Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь

Реферат: Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь містить робочу камеру, яка перекривається кришкою, систему регенераторів із насадкою з високорозвиненою поверхнею нагрівання, канали для відведення пічних газів із колодязя або для підведення гарячого повітря горіння до пальника у центрі повітряно-димової горловини колодязя, які з'єднані двома каналами з кульковими регенераторами та димові вікна в каналізованих стінах робочої камери, який відрізняється тим, що на бокових (не каналізованих) стінах колодязя рівномірно розміщені додаткові пальники в нижній його частині на відстані 0,15-0,35 висоти робочої камери від поду колодязя. UA 81581 U (54) ДВОЗОННИЙ РЕГЕНЕРАТИВНИЙ НАГРІВАЛЬНИЙ КОЛОДЯЗЬ UA 81581 U UA 81581 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь належить до галузі металургійної теплотехніки і застосовується переважно для нагрівання металу перед його механічною обробкою, а також може бути використаний в металургії, машинобудуванні і ряді інших галузей промисловості. Відома конструкція рекуперативного нагрівального колодязя з верхнім опаленням, в якому рівномірне нагрівання злитків забезпечується за рахунок організації двох зон опалення. Рекуперативний нагрівальний колодязь складається з робочої камери, яка перекривається кришкою, одного пальника, який розташований в торцевій стені рекуперативного нагрівального колодязя з верхнім опаленням, керамічного рекуператора для підігрівання повітря, що йде на спалювання палива, металевого петельного рекуператора для підігрівання палива перед його згорянням. В рекуперативному нагрівальному колодязі цієї конструкції спостерігається підвищена витрата палива, що пов'язано з малою ефективністю керамічного рекуператора та нерівномірність нагрівання металу по висоті злитків. Так верхня частина злитків нагріта на 3050 °C більше, ніж нижня. Крім цього існує нерівномірність нагрівання між окремими злитками, які знаходяться не в однакових умовах нагрівання завдяки їх різному розташуванню в робочій камері рекуперативного нагрівального колодязя з верхнім опаленням відносно пальника [Еринов А.Е. Исследование и совершенствование тепловой работы рекуперативных нагревательных колодцев с верхним отоплением А.Е. Еринов, Л.Н. Троценко, А.Т. Яковенко. Металлургическая теплотехника: Сборник научных трудов Национальной металлургической академии Украины. Том 7. - Днепропетровск: НМетАУ, 2002. - С. 110-115]. Найбільш близької до пропонованої корисної моделі по технічній суті і результату, що досягається, є конструкція регенеративного нагрівального колодязя з опаленням із центра подини, який складається з робочої камери, що перекривається кришкою, системи регенераторів із насадкою, що має високорозвинену поверхню нагрівання та призначена для високотемпературного підігрівання повітря для горіння і тривалість часу між перекиданням клапанів регенеративної системи опалення - 60-300 секунд; канали для відведення димових газів і для підведення гарячого повітря горіння. Пальник являє собою вертикальну газову трубу, яка має одне газове сопло та розташована у центрі повітряно-димової горловини регенеративного нагрівального колодязя. Повітряна та димова половина горловина з'єднані двома каналами з кульковими регенераторами, в яких здійснюється підігрівання повітря для спалювання палива. Полум'я, яке виходить з горловини, піднімається вгору, вдаряється об кришку колодязя, повертає вниз, омиває злитки та пічні гази йдуть за межі робочої камери регенеративного нагрівального колодязя крізь димову половину горловини та чотири димових вікна в каналізованих стінах робочої камери регенеративного нагрівального колодязя [Патент України № 42445 МПК С21D 9/70 опубл. Бюл. № 9, 15.10.2001 р.]. Ознаки найближчого аналога, які збігаються з істотними ознаками корисної моделі, що заявляється: робоча камера з кришкою, система регенераторів із високорозвиненою поверхнею насадки, тривалість часу між перекиданням клапанів регенеративної системи опалення - 60-300 секунд, канали, що поперемінно використовуються для відведення пічних газів з колодязя і підведення гарячого повітря для горіння, пальник та центральна повітряно-димова горловина з двома окремими каналами, чотири димових вікна в каналізованих стінах робочої камери для відведення пічних газів. Недоліком найближчого аналога є те, що, незважаючи на значну економію палива, високу рівномірність нагрівання в них злитків, низький, внаслідок організації рециркуляції димових газів у печі і зниження питомої витрати палива на нагрівання, питомий вихід NOx в атмосферу, при використанні таких регенеративних колодязів ще має місце нерівномірність нагрівання робочої камери регенеративного нагрівального колодязя по висоті в процесі його роботи на мінімальній тепловій потужності при роботі нагрівального колодязя на холостому ходу та у випадках вимушеної затримки видачі злитків в умовах неритмічної роботи прокатного стану. Це пов'язане з тим, що при зниженні витрати палива в нагрівальному колодязі до мінімального рівня та відповідного зниження витрати підігрітого в регенераторах повітря, що йде на горіння, суттєво зменшується питома енергія циркуляції паливо-повітряних струменів. Це призводить до зниження кратності рециркуляції пічних газів в робочої камері регенеративного нагрівального колодязя до одиниці. Відсутність внутрішньої рециркуляції пічних газів в робочому просторі колодязя, який працює з мінімальною тепловою потужністю, призводить до нерівномірності температурного поля по висоті робочої камери нагрівального колодязя. В основу корисної моделі поставлена задача, що полягає у забезпеченні рівномірного температурного поля у регенеративному нагрівальному колодязі з опаленням із центра подини під час його роботи на мінімальній тепловій потужності та у випадках затримки видачі злитків, 1 UA 81581 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 що нагріваються, та вимушеному їх знаходженню