Способ отопления обжиговых машини устройство для его осуществления

Союз Советски кСоциалистическихРеспублик ВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОРСКО(23) Приоритет -7 В 21/О днрственнын комит СССР йо денем изобретений(53) УДК 662.785. .5,002.5 (088.8) и открытии Дата опубликован описания 25.07.8(72) Авторы изобретения А. А. Винтовкин,. Чехович, Л. Б. Абакулои Е. П. Чуваева союзный на исследовательскии институт теплотехники) Заявит 54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ОБЖИГОВЫХ МАШ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИ чает воз зорудных слабовос ии,. жи- об- лаях форкамер оботором организусмеси с коэффиИзобретение относится к металлург а именно к способам и устройствам для с гания природного газа в агрегатах для жига рудного сырья в нейтральной или с бовосстановительной атмосфере.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ отопления обжиговых машин, включающий сжигание топливо- воздушной смеси в вихревом факеле в периферийных областях форкамеры с образованием внутренней зоны разрежения и использование в качестве разбавителя дымовых газов. Устройство для его осуществления содержит канал для подвода воздуха с лопаточным завихрителем и внутренний канал для подвода газа с радиальными отверстиями 1 .Недостатком является невозможность получения прлдуктов сгорания нейтрального или слабовосстановительного состава при регулируемом уровне температур от 900 до 1200 С. Это обусловлено тем, что обеспечение температур до 1200 С достигают за счет увеличения коэффициента избытка воздуха. При этом в продуктах сгорания присутствует большое количество свободного кислорода, до 10%, что иск можность ведения обжига же материалов в нейтральной или становительной среде. Цель изобретения - расширение пределов регулирования температуры и состава продуктов сжигания,Эта цель достигается тем, что дымовыегазы подают внутреннюю зону разреженияв виде аксиального потока через завихриОтель с переменным углом закрутки Чз =багде и - процентное содержание кислородав балластирующих дымовых газах, 6 - опытный коэффициент,Устройство для реализации способа снабжено центральным каналом для подводадымовых газов, в котором размещен лопаточный завихритель с регулируемым угломповорота лопаток, установленный на расстоянии от 0,5 - 1,0 калибра канала от еговыходного отверстия.Сущность способа заключается в сле 20 дующем.В периферийных областразуют вихревой факел, в кют сжигание газовоздушной(ц)м 15(.,у(, 1 .Из,3 х=- 1,) - О.,) - Й,8о) ( ц , с)У к , 3 ; Г0 1) и н . 51 ц ( ) 5( В 5( и) Г,. .н ,)(1;1 к ты .10,1 (ОГО ,)1)- (н яО Й 11 у уз 2 О Г) ,( и (тсутл.д к(спорд. то ) .,)с Гся с л я ЙОБОС(ГГцоо тсл, И и средо (, (а пр мсп, для ма Гнст из;1 уюцР ГО Обк(гя ж( 1( зу х ру . ,я 1 Во 4 се ( (мачхн") . (1 срстра полу(емх продуктов сГОрания ,(нзк к ссоре .яской и состацлясг Около ;:800 - 19(.)"С. ч Го цс",(о 1( симо цсг условию 55 Гц(5 ц 0.ац.Рьнв ).,(. 1, ВР,ичР Цц( И( К 1( (; НО 3"ХЯ Д С(ИЖСнИ 5 ТСу. . ) ) 1 ")Ы Ц(. СТИМ, ТЯ ( КЯ К ПРИВОДИТ и)и В,С НЦО 5РДМ Кта Х СГОРЯЦИ 53 СБОООД(О 0 (ус ,Ода. С елью сци)ксни 51 т(.мГР. ,".Яту 1)ь 1 ОД",к(ОВ сГОРЯния использУют Отрб)от 1:1 ь)с В арегате охлажденные Дымов 1 с Гг:ь( ,баласт. Сд)я эти Газы нс мо. ГХ" 3 ОДЯ БЯТЬС и ЦРЦОСРРДСТВЕНЦО . В ЗО ЦМре51. Так, для умецы 1 еция темпсрятуры до 1000 С количество балля(.:Гя должно бе Гь соизмеримо с количеством ВОЗДуха, пода ВВРмым нд Горение, сОДРржяпис кислорода В смеси воздух-балласт при этом , чцьц(тс 1 до 12/(у, 10 псцис ГВЗ В сх(си;)ким Ок 10,.1 исл(м (евозъожцо, поэГом" э 1 ЛьНОьыс Газы подяютс 5 В Горелку НО (;)ОС )5(ТС, Ь(", Ка ЦЯЛМ В В 5(Р ЯКСЦЯЛЬ- (1( НОГ(кя ( иц(Исивцостьк) крутки, цр 5(м нпрцоЛной содержанию кис;Орода-, х )чзах.