Газомазутний пальник для опалення мартенівської печі

1. Газомазутний пальник для опалення мартенівської печі, що містить газомазутний сопловий модуль для подачі мазуту і природного газу, та розташований нижче нього двоканальний сопловий блок для подачі інтенсифікатора (кисню та/або стислого повітря), який відрізняється тим, що осі газомазутного соплового модуля та сопел для подачі інтенсифікатора розташовані в одній вертикальній площині, причому відстані між осями газомазутного соплового блока, сопла першого каналу для подачі інтенсифікатора, а також сопла другого каналу для подачі інтенсифікатора визначені з співвідношень: L1 2,5 7,0; dівих,1 2 3 12691 4 При цьому регулювання параметрів факела В основу корисної моделі поставлено завданздійснюється за рахунок: 1) зміни положення мазуня вдосконалити газомазутний пальник для опатного сопла відносно мінімального перерізу сопла лення мартенівської печі, в якому за рахунок опдля подачі розпилювача першого ступеня; 2) зміни тимального розташування сопел каналів для положення мінімального перерізу сопла для подачі подачі інтенсифікатора відносно один одного, а розпилювача першого ступеня відносно вихідного також відносно газомазутного соплового модуля перерізу пальника, а також 3) зміни витрати інтендля подачі мазуту і природного газу, забезпечусифікатора через одноканальний сопловий блок ються оптимальна організація факела у робочому для його подачі. просторі печі, розширюються діапазон регулюванПроте, як свідчить досвід, регулювання полоня його параметрів ("жорсткості", далекобійності, ження мазутного сопла відносно мінімального пенастильності, температурного поля та інших) і морерізу сопла для подачі розпилювача, а також пожливості керування тепловим режимом в різномаложення мінімального перерізу сопла для подачі нітних шихтових та виробничих умовах, що дозворозпилювача відносно вихідного перерізу пальнилить підвищити стійкість газомазутних пальників ка в процесі експлуатації газомазутних пальників та склепіння печей, поліпшити їх теплову роботу, і, мартенівських печей, по-перше - трудомістка опеяк наслідок, зменшити собівартість сталі (за рахурація (потрібна спеціальна автоматика, ускладнюнок зниження питомих витрат палива та вогнетриється конструкція пальника), по-друге - має обмевів на її виплавлювання) і підвищити продуктивжені можливості. Звичайно мазутне сопло, та ність агрегатів (мартенівських печей). мінімальний переріз сопла для подачі розпилюваВирішення поставленого завдання досягаєтьча встановлюють в постійне положення, яке ввася за рахунок того, що у газомазутному пальнику жається оптимальним. для опалення мартенівської печі, який містить гаРегулювання параметрів факела за рахунок зо-мазутний сопловий модуль для подачі мазуту і зміни витрати інтенсифікатора через одноканальприродного газу, та розташований нижче нього ний сопловий блок для його подачі також обмежедвохканальний сопловий блок для подачі інтенсине, оскільки витрата кисню або стислого повітря в фікатора (кисню та/або стислого повітря), у відпоперше чергу визначається швидкістю окислення відності до корисної моделі, осі газомазутного сованни, зростанням її температури та іншими техплового модуля та сопел для подачі нологічними факторами. Крім того, при фіксованоінтенсифікатора розташовані в одній вертикальній му положенні осі одноканального соплового блоку площині, причому відстані між осями газомазутнодля подачі інтенсифікатора відносно осі газомазуго соплового блоку, сопла першого каналу для тного соплового модулю неможливо в широких подачі інтенсифікатора, а також сопла другого камежах впливати як на факел, так і на ванну (шлак, налу для подачі інтенсифікатора визначені з співметал) одночасно. L1 L 2,5 7,0; 1 і 2,0 6,0; відношень: dі Відомий газомазутний пальник для опалення dвих,12 вих ,1 мартенівської