Способ отопления нагревательной печи

О)ОЗ СОВЕТСНИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 15 А ц 4 С 2 1) 9/70 1 Р)- т 1, р 13ь,ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 21) 22) лод Л. Н. Л. П. и Ю, (53) (56) злу 088.8) и др. Гаэогореи отопление нагреМеталлургия, очные устроиательных печ967,Авторское1073307, кл ваМ свидетельство СССРС 21 Р 9/70, 1984 АГРЕВАТЕЛЬНОЙ 54) СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯПЕЧИ 57) Изобретение отно у металла перед плас ацией и может быть и агреве слитков в наг тся к нагреческой дефорользовано при е в ат ел ьных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4043495/31-0227.03,8630.01,88,Бюл. я 41 непропетровский металлургичеснститут им. Л.И.БрежневаМ.В.Губинский, А.Н.Минаев,ратанич, В,И,Губинский,аплунова, А.П.Шутов, Б.А.Кустов.Пронякин621.783.224 (Гусовский В.Л цах. Цель изобретения - улучшение качества нагрева и увеличение производительности печи. Способ отопления нагревательной печи включает спутную подачу в рабочую камеру колодца одного потока газового топлива и двух (внутреннего и внешнего относительно друг друга) потоков во ха, их смешивание, факельное сжигание газообразного топлива, циркуляцию продуктов горения в камере по петлеобразной траектории и удаление их из камеры. Соотношение между ско- ростями воздушных потоков регулируют одновременным изменением скоростей с периодом 5-120 с, при этом кинетическую энергию топливовоздушных струй на входе в камеру циклически увеличивают или уменьшают на каждый метр ее длины от 0,8-1,0 до 1,8-2,0 кинетической энергии потока продуктов горения на выходе из камеры.1 ил., 1 табл.11 зсбретецце относится ; е-п.у металла перед пластической де 1)сртацией и может быть испопьзоидто принагреве слцгков в нагрепательтпх колодцах. елью изобретения является улучшепце качества цагретза и увеличениепроизводительности лечи путем поньштеция равномерности тетпрр, турцого поля по длине камеры,На черте;ке поаздн цдгрепатепытыиколодец, реал:тэуюцит способ отоплетттт,Колодец состоит тз рекуператсров1 и 2 дпя цдгретэа воздуха труботронодон 3 т 4 дпя струттцот подачи горячего воздуха, н одном цэ которых уста 10 зппп 1)ету)т 1 эунэ 1 апт дэсесппь 5 Воэт)упх татоез1 / т э сОГО сспд 8,гГрцоной стгпе 9 камеры колода расположено скис 10 д Ея )",ыходд про,уктоэ Го)етп 5 апт)ди 5 ютхс 5 От тоэО 01 степы 1 1,Воздух, последопатель о цае ре гый н рекуператордх 1 и 2, разде:тяетс цд днд потока ц движется к горелке ттард:тпспьцо по трубопроводам 3 и а здем - пс ттдцдлам 6 ц /. Гд:)Гэтсстсгпптэс подается н камеру через с э- по, 1 от Г)ттт топлива и воздуха смеюпа". ютс происходит фате)ьтосгц авс топлива, Пропукты ГсрецптДпцгдпьГГ) 0111 эеделе цт,п тр дете. Ори 5ауддляютс от горе.ктт к прстппспо:то;кой торцовой стсткс ксГ. ц, д затем возвращаются к дымосму 0.пу 10ц у;.апютс ттз камерь 1,Распределяя эасход ноз,цуха между кдлет.евьют кандламц с понтоьн),эе Гу пирующего дросселя 5, при поддсржаниц общГгс расе.одд воздуха цд посв таяио; уровне унеличипгпот цпуменьшают ст;орость истечения ),оэду.,д, Когда дроссель 5 по: цостью открыт, воздух подает с 51 че 1)ез Обд т:дна , ш 0- ща)дп пссчен;тя воз,ухд равна суммегноща;.ей таходцых отверстии кдцдлон 6 т 7, т, е. Максимальна, а скорость истечения и кинетическая энергия воздушной :труп минимдльная, Когда дроссель 5 полностью закрыт, весь воздух подается через один внутренний кольцевой канал 7 с меньшей площадью поперечного сечевя, при этом скорость истечения пс:здуха и кинетическая энергия эоэдушцои струи максзна;тыы, Кинетическая:эцср;ття потока продуктов сгоратия ца выходе цэ каттеры це зависитот энергии струй ца входе н камере,так как прц постоянном;эасходе топлива т воздуха оцд спре,еляется раз.ердмц дымового окна 1(.,Выбрав и.ощдцц выходттьх отверстийкацапов 6 тт 7 и площадь дымового окна 10 так, что отношение кицетическтх энергий тсппцновоэдуштгых струйт, :пцетцческс; этергп гогска продукта горения в дымовом окне находитсяи пре,.;епдх от 0,8-1 до 1,8-2,0 на1," по длине камеры, осуществляетсяе;пзтттческг)е увеличение и уменыение1)и ты т р а екторптт печных гдз она, Ьс) и состнетствун)чшес перемещениеакспмума температур по;тлцпе камеры,20 П 10 цопп ттепьцость эгОго цикла.