Огневой нагреватель

(51) 4 ГОСУДАРСТВЕННЫПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ СССР МИТЕТТНРЫТИЯМ.БпИГЕ306609/296.07.877.11.89. Бсесоюзный 33юл. Рнаучнопроектно-констр 21) 4 гг) О 46) 0 71) В кий и остен. срока а геля. других жи увеличени ассы нагр ложенных на однои енгрических окружэлучающие газовые исследователькторский инстиромыслового тут по раз оборудован (72) Н.В.Д кий (53) 628.5 (56) АвторР 571665,работке газо м настильным фации свода выполне,В.Долотовс" товская и 7, соединяющие с горелочными ам и 3 для тангени отвода нагревае ированы в плане в сположены соответ,5 Н и 0,9 Н, кости в резервуар 4 088 ство СССР4, 1976. кое свидетелл. Р 23 С 7 ЕВОЙ НАГРЕВАТЕЛЬбретение относитсячастности к устройи термической обра(54 (57 еплотехе. твам для отки водь ике,агрев е относится к обла в частности к уст ва и термической оИзо е теплотехники, вам для нагре ки воды водн жидкостей при истаботх раств давлени в и друг близком мосферному.Цель изоб сро- атеетения нижени чение службы ссы нагр наг еа иг ед влек огнев разрез А-А а ватель; на рифиг.1.Нагревателрованного рези 3 подачи икости, устано тоит из теплоизолира 1, патрубков 2 а нагреваемой жида рву тво м 7, образован им слоем футеподается воз ающих горелок.проложен По во шным кан между нижншивкон сводазурам излучму коллекто ным зазоро ровки и об ых тангенциально и противоположные ст е ориентированных вроны, патрубки 2 иметках 0,5 и 0,9 дух к амб По кольце размещены на отде Н - уровень ру 8 Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ водных растворов иЦель изобретенияслужбы и снижениеВ амбразурах, распили нескольких конностях, размещеныгорелки 4 с кольцекелом, В теплоизолны воздушные канальвоздушный патрубокбразурами. Патрубкициального подводамой жидкости ориенразные стороны и рственно на отметкагде Н - уровень жид2 ил. жидкости в резервуаре, причем патрубок 2 размещен не ниже отметки 0,5 Н, а патрубок 3 - не выше отметки 0,9 Н.Излучающие инжекционные газовые горелки 4 с кольцевыми настильными фа келами расположены в амбразурах футерованного свода на одной или нескольких концентрических окружностях с шагом (0,5-0,8)Р, где Э - диаметр :кольцевого факела горелки. Патрубок 5 предназначен для подачи воздуха к излучающим горелкам. В центральной части свода расположена дымовая тру 1520301ному по ограждениям резервуара, подается топливный газ. Раздельная подача топлива и воздуха и двухстадийное смешение их в инжекционных горелках увеличивает надежность и срок службы нагревателя за счет исключения проскока йламени в горелочные устройства.Нагреватель работает следующим образом, 10Нагреваемая жидкость в резервуар 1 подается через патрубок 2, расположенный на отметке 0,5 Н. Тангенциальное размещение подающего патрубка 2 позволяет организовать вращательное 15 перемещение потока воды к отводящему патрубку, З.Встречно-смещенное по отношению к потоку нагреваемой жидкости расположение патрубков улучшает ее перемешивание за счет враща тельного движения верхних слоев.Нагрев жидкости производитсяв основном, излучением свода резервуара, который разогревается кольцевыми Факелами размещенных на своде излу чающих инжекционных горелок, а также тепловым излучением прилегающего к своду слоя рециркулирующих дымовых газов, Конвективный нагрев жидкости обеспечивается за счет контакта поверхности воды с потоками рециркулирующих дымовых газов.Воздух к излучающим горелкам подается по воздушному патрубку 5, снабженному общим регулятором расхода воздуха. Воздух проходит по воздушным35 каналам 7 между футеровкой и обшивкой свода. В воздушных каналах 7 происходит рекуперативный нагрев воздуха, подаваемого к горелкам, за счет теплоты дымовых газов, выходящих из нагревателя через дымовую трубу 6.Топливный газ к горелкам подается по кольцевому коллектору 8, В дисковых инжекторах горелок струи топливного газа подсасывают первичный воздух, полученная первичная газовоздушная смесь выходит из кольцевых зазоров инжекторов горелок, подсасывая вторичный воздух, поступающий в зазоре между патрубками первичного воздуха и горелочной амбразурой. Кольцевые плоские струи гаэовоздушной смеси настилаются на футеровку свода и пол - ностью выгорают на нем, обеспечивая высокое значение лучистого КПД го 55 релок.