Рециркуляционная печь

. СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК(51) С 21 0 9/О К5.е ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ ами для подачи ающая ся нтенсификации а, инжекторы оны окна загруз 1 х каналах нжекторы с аопл о т л и ч оз ень опа околнеыгр узки,енках вып я отвер я и верт со ных ка енная т ин- олнем кФ вып к тр гл проемны ений п т ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ ТОРСНОМ,ФСВИДЕТЕЛЬСТВ(56)1.Авторское свидетельство СССР Ф 603679, кл. С 21 П 9/00, 1978,2, Авторское свидетельство СССР У 909510, кл, Р 27 В 3/00, 1982. (54)(57) РЕЦИРКУЛЯЦИОННАЯ ПЕЧЬ, содер жащая футерованную,рабочую камеру с низко- и высокотемпературными зонами, окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, расположен" ные вдоль рабочей камеры, горелки тем, что, с целью ипроцесса теплообменустановлены со сторки в рециркуляционньна уровне пода и нлами в сторону окнана в промежуточныхны в виде чередующипромяугольного сеченых щелей, при зтомравна высоте рециркналов, а наиболеежекторов пара щелевьна с наклоном под одольной оси печив сторону высокотрабочей камеры,Изобретение относится к нагревательным устройствам и может быть испальзовано в металлургической, машиностроительной и других отрасляхпромышленности. 5Известна рецилкуляционная термическая печь, содержащая футеровочную рабочую камеру с размещеннымивнутри промежуточными стенками, имеющими окна и образующими с футеровкой боковых стен рециркуляционныеканалы, проходящие вдоль рабочей камеры и горелки . В известной печи окна в промежуточных стенках расположены ярусами и. выполнены переменного 15сечения. Перфорация стенок увеличивает их излучение эа счет повышения температуры поверхности, чтоспособствует повышению эффективности нагрева Я ,20Однако циркуляция дымовых газовв камере нагрева проходит только засчет перепада давлений по высоте камеры, поэтому кратность. циркуляциимала, что снижает интенсивность теплообмена,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является рециркуляционная печь, содержащая футерованную рабочую камеру с низко- и высокотемпературными зонами, окнамизагрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна и образующими сфутеровкой боковых стен рециркуляционные каналы, расположенные вдольрабочей камеры, горелки и инжекторы с соплами для подачи воздуха 21,Окна в промежуточной стенке выполиены на уровне пода рабочей камеры,В известной печи установка инжекторов создает разрежение и способствует эжекции дымовых газов израбочей камерычерез окна промежуточ ной стенки, что увеличивает кратность циркуляции в рабочем пространстве и интенсифицирует процесс теплообмена. Дымовые газы нагнетают инжектором под свод, создавая поперечную циркуляций в рабочей камере,Однако поперечная циркуляция осуществляет возврат дымовых газов отдельными струями и не позволяет 55 добиться равномерного распределения скоростей и температуры потоков по длине рабочей камеры и по всему ее объему, а значит, постояннойкратности циркуляции.Кроме того, разрежение, создаваемое инжекторами, приводит к падению давления в пристеночномслое промежуточной стенки и на поду,за счет чего дымовые газа отсасываются через окна промежуточной стенки. Это снижает объем циркулирующих газов в рабочем пространстве, уменьшает кратность циркуляции, а следовательно, интенсивностьтеплообмена.Таким образом, интенсивность теплообмена в известной рециркуляционной печи недостаточна,Целью изобретения является интенсификация процесса теплообмена,Поставленная цель достигаетсятем, что в рециркуляционной печи,содержащей футерованную рабочую камеру с низко и высокотемпературными зонами, окнами загрузки и выгрузки и размещенными внутри нее промежуточными стенками, имеющими окна иобразующими с футеровкой боковыхстен рециркуляционные каналы, расположенные вдоль рабочей камеры, горелки и инжекторы с соплами для подачи воздуха, инжекторы установленысо стороны окна загрузки в рециркуляционных каналах на уровне подаи направлены соплами в сторону окна выгрузки, а окна в промежуточныхстенках выполнены в виде чередующихся отверстий прямоугольного сечения и вертикальных щелей, приэтом высота щелей равна высоте рециркуляционных каналов, а наиболееудаленная от инжекторов пара щелевых окон выполнена с наклоном подострым углом к продольной оси печии с направлением в сторону высокотемпературной эоны рабочей камеры,На фиг.1 схематично изображенапредложенная печь, разрез; на фиг.2разрез А-А на фиг.1.Рециокуляционная печь содержитрабочую камеру, состоящую иэ двухзон: высокотемпературной 1 и ниэкотемпературной 2. В высокотемпературной зоне с торца 3 печи установлены горелки 4, причем размерыэтой зоны по высоте и ширине больше,чем ниэкотемперат,ной зоны.В рабочей камере по всей длинее ее низкотемпературной зоны размещены промежуточные стенки 5, образующиес футеровкой боковых стен б рециркуляционные каналы 7.Вблизи загрузочного торца 8 печи в рециркуляционных каналах на уровне пода 9 установлены сопла инжекторов 10 с направлением струй вдоль каналов 7 навстречу окну выгрузки, т.е. в сторону высокотемпературной зоны, Каждая промежуточная стенка 5 имеет окна, которые выполнены в виде 1 О чередующихся отверстий 1 прямо угольного сечения и вертикальных щелей 12На стыке высокотемпературной и низкотемпературной зон, т,е. в месте, наиболее удаленном от сопел ин жекторов 10, расположены вертикальные щели 13, выполненные с наклоном к продольной осн печи и с направлением в сторону высокотемператуной зоны рабочей камеры,Высотащелей 12 и 13 рав на высоте каналов 7.