Газовий пальник

1. Газовий пальник, що містить повітропідвідний корпус і паливну трубу, який відрізняється тим, що має спеціальне сопло-дросель, виконане у вигляді циліндричної насадки із центральним і периферійним соплами, містить камеру попереднього змішування газу і повітря між торцевими зрізами повітропідвідного корпусу і газового сопла у вигляді прямого порожнистого циліндра, причому довжина камери попереднього змішування складає 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. 2. Газовий пальник за п. 1, який відрізняється тим, що центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора з розрахунковим кутом нахилу з кільцевим стабілізатором на його кінці. 3. Газовий пальник за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що периферійне газове сопло виконане у вигляді щілинного розсікача-завихрювача з розрахунковими каналами прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу для інжекції гарячого повітря по спеціальних розрахункових каналах прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу, з'єднаними з камерою попереднього змішування газу та повітря і (або) з камерою спалювання палива, і (або) з робочим простором печі. 4. Газовий пальник за пп. 2, 3, який відрізняється тим, що по центральному газовому соплу газ здійснює прямоструминний рух, а по периферійному тангенціальний. CM Корисна модель відноситься до пристроїв для спалювання газоподібного палива й може бути використана в металургійних печах й інших теплотехнічних агрегатах. Відомі пальники типу «труба в трубі» призначені для установки в нагрівальних печах для нагрівання металу й інших матеріалів. Вищевказані пальники мають корпус, який підводить повітря, із паливною трубою, що служить для підведення газоподібного палива через звужуюче сопло [А.С. СРСР №1599620, кл. F23D14/70]. Основними недоліками даних пальників є: 1. Малий діапазон регулювання для забезпечення необхідних параметрів факела. згоряння. Найбільш близьким за технічною сутністю та ефектом, що досягається, до об'єкту, який заявляється, відноситься пальник низького тиску із примусовою подачею повітря (ГНП) [«Справочник конструктора печей прокатного производства» А.Л. Бергауз и др., том 1, М, «Металлургия», 1970, стр.373]. До недоліків відомого технічного рішення можна віднести: 1. Необхідність подачі підвищеної кількості повітря ( =1,15-1,2). 2. Розпал частини пальника й навколишньої кладки в результаті високих температур поблизу Ю О льникового пристрою, розширення межі регулювання теплової потужності залежно від необхідної продуктивності теплотехнічного агрегату шляхом модернізації конструкції газового пальника, що дозволить значно економити паливо. Зазначена задача вирішується тим, газовий пальник, що містить повітропідвідний корпус і паливну трубу, згідно корисної моделі має спеціальне сопло - дросель, виконане у вигляді циліндричної насадки із центральним і периферійним соплами, містить камеру попереднього змішування газу і повітря між торцевими зрізами повітропідвідного корпусу І газового сопла у вигляді прямого порожнистого циліндра, причому довжина камери попереднього змішування складає 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора з розрахунковим кутом нахилу з кільцевим стабілізатором на його кінці. Периферійне газове сопло виконане у вигляді щілинного розсікача - завихрювача з розрахунковими каналами прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу для інжекції гарячого повітря по спеціальних розрахункових каналах прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу, з'єднаними з камерою попереднього змішування газу та повітря і (або) з камерою спалювання палива, і (або) з робочим простором печі. По центральному газовому соплу рух газу має прямо струминний рух, а по периферійному - тангенціальний. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора, периферійне - у вигляді розсікача завихрювача з каналами (щілинами), розташованими під кутом 30-45° до осі пальника. Струмені газу, проходячи по каналах розсікача - завихрювача, на виході із сопла здобувають закручений (тангенціальний) характер руху стосовно осі пальника. Крім того, між торцевим зрізом повітропідвідного корпусу пальника і торцевим зрізом газового сопла виконана камера попереднього змішування газу й повітря Наявність камери попереднього змішування в конструкції пропонованого пальника забезпечує ефективне змішування газу з окислювачем у початковому періоді змішування газоповітряної суміші, наслідком чого є підвищення її якості. Довжина шляху попереднього перемішування палива з повітрям відповідає довжині камери попереднього змішування, що перебуває в межах 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. Відхилення довжини шляху попереднього змішування у бік зменшення приводить до погіршення якості підготовки суміші, а її збільшення приводить до можливості загоряння суміші в камері попереднього змішування. У результаті вищевказаних параметрів пальникового пристрою досягається необхідна повнота спалювання палива й зниження викидів шкідливих ппмІшпк вання газу з повітрям. Крім того, ці канали (щілини) розсікача - завихрювача за допомогою спеціальних каналів - інжекторів зв'язані з камерою попереднього змішування і (або) з робочим простором печі, що також позитивно впливає на якість підготовки газоповітряної суміші, внаслідок часткової карбюризації (інжекції) гарячого повітря газовими струменями розсікача - завихрювача. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора зі стабілізуючим кільцем на виході, що забезпечує оптимальний кут розкриття факела і його оптимальну довжину. Повітря подається по зазору між паливною трубою і повітропідвідний корпусом, проходячи через лопаті завихрювача, дробиться на струмені, одержуючи при цьому тангенціальне прискорення, як і газ, що надходить по периферії сопла. Це також сприятливо позначається на якості підготовки паливної' суміші, сприяє зниженню вмісту шкідливих домішок, зокрема СО й NOx, у продуктах згоряння палива. Ефективне змішування газу з повітрям забезпечує повне економічне згоряння палива із широким діапазоном регулювання теплової потужності. На Фіг. представлена схема газового пальника, що заявляється Пальник містить повітропідвідний корпус 1, установлену по його осі паливну трубу 2 із газовим соплом - дроселем 3, що розділяє подачу газового потоку по центру пальника через центральне сопло 4 і по периферії через канали (щілини) розсікача 5 з інжектуючими каналами 6 На газовій трубі 2 встановлений завихрювач повітряного потоку 7. Внутрішня поверхня повітропідвідного корпусу з боку його вихідної частини і торцевої частини сопла є камерою попереднього змішування 8. Газовий пальник працює таким чином: газ надходить по паливній трубі 2, розділяючись на два потоки: по центру пальника через центральне газове сопло 4 і по периферії' через канали (щілини) розсікача - завихрювача 5, здобуваючи тангенціальний (закручений) рух. Газові струмені, проходячи через канали (щілини) розсікачазавихрювача 5 за рахунок своєї енергії створюють розрідження, й тим самим відбувається регламентоване підсмоктування гарячих продуктів згоряння через інжектуючі канали 6. Повітря подається по зазору між паливною трубою 2 і повітропідвідний корпусом 1. Проходячи через лопатевий завихрювач, повітря одержує тангенціальний напрямок. Перед виходом паливно-повітряної суміші з пальника відбувається змішування газу та повітря в камері попереднього змішування 8, що у свою чергу сприятливо позначається на якості спалювання палива. Запропоновані газові пальники були випробувані та працюють у цей час на ВАТ «КриворіжсUQ arnсі*«anгаї .і» МпМп/1 Комп'ютерна верстка В Мацело УКРАЇНА (19) UA (11)10572 (із) U (51)7 F23D14/70 МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ ДЕРЖАВНИЙ ДЕПАРТАМЕНТ ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ ОПИС ДО ДЕКЛАРАЦІЙНОГО ПАТЕНТУ НА КОРИСНУ МОДЕЛЬ видається під відповідальність власника патенту (54) ГАЗОВИЙ ПАЛЬНИК 1 (21)u200504687 (22) 19.05.2005 (24)15.11.2005 (46) 15.11.2005, Бюл. № 1 1 , 2005 р. (72) Шеремет Володимир Олександрович, Кекух Анатолій Володимирович, Волков Володимир Пилипович, Сергатов Віктор Олександрович, Сміяненко Ігор Миколайович, Романенко Володимир Ілліч, Орел Григорий Іванович, Сапунов Андрій Вікторович (73) ВІДКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "КРИВОРІЗЬКИЙ ГІРНИЧО-МЕТАЛУРГІЙНИЙ КОМБІНАТ "КРИВОРІЖСТАЛЬ" (57) 1. Газовий пальник, що містить повітропідвідний корпус і паливну трубу, який відрізняється тим, що має спеціальне соплс—дросель, виконане у вигляді циліндричної насадки із центральним і периферійним соплами, містить камеру попереднього змішування газу і повітря між торцевими зрізами повітропідвідного корпусу і газового сопла у вигляді прямого порожнистого циліндра, причому довжина камери попереднього змішування складає 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. 