в робочої камері колодязя понад необхідного часу нагрівання, що має місто при неритмічної роботі прокатного стану. Поставлена задача вирішується тим, що в двозонному регенеративному нагрівальному колодязі, що містить робочу камеру, яка перекривається кришкою, систему регенераторів із насадкою з високорозвиненою поверхнею нагрівання, канали для відведення пічних газів із колодязя або для підведення гарячого повітря горіння до пальника у центрі повітряно-димової горловини колодязя, які з'єднані двома каналами з кульковими регенераторами та димові вікна в каналізованих стінах робочої камери, згідно з корисною моделлю, на бокових (не каналізованих) стінах колодязя рівномірно розміщені додаткові пальники в нижній його частині на відстані 0,15-0,35 висоти робочої камери від поду колодязя. Додаткові пальники призначені для внесення теплоти в нижню зону нагрівального колодязя при його роботі на мінімальній тепловій потужності, коли питомої енергії циркуляції паливоповітряних струменів не достатньо для забезпечення довжини траєкторії руху пічних газів по повному периметру робочого простору регенеративного нагрівального колодязя з кратністю рециркуляції більше одиниці. Згідно з корисною моделлю, на бокових (не каналізованих) стінах рівномірно розміщується вісім додаткових пальників (по чотири на кожній боковій стіні). При розміщенні додаткових пальників на висоті менше ніж 0,15 висоти від поду робочої камери двозонного регенеративного нагрівального колодязя є ризик потрапляння в пальники рідкого шлаку з подини. У випадку розміщення додаткових пальників на висоті більше ніж 0,35 висоти від поду робочої камери колодязя по висоті колодязя спостерігається нерівномірність температурного поля. Факти про наявність нової конструкції двозонного регенеративного нагрівального колодязя, який відрізняється тим, що на бокових (не каналізованих) стінах в нижньої зоні рівномірно розміщується додаткові пальники в нижній його частині на відстані 0,15-0,35 висоти робочої камери від поду колодязя, у сучасній техніці не виявлені. На кресленні показаний загальний вид двозонного регенеративного нагрівального колодязя. Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь, що заявляється, складається з робочої камери 1, в нижній зоні якої на відстані 2 не нижче 0,15 висоти робочої камери від поду печі та на відстані 3 не вище 0,35 висоти робочої камери від поду печі, розміщується вісім додаткових пальників 4 по чотири на кожній боковій стені. В центрі поду робочої камери двозонного нагрівального колодязя розташований основний пальник 5, що з'єднаний каналами з регенераторами, які мають насадку з високорозвиненою поверхнею нагрівання. Для відведення димових газів, що віддали теплоту металу, який нагрівається в двозонному регенеративному нагрівальному колодязі, використовується димова половина повітряно-димової горловини колодязя 8 та чотири бокових димових вікна 6 в каналізованих стінах колодязя. Робоча камера двозонного регенеративного нагрівального колодязя перекривається пересувною кришкою 7. Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь працює наступним чином. Відкривається пересувна кришка 7 та в робочу камеру 1 двозонного регенеративного нагрівального колодязя завантажується метал, що призначений для нагрівання. Після закриття пересувної кришки починається процес нагрівання завантаженого в робочу камеру метала. Основний пальник 5 вносить у робочу камеру колодязя 1 газоподібне паливо, яке згоряє з підігрітим в регенераторах повітрям, що подається в повітряну половину повітряно-димової горловини 8. Після того, як дим, що йде по петельній траєкторії в робочій камері колодязя 1, віддає тепло злиткам, продукти згоряння залишають робочий простір через димову половину повітряно-димової горловини 8 та через чотири димових вікна в каналізованих стінах робочої камери 6. У випадку, коли злитки вже нагрілися до заданого температурного стану, але в силу деяких причин не були вивантажені з колодязя, через основний пальник 5 подають мінімальну витрату пального та включають вісім додаткових пальників 4 - по чотири на кожній боковій стені. Теплову потужність цих додаткових пальників 4 в нижньої зоні колодязя регулюють таким чином, щоб підтримувати рівномірний температурний стан по висоті робочої камери двозонного регенеративного нагрівального колодязя 1. Таким чином, наявність додаткових пальників в нижньої зоні робочої камери двозонного регенеративного нагрівального колодязя сприяє забезпечення рівномірного температурного поля у двозонному регенеративному нагрівальному колодязю під час його роботи на мінімальній тепловій потужності та у випадках затримки видачі злитків, що нагріваються. Застосування заходів, представлених у заявці, в порівнянні із прототипом дозволяє поліпшити наступні показники: збільшити рівномірність нагрівання металу на 5-10 %, по висоті робочої камери двозонного регенеративного нагрівального колодязя у випадках його роботи на мінімальній тепловій потужності, завдяки застосуванню додаткових пальників в нижньої зоні; 2 UA 81581 U поліпшити умови експлуатації вогнетривів робочої камери двозонного регенеративного нагрівального колодязя за рахунок рівномірного розподілення теплоти по її висоті. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 Двозонний регенеративний нагрівальний колодязь, що містить робочу камеру, яка перекривається кришкою, систему регенераторів із насадкою з високорозвиненою поверхнею нагрівання, канали для відведення пічних газів із колодязя або для підведення гарячого повітря горіння до пальника у центрі повітряно-димової горловини колодязя, які з'єднані двома каналами з кульковими регенераторами та димові вікна в каналізованих стінах робочої камери, який відрізняється тим, що на бокових (не каналізованих) стінах колодязя рівномірно розміщені додаткові пальники в нижній його частині на відстані 0,15-0,35 висоти робочої камери від поду колодязя. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 3