Рекуперативний нагрівальний колодязь

Винахід відноситься до області металургійної теплотехніки, а саме, до нагрівальних пристроїв, що мають керамічні рекуператори для нагрівання повітря, що подається на горіння, і може бути використаний в металургійній, машинобудівній та в інших галузях промисловості. Відомий стандартний рекуперативний нагрівальний колодязь, що складається з робочої камери, яка має вогнетривку кладку, що обмежує з усіх боків робочий простір комірки колодязя, де розміщаються зливки, що підлягають нагріванню, пальникового пристрою з підведенням газу і повітря, розташованого в центрі поду комірки, двох керамічних рекуператорів для нагрівання повітря горіння, розташованих за торцевими стінами робочої камери, каналів підведення холодного повітря до рекуператорів від вентилятора, а також каналів і димаря для відведення димових газів з комірки нагрівального колодязя в атмосферу [Л.Г. Аксельруд и др. Нагревательные колодцы. М.: Научно-те хническое издательство, 1962. - 236 с.] Основним недоліком конструкції рекуперативного нагрівального колодязя з пальником у центрі поду є наявність значних витоків повітря в керамічних рекуператорах з повітряних каналів у димові, що приводить до неможливості визначення точної кількості повітря, що надходить після рекуператора у комірку колодязя, до порушення якості процесу спалювання палива в робочому просторі комірки, перевитраті палива на нагрівання надлишкового повітря і зменшенню загальної теплової потужності в міжремонтний період комірки, тому що ви тік повітря в рекуператорах по ходу кампанії колодязя збільшується і може складати від 20 до 50 відсотків і більш від кількості повітря, що подається на рекуператор. Витік повітря в керамічних рекуператорах на димову сторону обумовлений тим, що в повітряних каналах рекуператора під час роботи колодязя формується позитивний статичний тиск, тому що повітря нагнітається в рекуператор вентилятором, а в димових каналах формується негативний статичний тиск, тому що рух димових газів у лежаках і каналах рекуператора створюється за рахунок тяги димаря. Різниця тисків, що утвориться, у повітряних і димових каналах рекуператора є причиною витоків повітря з повітряної сторони на димову через нещільності з’єднання елементів керамічних рекуператорів. Найбільш близьким аналогом до винаходу, що заявляється, по усуненню витоку повітря в керамічних рекуператорах нагрівальних колодязів є спосіб установки на кожному рекуператорі колодязя одного інжектора, розташованого в горизонтальному каналі гарячого повітря відразу за виходом повітря з рекуператора [А.П. Копелович. Автоматическое регулирование в черной металлургии. - M.: Изд. черной и цветной металлургии, 1963. - 408 c.]. Недоліком даної конструкції є установка інжекторів удалині від ви хідного перетину повітряного каналу в робочий простір комірки, розрідження, що утворюється інжектором буде витрачатися в основному на подолання протитиску тобто на компенсацію втрат тиску, що виникають на шляху р уху повітря від місця установки інжектора, до виходу гарячого повітря в комірку. У цьому випадку тиск у повітряних каналах керамічних рекуператорів зменшується дуже незначно, у зв'язку з цим витоки повітря в керамічних рекуператорах залишаються практично на колишньому рівні. Крім того, при установці інжекторів удалині від вихідного перетину в комірку повітряного тракту, ефект інжекції, тобто тяга яка створюється інжектором буде зменшуватися за рахунок утворення в зоні змішання інжекторів вихрових зон і зон зворотних струмів, тому що стр умені інжекторів, що інжектуються не перекривають цілком поперечні перерізи горизонтальних повітряних каналів у зазначених місцях установки інжекторів і навіть спрямовані назустріч один одному. В основу винаходу поставлена задача удосконалити рекуперативний нагрівальний колодязь з пальником у центрі поду шляхом застосування для пониження тиску в повітряному тракті комірки колодязя багатосоплового інжектора, використання якого ліквідує утворення вихрових зон і зон зворотних струмів у повітряних каналах, що зменшують ефект інжекції і розміщенні сопів багатосоплового інжектора перед виходом гарячого повітря в комірку, що виключить необхідність подолання протитиску, тому що протитиск у цьому випадку буде відсутній. Для рішення поставленої технічної задачі в рекуперативному нагрівальному колодязі з центральним пальником, що включає робочу камеру з подиною, пальник, встановлений у вертикальному каналі гарячого повітря в центрі подини, підведення інжектуючого повітря, симетрично встановлені керамічні рекуператори з трубчастими каналами, при цьому, сопла інжектора для підведення інжектуючого середовища (повітря) встановлені в кільцевому вертикальному каналі гарячого повітря перед його вихідним перетином у комірці: при цьому кількість підведень (сопів) інжектуючого середовища в інжекторі складає більш двох і вони розташовуються симетрично в кільцевому вертикальному каналі гарячого повітря, причому кількість підведень (сопів) визначається співвідношенням. L серед. N= B кіл.к. де L серед . - довжина осьової лінії в поперечному перерізі кільцевого каналу, Вкіл.к. - ширина кільцевого каналу гарячого повітря У такий спосіб при використанні пропонованого технічного рішення все розрідження, що утворюється інжектором, буде витрачатися на зменшення статичного тиску в повітряному тракті керамічних рекуператорів до рівня статичного тиску в димових каналах цих же рекуператорів. При цьому перепад тисків повітряних і димових каналів рекуператорів зменшиться до нуля, що виключить витоку повітря в керамічних рекуператорах навіть у випадку наявності в рекуператорах нещільностей між повітряними і димовими каналами. На Фіг. приведена схема установки багатосоплового інжектора в кільцевому каналі горловини осередку, 1 пальникова горловина комірки, 2 - газове сопло пальникового пристрою комірки; 3 - кільцевий канал підведення гарячого повітря в пальниковий пристрій комірки; 4 - сопла інжектора; 5 - трубка для підведення інжектуючого повітря до сопел інжектора; 6 - колектор, що підводить компресорне повітря багатосоплового інжектора; 7 горизонтальні канали підведення гарячого повітря до пальникового пристрою комірки. Через колектор - 6 і трубки - 5 компресорне повітря підводиться до сопел - 4 із великою швидкістю надходить у вертикальний кільцевий канал, до якого підводиться через горизонтальні канали - 7 гаряче повітря від керамічних рекуператорів. При витіканні інжектуючого повітря із сопів інжектора утворяться струмені, що поступово розширюються, зливаються один з одним і цілком перекривають вихідний перетин гарячого повітря з кільцевого каналу в комірку. При цьому в перетині вильоту струменів із сопів інжектора статичний тиск істотно понизиться, що приведе до зниження тиску на таку ж величину у всі х повітряних каналах комірки колодязя, у тому числі й у повітряних каналах керамічних рекуператорів. Величину зменшення тиску можна змінювати, змінюючи витрату компресорного повітря на інжектор, чи змінюючи швидкість вильоту інжекторного повітря із сопів інжектора. Застосування пропонованого технічного рішення на рекуперативному нагрівальному колодязі дозволить практично цілком усун ути витоку повітря в керамічних рекуператорах, а це забезпечить можливість контролю якості спалювання палива в комірці колодязя, усуне перевитрату палива на нагрівання надлишкового повітря, поліпшить тягу в димових каналах за рахунок зменшення витрат газів і стабілізувати загальну теплову потужність комірки на більш високому початковому рівні протягом міжремонтної кампанії роботи колодязя. Застосування пропонованого технічного рішення дозволить також зменшити питомі витрати умовного палива, підвищити якість нагрівання металу і збільшити міжремонтний період роботи колодязя.