Об`ємно-регенеративний спосіб спалювання палива при нагріванні металу

Об'ємно-регенеративний спосіб спалювання палива при нагріванні металу, що включає подачу 3 Ознаки, які збігаються з істотними признаками корисної моделі, що заявляється: нагрівальна піч, обладнана регенераторами для утилізації теплоти димових газів; паливо та повітря, що йдуть на горіння в стехіометричному співвідношенні, або при коефіцієнті витрати повітря більше одиниці, що забезпечує повне спалювання палива; реагенти горіння подаються в робочий простір спеціальним пристроєм - пальником; димові гази, що утворяться, залишають робочий простір через димові вікна, попередньо віддаючи теплоту матеріалу, що нагрівається. Недоліком прототипу є те, що, незважаючи на зниження нерівномірності нагрівання металу при імпульсному способі спалювання палива в регенеративних нагрівальних печах лишається ще ряд невирішених проблем. Має місце нерівномірність нагрівання злитків, як по висоті, так і по різним граням металу, що нагрівається. Злитки, розташовані біля глухих стін у застійних зонах, нагріваються гірше, ніж метал, що знаходиться в межах траєкторії руху димових газів. Як і раніше, через наявність високотемпературного факелу спостерігається висока кількість оксидів азоту, що утворяться при горінні. В основу корисної моделі поставлена задача: забезпечити рівномірне нагрівання металу в регенеративній нагрівальній печі завдяки застосуванню об'ємно-регенеративного способу спалювання палива. Це дозволить знизити питомий вихід оксидів азоту в атмосферу, внаслідок зниження максимальної температури у вогнищі горіння, підвищити ефективність роботи регенеративної системи опалення. Поставлена задача вирішується тим, що в об'ємно-регенеративному способі спалювання палива при нагріванні металу, який включає подачу палива та повітря, що йдуть на горіння в стехіометричному співвідношенні, або при коефіцієнті витрати повітря більше одиниці, відповідно до корисної моделі, повітря та паливо подають із динамічними й геометричними параметрами, що забезпечують таку швидкість перемішування компонентів горіння, при якій фізичний недопал палива на виході димових газів з робочого простору складає 0,1-5%. При цьому повне спалювання палива здійснюють до виходу з регенераторів. Суть об'ємно-регенеративного способу спалювання палива при нагріванні металу полягає в наступному. Завдяки кількості, геометричним параметрам і взаємному розташуванню газових сопел, каналів для підведення підігрітого в регенераторах повітря для горіння (кут зустрічі потоків, форма профілю потоків), а також вибору динамічних характеристик потоків палива та повітря (швидкість витікання) у газових соплах і каналах для підведення повітря, створюються такі умови перемішування реагентів горіння, при яких спалювання відбувається в повному об'ємі робочого простору регенеративної нагрівальної печі. Регулювання швидкості перемішування забезпечує фізичний недопал на виході з робочого простору регенеративної нагрівальної печі на рівні 0,1-5%. При меншій величині фізичного недопалу на виході з регенеративної нагрівальної печі в робочій камері 26272 4 відбувається повне спалювання й об'ємнорегенеративний спосіб спалювання переходить у факельний. Тому що на виході з робочого простору в димових газах є незгоріле паливо й невикористаний для горіння кисень, горіння триває при русі продуктів згоряння від робочого простору до регенераторів нагрівальної печі. Можливо також догорання палива й у верхніх рядах насадки регенераторів. На виході з регенераторів состав диму повинен відповідати повному спалюванню палива, газовий аналіз продуктів згоряння після регенераторів не повинен виявляти наявність монооксиду вуглецю, водню та інших горючих елементів палива. Якщо величина фізичного недопалу на виході з робочого простору регенеративної нагрівальної печі перевищує 5%, то процес горіння буде тривати після регенераторів. Відсутність високотемпературних зон горіння, властива факельному способу спалювання, при об'ємно-регенеративному способі спалювання палива при нагріванні металу приводить до зниження кількості оксидів азоту, що утворилися в процесі горіння, на 20-50%. Рівномірне температурне поле в робочому просторі регенеративної нагрівальної печі, що утворюється у результаті об'ємно-регенеративного способу спалювання палива при нагріванні металу, поряд з періодичною зміною напрямку траєкторії руху димових газів визначають рівномірність нагрівання злитків, як по висоті, так і по довжині робочого простору. Факти про наявність нового об'ємнорегенеративного способу спалювання палива при нагріванні металу, який відрізняється тим, що повітря та паливо подають із динамічними й геометричними параметрами, що забезпечують таку швидкість перемішування компонентів горіння, при якій фізичний недопал палива на виході димових газів з робочого простору складає 0,1-5%, при цьому, повне спалювання палива здійснюють до виходу з регенераторів і не виявлення інших відмінних ознак у попередній техніці служать підставою для виводу про відповідність технічного рішення, що заявляється, критеріям новизни й винахідницького рівня. Сутність запропонованої корисної моделі пояснюється схемою (Фіг.1), нагрівальної печі з об'ємно-регенеративним способом спалювання палива при нагріванні металу. Нагрівальна піч, обладнана регенераторами 1, складається з робочої камери 2, у якій розташовано метал 3, що нагрівається. Паливо подається одним або декількома газовими соплами 4. Підігріте у регенераторах повітря для спалювання палива надходить у робочий простір по одному або декількох каналах 5. Кількість та площа перетину газових сопел і повітряних каналів (відповідно Fгc та Fкан), а також їх геометрична форма й взаємне розташування забезпечують таку швидкість перемішування реагентів, при якій фізичний недопал у перетині Б-Б складає 0,1-5%, а на виході з регенераторів - у перетині В-В - недопал відсутній. У перетині А-А, на виході палива з газових сопел у робочий простір, недопал становить 100%. 5 26272 Застосування заходів, представлених у заявці в порівнянні із прототипом дозволяє поліпшити наступні показники: - збільшити рівномірність нагрівання металу на 30-60%, як по висоті, так і по довжині робочого простору регенеративної нагрівальної печі, завдя Комп’ютерна верстка М. Ломалова 6 ки розподіленому об'ємно-регенеративному способу спалювання палива при нагріванні металу й реверсу пічних газів; - знизити питомий вихід оксидів азоту в атмосферу на 20-50%, внаслідок зниження температури у вогнищі горіння. Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601