При работе горелок к их кольцевым Факелам, контактирующим со сводом,подсасываются дымовые газы, находящиеся над поверхностью жидкости. Рециркуляция дымовых газов интенсифицирует теплопередачу к нагреваемой жидкости. Так как скорость перемещения рециркулирующих дымовых газон наиболее высока в горизонтальных сечениях, прилегающих к своду, то унос нагреваемой жидкости незначителен. Интенсификация теплообмена обеспечивается использованием футеровки свода в качестве лучистого источника теплоты. В сводовых амбразурах нагревателя на одной или нескольких (в зависимости от необходимой теплопроизводительности) концентрических окружностях с шагом (0,5-0,8)Р (из условий последовательного зажигания горелок), где Э - диаметр кольцевого факела горелки, предлагается разместить излучающие инжекционные газовые горелки с кольцевыми настильными факелами. Повышение температуры футеровки свода и увеличение по сравнению с известным нагревателем площади излучателя и тепловоспринимающей поверхности, существенно интенсифицирует лучистый теплоперенос и позволяет уменьшить количество горелочных уст - ройств и их массу. Предлагаемые излучающие горелки с кольцевыми настильными Факелами имеют незначительные габариты 1 = 300 мм и й = 150 мм и удельную массу 0,03-0,05 кг на 1 кВт тепловой мощности, за счет двухстадийной инжекции воздуха исключен проскок пламени в горелки и расширен диапазон регулирования тепло- производительности нагревателя.Опытным путем установлено, что уменьшению массы металлоконструкций нагревателя в условиях повышения равномерности нагрева верхнего слоя жидкости способствует тангенциальное размещение патрубков для подвода и отвода нагреваемой жидкости на отметках 0,5 Н и 0,9 Н (где Н - уровень нагреваемой жидкости) и противоположная их ориентация в горизонтальной плоскости.Встречно-смещенное по отношению к потоку нагреваемой жидкости расположение патрубков улучшает ее перемешивание за счет вращательного движения верхних слоев.Целесообразно устанавливать излучающие горелки в своде с шагом 0,5- 0,8 диаметра кольцевого Факела горелки. При компоновке горелок с шагом,5 152030 большим 0,8 П, требуется установка на каждую горелку отдельного эапальника, что приводит к увеличению массы нагревателя. При размещении горе 5 лок с шагом, меньшим 0,511, возможен нагрев дисковых инжекторов - распределителей горелок и снижение их срока службы.Размещение патрубка подачи нагреваемой жидкости на отметках не менее 0,5 высоты уровня жидкости позволяет наилучшим образом использовать энергию входного потока для перемешивания верхних слоев, а расположение 15 патрубка отвода на отметке не более 0,9 высоты уровня жидкости позволяет отводить жидкость, гарантированно подвергшуюся термообработке, и избежать присоса в отводимый поток па ров и газов из надслоевого объема.Уменьшению массы предлагаемой конструкции нагревателя и улучшению теплоизоляционных свойств футеровки свода способствует выполнение в ней 25 воздушных каналов, соединяющих патрубок для подвода воздуха к горелкам и горелочных амбразур. При этом футеровка свода используется в качестве рекуперативного подогревателя 30 воздуха, поступающего к горелкам, что повышает топливную экономичность нагревателя.В предлагаемой конструкции нагреваются кольцевые настильные акелы 35 излучающих горелок контактируют со сводом, равномерный конвективный нагрев жидкости осуществляется низкоскоростными потоками рециркулирующих дымовых газов. Так как отсутствуют 4 О зоны локального интенсивного взаимо 1 6действия факелов горелок с зеркалом жидкости, то ее унос и насьш 1 ение углекислым газом, по сравнению с известным нагревателем, минимальны. Это об - сгоятельство, а также сокращение примерно в 20 раз поверхности металлоконструкций, контактирующих с дымовыми газами, позволяют уменьшить коррозионную опасность и увеличить срок службы огневого нагревателя.Формула изобретенияОгневой нагреватель, содержащий теплоизолированный резервуар с патрубками подвода и отвода нагреваемой жидкости, горелочные устройства, воздушный патрубок и дымовую трубу, раэмещенные на своде резервуара, о т - л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью увеличения срока службы и снижения массы нагревателя, в его своде, в амбразурах, расположенных на одной или нескольких концентрических окружностях,размещены излучающие газовые горелки с кольцевым настиль-ным факелом, в теплоизоляции свода выполнены воздушные каналы, соединяющие воздушный патрубок с горелочными амбразурами, а патрубки подвода и отвода нагреваемой жидкости установлены тангенциально и ориентированы в плане в разные стороны, при этом патрубки подвода и отвода расположены соответственно на отметках 0,5 и 0,9 Н, где Н - уровень жидкости в резервуаре, а излучающие горелки размещены с шагом 0,5-0,80, где 0 - диаметр кольцевого факела горел авиа.1520301 Коррекгор А. Обручар дакт етениушская роизводственно-издательский комбинат "Патент л. Гагарина, 10 го каз 6741/39НИИПИ Государ Составитель Т.ЛепахинаТехред А.Кравчук Тираж 488венного комитета по изо 113035, Москва, Ж, Р Подписноеи открытиям при ГКНТ СССРаб., д, 4/5