печі [2] - найближчий аналог, що де L1 - відстань між віссю газомазутного соплового містить газомазутний сопловий модуль для подачі модуля та віссю сопла першого каналу для подачі мазуту і природного газу, та розташований нижче інтенсифікатора, м; L2 - відстань між віссю сопла нього двохканальний сопловий блок для подачі першого каналу та віссю сопла другого каналу для інтенсифікатора (кисню та/або стислого повітря). При цьому за рахунок використання двохканаподачі інтенсифікатора, м; dівих,1 - діаметр вихідльного соплового блоку подача інтенсифікатора ного перерізу сопла першого каналу для подачі здійснюється по двом незалежним каналам, що суттєво розширює можливості регулювання параінтенсифікатора, м; dівих,12 dівих,1 dівих,2 - семетрів факела ("жорсткості", далекобійності, наредній гідравлічний діаметр вихідного перерізу стильності, температурного поля та інших), та, як сопел першого та другого каналів для подачі інтенаслідок, дозволяє підвищити ефективність тепломасообміну в робочому просторі мартенівської нсифікатора, м; dівих,2 - діаметр вихідного переріпечі та поліпшити її теплову роботу. Крім того, при зу сопла другого каналу для подачі інтенсифікатоцьому стає можливим використовувати інтенсифіра, м. катори двох різних типів, наприклад - кисню та А також сопла для подачі інтенсифікатора вистислого повітря. конані у вигляді конічних сопел Лаваля. Проте у вказаному технічному рішенні сопла Крім того конічні сопла Лаваля для подачі інканалів для подачі інтенсифікатора розташовані в тенсифікатора складаються з конфузора, дифузогоризонтальній площині, внаслідок чого можлира та перехідної циліндричної ділянки з довжиною, вість регулювання витрати інтенсифікатора (-ів) по L обома каналам обмежена, оскільки це призводить 0,1 0,3, яка визначена з співвідношення: ц L діф до "перекосу" окислювального потенціалу факела де Lц - довжина перехідної циліндричної ділянки та його температурного поля по ширині печі, неріконічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатовномірного окислювання, нагрівання ванни та нера, м; Lдіф - довжина дифузора конічних сопел Ларівномірного температурного поля склепіння печі. валя для подачі інтенсифікатора, м. При цьому підвищується вірогідність локального Крім того дифузори конічних сопел Лаваля для зносу склепіння, передньої та задньої стінок печі, подачі інтенсифікатора мають вихідні циліндричні складно керувати тепловим режимом печі та одділянки з довжиною, яка визначена з співвідноним з основних параметрів факела - його далекобійністю. 5 шення: L вих L діф 0,05 0,30, де Lвих - довжина вихідної циліндричної ділянки дифузорів конічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатора, м. Використання газомазутних пальників для опалення мартенівських печей з означеним вище взаємним розташуванням газомазутного соплового модуля для подачі мазуту і природного газу та сопел двохканального соплового блоку для подачі інтенсифікатора, дозволяє (в тому числі - при подачі різних інтенсифікаторів через канали соплового блоку та зміні їх витрати в широких межах) організовувати в робочому просторі печей факел раціональної структури (без "перекосів" температурного поля та окислювального потенціалу по ширині агрегату) з можливістю зміни його параметрів (в першу чергу - далекобійності та окислювального потенціалу відносно ванни) в широких межах. Використання конічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатора у робочий простір мартенівської печі дозволяє найбільш ефективно перетворювати енергію інтенсифікатора високого тиску у кінетичну енергію струменів, що формуються на виході з цих сопел. Використання конічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатора у робочий простір мартенівської печі з перехідною циліндричною ділянкою між їх конфузором та дифузором, довжина