Спосіб спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику

Реферат: Спосіб спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику включає роздільну подачу газоподібного палива і повітря, змішування газоподібного палива і повітря і спалювання підготовленої газової суміші. Роздільну подачу газоподібного палива і повітря здійснюють у вигляді потоку газоподібного палива і двох потоків повітря: від вентилятора і від системи стислого повітря, при цьому змішування газоподібного палива і повітря здійснюють в два прийоми: спочатку в газоповітряному колекторі змішують потоки газоподібного палива і стислого повітря, а потім в циліндричному корпусі пальника здійснюють примусове змішування утвореної суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора, причому примусове змішування суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора в циліндричному корпусі пальника здійснюють турбулізацією останньої за рахунок пропускання суміші газоподібного палива і стислого повітря через розсікач, а спалювання утвореної в циліндричному корпусі пальника газової суміші здійснюють в двох і більше рядах інжекційних сопел, змонтованих на циліндричному корпусі пальника. UA 81953 U (12) UA 81953 U UA 81953 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів спалювання газу, зокрема до способів спалювання заздалегідь приготованої газової суміші, а саме до способів, в яких газоподібне паливо змішується з повітрям до зони згорання, і може бути використана в чорній металургії, зокрема для підігрівання агломераційної шихти у барабанних огрудкувачах при підготовці її до подальшого спікання на агломераційних машинах до горнів і в горнах агломераційних машин для запалення аглошихти на першій вакуум-камері з установкою пальника до горна і в самому горні агломашини. Відомий спосіб спалювання газоподібного палива [Патент RU № 2105244 СІ. МПК 6 F23D14/20, від 15.10.1996. Опубл.: 20.02.1998р.]. Відомий спосіб використовується в системах опалювання високотемпературних нагрівальних і термічних печей. Відомий спосіб спалювання палива включає роздільну подачу газу і повітря, наступне сумішоутворення в центральному каналі, додаткове перемішування газоповітряної суміші в камері згорання при обертанні останньої. Недоліками відомого способу спалювання газоподібного палива є: великі витрати газу на підігрівання агломераційної шихти у барабанних огрудкувачах при підготовці її до подальшого спікання на агломераційних машинах, а також на запалення аглошихти на першій вакуум-камері з установкою пальника до горна і в самому горні агломашини; - великі тепловтрати через верхню частину барабана за рахунок випромінювання від факела і за рахунок конвективного теплообміну із-за небажаного розігріву кожуха барабана; - погане утворення сумішей. Усе це веде до зниження ефективності попереднього підігрівання аглошихти відомим способом. Відомий також спосіб спалювання газоподібного палива [заявка на винахід RU 96120644 А. МПК 6F23D 14/20. Заявка: 96120644/06 від 15.10.1996. Дата публікації заявки: 27.08.1998.] Цей спосіб спалювання газоподібного палива здійснюють шляхом роздільної подачі газу і повітря, утворення сумішей в центральному каналі, при цьому газову суміш в камері згорання піддають примусовому перемішуванню, впливаючи на неї ребрами камери згорання при обертанні останньої. Цей спосіб спалювання газоподібного палива є найближчим аналогом до способу спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику, що заявляється. Недоліками цього способу спалювання газоподібного палива є: - великі витрати газу на підігрівання агломераційної шихти у барабанних οгрудкувачах при підготовці її до подальшого спікання на агломераційних машинах, а також на запалення аглошихти на першій вакуум-камері з установкою пальника до горна і в самому горні агломашини; - великі тепловтрати через верхню частину барабана за рахунок випромінювання від факела і за рахунок конвективного теплообміну із-за небажаного розігріву кожуха барабана; - погане утворення сумішей. Усе це веде до зниження ефективності попереднього підігрівання аглошихти цим способом. Відмінними ознаками найближчого аналога, які співпадають із способом спалювання газоподібного палива, що заявляється, в газовому багатосопловому пальнику, є: - роздільна подача газоподібного палива і повітря, змішування газоподібного палива і повітря - спалювання підготовленої газової суміші. Ознаки корисної моделі, що заявляється, які відрізняються від найближчого аналога: - роздільна подача газоподібного палива і повітря у вигляді потоку газоподібного палива і двох потоків повітря: від вентилятора і від системи стислого повітря; - змішування газоподібного палива і повітря в два прийоми: спочатку змішування в газоповітряному колекторі потоків газоподібного палива і стислого повітря, а потім примусове змішування в циліндричному корпусі пальника утвореної суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора; - примусове змішування суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора в циліндричному корпусі пальника за рахунок турбулізації останньої при пропусканні суміші газоподібного палива і стислого повітря через розсікач; - спалювання утвореного в циліндричному корпусі пальника газової суміші в двох і більше рядах інжекційних сопел, змонтованих на циліндричному корпусі пальника; - введення кисню в утворену газую суміш. В основу корисної моделі поставлено задачу за рахунок зменшення