Напротив сопел инжекторов 10 расположены окна 14 прямоугольного сечения, равные высоте канала 7 и служащие дымоотводящими окнами, 25Предложенная печь работает следующим образом.Нагреваемый металл (не показан) загружают .в печь с торца 8 низкотемпературной зоны 2 и проталкивают вдоль всей. рабочей камеры печи через обе зоны навстречу основному потоку греющих газов. Выдача нагретого металла осуществляется в конце высокотемпературной зоны 1. Факел горелок 4 об" разует основной поток греющих газов, который проходит вдоль рабочей камеры печи навстречу металпу, нагревает его и отсасывается через дымоотводящие окна 14 промежуточных стенок 5 в ре 4 О циркуляционные каналы 7, Затем отработанные газы соплами (струями) инжекторов 10 нагнетают вдоль каналов 7 и через щели 12 и отверстия 11 промежуточных стенок 5 подаютв низкотемапературную зону 2 струями,перпендикулярными к продольной оси печи, Через щели 13 струями, наклонными к продольной оси печи, отработанные газы подают в высокотемпературную зону 1 печи. Возврат отработанных газов создает постоянную циркуляцию в обеих зонах и интенсифицирует теплообмен.Установка сопел инжекторов в боковых рециркуляционных каналах на уров 55 не пода вблизи загрузочного торца приближает уровень избыточного давления к поду, исключая подсос холодного воздуха из атмосферы цеха вэту зону через загрузочный проемв торце печи. Установка сопел инжекторов с направлением вдоль каналовнавстречу основному потоку греющихгазов (в сторону высокотемпературнойзоны) позволяет инжектировать отработанные газы вдоль каналов, откуда осуществить их наддув через прямоугольные малые отверстия и щели промежуточных стенок в низкотемпературную и высокотемпературную зоны рабочей камеры . Выходящие через отверстия и щели промежуточных стенок струи создают во всей высоте низкотемпературной зоны аэродинамический затвор и повышают давление в высокотемпературной зоне печи. Аэродинамический затвор препятствует выходу основного потока греющих газов из высокотемпературной зоны, возвращает часть его к факелам, горелок, наполняет весь объем зоны циркуляционными потоками и увеличивает кратность циркуляции.Выполнение окон промежуточных стенок в виде чередующихся отверстий прямоугольного сечения и вертикальных щелей, высота которых равна высоте каналов, а также выполнение наиболее удаленной от сопел инжекторов пары встречно расположенных щелей с наклоном к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной эоны рабочей. камеры позволяет осуществить более рассредоточенный возврат отработанныхгазов по высоте и длине низкотемпературной зоны и достигнуть более равномерного распределения температуры по длине эоны.и интенсифицировать процесс теплообмена, При этом возврат газов. струями через вертикальные щели, расположенные перпендикулярно к продольной оси печи, создает аэродинамический затвор, а возврат газов мелкими струями в промежутках между этими щелями (через от. верстия малого сечения) создает условия для более равномерного смешения с основным потоком греющих газов. Возврат отработанных газов через вертикальные щели, выполненные с наклоном к продольной оси печи и с направлением в сторону высокотемпературной зоны, способствует встрече струй в начале высокотемпературной зоны и создает дополни1164294 1 Ю 5 7 7 К ц Фиг.2Составитель В,БербеневРедактор Т. Колб Техред Т.Маточка Корректор И,Э и 4157/25 Тир ВНИИПИ Государстпо делам изо 113035, Москва,Зак Под ж 553 енного кретений-35, Рауш ное митета СССР открытий кая наб д. 4/ илиад ППП Патент", г. Ужгород, ул, Проектная,тельный аэродинамический затвор и кроме увеличения объема (за счет возврата отработанных газов) обеспечивает увеличение циркуляции газов основного греющего потока к горелкам, что и при повышении давления в зоне создает дополнительное увеличение кратности циркуляции. Аэродинамический затвор и повышение давления в высокотемпературной зоны приводят также к .,повышению температуры в зоне за счет исключения подсосов холодного воздуха из атмосферы цеха через открываемый проем, например, привыдаче нагретого металла из печи.Кроме того, изменяя давление в соплах инжекторов, можно изменять объемы инжектируемых отработанных газов и скоростные напоры струй, овыходящих через окна промежуточных стенок, а следовательно, сдвигать основной аэродинамический затвор по длине низкотемпературной зоны, укорачивая и удлиняя зону высокотемпературного нагрева, изменять температуру, кратность циркуляции и интенсивность теплообмена.Наряду с этим, такое конструктивное выполнение позволяет работать печи в малоокислительном режиме нагрева при холостом ходе печии уменьшении производительности помассе, т.е, с неполным горением топ"лива в высокотемпературной зонес дожиганием продуктов неполногосгорания в ниэкотемпературной зонепри различной длине высокотемпературного нагрева. Использование предложенной рециркуляционной печи в кузнеч.- ных нагревательных печах позволит интенсифицировать теплообмен путем увеличения кратности циркуляции и получить качественный нагрев металла при меньших расходах топлива.