Радиационный нагреватель

)5 Р 23 О 14/12 ОМИТЕТОТКРЫТИЯМ ГОСУДАРСТВЕННЫ ИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМПРИ ГКНТ. СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ В(71) Всесоюзное научно-производственноеобъединение по рациональному использованию газа в народном хозяйстве(57) Использование: в печах химико-термической обработки металла с контролируемой атмосферой, Сущность изобретения:радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух 1 с подводящей и отводящей ветвями, установленное в подводящей ветви горелочное устройство 2, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком 4 с источником воздуха и размещенную в отводящей ветви нагревателя, Нагреватель снабжен цилиндрическим стаканом 13 с отверстием в днище, установленным на выходе концентрической обечайки 12 горелочного устройства 2 с образованием кольцевого зазора 11 со стен кой кожуха 1, и радиальными соплами 8, выполненными в стенке центральной трубы 5 в полости стакана 13 и имеющими суммарную площадь проходных сечений, составляющую 0,42 - 0,45 от площади проходного сечения аксиального сопла 7.2 ил.40 45 50 55 Изобретение относится к устройствам радиационного нагрева и может быть использовано в печах химико-термической обработки металла с контролируемой атмосферой.Известна многоветвевая (Ю-образная) радиационная труба, работающая по принципу двухстадийного сжигания (Крейнин Е. В., Кафырин Ю. П, Сжигание газа в радиационных трубах. - Л.: Недра, 1986 - 183 с стр. 102), содержащая излучающий кожух, в подводящей ветви которого размещено горелочное устройство, и снабженная перфорированной вставкой в отводящей ветви.Недостатком атой трубы является то, что периферийный (настильный) подвод газа на горение вдоль внутренней поверхности кожуха вызывает повышенное сажевыделение, быстрый рост температуры факела в первой половине подводящей ветви, что способствует повышению образование окислов азота (КОх).Наиболее близкой к предлагаемой является многоветвевая И-образная) оадиационная труба (а.с. СССР М 580233 М, С 21 О 9/00, 1975 г.), Радиационная О-образная труба (В. П. Михеев, В, Г, Гоман, Л. Г. Шульц, В, Е. Кривошеев, С. Е. Барк и Е. В. Крейнин - опубл, 15.11,77, Бюл. М 42), содержащая излучающих кожух с горелочным устройством в подводящей ветви, состоящим из центральной трубы с аксиальным соплом с подводом в нее газа и через боковые отверстия трубы первичного воздуха, и установленной концентрично центральной трубе с кольцевым зазором для ввода вторичного воздуха внутренней обечайкой, а также снабженная перфорированной вставкой в отводящей ветви, служащей для подачи воздуха дожигания. Подвод всего вторичного воздуха концентрично центральному потоку первичной газовоздушной смеси вызывает быстрый рост температур в первой половине подающей ветви и обуславливает наличие зон активного образования окислов азота МОх.Цель изобретения - снижение содержания окислов азота ИОх в продуктах сгорания,Для этого радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух с подводящей и отводящей ветвями, установленное в подводящей ветви горелочное устройство, выполненное в виде центральной трубы с аксиальным газовым соплом и концентрической обечайки, размещенной в зазоре между кожухом и центральной трубой, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком с источником воздуха и размещенную в отводящей ветви,5 10 15 20 25 30 35 дополнительно снабжен цилиндрическимстаканом с отверстием в днище, установленным на выходе концентрической обечайки горелочного устройства с образованиемкольцевого зазора со стенкой кожуха, и радиальными соплами, выполненными в стенке центральной трубы в полости указанногостакана и имеющими суммарную площадьпроходных сечений, составляющую 0,42 -0,45 от площади проходного сечения аксиального сопла.На фиг, 1 изображен радиационный нагреватель; нэ фигуре 2 - горелочное устройство.Радиационный нагреватель содержитизлучающий кожух 1 с подводящей и отводящими ветвями, горелочное устройство 2,установленнное в подводящей ветви, перфорированную вставку 3., размещенную вотводящей ветви нагревателя и сообщенную по воздуху с горелочным устройством 2соединительным патрубком 4.Горелочное устройство 2 имеет центральную трубу 5, присоединяемую к источнику газа и сообщенную с воздушнойчастью через отверстия 6,Выходной конец центральной трубы заканчивается аксиальным соплом 7, а в стенке выходного конца выполнены радиальныесопла 8. Для присоединения к источникувоздуха имеется патрубок 9, Между излучающим кожухом 1 и корпусом горелочногоустройства 2 установлена шайба 10 для регулирования количества воздуха, подаваемого на горение, в подводящую ветвь, Дляограничения воздуха, подаваемого в перфорированную вставку, на соединительномпатрубке 4.