Фурма доменной печи

О.П ИСАНИЕИЗОВРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 922152 Союз СоветскикСоциапистическикРеспублик(5.1)М. Кл. С 21 В 7/16 3 Ьаударатаааай камитет СССР аб делам иаобретеей н открытей:Дата опубликования описания 25. 04.82 ей, Б. Г. Микрюков, А. 3. Грищенедулов, Г, П. Лежнев и Ю. 8 Яковл 72) Авторы изобретени Н, Ю оматики им. ХХУ сье Киевский инстит 1) Заявител(54) СОПЛО ФУРМЕННОГО ПРИБОРА ДОМЕННОЙ ПЕЧИ Изобретение относится к металлургии, а именно к конструкции Фурменных ; приборов доменных печей, и может быть использовано для подачи в.доменные печи дутья с топливными добавками,В настоящее время широкое распространение получило использование в, доменном производстве углеводородных топливных добавок (природный газ, нефть, мазут), подаваемых в печь совместно с горячим дутьем, что позволяет улучшить ход доменного процесса и добиться экономии кокса..Однако указанный прием дает желаемые результаты лишь при условии15 обеспечения требуемого соотношения расходов дутья и топливных добавок, что на практике связано с решением- ряда важных проблем технического характера.Так, требуемое соотношение можно обеспечить лишь при условии точного измерения расходов горячего дутья и топлива, а также при условиипра 2вильной подачи топливачерез фурменный прибор в печь.Для решения этих вопросов на практике Фурменные приборы снабжают разп личными приспособлениями, обеспечиваю щими измерение расхода горячего дутья и правильную подачу топлива впечь.8 силу неблагоприятных условий,. существующих в фурменном приборе (высокая температура, высокие скорости потока, запыленность), проблема измерения расходов дутья не может быть решена с применением различных широко известных расходомеров (ротационных, тепловых и др).Наиболее целесообразным в этих условиях является применение расходомерных устройств, определяющих рас ход по разности между полным и статическим давлением в потоке (или полным давлением и разрежением в,по" токе). К таким устройствам, в частности, относится так называемые на3 9221парные или щелевые трубки. В отличие от других применеямых,для этойже цели устройств (диафрагм, дросселирующих проспособлений), они практи",чески не изменяют проходного, сеченияфурменного прибора, хорошо работаютв условиях запыленного потока иобеспечивают достаточно высокую точность измерения 1,Однако, ввиду высоких температур 10(до 1300 С), эти устройства, дажеизготовленные из жаропрочных материалов, обладают весьма короткимсроком службы. Поэтому на практикеих устанавливают в фурменные прибо Бры лишь периодически, на короткое вре"мя,.необходимое для снятия расходныххарактеристик фурменного прибора, ос"нащенного устройствами отбора давле.ния на местном сужении, а в дальней" 20шем о расходе дутья в процессе эксплуатации доменной печи судят по най,денным характеристикам, т.е, по перепаду давления на местном сужении фурменного прибора. При этом, вследствие разгара футеровки прибора в месте установки устройства отбора давленияошибки могут со временем до"ходить до 203, что не обеспечиваеттребуемую точность соотношения рас" З 0ходов дутья,и дополнительного топли"ва даже при условии систематическихповерок, которые сами по себе являются весьма трудоемкой операцией.Гораздо большей устойчивостью квоздействию высоких температур обладают имеющие конструктивное сходствос напорными трубками устройства дляподачи в йечи дополнительного топлива.40Наиболее близким к изобретению потехнической сущности и достигаемомурезультату является сопла фурменногоприбора, содержащее установленноев его стенке устройств для подачиуглеводородного топлива и распылителя, включающее две коаксиальные труб-.ки, выходное отверстие наружной изкоторых ориентировано по направлениюпотока дутья.Высокая стойкость этого устройства объясняется охлаждающим действи-,ем протекающих по нему распылителяи топлива, температура которых не пре.вышает 100"1500 С 123.ИОднако в силу указанных причин, фурменный прибор, оборудованный известным устройством, не может обеспе 52 4чить оптимального соотношения расходов дутья и топлива, что, как ужеуказывалось, не позволяет добитьсяровного хода доменного процесса в.каждом из секторов доменной печи.Целью изобретения является оптимизация дутьевого режима доменного процесса путем точного поддержания требуемого соотношения расходов дутьяи .топлива.Поставленная цель достигается тем,что в сопле фурменного прибора, содержащем установленное в его стенкеустройство дпя подачи топлива и распылителя, включающеедве коаксиальныетрубки, выходное отверстие наружнойиз которых ориентировано по направлению потока дутья, на внешней поверхности наружной трубки выполнены приемник статического давления и щелевой приемник полного давления, длинащели которого составляет 1-2 внутренних радиуса сопла, а трубки установлены под углом бОф к продольной.оси последнего,При этом выходной конец внутрен"ей трубки расположен на уровне стен-ки сопла.Благодаря охлаждающему действиюпротекающих по трубкам топлива и распылителя срок службы установленногов фурменном приборе устройства увеличивается до 6 месяцев и становится .,практически равным межремонтному сроку службы самой фурмы. При этом,вследствие наличия приемников давления, обеспечивается возможность постоянного измерения полного и статического давления потока дутья, разность между которыми позволяет в любой момент времени оценить с достаточно высокой точностью (1,5-2,53)расход дутья и, в соответствии сэтим, отрегулировать расход дополнительного топлива для обеспечения требуемого соотношения дутье-топливныедобавки,На чертеже изображен фурменныйприбор, вид сбоку в разрезе,Фурменный прибор содержит корпус 1 (на чертеже показана стенка сопла)и закрепленное на его стенке устройство для подачи топлива и распылителя, включающее коаксиальные трубки 2 и 3, разделенные кольцевым зазором и связанные с источниками, .