На (рнг. 1 и 2 показаны примеры рея,цзациц способа: ця фиг. 8 - предлагаемое УстРойство, 0ццй Вид.При работе горелки воздух по каналу 1 чсрсз завихритсль 2 подходит к выходному отверстию 1, иггенсивно еремешивается с газовыми струями, вытскающими из отверстий 4. Б форкамеру 5 вытекает предварительно перемешанный вихревой поток, который развивается в РР периферийных обласГях, образуя в осезой части форкамеры зону разрежения. Есл;1 дымовые газы, подводимые по каналу 6, не содержат кислорода, то коэффициент расхода воздуха в периферийном факеле поддерживается на уровне, заданном условием технологии 11,00,8), поворотные лопатки 7 устанавливаются вдоль оси горелки и дымовые газы вытекают в центральную часть форкамеры в виде прямоструйного потока. В форкамере образуктся четыре зоны 1 см, фиг.).В зоне 8 происходит интенсивное горение газа с чистым воздухом, в зоне 9 развивается поток дымовых газов, не содержащих кислород. Между этими зонами находится застойная зона 1 О. Дымовые газы из зоны 9 на начальном участке форкамеры не проникают в зону 8 и не препятствуют полному и интенсивному горению в последней. Перемешивание потоков зон 8 и 9 осуществляется В зоне 11 только после того, как в зоне 8 :орспис практически закончено, а цен- (1)Я 1 ьнлй поток зоны 9 достиГЯет кона 30- : ы 10 циркуляции. Таким образом, в форх:сс Образется устоиивый фякРл, нагорсццс которого практически не оказывает 13. 15 ис цецтряльцый поток балласта. Размсры зоп В форкямерс це зависят от скоростей истечения и регулирование температуры продуктов сгорания осуществляют, изме я количество Вводимого балласта.Если дымовые газы, подаваемые в горел.1 о цо каналу 6, содержат кислород, то кон(чсство Воздух 1., подаваемого по кяналу 1, умсцьшают до такой величины, чтобы содержание кислорода В смРси Воздух-балласт соо Г В( тствовало соде ржанию кислорода при сжиянии газа с коэффициентом расхода воздуха с(=-1,0 - -0,8. При этом, если ценГрсн(ый поок дымовых Газов из канала 6 цро.,жает развиваться В виде аксиальной 2 О ( труи. то в 1 ериферийных зонах форкамеры Орсцие происходит с недостатком кисск)родя и цри пониженной температуре, что Ведет к образованию химического недожога, Вследствие уменьшения количества воздуха В кацяле 1, уменьшается крутка потока в 25зоне 8 и соответственно перемеши ванне . родуктов горения этой зоны с центральным потоком.В зоцс 11 при таком перемешивании на.блюястся одновременно и горючие СО, Н и сажа, а также кислород, что недопустимо чо условиям обжига.Для того, чтобь) уменьшить дефицитмклород В периферийной зоне, поворачиВаот лопатки 7. При этом центральный аксияльцый поток из прямоструйного преобЗ 5 разуется в вихревой, угол раскрытия которого пропорционален углу поворота лопаток. В (роркамере образуются два вихревых итока: периферийный с постоянной круткой ц центральный с переменной (фиг. 2).Изменяя угол раскрытия центрального потокя, Гем самым изменяют степень его подмешивания в периферийный поток, т,е, степень обогащения последнего кислородом.Это позволяет использовать кислород, содержацийся в дымовых газах, для горения в периферийной зоне, не допуская увеличения химического недожога в ней.Величина заглубления поворотных лопаток в центральном канале от выходного отверстия в калибрах его диаметра рав- В на 0,51,0. Величина загдубления лопатокизмеряется от края выходного отверстия центрального канала 6 до ближайшего края поворотных лопаток 7.