якої визначена з означеного вище співвідношення, дозволяє стабілізувати процес витікання потоків через ці сопла та надає струменям стійкість за рахунок "вирівнювання" профілю швидкостей потоку у соплі. Використання конічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатора у робочий простір мартенівської печі з вихідною циліндричною ділянкою, довжина якої визначена з означеного вище співвідношення, зменшує вірогідність ерозії ("розпалу") сопел при зменшуванні витрати інтенсифікатора відносно номінального значення, в тому числі - при коливаннях тиску інтенсифікатора перед газомазутним пальником. Крім того, при цьому зменшується тепловий потік з робочого простору мартенівської печі на поверхню вихідного перерізу сопел. Все це призводить до підвищення стійкості конічних сопел Лаваля для подачі інтенсифікатора, та, як наслідок, до стабілізації процесу витікання його струменів. L1 Якщо величина dівих,1 менша за нижню межу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку суттєво зменшується можливість регулювання параметрів факела за рахунок перерозподілу витрати інтенсифікатора по каналам його подачі через двохканальний сопловий блок. В цьому випадку внаслідок занадто близького розташування сопла верхнього каналу для подачі інтенсифікатора до газомазутного соплового модуля, потік інтенсифікатора через нього починає взаємодіяти з паливом близько до вихідного перерізу пальника, що суттєво скорочує факел. При цьому перерозподіл витрати інтенсифікатора по каналам дуже слабо впливає на далекобійність факела. 12691 6 Якщо величина L1 dівих,1 більша за верхню межу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку також суттєво зменшується можливість регулювання параметрів факела за рахунок перерозподілу витрати інтенсифікатора по каналам його подачі через двохканальний сопловий блок. В цьому випадку внаслідок занадто далекого розташування сопел каналів для подачі інтенсифікатора до газомазутного соплового модуля, потік інтенсифікатора через них дуже слабо впливає на параметри факела. Вплив потоку інтенсифікатора через нижній канал на параметри факела стає зовсім незначним. Крім того, в цьому випадку значно збільшуються конструктивні розміри пальника. L2 Якщо величина менша за нижню dі вих ,12 межу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку має місце сильна взаємодія струменів інтенсифікатора, які формуються на виході з сопел каналів двохканального соплового блоку, що суттєво звужує діапазон регулювання параметрів факела за рахунок перерозподілу витрати по каналам. При цьому, коли витрата інтенсифікатора через один канал менша за 20...30% його витрати через другий канал, потік, що витікає через сопло каналу х меншою витратою, ежектується у другий потік; це руйнує структуру факела та значно ускладнює керування його параметрами. L2 Якщо величина більша за верхню dі вих ,12 межу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку суттєво збільшуються конструктивні розміри пальника та ускладнюється його виготовлення. Крім того, має місце сильна взаємодія потоку інтенсифікатора з ванною печі, що призводить до її переокислювання. Також, суттєво зменшується можливість регулювання параметрів факела за рахунок подачі інтенсифікатора через двохканальний сопловий блок. L Якщо величина ц менша за нижню межу L діф з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку ефект стабілізації процесу витікання потоків інтенсифікатора через сопла двохканального соплового блоку за рахунок "вирівнювання" профілю швидкостей потоку у соплі практично не має місце. Крім того, при цьому ускладнюється конструктивна реалізація сопел внаслідок занадто малої довжини циліндричної ділянки між конфузором та дифузором. L Якщо величина ц більша за верхню меL діф жу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку суттєво збільшуються