соответст" венно, воздуха и, например, мазута.5- 9221Наружная трубка 2 выступает внутрькорпуса и имеет выходное отверстие,ориентированное по направлению потокадутья и предназначенное для. подачисмеси топливо.-распылитель в центральную часть канала сопла,Выходной конец внутренней трубки3 расположен на уровне внутренней поверхности стенки сопла.На наружной поверхности трубки 2 10выполнены щелевые приемники 4 и 5соответственно, полного и статического давления. Приемники связаны кана"лами с устройством для измеренияразности давлений,. например дифманометром (на чертеже не показан).Длина щелей приемников равна одному внутреннему радиусу сопла, чтообеспечивает полное перекрытие щельювсего поля скоростей потока, от минимальной скорости у стенок сопла домаксимальной в центре потока. Приразмещении трубок вблизи фурмы, неменее чем в одном метре от коленафурменного прибора, поток в месте 25измерения давления можно считать близ.ким к правильному и длина щелей приемников равна одному внутреннему радиусу сопла, может, как указано, считаться достаточной для точного измерения 30полного давления. Однако приизмерении сильно деформированных потоковусредненное давление можно получитьлишь перекрыв поток по всему сечению.В этом случае наружную трубку следует продлить до противоположной стенки сопла и увеличить длину щели приемника полного. давления до двух внутренних радиусов сопла. Выходное от.верстие при этом будет выполнено всредней части трубки. Приемник:статического давления может быть выполнен либо щелевым, либо в виде обыч- .ного отверстия в стенке наружной труб.ки, сообщающегося с каналом.. д 3. Угол устанбвки трубок по отношению к продольной оси сопла, лежит вопределах 60-90 . В указанных пределах наклон трубки с приемником. давле-, ния.не влияет существенным образомэ 0 на точность измерения давления. Проведенный расчет показывает, что при установке трубки под углом 60 погрешность измерения, по сравнению с установкой ее под прямым углом, не превы" шает 354. Расчет потерь напора при наклоне трубки проводится с использованием управления Дарси-Вейсбаха. При 52 бустановке трубок под углом меньше90 ф длина щели приемника полного давления должна быть, соответственно,увеличена для обеспечения полногоперекрытия поля скоростей потока.Фурменный прибор работает следующим образом,При работе доменной печи черезтрубки 2 и 3 подают, соответственно,распылитель (воздух) и топливо (мазут). При этом распылитель проходитпо кольцевому зазору между трубками,смешивается в полости А трубки 2 стопливом и образовавшаяся воздушно"топливная смесь выбрасывается черезвыходное отверстие трубки 2 в направлении фурмы. Истечению смеси из трубки 2 способствует также разрежениеза ней, создаваемое потоком горячегадутья,Одновременно с подачей дополнитель-.ного топлива и распылителя через трубки 2 и 3 осуществляется измерение,с помощью щелевых приемников 4 и 5соответственно полного и статического давления потока дутья, разность.между которыми позволяет в любой момент времени оценить с достаточнойточностью расход дутья и в соответствии с этим отрегулировать расход дополнительного топлива.Протекающая по трубке 2 смесь мазута и воздуха, имеющая сравнительнонизкую температуру (100-150 С), ин"тенсивно охлаждает изнутри указаннуютрубку, что резко повышает стойкостьи срок службы последней. Если обычная щелевая трубка сгорает .в потокедутья через 1-1,5 ч, то описанноеустройство, изготовленное, например,.из стали ХН 7 ОО,сохраняет работоспособность в течение 6 месяцев, чтосоответствует межремонтному срокуслужбы самой фурмы.Предлагаемое устройство способнообеспечить точное измерение расхода,дутья при условии запыленности последнего, так как эксплуатационные испытания щелевых расходомерных трубокпоказывают, что они сохраняют работоспособность при забитии пылью дажена 604. Конструкция предлагаемого прибора позволяет в ходе подачи дутья одновременно решить задачу как пода" чи дополнительного топлива, так и точного постоянного измерения расхода дутья, что обеспечивает возможФормула изобретения ИПИ Заказ 2508/34 Тираж 587 Подписное. Ужгород, ул. йроектная, 4 фПате ал ПЛ 7 922 ность оптимизировать дутьевой.режим и улучшить за счет этого ход доменного процесса, повысить производительность печи и добиться экономии кокса. 3 Сопло Фурменного прибора домен 1 в ной печи, содержащее установленное в его стенке устройство для подачи углеводородного топлива и распылителя, включающее две коаксиальные трубки, выходное отверстие наружной из д которых ориентировано по направлению потока дутья, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью оптимизации дутьевого режима печи путем точного поддержания заданного соотношения 1528расхода дутья и топлива, сопло снабжено выполненным на внешней поверх.ности наружной трубки приемником статического давления и щелевым приемником полного давления, длина щели которого составляет 1-2 внутренних радиуса сопла, а трубки установлены под углом 60-90 к продольной оси последнего.2, Сопло по и. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что выходной конец внутренней трубки расположен, на уров не стенки сопла,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1, Авторское свидетельство СССР В 412477, кл, 6 0 11/ОО 19712. Авторское свидетельство СССР Иф 572210, кл, С 21 В 7/16, 1978.