 66 до 122 о при изменении конструк тивного параметра крутки горелки и от 1,04 до 6,33. При этом параметр крутки закрученной струи на срезе сопла - ф- со степенью конфуз Истиск до /д, = 0,46 изменяется от 0,48 до 2,91.Из сравнения внешней границы и границы на плоскости настильной закрученной струи с соответствующими границами прямоточной полуограниченной и свободной закрученной струи вытекает,что исследуемая струя обладает большим углом раскрытия в плоскости стенки. При возрастании параметра крутки струи на срезе сопла в уг раскрытия Р н;1 и содк Экономическая эффективность от реа лизации предлагаемого технического решения складывается из экономии топлива при заданном тепловом режиме в печи и повышения качества нагрева заготовок. Способ отопления промышленных печей, включающий подачу горящей газовоздушной смеси в виде настильныхструй на поверхность свода печи,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повышения равномерностинагрева свода и КПД печи, газовоздушные настильные струи закручивают,причем параметр крутки на срезе сопла горелки устанавливают в пределах- 0,48-2,91,и - конструктивный и крутки завихрите до - диаметр выходног горелки; д - диаметр цилиндри К камеры горелки.787481 Составитель Г.НазароваРедактор М.Недолуженко Техред И. Асталош КорректорГ.Решетник Заказ 8282/26 Тираж 608 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Лхмедов Р.Р., Рашидов Ф.К. Использование газа в народном хозяйстве, Ташкент, "фан", 1968, вып. Ю ,с.42.2. йвторское свидетельство СССРВ 253841, кл. С 21 0 9/00, 1968.