втрати тиску інтенсифікатора на тертя у соплах двохканального соплового блоку, має місце гальмування потоку інтенсифікатора та зменшення імпульсу потоків на виході з сопел. Якщо величина Lвих менша за нижню L діф межу з вищезгаданого діапазону значень, то в цьому випадку суттєво збільшується вірогідність 7 12691 8 ерозії сопел двохканального соплового блоку (наінтенсифікатора, dівих,12 dівих,1 dівих,2 - середній слідок відриву потоку кисню від стінок вихідної ділянки дифузора сопел) при зменшуванні витрати гідравлічний діаметр вихідного перерізу сопел 4, 6 інтенсифікатора відносно номінального значення, першого 5 та другого 7 каналів для подачі інтенв тому числі - при коливаннях тиску інтенсифікатосифікатора, м; dівих,2 - діаметр вихідного перерізу ра перед газомазутним пальником. Це призводить сопла 6 другого каналу 7 для подачі інтенсифікадо зниження стійкості конічних сопел Лаваля для тора, м. подачі інтенсифікатора. Крім того, при цьому Газомазутний пальник для опалення мартеускладнюється конструктивна реалізація сопел нівської печі, який надано на фіг.1-3, має сопла 4, внаслідок занадто малої довжини вихідної цилінд6 для подачі інтенсифікатора виконані у вигляді ричної ділянки. конічних сопел Лаваля. Lвих Якщо величина більша за верхню Газомазутний пальник для опалення мартеL діф нівської печі, який надано на фіг.2, 3, має конічні межу з вищезгаданого діапазону значень, то в сопла Лаваля для подачі інтенсифікатора з перецьому випадку суттєво збільшуються втрати енерхідною циліндричною ділянкою 8 між конфузором гії інтенсифікатора у соплах двохканального соп9 та дифузором 10 з довжиною, яка визначена з лового блоку, має місце гальмування та зменшенL ня імпульсу потоків на виході з сопел. 0,1 0,3, де Lц - довжина співвідношення: ц L діф Сутність корисної моделі пояснюється на перехідної циліндричної ділянки 8 конічних сопел фіг.1-3, де на фіг.1 - газомазутний пальник для Лаваля 4, 6 для подачі інтенсифікатора, м; Lдіф опалення мартенівської печі, який має газомазутдовжина дифузора 10 конічних сопел Лаваля 4, 6 ний сопловий модуль для подачі мазуту і природдля подачі інтенсифікатора, м. ного газу, тарозташований нижче нього двохканаГазомазутний пальник для опалення мартельний сопловий блок для подачі інтенсифікатора нівської печі, який надано на фіг.3, має конічні со(кисню та/або стислого повітря) з конічними соппла Лаваля 4, 6 для подачі інтенсифікатора з вихілами Лаваля; на фіг.2 - газомазутний пальник для дною циліндричною ділянкою 11 з довжиною, яка опалення мартенівської печі аналогічної конструкції, але конічні сопла Лаваля двохканального сопвизначена з співвідношення: Lвих 0,05 0,30, L діф лового блоку, які мають циліндричну ділянку між конфузором та дифузором; на фіг.3 - газомазутний де Lвих - довжина вихідної циліндричної ділянки 11 пальник для опалення мартенівської печі аналогідифузорів 10 конічних сопел Лаваля 4, 6 для почної конструкції, але конічні сопла Лаваля двохкадачі інтенсифікатора, м. нального соплового блоку, які мають циліндричну Пристрій працює таким чином. ділянку між конфузором та дифузором і вихідну Через мазутну трубу 12 в мазутне сопло 1 поциліндричну ділянку. дається мазут, який витікає через його вихідний Газомазутний пальник для опалення мартепереріз. Через кільцевий зазор між трубою 12 та нівської печі (див. фіг.1-3) містить газомазутний трубою подачі розпилювача першого ступеня 13 в сопловий модуль для подачі мазуту і природного сопло 2 подається розпилювач першого ступеня газу, який має два ступеня розпилення мазуту (по (природний газ, стисле повітря або водяний пар), першому ступеню може подаватися природний який взаємодіючи з мазутом, за допомогою пневгаз, стисле повітря або водяний пар, по другому матичного диспергування роздроблює його на дріприродний газ) та складається з мазутного