2. Газовий пальник за п. 1, який відрізняється тим, що центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора з розрахунковим кутом нахилу з кільцевим стабілізатором на його кінці. 3. Газовий пальник за пп. 1, 2, який відрізняється тим, що периферійне газове сопло виконане у вигляді щілинного розсікача-завихрювача з розрахунковими каналами прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу для інжекції гарячого повітря по спеціальних розрахункових каналах прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу, з'єднаними з камерою попереднього змішування газу та повітря і (або) з камерою спалювання палива, і (або) з робочим простором печі. 4. Газовий пальник за пп. 2, 3, який відрізняється тим, що по центральному газовому соплу газ здійснює прямоструминний рух, а по периферійному тангенціальний. ео CM Ю Корисна модель відноситься до пристроїв для спалювання газоподібного палива й може бути використана в металургійних печах й інших теплотехнічних агрегатах. Відомі пальники типу «труба в трубі» призначені для установки в нагрівальних печах для нагрівання металу й інших матеріалів. Вищевказані пальники мають корпус, який підводить повітря, із паливною трубою, що служить для підведення газоподібного палива через звужуюче сопло [А.С. СРСР №1599620, кл. F23D14/70]. Основними недоліками даних пальників є: 1. Малий діапазон регулювання для забезпечення необхідних параметрів факела. 2. Для забезпечення повного спалювання газу необхідно подавати повітря на 15-20% більше теоретичного, що приводить до перевитрати палива й утворенню підвищеного вмісту NOx у продуктах згоряння. Найбільш близьким за технічною сутністю та ефектом, що досягається, до об'єкту, який заявляється, відноситься пальник низького тиску із примусовою подачею повітря (ГНП) [«Справочник конструктора печей прокатного производства» А.Л. Бергауз и др., том 1, М, «Металлургия», 1970, стр.373]. До недоліків відомого технічного рішення можна віднести: 1. Необхідність подачі підвищеної кількості повітря ( =1,15-1,2). 2. Розпал частини пальника й навколишньої кладки в результаті високих температур поблизу пальника при знижених тиску й витратах газоподібного палива. 3. Відрив факела при підвищених тиску й витратах палива. О) Таким чином, зазначені недоліки відомих пальникових пристроїв типу «труба в трубі» роблять їх ненадійними в роботі. В основу корисної моделі поставлено задачу підвищення економічності, надійності роботи пальникового пристрою, розширення межі регулювання теплової потужності залежно від необхідної продуктивності теплотехнічного агрегату шляхом модернізації конструкції газового пальника, що дозволить значно економити паливо. Зазначена задача вирішується тим, газовий пальник, що містить повітропідвідний корпус і паливну трубу, згідно корисної моделі має спеціальне сопло - дросель, виконане у вигляді циліндричної насадки із центральним і периферійним соплами, містить камеру попереднього змішування газу і повітря між торцевими зрізами повітропідвідного корпусу і газового сопла у вигляді прямого порожнистого циліндра, причому довжина камери попереднього змішування складає 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора з розрахунковим кутом нахилу з кільцевим стабілізатором на його кінці. Периферійне газове сопло виконане у вигляді щілинного розсікача - завихрювача з розрахунковими каналами прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу для інжекції гарячого повітря по спеціальних розрахункових каналах прямокутного і (або) квадратного, і (або) круглого перерізу, з'єднаними з камерою попереднього змішування газу та повітря і (або) з камерою спалювання палива, і (або) з робочим простором печі. По центральному газовому соплу рух газу має прямо струминний рух, а по периферійному - тангенціальний. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора, периферійне - у вигляді розсікача завихрювача з каналами (щілинами), розташованими під кутом 30-45° до осі пальника. Струмені газу, проходячи по каналах розсікача - завихрювача, на виході із сопла здобувають закручений (тангенціальний) характер руху стосовно осі пальника. Крім того, між торцевим зрізом повітропідвідного корпусу пальника і торцевим зрізом газового сопла виконана камера попереднього змішування газу й повітря. Наявність камери попереднього змішування в конструкції пропонованого пальника забезпечує ефективне змішування газу з окислювачем у початковому періоді змішування газоповітряної суміші, наслідком чого є підвищення її якості. Довжина шляху попереднього перемішування палива з повітрям відповідає довжині камери попереднього змішування, що перебуває в межах 0,08-0,1 довжини повітропідвідного корпусу. Відхилення довжини шляху попереднього змішування у бік зменшення приводить до погіршення якості підготовки суміші, а її збільшення приводить до можливості загоряння суміші в камері попереднього змішування. У результаті вищевказаних параметрів пальникового пристрою досягається необхідна повнота спалювання палива й зниження викидів шкідливих домішок в атмосферу. Газове сопло - дросель пальника виконане як циліндрична насадку із центральним соплом і периферійним соплом із каналами (щілинами) розсі 10572 кача - завихрювача для проходу газу по периферії. Канали (щілини) виконані під кутом 30-45° до осі пальника і призначені для розбивання газового периферійного струменя на дрібні закручені газові струмені, що у свою чергу істотно поліпшує змішування газу з повітрям. Крім того, ці канали (щілини) розсікача - завихрювача за допомогою спеціальних каналів - інжекторів зв'язані з камерою попереднього змішування і (або) з робочим простором печі, що також позитивно впливає на якість підготовки газоповітряної суміші, внаслідок часткової карбюризації (інжекції) гарячого повітря газовими струменями розсікача - завихрювача. Центральне газове сопло виконане у вигляді конфузора зі стабілізуючим кільцем на виході, що забезпечує оптимальний кут розкриття факела і його оптимальну довжину. Повітря подається по зазору між паливною трубою і повітропідвідний корпусом, проходячи через лопаті завихрювача, дробиться на струмені, одержуючи при цьому тангенціальне прискорення, як і газ, що надходить по периферії сопла. Це також сприятливо позначається на якості підготовки паливної суміші, сприяє зниженню вмісту шкідливих домішок, зокрема СО й NOx, у продуктах згоряння палива. Ефективне змішування газу з повітрям забезпечує повне економічне згоряння палива із широким діапазоном регулювання теплової потужності. На Фіг. представлена схема газового пальника, що заявляється. Пальник містить повітропідвідний корпус 1, установлену по його осі паливну трубу 2 із газовим соплом - дроселем 3, що розділяє подачу газового потоку по центру пальника через центральне сопло 4 і по периферії через канали (щілини) розсікача 5 з інжектуючими каналами 6. На газовій трубі 2 встановлений завихрювач повітряного потоку 7. Внутрішня поверхня повітропідвідного корпусу з боку його вихідної частини і торцевої частини сопла є камерою попереднього змішування 8. Газовий пальник працює таким чином: газ надходить по паливній трубі 2, розділяючись на два потоки: по центру пальника через центральне газове сопло 4 і по периферії через канали (щілини) розсікача - завихрювача 5, здобуваючи тангенціальний (закручений) рух. Газові струмені, проходячи через канали (щілини) розсікачазавихрювача 5 за рахунок своєї енергії створюють розрідження, й тим самим відбувається регламентоване підсмоктування гарячих продуктів згоряння через інжектуючі канали 6. Повітря подається по зазору між паливною трубою 2 і повітропідвідний корпусом 1. Проходячи через лопатевий завихрювач, повітря одержує тангенціальний напрямок. Перед виходом паливно-повітряної суміші з пальника відбувається змішування газу та повітря в камері попереднього змішування 8, що у свою чергу сприятливо позначається на якості спалювання палива. Запропоновані газові пальники були випробувані та працюють у цей час на ВАТ «Криворіжсталь» на агломераційних машинах №№4, 3, 2 агломераційного цеху металургійного виробництва. У результаті випробувань отримана економія палива до 35-40%. 10572 Фіг. 1 Комп ютерна верстка В Мацело 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 - 4 2 , 01601