Спосіб опалення нагрівальних печей на основі технології flox®

Реферат: UA 79183 U ® Спосіб опалення нагрівальних печей на основі технології FLOX , який містить подачу палива та безполум'яне його окислення. Які паливо використовують метан-ацетиленову суміш. Для низькотемпературних печей вміст ацетилену складає 3,8-10 %, а для високотемпературних печей вміст ацетилену складає 3,8-18 %. UA 79183 U UA 79183 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі металургійної теплотехніки, власне, до нагріву металевих виробів в камерних печах, та може бути використана в металургії, машинобудівництві та інших галузях промисловості. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що заявляється, є спосіб ® безполум'яного окислення FLOX з використанням природного газу [J. Wuenning. Flameless Oxidation. 6th HiTACG Symposium-2005, Essen-Germany-http://flox.com/en/publ/article.html]. Принцип безполум'яного окислення спирається на первісне перемішування газів горіння з димовими газами. При температурі вище температури самозаймання (850 °C) і ступені рециркуляції пічних газів > 3 можлива реакція окислення без полум'я, що досягається завдяки високим швидкостям руху реагентів. Даний спосіб вирішує проблему використання високотемпературного підігріву повітря, яка складається в тому, що підвищення ККД печі шляхом використання регенеративного тепла збільшує кількість шкідливих для навколишнього середовища викидів оксидів азоту. ® Для опалення промислових печей з використанням технології FLOX використовують ® ® спеціалізовані рекуперативні REKUMAT та регенеративні REGEMAT пальникові пристрої. ® Пальники працюють в двох режимах: "Полум'я" і "FLOX ". Первісний нагрів печі до 850 °C здійснюється вбудованим стартовим пальником, після чого відбувається переключення на ® безполум'яне горіння FLOX . Самозаймання суміші, високі швидкості подачі реагентів та масштабна рециркуляція пічних газів забезпечують умови переходу від факельного горіння до безполум'яного окислення. Пальникові пристрої даного типу мають високий теплотехнічний ККД (80-90 %), при роботі в ® режимі "FLOX " знижується рівень шуму, різко скорочується кількість викидів оксидів азоту (в декілька разів), підвищується рівномірність температурного поля в робочому просторі. Незважаючи на численні переваги спеціально розроблених пальникових пристроїв REKUMAT® та REGEMAT®, очевидним параметром, що мінімізує позитивний ефект від їх впровадження, є вузький діапазон робочих температур (900-1300 °C). Це робить неможливим використання даної технології в низькотемпературних термічних печах, робоча температура яких складає 600-800 °C. Але між тим, регенерація тепла для даних печей є актуальною проблемою, зважаючи на дуже їх низький ККД (30-40 %). Обмеження температури переходу на режим безполум'яного окислення (850 °C) перш за все визначається складом та параметрами газоподібної суміші палива, повітря та продуктів згоряння. На даний момент в якості палива використовується природний газ, температура самозаймання якого складає 700-750 °C за умов тиску в печі близького до атмосферного. В основу корисної моделі поставлена задача розробки способу опалення нагрівальних ® печей на основі технології FLOX , у якому за рахунок використання як палива метанацетиленової суміші забезпечується зниження температури самозаймання паливної суміші та ® розширення області використання технології FLOX для різних промислових печей. Поставлена задача вирішується тим, що спосіб опалення нагрівальних печей на основі ® технології FLOX , який включає подачу палива та безполум'яне його окислення, згідно з корисною моделлю, як паливо використовують метан-ацетиленову суміш. Для низькотемпературних печей вміст ацетилену може складати 3,8-10 %. Для високотемпературних печей вміст ацетилену може складати 3,8-18 %. Для зниження температури самозаймання паливоповітряної суміші використовують як паливо суміш природного газу з ацетиленом, температура самозаймання якого складає 335 °C. Це дає можливість суттєво розширити температурний діапазон використання технології безполум'яного горіння. Завдяки низькій температурі самозаймання ацетилену, перехід від ® режиму "Полум'я" на режим "FLOX " можливий вже при 350 °C, що вдвічі менше за теперішню температуру переходу (850 °C). Головною задачею при цьому є забезпечення вибухобезпеки та стійкості горіння даної суміші. Для передбачення виникнення теплового вибуху в системі за умов високих температур, метан-ацетиленова суміш має бути розбавлена великою кількістю повітря та димових газів. Однак, розбавлення суміші флегматизуючими компонентами є одним з головних принципів безполум'яного окислення, які автоматично забезпечують вимоги вибухобезпеки паливної суміші з ацетиленом. Для забезпечення стійкого горіння, концентрація ацетилену повинна складати 3,8-10 % для низькотемпературних печей та 3,8-18 % для високотемпературних агрегатів. Верхня межа діапазону (10-18 %) отримана з розрахунку на основі теорії теплового вибуху, що базується на прискоренні реакції окислення з температурою та перевазі швидкості тепловиділення над тепловідводом. Нижня межа діапазону (3,8 %) - це мінімальна концентрація палива, за якої суміш здатна до самозаймання та розповсюдження полум'я. 1 UA 79183 U 5 Результати розрахунку були отримані в ході проведення теоретичного експерименту на математичній моделі низькотемпературної камерної термічної печі ВАТ "Дніпроспецсталь". В результаті використання змішаного палива, температура переходу від режиму "Полум'я" ® ® на режим "FLOX " в пальниках REKUMAT® и REGEMAT® з використанням технології FLOX знижується з 850 °C до 350 °C. Це дозволяє значним чином збільшити область використання ® технології FLOX , зокрема, використовувати її і в низькотемпературних термічних печах для підвищення рівномірності нагріву. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 10 15 ® 1. Спосіб опалення нагрівальних печей на основі технології FLOX , який включає подачу палива та безполум'яне його окислення, який відрізняється тим, що як паливо використовують метанацетиленову суміш. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для низькотемпературних печей вміст ацетилену складає 3,8-10 %. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що для високотемпературних печей вміст ацетилену складає 3,8-18 %. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2