сопла бні частинки (краплі). Суміш мазуту та розпилюва1, сопла 2 розпилювача першого ступеня та сопла ча першого ступеня, яка утворюється при цьому, 3 розпилювача другого ступеня. Нижче газомазутвитікає через вихідний переріз сопла 2, взаємодіє ного соплового модуля розташовано двохканальз розпилювачем другого ступеня (природним ганий сопловий блок для подачі інтенсифікатора зом), який через кільцевий зазор між трубою 13 та (кисню та/або стислого повітря), який має сопло 4 трубою подачі розпилювача другого ступеня 14 першого каналу 5, та сопло 6 другого каналу 7. подається в сопло 3. Через вихідний переріз сопла Причому осі газомазутного соплового модуля та 3 в робочий простір мартенівської печі витікає сусопел 4, 6 для подачі інтенсифікатора розташовані міш мазуту та його розпилювачів, яка взаємодіє з в одній вертикальній площині, причому відстані окиснювачем (з вентиляторним повітрям та інтенміж осями газомазутного соплового блоку, сопла 4 сифікатором) з утворенням факела. Через перший першого каналу 5 для подачі інтенсифікатора, а 5 та/або другий 7 канали двохканального сопловотакож сопла 6 другого каналу 7 для подачі інтенго блоку в сопла 4 та 6 подається інтенсифікатор сифікатора визначені з співвідношень: (кисень та/або стисле повітря), який витікає через L1 їх вихідний переріз та взаємодіє з факелом. При 2,5 7,0; L2 і 2,0 6,0; де L1 - відсdівих,1 dвих,12 цьому в робочому просторі мартенівської печі формується факел раціональної структури (без "петань між віссю газомазутного соплового модуля та рекосів" температурного поля та окислювального віссю сопла 4 першого каналу 5 для подачі інтенпотенціалу по ширині агрегату) з можливістю зміни сифікатора, м; L2 - відстань віссю сопла 4 першого його параметрів (в першу чергу - далекобійності та каналу 5 та віссю сопла 6 другого каналу 7 для окислювального потенціалу відносно ванни) в шиподачі інтенсифікатора, м; dівих,1 - діаметр вихідроких межах за рахунок: 1) зміни сумарної витрати інтенсифікатора через перший та другий канали ного перерізу сопла 4 першого каналу 5 для подачі при постійному співвідношенні витрат інтенсифіка 9 12691 10 тора через перший та другий канали; 2) зміни співноманітних шихтових та виробничих умовах, що відношенні витрат інтенсифікатора через перший дозволить підвищити стійкість газомазутних пальта другий канали при постійній сумарній витраті ників та склепіння печей, поліпшити їх теплову інтенсифікатора через перший та другий канали; роботу, і, як наслідок, зменшити собівартість сталі 3) зміни сумарної витрати інтенсифікатора через (за рахунок зниження питомих витрат палива та перший та другий канали за рахунок зміни витрати вогнетривів на її виплавлювання) і підвищити проінтенсифікатора через перший або другий канал. дуктивність агрегатів (мартенівських печей). Використання газомазутних пальників зазнаДжерела інформації: ченої конструкціїдля опалення мартенівських пе1. Лисиенко В.Г., Китаев Б.Й., Кокарев Н.И., чей за рахунок оптимального розташування сопел Капичев А.Г. Усовершенствование методов сжигаканалів для подачі інтенсифікатора відносно один ния мазута в мартеновских печах. - М.: Металлуродного, а також газомазутного соплового модуля гия, 1967. - 246с. для подачі мазуту і природного газу, забезпечить 2. Интенсификация выплавки качественных організацію факела раціональної структури у росталей с применением газо-мазутных горелок с бочому просторі печей, розширить діапазон регуповышенным газодинамических параметрами / лювання його параметрів ("жорсткості", далекобійРозин С.Е., Лисиенко В.Г., Фомин Н.А. и др. // ності, настильності, температурного поля та інших) Сталь. - 1977. - №8. - С.701-703. і можливості керування тепловим режимом в різ 11 Комп’ютерна верстка А. Рябко 12691 Підписне 12 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