Способ косвенного радиационного нагрева технологического материала

3 ВСЕСО-ИЗЮ Яц,",;, БЯеЛНОТЕЕМ НИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ П ТЕЛЬСТ КОМЪ( 0 це ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Сибирский металлургическийинститут им, Серго Орджоникидзеи Уральский политехнический институтим. С.М,Кирова(56) Еринов А.Е и Сорока Б.С.Радиационные методы сжигания газовоготоплива в нагревательных печах. Киев:Техника, 1970, с. 252.Авторское свидетельство СССРВ 529239, кл, С 21 Э 9/00, 1975.(54) СПОСОБ КОСВЕННОГО РАДИАЦИОННОГОНАГРЕВА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА(57) Изобретение относится к печнойтеплотехнике и может быть использовано в нагревательных и термических цехах, а также в агрегатах с факельным отоплением. Цель иэобретения - интенсификация теплообмена за счет повышения равномерности разогрева.излучающей поверхности. С этой целью в способе косвенного радиационного нагрева техчологического материала, включающем разогрев излучающей поверхности с помощью факела, образующегося при горении топлива. с воздухом, длину, которого изменяют циклически с периодом цикла 3-15 мин при постоян" ной тепловой мощности, в факел вводят переменное количество кислорода в пределах 2-203 от подаваемого на горе-а ние топлива воздуха. При этом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а при уменьшении длины факела уменьшают. 2 ил.Изобретение относится к областипечной теплотехники, преимущественнометаллургической, машиностроительнойпромышленности, и может быть использовано в нагревательных и термическихпечах,. а также в теплотехническихагрегатах с факельным сжиганием топлива.Целью изобретения является интенсификация теплообмена за счет повышения равномерности разогрева излучающей поверхности.Способ косвенного радиационного нагрева опробуют на испытательном огневом стенде, на котором установленаплоскопламенная горелка. К горелке подают природный гаэ с теплотворной способностью Я =35,6 МДж/м отпечного коллектора. Давление газа вколлекторе составляет Р=40 кПа. Холодный вентиляторный воздух подаютк горелке с давлением Ро =3,5 кПа.Расход газа и воздуха измеряют с помощью нормальных диафрагм. Для измерения длины факела и интенсификациитеплообмена периодически подают технический кислород из баллона под давлением Рк =4 кПа. Содержание кислородав воздухе контролируют с помощью переносного газоанализатора. Расходвоздуха 30 м /ч, кислород подают вколичестве 1, 2, 10, 15, 20 и 217 отколичества воздуха, поступающего нагорение топлива, что составляет 0,3;0,6; 3,0; 4,5; 6,0 и 6,3 м /ч соответственно. При испытаниях проводятзамеры удельных тепловых потоков спомощью водоохлаждаемого термозонда,а также температуру продуктов горения методом двух термопар с исполь"зованием платинородий-платиновыхтермопар,Результаты измерений представленыв виде графиков на фиг. 1 и 2, гдеЬ - расстояние от оси горелки, м;д - диаметр носика горелки м.На фиг. 1 представлено распределение температуры продуктов сгораниявдоЛь кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла3 мин. Кривые 1,2,3,4,5 и 6 соответствуют расходу кислорода 12, 10, 15,20 и 217 от количества подаваемогона горение воздуха. Кривая 7 характеризует изменение температуры продуктов сгорания при периодической пода-че кислорода в пределах 2-07. от количества подаваемого на горение топ 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 лива воздуха Кривая 8 показывает изменение температуры продуктов сгорания вдоль кладки при сжигании топлива без обогащения дутья кислородом.На фиг. 2 представлено распределение тепловых потоков вдоль кладки при циклическом изменении длины факела с периодом цикла 3 мин. Кривые 9, 10, 11, 12, 13 и 14 характеризуют распределение тепловых потоков при расходе кислорода 1, 2, 10, 15, 20 и 217. соответс.твенно. Кривая 15 показывает распределение тепловых потоков при периодической подаче кислорода в пределах 2-207 от количества подаваемого на горение топлива воздуха. Кривая 16 характеризует распределение тепловых потоков при сжигании топлива без обогащения воздуха кислородом.Из графика, приведенного на фиг.1, видно, что подача в горелку воздуха, обогащенного кислородом, объемный расход которого составляет 2, 10, 15 и 207. от подаваемого на горение воздуха, позволяет увеличить максимальное значение средней по длине факела температуры продуктов горения, Одновременно увеличивается и среднее значение теплового потока с о =.80 кВт/мС (без подачи кислорода) до оср =90,3 кВт/м при сжигании топлива в обогащенном кислородом воздухе (фиг. 2). При увеличении расхода кислорода свыше 207, (кривая 6, фиг,1) режим работы горелки резко ухудшается, поскольку горение переносится внутрь горелки, При этом наблюдаются хлопки и происходит разогрев корпуса горелки. Максимальное значение температуры составляет -,=1710 С, при этом происходи., частичное оплавление горелочного камня.При подаче кислорода в количестве 17 от расхода (кривая 1, фиг. 1) интенсификация теплообмена не наблюдается, поскольку средняя температура продуктов горения практически не отличается от температуры продуктов горения при работе на не обогащенном кислородом воздухе. увеличение температуры горения наблюдают при расходе кислорода свыше 27Периодическое изменение подачи кислорода создает высокую равномерность нагрева косвенной поверхности (огнеупорной кладки). Коэффициент равномерности К=С 1, /аравной отношению средней величины тепловогоз 1 З 57 ДЗ потока по длине Факела к максимальной составил: К =0,8 - при подаче кислорода и К=0,7 - без обогащения дутья кислородом.Как видно иэ приведенных резуль 5 татов, применение предлагаемого способа по сравнению с известным приводит к увеличению интенсивности падающего теплового потока на 117. и увеличению степени равномерности нагрева 10 косвенной поверхности на 97.Использование предлагаемого способа косвенного радиационного нагрева позволит по сравнению с известными способами увеличить производительность пламенных печейна 10% и улучшить качество нагрева металла.Ф о р м у л а изобретенияСпособ косвенного радиационногонагрева технологического материала,8 4включающий разогрев излучающей поверхности технологического материалас помощью образующегося при горениитоплива с воздухом Факела, длину которого изменяют циклически с периодомцикла 3-15 мин при постоянной тепловой мощности его, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью интенсиФикации теплообмена за счет повышенияравномерности разогрева излучающейповерхности технологического материала, в период изменения длины факелав него вводят переменное количествокислорода в пределах 2-207. от количества воздуха идущего на горение, приэтом при увеличении длины факела количество кислорода постепенно увеличивают в указанных пределах, а приуменьшении длины Факела соответственно уменьшают.