витрати газоподібного палива, зниження тепловтрат в довкілля і поліпшення утворення сумішей, підвищити 1 UA 81953 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 ефективність попереднього підігрівання аглошихти або запалення верхнього шару шихти до горна або в горні агломашини. Технічним результатом способу спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику є підвищення ступеню спалювання газоподібного палива, внаслідок чого підвищується ефективність попереднього підігрівання аглошихти або її запалення до горна або в горні агломашини. Поставлена задача вирішується тим, що в способі спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику, що включає роздільну подачу газоподібного палива і повітря, змішування газоподібного палива і повітря і спалювання підготовленої газової суміші, згідно з корисною моделлю, роздільну подачу газоподібного палива і повітря здійснюють у вигляді потоку газоподібного палива і двох потоків повітря: від вентилятора і від системи стислого повітря; - змішування газоподібного палива і повітря здійснюють в два прийоми: спочатку в газоповітряному колекторі змішують потоки газоподібного палива і стислого повітря, а потім в циліндричному корпусі пальника здійснюють примусове змішування утвореної суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора; - примусове змішування суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора в циліндричному корпусі пальника здійснюють турбулізацією останньої за рахунок пропускання суміші газоподібного палива і стислого повітря через розсікач; - спалювання утвореної в циліндричному корпусі пальника газової суміші здійснюють в двох і більше рядах інжекційних сопел, змонтованих на циліндричному корпусі пальника; - в утворену в циліндричному корпусі пальника газову суміш додатково вводять кисень. Суть корисної моделі полягає в наступному. При роздільній подачі газоподібного палива і повітря у вигляді потоку газоподібного палива і двох потоків повітря: від вентилятора і від системи стислого повітря, при змішуванні газоподібного палива і повітря в два прийоми: спочатку змішування в газоповітряному колекторі потоків газоподібного палива і стислого повітря, а потім примусове змішування в циліндричному корпусі пальника утвореної суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора, при примусовому змішуванні суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора в циліндричному корпусі пальника за рахунок турбулізації останньої при пропусканні суміші газоподібного палива і стислого повітря через розсікач, при спалюванні утвореного в циліндричному корпусі пальника газової суміші в двох і більше рядах інжекційних сопел, змонтованих на циліндричному корпусі пальника, а також при введенні в утворену в циліндричному корпусі пальника газову суміш додатково кисню, зменшується витрата газоподібного палива, знижуються тепловтрати в довкілля і покращується утворення суміші, що веде до підвищення ефективності спалювання газоподібного палива, тобто до досягнення вказаного технічного результату - підвищення ефективності попереднього підігрівання аглошихти або запалення шихти до горна або в горні агломашини. Застосування способу спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику, що заявляється, ілюструється наступними прикладами конкретного здійснення. Приклад 1. Початкове газоподібне паливо (природний газ, коксовий газ, коксодоменна суміш або 3 природно-коксодоменна суміш) з об'ємною витратою 250-500 м /годину під тиском 4000-6000 Па при температурі 20 °C подають по тракту, що підводить газ, в циліндричний корпус пальника. Швидкість руху потоку газоподібного палива, що подається, регулюють в межах 15-25 м/с. Одночасно в потік газоподібного палива, що подається, вводять стисле повітря з об'ємною 3 витратою 250-500 м /годину під тиском 2-5 атм при температурі 20 °С. Швидкість руху потоку стислого повітря, що подається, регулюють в межах 50-100 м/с (на виході з тракту, що підводить повітря). Об'ємна витрата змішуваних потоків газоподібного палива і стислого повітря 3 складає 450-700 м /годину, а швидкість руху регулюють в межах 20-25 м/с (перед розсікачем). При пропусканні змішуваних потоків газоподібного палива і стислого повітря через розсікач швидкість сумарного потоку доводять до 25-30 м/с. Пропусканням через розсікач інтенсифікують турбулізацію суміші газоподібного палива і стислого повітря. Сильно турбулізовану суміш виводять в циліндричний корпус пальника. Одночасно в циліндричний корпус пальника подають повітря вентилятора з об'ємною 3 витратою 800-1200 м /годину під тиском 6000-8000 Па при температурі 20 °С Швидкість руху потоку повітря вентилятора, що подається, підтримують в межах 20-25 м/с (перед площиною установки розсікача, тобто перед виходом турбулізованного потоку суміші газоподібного палива і стислого повітря). Об'ємна витрата змішуваних потоків газоподібного палива, стислого повітря і повітря вентилятора в циліндричному корпусі пальника регулюють в межах 1000 2 UA 81953 U 3 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1600 м /годину, тиск - в межах 6000-8000 Па, а швидкість руху - в межах 10-20 м/с (перед інжекційними пристроями для спалювання газової суміші). Утворену газову суміш виводять через інжекційні пристрої, де за рахунок інжекції відбувається регламентований підсос гарячих пічних газів. За допомогою інжекційних пристроїв здійснюють спалювання утвореної газової суміші. Швидкість