RU2061536C1

RU2061536C1 - Gas mixer

Info

Publication number: RU2061536C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Трофимович Бузоверя; Александр Самуилович Янковский; Михаил Фомич Марьясов; Анатолий Владимирович Польщиков; Александр Григорьевич Поторока; Раиса Александровна Ерешко; Петр Карпович Шарапов
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Западно-Сибирский металлургический комбинат"
Priority date: 1990-07-19
Filing date: 1990-07-19
Publication date: 1996-06-10

Abstract

FIELD: power engineering, particular, devices for ejection, mixing and supply of gaseous fuel to technological units; applicable in metallurgical industry for blowing in blast furnace hearth, for instance, of mixture of natural and coke gases with provision of its preset regulated ratio of gas mixture components and reduction of gas mixer loading. SUBSTANCE: gas mixer has pipeline supplying working gas with central nozzle, receiving chamber with periphery feed and mixing chamber installed coaxially with central nozzle. Nozzle outlet is made of, at least, three conical sectors installed for radial movement relative to nozzle axis and provided with drive for sectors separation. Conical sectors are interconnected between one another by means of flexible tie or cover plates. Sector gates are installed around the central nozzle and provided with drive for their displacement. Receiving chamber is connected with pipeline supplying working gas. EFFECT: higher efficiency. 5 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетической технике, в частности к устройствам для эжектирования, смешивания и подачи газообразного топлива к технологическим агрегатам, и может быть использовано в металлургической промышленности для вдувания в горн доменной печи, например, смесей природного и коксового газов, природного и колошникового, коксового и колошникового, природного и кислорода или дутья с различным содержанием кислорода и т.п. The invention relates to energy technology, in particular to devices for ejection, mixing and supply of gaseous fuel to technological units, and can be used in the metallurgical industry for blowing in a furnace a blast furnace, for example, mixtures of natural and coke oven gases, natural and blast furnace, coke oven and blast furnace, natural and oxygen or blast with different oxygen content, etc.

Известен смеситель, содержащий приемную камеру с центральным соплом, распределенными по окружности периферийными соплами, и смесительную камеру, соосно установленную с центральным соплом, при этом оси периферийных сопел сходятся под острым углом внутри смесительной камеры. A known mixer containing a receiving chamber with a Central nozzle distributed around the circumference of the peripheral nozzles, and a mixing chamber coaxially mounted with the Central nozzle, while the axis of the peripheral nozzles converge at an acute angle inside the mixing chamber.

Недостаток известного смесителя при применении его на доменной печи заключается в том, что он не обеспечивает стабильного состава смеси газов при изменении расходов ее компонентов и меняющемся перепаде давления на соплах, что приводит к повышению расхода топлива на выплавку чугуна и низкой устойчивости работы смесителя. A disadvantage of the known mixer when used on a blast furnace is that it does not provide a stable composition of the gas mixture when the flow rates of its components and the pressure drop across the nozzles change, which leads to an increase in fuel consumption for cast iron smelting and low stability of the mixer.

В качестве прототипа взят известный смеситель, содержащий приемную камеру, центральное сопло с распределительными по окружности периферийными соплами и смесительную камеру, соосно установленную с центральным соплом, при этом периферийные сопла имеют оси, сходящиеся под острым углом внутри смесительной камеры, отношение угла между осью смесителя и осью каждого из боковых сопел к углу раскрытия сопла равно 1-2,5. As a prototype, a well-known mixer is used, comprising a receiving chamber, a central nozzle with peripheral nozzles distributing around the circumference, and a mixing chamber coaxially mounted with the central nozzle, while the peripheral nozzles have axes converging at an acute angle inside the mixing chamber, the angle ratio between the axis of the mixer and the axis of each of the side nozzles to the nozzle opening angle is 1-2.5.