также установлена шайба,В зазоре 11 между излучающим кожухом 1 и центральной трубой 5 установленаконцентрическая обечайка 12, снабженнаяна выходном конце цилиндрическим стаканом 13 с отверстием в днище, образующимкольцевой зазор 14 со стенкой кожуха 1,причем аксиальное сопла 7 и радиальныесопла 8 в стенке центральной трубы 5 располагаются в полости 15 цилиндрическогостакана 13,Радиационный нагреватель работаетследующим образом.Часть подводимого посредством патрубка 9 к горелочному устройству 2 воздухачерез соединительный патрубок 4 поступает в перфорированную вставку 3, что обеспечивает горение в подводящей ветви снекоторым общим недостатком воздуха иокончател ьное дожигание продуктов неполного горения в отводящей предпоследнейили последней ветви на воздушных струях,вытекающих из перфорированной вставки1739166 50 55 3, В результате этого происходит выравнивание температур подводящей и отводящейветвей и высокая экономичность трубы.Газ подается в центральную трубу 5,куда через отверстия 6 поступает также первичный воздух на образование первичнойгазовоздушной смеси, которая направляется затем через аксиальное сопла 7 и черезрадиальные сопла 8 в полость 15 цилиндрического стакана 13. 10Через кольцевое пространство междуцентральной трубой 5 и концентрическойобечайкой .12 подается вторичный воздух,который на выходе вступает в процесс горения с частью первичной газовоздушной 15смеси, вытекающей через радиальные сопла 8, образуя факел первой стадии горения.Отношение суммарной площади проходных сечений радиальных сопл 8 и плащади проходного сечения аксиального сопла 7выбрано в пределах 0,42 - 0,45. Это обеспечивает в первой стадии горения соотношение газа и воздуха, достаточное дляустойчивого зажигания и стабилизации горения, но не достаточное для стехиометрического полного сгорания, что исключаетналичие максимума температуры, уменьшает количество свободного азота и образования окислов азота ИОх 30Из полученных экспериментальныхданных следует, что при уменьшении величины отношения площади проходных сечений радиальных 8 и аксиальных 7 соплниже нижнего заявляемого предела 0,42) 35происходит резкое возрастание содержания окислов азота почти в 2 раза. При увеличении величины этого отношения выше0,45 происходит нарушение условий стабилизации и горения в факеле первичной стадии, приводящее к полнойнеработоспособности,К факелу первой стадии подмешиваетсявыходящая из аксиального сопла 7 первичная газовоздушная смесь, благодаря чему 45соотношение газа и воздуха в этой стадииеще более уменьшается, обеспечивая понижение температуры факела второй стадии,что соответственно тормозит процессы образования окислов азота.Дожигание факела второй стадии начинается после подмешивания к нему третичного воздуха, выходящего из кольцевого зазора 14. Поскольку подмешивание настильно подаваемого вдоль внутренней поверхности излучающего кожуха 1 воздуха происходит постепенно по длине, а процесс горения в объеметрубы сочетается с тепло- отдачей от излучающего кожуха 1, в этой части вдоль подающей ветви также отсутствует резкое повышение температуры и значительно сокращается выход окислов азота. Благодаря настильному подводу третичного воздуха обеспечивается охлаждение начальной части подводящей ветви, а также растягивание зоны горения за пределы подающей ветви, что обеспечивает повышение равномерности нагрева ветвей,Формула изобретения Радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух с подводящей и отводящей ветвями, установленное в подводящей ветви горелочное устройство, выполненное в виде центральной трубы с аксиальным газовым соплом и концентричной обечайки, размещенной в зазоре между кожухом и центральной трубой, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком с источником воздуха и размещенную в отводящей ветви, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, он дополнительно снабжен цилиндрическим стаканом с отверстием в днище, установленным на выходе концентричной обечайки горелочного устройства с образованием кольцевого зазора со стенкой кожуха, и радиальными соплами, выполненными в стенке центральной трубы в полости указанного стакана и имеющими суммарную площадь проходных сечений, составляющую 0,42- 0,45 от площади проходного сечения аксиального сопла..Коро ательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гаг 01 изводственн аказ 1993 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5