газової суміші, що виводиться для спалювання, підтримують в межах 30-50 м/с. Газоподібне паливо в газовий пальник подають по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Подачу повітря вентилятора в газовий пальник здійснюють також по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Подачу стислого повітря здійснюють від цехового трубопроводу стислого повітря по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Приклад 2. Початкове газоподібне паливо (природний газ, коксовий газ, коксодоменна суміш або 3 природно-коксодоменна суміш) з об'ємною витратою 200-400 м /годину під тиском 40006000 Па при температурі 20 °C подають по тракту, що підводить газ, в циліндричний корпус пальника. Швидкість руху потоку газоподібного палива, що подається, регулюють в межах 1525 м/с. Одночасно в потік газоподібного палива, що подається, вводять стисле повітря з об'ємною 3 витратою 200 м /годину під тиском 2-4 атм при температурі 20 °C Швидкість руху потоку стислого повітря, що подається, регулюють в межах 50-80 м/с (на виході з тракту, що підводить повітря). Об'ємна витрата змішуваних потоків газоподібного палива і стислого повітря складає 3 400-600 м /годину, а швидкість руху регулюють в межах 20-25 м/с (перед розсікачем). При пропусканні змішуваних потоків газоподібного палива і стислого повітря через розсікач швидкість сумарного потоку доводять до 25-30 м/с. Пропусканням через розсікач інтенсифікують турбулізацію суміші газоподібного палива і стислого повітря. Сильно турбулізовану суміш виводять в циліндричний корпус пальника. Одночасно в циліндричний корпус пальника подають повітря вентилятора з об'ємною 3 витратою 400-800 м /годину під тиском 6000-8000 Па при температурі 20 °C. Швидкість руху потоку повітря вентилятора, що подається, підтримують в межах 20-25 м/с (перед площиною установки розсікача, тобто перед виходом турбулізованого потоку суміші газоподібного палива і стислого повітря). У утворену газову суміш газоподібного палива, стислого і вентиляторного повітря додатково 3 вводять кисень з об'ємною витратою 40-60 м /годину під тиском 6-8 атм при температурі 20 °C. Швидкість руху потоку кисню, що подається, підтримують в межах 40-50 м/с (у площині введення кисню за площиною установки розсікача). Об'ємна витрата змішуваних потоків газоподібного палива, стислого повітря, повітря 3 вентилятора і кисню в циліндричному корпусі пальника регулюють в межах 850-1450 м /годину, тиск - в межах 6000-8000 Па, а швидкість руху - в межах 10-20 м/с (перед інжекційними пристроями для спалювання газової суміші). Утворену газову суміш виводять через інжекційні пристрої, де за рахунок інжекції відбувається регламентований підсос гарячих пічних газів. За допомогою інжекційних пристроїв здійснюють спалювання утвореної газової суміші, Швидкість газової суміші, що виводиться для спалювання, підтримують в межах 30-50 м/с. Газоподібне паливо в газовий пальник подають по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Подачу повітря вентилятора в газовий пальник здійснюють також по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Подачу стислого повітря здійснюють від цехового трубопроводу стислого повітря по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Подачу кисню здійснюють від цехового трубопроводу стислого кисню також по трубі і металорукаву і регулюють шаровим краном. Приклад використання газоподібного палива, стислого повітря, повітря вентилятора здійснювався у барабані-огрудковувачі агломашини ПАТ "Алчевський металургійний комбінат". Приклад використання газоподібного палива, стислого повітря, повітря вентилятора, кисню здійснювався перед горном агломашини ПАТ "Алчевський металургійний комбінат". Використання корисної моделі (способу спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику), що заявляється, дозволить підвищити ефективність попереднього підігрівання аглошихти, або запалення верхнього шару шихти перед горном або в горні агломашини і підняти продуктивність агломашин. 3 UA 81953 U ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 5 10 15 1. Спосіб спалювання газоподібного палива в газовому багатосопловому пальнику, що включає роздільну подачу газоподібного палива і повітря, змішування газоподібного палива і повітря і спалювання підготовленої газової суміші, який відрізняється тим, що роздільну подачу газоподібного палива і повітря здійснюють у вигляді потоку газоподібного палива і двох потоків повітря: від вентилятора і від системи стислого повітря, при цьому змішування газоподібного палива і повітря здійснюють в два прийоми: спочатку в газоповітряному колекторі змішують потоки газоподібного палива і стислого повітря, а потім в циліндричному корпусі пальника здійснюють примусове змішування утвореної суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора, причому примусове змішування суміші газоподібного палива і стислого повітря з повітрям вентилятора в циліндричному корпусі пальника здійснюють турбулізацією останньої за рахунок пропускання суміші газоподібного палива і стислого повітря через розсікач, а спалювання утвореної в циліндричному корпусі пальника газової суміші здійснюють в двох і більше рядах інжекційних сопел, змонтованих на циліндричному корпусі пальника. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що в утворену в циліндричному корпусі пальника газову суміш додатково вводять кисень. 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 4