э;:ецепц НГоткетпт дросселя по схеме этк)то - закрто - открыто соотстнует периоду кспсбН скоростии и е р т итВ 0 3 ду ш т ь х и 0 т с0 в 0 т мини.6 .:а до максимума и от максимума доттума ц составляет ст 5 до 120 с.11 р; отношении энергии 1,8-2,0 нае:и;цы траектория цтптже пня печныхгэГэааэспну каттеры дсси Г 51 ГЕу хо 0 т 01 эц а анте рыП 1 эи Дальпе:шем пОГьш.Нцц энертцтт е)ходяцих Вкаме,)у струй топлива ц воздуха, когда отношеце .эпсргп станоится бо. сс 2 0" е тте 1; атурп Ое Гспе В кдме 1)епе;вменяется.5)рц уэ шетпти о ) аент 5 энергийпике 1,8 до 12-1 э дапыобсйность,1:атела у.тень дается ц ; сгт печных1 дзоп не достигая пухсго торца ка:еры, возвращается к дымовому окну.Прп этом максимум температур смещается и центральную часть камеры,1 рц свжеии отнопетпя:эергийс 8" 1,0 ддпьцсбс птос; ь )акела еще;)пее ултетьдется, у глухого торцакапсдца образуется застойная зона,т кат ср 01 ."едпеццо экстеются Остывште печные гаэь. 11 аксттму. температурс.ешается к горел Очному торцу. Печные газы движутся по короткой траектории с, Дальттеттшее стптжецие энергии топлцвовоэдушных струй, когдаотношение энергии стацотзттт ся меньше0,8, нецелесообразно, поскольку тем пература у Глухого торца становитсяменьше, чем температура нагрева слитков (1240 С) а температура дымовыхгазон у горелочного торпа н районедымового окна превышает допустимыйпредел стойкости рекуператора (1350 С),Траектория движения продуктов горения еще более сокращается горячиеФ5 газы от горелки уходят через дымовое окко в рекуператор.увеличение неравномерности температурного поля приводит к увеличению времени нагрева, т.е. уменьшение отношения кинетических энергий менее 0,8 неэффективно и с точки зрения скорости нагрева слитков.При увеличении отношения кинетических энергий свыше 1,0 максимум 15 температур це приближается к горелочцому торцу камеры и слитки, расположенные вблизи горелки, нагреваютсяс запаздыванием по отношению к удалецым От горелки, Поэтому эффективность предлагаемого способа снижает ся,Периодически изменяя энергию топлцвцовоэдушных струй за счет изменения скорости истечения воздуха поддерживают равномерную температуру подлине камеры. Период цикла измененияскоростей истечения воздуха влияетца процесс движения газов н камере,а зцачит, и на распределение темпе- ЗОратур.Результаты испытаний изменениятемпературного поля от периода регулирования скорости истечения воздухапредставлены в таблицеКак при цикле 5 с, так и при цикле 120 с перепад температуры по длине печи це превышает 10 С.При цикле ( 5 с инерционностьпотока газов не позволяет увеличивать и уменьшить его длину вдоль всейкамеры колодца. Это происходит потому, что время действия скорости воздуха на кинетическую энергию топливцовоздушнои струи слишком малочто 45бы удлинить траекторию потока до противоположной горелки торцовой стены,поэтому повышается температура вблизи горелки,При цикле120 с изменение тем-пературного поля по времени происходит слишком медленно, в результатечего проявляется неравномерность температур по длине колодца, Перепадтемператур возрастает с 10 до 30-60 С,Изобретение поясняется следующимпримером.Воздух с температурой 600 С на выходе из рекуператора разделяется на два потока и движется к горелке по параллельным трубопроводам 3 и 4, а затем по каналам 6 и 7, Площадь выходного отверстия наружного канала 6 0,186 м , а внутреннего канала 7 -0,282 м. Общая площадь отверстий для истечения воздуха 0,468 м . Пло 2 щадь дымового окна О на выходе иэ камеры составляет 3 мКолодец отапливается коксодоменцой смесью с теплотой сгорания 07540 кДж/м . Максимальный расход газа 5500 м/ч при нормальных условиях, скорость истечения газа из сопла горелки 25 м/с максимальный расФхоц воздуха 10200 м /ч при н.