Недостатком известного смесителя является то, что данная конструкция не обеспечивает заданного регулируемого соотношения и расхода смеси газов при изменяющихся расходах компонентов. При изменяющихся расходах газа не обеспечивается постоянство условий всасывания из-за непостоянства скоростей истечения и создаваемого разрежения, что приводит к повышению расхода топлива на выплавку чугуна и ухудшает работоспособность смесителя вплоть до прекращения всасывания подмешиваемого компонента. A disadvantage of the known mixer is that this design does not provide a predetermined adjustable ratio and flow rate of the gas mixture with varying flow rates of the components. With varying gas flow rates, the suction conditions are not constant due to inconsistent flow rates and created vacuum, which leads to an increase in fuel consumption for pig iron smelting and impairs the performance of the mixer until the mixing component is sucked off.

Цель изобретения обеспечение заданного регулируемого соотношения компонентов смеси газов и повышение работоспособности устройства. The purpose of the invention is to provide a given adjustable ratio of the components of the gas mixture and to increase the operability of the device.

Поставленная цель достигается тем, что в смесителе газов, содержащем трубопровод подачи рабочего газа с центральным соплом, приемную камеру с периферийным подводом и смесительную камеру, установленную соосно с центральным соплом, согласно изобретению, выходной конец сопла выполнен из не менее трех конических секторов, установленных с возможностью радиального перемещения относительно оси сопла и снабженных приводом их разведения. This goal is achieved in that in a gas mixer containing a working gas supply pipe with a central nozzle, a receiving chamber with a peripheral supply and a mixing chamber mounted coaxially with the central nozzle, according to the invention, the outlet end of the nozzle is made of at least three conical sectors installed with the possibility of radial movement relative to the axis of the nozzle and equipped with a drive for their dilution.

При этом конические секторы соединены между собой, например, эластичной связкой или накладками; вокруг центрального сопла установлены секторные заслонки, снабженные приводом их перемещения; приемная камера соединена с трубопроводом подачи рабочего газа. In this case, the conical sectors are interconnected, for example, by an elastic ligament or overlays; sector shutters are installed around the central nozzle, equipped with a drive for their movement; the receiving chamber is connected to the working gas supply pipe.

Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию изобретения "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criteria of the invention of "novelty." In the study of other known technical solutions in the art, the features that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

На фиг.1 представлен смеситель газов, общий вид; на фиг.2 разрез А-А на фиг.1. Figure 1 presents the gas mixer, General view; figure 2 section aa in figure 1.

Смеситель содержит центральное сопло 1, выполненное из трех и более конических секторов 2 с возможностью радиального перемещения в пределах их наклона к продольной оси сопла, соединенных между собой, например, эластичной связкой или накладками и связанных кинематически с приводом (на черт. не показаны), приемную камеру 3 с периферийным подводом, смесительную камеру 4, установленную с центральным соплом. Вокруг центрального сопла установлены секторные заслонки 5, связанные с приводом (на черт. не показано). Приемная камера 3 сообщается с трубопроводом рабочего газа 6 при помощи дополнительного трубопровода 7. К приемной камере подведен трубопровод эжектируемого газа 8. Смеситель заканчивается диффузором смесительной камеры 9. The mixer comprises a central nozzle 1 made of three or more conical sectors 2 with the possibility of radial movement within their inclination to the longitudinal axis of the nozzle, interconnected, for example, by an elastic ligament or overlays and kinematically connected with the drive (not shown in the drawing), a receiving chamber 3 with a peripheral inlet; a mixing chamber 4 mounted with a central nozzle. Around the central nozzle, sectorial dampers 5 are connected associated with the actuator (not shown in the drawing). The receiving chamber 3 communicates with the working gas pipeline 6 by means of an additional pipeline 7. An ejected gas pipeline 8 is connected to the receiving chamber. The mixer ends with a diffuser of the mixing chamber 9.

Смеситель работает следующим образом. The mixer operates as follows.

