Регенеративний нагрівальний колодязь

1 Регенеративний нагрівальний колодязь, що містить робочу камеру з кришкою, систему регене раторів з високорозвиненою поверхнею насадки і часом перекидання клапанів - 60-300 секунд, канали, поперемінно використовувані для відводу димових газів і підведення гарячого повітря для горіння, який відрізняється тим, що два регенератори з'єднані каналами з газовим пальником, що має одне газове сопло 2 Регенеративний нагрівальний колодязь по п 1, який відрізняється тим, що до газового пальника Винахід відноситься до галузі металургійної теплотехніки і застосовується, переважно, для нагрівання металу перед його механічною обробкою, а також може бути використований в металурги, машинобудуванні і ряді інших галузей промисловості Відома конструкція рекуперативного нагрівального колодязя з опалюванням з центра подини, що складає з робочої камери, яка перекривається кришкою Кришка піднімається краном і відсувається ним убік Пальник являє собою вертикально розташовану у центрі рекуперативного нагрівального колодязя газову трубу у середині повітряної горловини, і полум'я, яке виходить з неї, піднімається вгору, вдаряється об кришку, повертає униз і обмиває злитки, іде через димові канали, розташовані в двох бічних протилежних стінах, у керамічні рекуператори (Иващенко А И , Глинков М А , Китаев Б И , Тайц Н Ю Металургійні печі Вид друге, доп і перероб У 2-х т - М Металургія, 1964 - Т 2 -С 219) Найбільш близької до пропонованого рішення по технічній сутності і результату, що досягається, є конструкція регенеративного колодязя, обладнаного кульковими регенераторами, що містить робочу камеру з кришкою, два пальники, систему регенераторів із насадкою, що має високорозвинену поверхню нагрівання, при якій досягається високотемпературний підігрів реагентів горіння і часом перекидання клапанів (час між реверсом газів, що відходять) - 60-300 секунд, канали, використовувані, як для відводу димових газів, так і для підведення гарячого повітря для горіння (Хоу Чен Лян Сучасний стан і перспективи розвитку високопродуктивних регенеративних печей (ВРП) у КНР Сб наук праць НМетАУ (Енергетика Металургія) У 2-х т - Т 1 -Дніпропетровськ НМетАУ, 1999 С 195-199) У рекуперативних нагрівальних колодязях цієї конструкції спостерігається нерівномірність нагрівання металу по висоті злитків Так, верхня частина злитків, розташованих уздовж стін рекуперативного нагрівального колодязя, буває нагріта більш, ніж нижня Крім цього існує нерівномірність нагрівання між окремими злитками, зв'язана з їх розташуванням, тому що одна частина злитків знаходиться біля глухої стіни, а інша - біля стіни з димовими вікнами симетрично примикають два СПІВВІСНИХ з ним ка нали, розділених стінкою, кожний з яких з'єднаний із окремим регенератором і служить по черзі для подачі повітря в пальник або для відводу диму з колодязя Ознаки, що збігаються з істотними ознаками винаходу, що пропонується робоча камера з кришкою, система регенераторів із високорозвиненою поверхнею насадки і часом перекидання клапанів 60-300 секунд, канали, поперемінно використовувані для відводу димових газів і підведення гарячого повітря для горіння Недоліком прототипу є те, що, незважаючи на значну економію палива, при використанні таких регенеративних колодязів, залишається ще ряд невирішених проблем Має місце нерівномірність нагрівання злитків, як по висоті, так і по довжині регенеративного колодязя Наявність частого реверса грубних газів вимагає високої швидкодії за ю 42445 пірної апаратури і її герметичності Підігрів, як палива, так і повітря і систематичне відключення основних пальників істотно ускладнює конструкцію регенеративного колодязя і системи автоматичного керування перекиданням клапанів ЦИКЛІЧНІСТЬ роботи пальників визначає використання вартових (пілотних) пальників, що здійснюють запалювання основних пальників у момент реверса, у КІЛЬКОСТІ, рівній КІЛЬКОСТІ основних пальників Це істотно ускладнює конструкцію системи опалення регенеративного колодязя В основу винаходу поставлена задача забезпечити рівномірне нагрівання злитків у регенеративному нагрівальному колодязі завдяки симетричному розташуванню злитків щодо пальника, що має одне газове сопло і два СПІВВІСНИХ із нею каналу, розділених стінкою, що симетрично примикають до цього пальника, кожний з яких з'єднаний з окремим регенератором і служить по черзі для подачі повітря в пальник або для відводу диму з регенеративного нагрівального колодязя, забезпечити рівномірне нагрівання по висоті злитка за допомогою організації великомасштабної рециркуляції і реверса грубних газів Це дозволить скоротити питому витрату палива на нагрівання за рахунок глибокої утилізації теплоти продуктів згоряння, що відходять, у регенераторах, знизити питомий вихід NOX до атмосфери, внаслідок організації рециркуляції димових газів у печі і зниженні питомої витрати палива на нагрівання, спростити автоматичну систему керування перекиданням клапанів, підвищити безпеку роботи регенеративної системи Поставлена задача зважується тим, що два регенератори з'єднуються каналами з пальником, що має одне газове сопло, симетрично до якого примикають два СПІВВІСНИХ ІЗ НИМ каналу, розділених стінкою, кожний з яких з'єднаний з окремим регенератором і служить по черзі для подачі повітря в пальник або для відводу диму з регенеративного нагрівального колодязя Суть винаходу полягає в наступному Усі чотири стіни робочої камери регенеративного нагрівального колодязя - глухі У горизонтальних каналах, розташованих під робочим простором печі чи в окремому просторі встановлюються регенератори, у яких здійснюється підігрів повітря високотемпературними димовими газами Регенератори працюють по черзі коли через один проходить, прохолоджуючись, дим, через другий - проходить повітря, що йде на горіння Процес відбувається протягом 60-300 секунд, після чого виробляється зміна напрямку (реверс) руху газових потоків і процес йде в зворотному напрямку Повітряна горловина навколо газового сопла розділяється газощільною стінкою на два, що не з'єднуються між собою, вертикальних канали, кожний з який з'єднаний із власним регенератором Таким чином, рух гарячого диму і підігрітого повітря на горіння відбувається в тих самих каналах зі зрушенням у часі Використання одного, загального для обох повітряних каналів, газового сопла дає можливість відмовитися від газових перекидних клапанів і спрощує конструкцію регенеративної системи опалення Газове сопло пальника працює постійно, що дає можливість виключити традиційні для регенеративних пальників ПІЛОТНІ пальники, призна чені для розпалення основного факелу через кожні 60-300 секунд Довжина факелу, його динамічні характеристики розраховуються таким чином, щоб забезпечити згоряння газоподібного палива в робочій камері регенеративного нагрівального колодязя Зміна напрямку траєкторії руху димових газів, зв'язана з реверсивним способом опалення, а також відсутність димових вікон у причілках визначають рівномірність (стандартність) нагрівання злитків, розташованих симетрично щодо пальника уздовж чотирьох глухих стін регенеративного нагрівального колодязя Тому що димовий канал у регенеративному нагрівальному колодязі, що пропонується, розташований у безпосередній близькості від газового струменя і напрямок факела і диму зустрічне, створюються умови для захоплення газоповітряної струменем частини димових газів і залучення їх у повторну рециркуляцію Кратність рециркуляції у варіанті, що пропонується, більше, ніж при видаленні диму через вікна причілків, що збільшує рівномірність розподілу температури по обсязі робочої камери регенеративного нагрівального колодязя Вона залежить від динамічної характеристики газового струменя факелу центрального пальника Наявність регенераторів із високорозвиненою поверхнею теплообміну і реверсивно-регенеративна система опалення дозволяє домогтися підігріву повітря, що йде на горіння, до температур на 100150°С нижче температури димових газів, що ідуть з печі Температура диму за регенераторами складає 150-250°С, що дозволяє використовувати низькотемпературні тягодутьеві пристрої і перекидні клапани ВІДПОВІДНО ДО винаходу можлива як реконструкція існуючого регенеративного чи рекуперативного нагрівального колодязя так і будівля нового регенеративного нагрівального колодязя по описаним вище принципах із пальником, розташованої в будь-якої зі стін регенеративного нагрівального колодязя Факти про наявність нового способу опалення нагрівального колодязя регенеративною системою опалення з високоефективними регенераторами, що відрізняється використанням одного газового сопла пальника з двома повітряними каналами для підведення повітря і відводу диму і не виявлення інших ВІДМІТНИХ ознак у попередній техніці служать підставою для висновку про ВІДПОВІДНІСТЬ технічного рішення, що пропонується, критеріям новизни і винахідницького рівня Сутність запропонованого винаходу пояснюється схемою (фіг), на якій представлений загальний вид поздовжнього розрізу пропонованого регенеративного нагрівального колодязя Регенеративний нагрівальний колодязь, що пропонується, складається з робочої камери 1 із закладеними бічними вікнами 2 (у випадку реконструкції рекуперативного нагрівального колодязя з центральним пальником), у якій по периметру розташовуються злитки 3 Робочий простір перекритий кришкою 4, що приводиться в рух краном 5 По краях кришки передбачений спеціальний ніж, що при закриванні робочого простору входить у пісковий затвор Регенеративний нагрівальний колодязь працює наступним чином Пальник 6 розташований в 42445 центрі подини регенеративного нагрівального колодязя (чи в причілку), вносить у робочий простір газоподібне паливо Повітря на горіння надходить від вентилятора через ПІДВОДЯЩІ трубопроводи 7 і, проходячи через один з регенераторів 8, нагрівається до температури на 150-250°С нижче, ніж температура диму, що іде з робочого простору Після того, як дим віддає тепло злиткам 3, продукти згоряння залишають робочий простір через димове вікно 9 і проходять через другий з регенераторів 8 віддаючи йому тепло Остиглий дим приділяється через борова 10 ВІДПОВІДНОГО регенератора Після ТОГО, ЯК насадка регенератора на повітряній стороні остудиться, а на димовій нагріється до визначеної температури після закінчення фіксованого часу виробляється перекидання клапана 11 і процес йде в зворотному напрямку Підігріте повітря і димові гази проходять безпосередньо біля газового сопла через горловину, розділену газощільної стінкою 12 Застосування заходів, представлених у винаході, в регенеративному нагрівальному колодязі в порівнянні з прототипом дозволяє поліпшити наступні показники - домогтися рівномірного нагрівання злитків у регенеративному нагрівальному колодязі завдяки симетричному розташуванню їх щодо пальника, - поліпшити рівномірність нагрівання злитків по висоті завдяки організованій великомасштабній рециркуляції і реверсу грубних газів, - скоротити питому витрату палива на нагрівання, знизивши при цьому температуру димових газів, що відходять, до 150-250°С, за рахунок глибокої утилізації їхньої теплоти в регенераторах, - знизити питомий вихід NOX в атмосферу, внаслідок організації рециркуляції димових газів у печі і зниження питомої витрати палива на нагрівання На димову трубу t ФІГ. ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Киів-133, бульв Лесі Українки, 26 (044)295-81-42, 295-61-97 Підписано до друку _ 2002 р Формат 60x84 1/8 Обсяг обл -вид арк Тираж 50 прим Зам УкрІНТЕІ, 03680, Киів-39 МСП, вул Горького, 180 (044) 268-25-22