При заглублении лопаток в канале 6 навеличину менее 0,5 диаметра изменение угла поворота лопаток практически не изменяет интенсивность крутки цен,рального потока, а только производит разброс его от центра к периферии форкамеры. При заг5лублении лопаток более 1,0 диаметра устья крутка потока уменьшаются и изменение угла поворота лопаток не вызывает пропорциональное изменение угла раскрытия центрального потока дымовых газов. Таким образом, данный способ отопления состоит из следующих операций.1. Подают в форкамеру по периферийным каналам горелки топливо-воздушную смесь и сжигают ее в закрученном факеле в пристеночной области с образованием зоны внутренней циркуляции.2, Подают по центральной трубе горелки дымовые газы.3. Устанавливают угол поворота лопаток пропорционально количеству кислорода в балластирующих,дымовых газах по выражению= багде а - угол поворота лопаток, град.;и - процентное содержание кислорода вбалластирующих дымовых газа;6 - опытный коэффициент.4. Изменяя соотношения топлива и кислорода в смеси воздух-балласт, устанавливают нужный для технологии состав получаемых продуктов горения,а изменяя количество балласта регулируют температуру их.5. В процессе работы осуществляют постоянный контроль за содержанием кислорода в балласте и регулируют угол повороталопаток, количество балласта и чистоговоздуха,В результате из форкамеры обжиговоймашины в рабочее пространство вытекаютпродукты сгорания с температурой 900 -1200 С, не содержащие кислород, и с регулируемым количеством восстановительныхгазов СО и Н.Способ осуществляется при помощи горелки, которая устанавливается на стенкеобжиговой печи 12 и выполнена из труб13 - 15, которые образуют каналы с патрубка ми: 16 - для подвода воздуха, 17 -для подвода газа и 18 - для подвода дымовых газов. На расстоянии 0,5 - 1,0 калибра центрального канала от его выходного отверстия 19 установлен завихритель,поворотные лопатки 7 которого через шток 20соединены с приводом 21. Канал 22 дляподвода газа в устье горелки заканчивается стенкой 23 и имеет отверстия 4 для выхода газа в стенке трубы 14.Предлагаемый способ отопления позволяет улучшить тепловой режим обжига же 6лезорудных материалов на конвейерных машинах. На существующих машинах уходящие дымовые газы, содержащие переменное количество кислорода, не используются в качестве окислителя в горелочных устройствах по той причине, что необходимое количество балласта превышает допустимый предел по условиям стабильного горения, Однакоцелесообразность их использования обусловлена тем, что создание нейтральной или слабовосстановительной ат 1 о мосферы в отапливаемых горнах обжиговыхмашин позволяет получить окатыши с магнетитовой или вюститомагнетитовой структурой, обладающие высокими металлургическими свойствами: прочностью и меньшей склонностью к образованию пыли.Способ позволяет использовать дляснижения температуры факела дымовые газы из разных частей машины и ее газо- ходов с различным содержанием кислорода, а конструкция горелки обеспечивает устойчивое горение газа.формула изобретения1. Способ отопления обжиговых машин,25 включающий сжигание топливо-воздушнойсмеси в вихревом факеле в периферийныхобластях форкамеры с образованием внутренней зоны разрежения и использованиев качестве разбавителя дымовых газов,отличающийся тем, что, с целью расширения пределов регулирования температурыи состава продуктов сгорания, дымовыегазы подают во внутреннюю зону разрежения в виде аксиального потока через завихритель с переменным углом закрутки а=бп,где п - процентное содержание кислорода вв балластирующих дымовых газах,6 - опытный коэффициент.2. Устройство для осуществления способа по и. 1, содержащее канал для подвода воздуха с лопаточным завихрителем,40 внутренний канал для подвода газа с радиальными отверстиями, отличающееся тем,что оно выполнено с центральным каналомдля подвода дымовых газов, в котором размещен лопаточный завихритель на расстоянии 0,5 - 1,0 калибра канала от его выходного отверстия.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР по заявке2644248, кл. Р 27 В 21/00, 1978.