По трубопроводу 6 рабочий газ через центральное сопло 1 подают в смесительную камеру 4. Под эжектируемым действием струи рабочего газа через трубопровод 8 и приемную камеру 3 подсасывается в смесительную камеру 4 эжектируемый газ. В смесительной камере 4 газы смешиваются, после чего смесь газов определенного состава поступает в диффузор 8 смесительной камеры и далее по газопроводу к потребителю, например, к коллектору для подачи на фурмы доменной печи (на черт.не показано). Давление эжектируемого газа в ходе его поступления по трубопроводу может изменяться от 0,06 до 0,12 атм. Для поддержания его содержания в смеси на заданном уровне используют секторные заслонки 5. В случае возникновения необходимости снижения доли эжектируемого газа ниже предела, обеспечивающего характеристиками смесителя, через трубопровод 7 вводится рабочий газ, давление которого снижено до давления эжектируемого на дросселях и задвижке (на черт. не показано). По технологии требуется изменять расход топливной добавки (в нашем случае смеси газов). При снижении расхода ниже оптимального скорость истечения рабочего газа и разрежения в смесительной камере будет падать, т.е. рабочий газ может пойти в магистраль эжектируемого газа. Для исключения этого положения центральное сопло выполнено с изменяющимся сечением, например, составным из не менее трех конусных секторов с возможностью радиального перемещения в пределах их наклона к продольной оси сопла от 5 до 13^o, в результате чего струя не отрывается от стенки сопла. Соединение конических секторов при помощи эластичной связки или накладок способствует более плотному их соединению и более рациональной организации потоков рабочего и эжектируемого газов.Through the pipeline 6, the working gas through the Central nozzle 1 is fed into the mixing chamber 4. Under the ejected action of the jet of working gas through the pipe 8 and the receiving chamber 3, the ejected gas is sucked into the mixing chamber 4. In the mixing chamber 4, the gases are mixed, after which a mixture of gases of a certain composition enters the diffuser 8 of the mixing chamber and then through the gas pipeline to the consumer, for example, to a manifold for supplying to the tuyeres of a blast furnace (not shown). The pressure of the ejected gas during its flow through the pipeline can vary from 0.06 to 0.12 atm. To maintain its content in the mixture at a predetermined level, sectorial shutters 5 are used. If it becomes necessary to reduce the fraction of ejected gas below the limit that provides the characteristics of the mixer, a working gas is introduced through line 7, the pressure of which is reduced to the pressure of the ejected gas on the throttles and gate valve (to hell. not shown). According to technology, it is required to change the fuel additive consumption (in our case, a mixture of gases). When the flow rate decreases below the optimum, the flow rate of the working gas and rarefaction in the mixing chamber will decrease, i.e. working gas can go to the ejected gas line. To eliminate this position, the central nozzle is made with a varying cross section, for example, composed of at least three cone sectors with the possibility of radial movement within their inclination to the longitudinal axis of the nozzle from 5 to 13 ^o , as a result of which the jet does not come off the nozzle wall. The connection of the conical sectors with the help of an elastic ligament or pads contributes to a more dense connection and a more rational organization of the flow of working and ejected gases.

Предлагаемая конструкция смесителя газов имеет повышенную работоспособность и обеспечивает заданное регулируемое соотношение компонентов смеси газов. The proposed design of the gas mixer has increased performance and provides a given adjustable ratio of the components of the gas mixture.

Claims

1. A gas mixer containing a working gas supply pipe with a central nozzle, a receiving chamber with a peripheral supply and a mixing chamber mounted coaxially with the central nozzle, characterized in that, in order to provide a predetermined adjustable ratio of the components of the gas mixture and increase the operability of the device, the output end the nozzle is made of at least three conical sectors mounted with the possibility of radial movement relative to the axis of the nozzle and equipped with a drive for their dilution.

2. The mixer according to claim 1, characterized in that the conical sectors are interconnected by an elastic ligament.

3. The mixer according to claim 1, characterized in that the conical sectors are interconnected by overlays.

4. The mixer according to claims 1 to 3, characterized in that sector flaps are installed around the central nozzle, equipped with a drive for moving them.

5. The mixer according to claims 1 to 4, characterized in that the receiving chamber is connected to the working gas supply pipe.