у. Длина камеры колодца 10 м. Дроссель 5 приводится во вращение с помощью чсполцительного,механизма и совершает поворот на 90 иэ положения "Закрыто" в положение "Открыто" и затем обратно в течение 2 мин (120 с). При полностью закрытом дросселе 5 весь расход воздуха поступает в колодец через внутренний канал 7 с максимальцои скоростью. Кинетическая энергия секундного расхода газовоздушной струи равна 2000 Вт. Кинетическая энергия продуктов горения в дымовом окне 10 составляет - 100 Вт. Кинетическая энергия газовоэдушной струи ца 1 м длины камеры равна двум кинетическим энергиям потока продуктов горения на выходе иэ камеры, а имен2000 Втцо = 2. При этом про 10 мх 100 Втдукты горения располагают необходимой энергией для движения по увеличенной петлеобразной траектории а (фцг.1), достигая стены 11, Максимальная температура газов в этот момент развивается в районе торцовой стены 1 1. При полностью открытом дросселе 5 воздух в том же количестве поступает в колодец через оба канала 6 и 7, в силу чего его скорость истечения минимальна. Кинетическая энергия га-. зовоздушной струи уменьшается до 1000 Вт, а кинетическая энергия потока продуктов горения в окне 10 остается без изменения (100 Вт), так как она зависит от количества дыма, которое может измениться только при изменении расхода топлива или температуры дыма. В течение одного цикла, т.е. 2 мин (120 с), расход топлива1370153 Температура в рабочей камере,С Перепад Периодрегулированияскоростивоздуха,температур по длине камерыС Оу горелочного торца у цент- ральнои у глухоготорца части 1340 1290 1250 1290 1290 1280 1 О 1290 1290 1 О 120 1280 1300 150 1300 1270 30 1260 1320 60 1320 200 и температура дыма остаются .,стоянными, Тогда кинетическая энергия газ овоэдушной струи, приходящая на 1 м дл.ны камеры колодца, примерно равна одной кинетической энергии потока продуктов горения в окне 10, а1000 Вт,О ООВт -10При этом продукты горения па выходе из горелки не располагают необходимой энергией для движения по всей длине камеры. Траектория их движения с (фиг,1) укороченная, в ре зультате чего максимальная температура газов развивается у горелочного торца 9. В районе стены 11 будет образовываться застойная эона с замедленным обменом дымовых газов. Температура их в этой зоне понижается,При частичном открытии дросселя 5 траектория продуктов горения занимает промежуточное положение Ь а максимальная температура развивается в сред ней части камеры. Таким образом, в течение полуцикла (1 мин) траектория движения газов в камере непрерывно укорачивается, изменяя свое положение от а до с, а в течение следующего полуцикла петлевая траектория непрерывно удлиняется перемещаясь по всей длине камеры от с до а. Нестационарное по длине каме 85 ры темпера 1 урное поле усредняет условия нагрева всех слитков садки, независимо от места их расположения по отношению к горелке, в результате чего достигается стандартный нагрев слитков и сокращается продолжительность нагрева садки в целом,Технико-экономические преимущества данного изобретения по сравнению с способами отопления нагревательной печи заключаются в повышении равномерности температурного поля по длине рабочего пространства и, следовательно, в уменьшении времени нагрева слитков на 5-10% с улучшением качества нагрева. Формула изобретения Способ отопления нагревательной печи, преимущественно нагревательного колодца, включающий спутную подачу в рабочую камеру одного потока газового топлива и двух - внутреннего и внешнего относительно друг друга - воздушных потоков, их смешивание, факельное сжигание газообразного топлива, циркуляцию продуктов горения в камере по петлеобразной траектории и удалений их из камеры, о тли чающий ся тем, что, с целью улучшения качества нагрева и увеличения производительности печи путем повышения равномерности температурного поля по длине камеры,соотношение скоростей воздушных потоков при заданном расходе воздуха регулируют путем одновременного изменения скоростей потоков с периодом 5- 120 с при этом кинетическую энергию топливовоздушных струй на входе в камеру изменяют циклически, а соотношение кинетической энергии топлива воздушных струй на входе в камеру к кинетической энергии потока продуктов горения на выходе из камеры выбирают равным от 0,8-1,0 до 1,8-2,0 на каждый метр длины рабочей камеры.137 О 153 Составитель Т.КолченкоРедактор М.Недолуженко Техред М.Ходанич Корректор Л.Патай Тираж 544 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5йв Заказ 374/24 Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4