CS211794B1 - Nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívací pece - Google Patents

Abstract

Vynález se týká nízkotlakého hořáku pro průmyslové ohřívací pece, u něhož se jako paliva používá směsný, plyn a řeží u něho předmísení hořlavé směsi otopného plynu a spalovacího vzduchu.Ve vynálezu se popisuje nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívací pece, sestávající z dvouplástové armatury, do jejíž vnitřní části je přiváděn otopný plyn vystupující centrální dýzou hořáku a do jejíž vnější obvodové komory je přiváděn spalovací vzduch, který z ní vystupuje dyěnami skloněnými pod určitým úhlem k ose plynového proudu a podstatou předloženého vynálezu je to, že vnitřní plášt dvoupláštové armatury hořáku je opatřen nejméně třemi radiálními otvory a je v,něm uložena duté vložka s kuželovou dírou, opatřená ve své zúžené části kuželovým listovým nástavcem. Podle vynálezu je dutá vložka připevněna držáky k trubce, která je opatřena vnějším závitem uloženým ve vnitřních závitech zadního čela armatury hořáku. Přiklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje hořák s pevně nastaveným regulačním poměrem a obr. 2 znázomuje hořák přizpůsobený pro plynulou změnu regulačního poměru otopného .plynu a spalovacího vzduchu. Vynálezem popisovaný hořák je určen zejména pro ohřev předvalků směsným otopným plynem v narážecích vélcovenských pecích s dolními ohřívacími zónami, kde se ohřev vsázky provádí zespodu.

Description

(54) Nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívací pece

Vynález se týká nízkotlakého hořáku pro průmyslové ohřívací pece, u něhož se jako paliva používá směsný, plyn a řeží u něho předmísení hořlavé směsi otopného plynu a spalovacího vzduchu.Ve vynálezu se popisuje nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívací pece, sestávající z dvouplástové armatury, do jejíž vnitřní části je přiváděn otopný plyn vystupující centrální dýzou hořáku a do jejíž vnější obvodové komory je přiváděn spalovací vzduch, který z ní vystupuje dyěnami skloněnými pod určitým úhlem k ose plynového proudu a podstatou předloženého vynálezu je to, že vnitřní plášt dvoupláštové armatury hořáku je opatřen nejméně třemi radiálními otvory a je v,něm uložena duté vložka s kuželovou dírou, opatřená ve své zúžené části kuželovým listovým nástavcem. Podle vynálezu je dutá vložka připevněna držáky k trubce, která je opatřena vnějším závitem uloženým ve vnitřních závitech zadního čela armatury hořáku. Přiklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 znázorňuje hořák s pevně nastaveným regulačním poměrem a obr. 2 znázomuje hořák přizpůsobený pro plynulou změnu regulačního poměru otopného .plynu a spalovacího vzduchu. Vynálezem popisovaný hořák je určen zejména pro ohřev předvalků směsným otopným plynem v narážecích vélcovenských pecích s dolními ohřívacími zónami, kde se ohřev vsázky provádí zespodu.

Vynález se týká nízkotlakého hořáku pro průmyslové ohřívací pece, u něhož se jako paliva používá směsný plyn a řeší u něho předmísení hořlavé směsi otopného plynu a spalovacího vzduchu.

Hutnické průmyslové ohřívací pece, v nichž je jako palivo používán směsný plyn, jsou vybaveny různými druhy hořáků. U hutnických pecí určených k ohřevu předvalků před jejich následným tvářením za tepla se používají hořáky pracující ve smíšené, difúzní i kinetické oblasti a poskytují krátký a horký plamen.*

Velmi rozěířené jsou mnohodyěné hořáky, nazývané také K-hořáky, které jsou tvořeny dvoupláštovou armaturou a u nichž je do vnitřního prostoru hořákové armatury oddělenou cestou přiváděn otopný plyn a do vnějěího pláště spalovací vzduch.

V ústí hořáku otopný plyn vystupující z centrálního ústí plynového kanálku je obalován proudy spalovacího vzduchu, který vystupuje ze vzduchového kanálu. Hořák pracuje převážně v oblasti difuzniho spalování, které vydává krátký a horký plamen,a tomuto úěelu je přizpůsobeno míšení otopného plynu se spalovacím vzduchem, který je z hlavního vzduchového kanálu vyveden pod úhlem k proudnici otopného plynu pomocí několika proudů, osmi až šestnácti dyšnami.

Při tomto principu se musí volit průtoková množství obou plynných médií tak, aby větší hybnost některého z nich nezpůsobila proražení druhého proudu. Tuto funkční podmínku omezující stupeň předmísení plynné hořlavé směsi poněkud eliminuji různé konstrukční úpravy hořáků spočívající v tom, že plynový proud se uvádí do rotačního pohybu.

Jsou známy nízkotlaké vícedýšné hořáky, které mají vnitřní stěnu plynového kanálu opatřenou šroubovlcovými žebry, jež působí turbulenci plynového proudu. Tyto hořáky jsou v podstatě určeny pro jednoúčelové použiti a vyznačují se minimálním regulačním rozsahem a nevýhodou je u nich také značné zanášení žeber úsadami, které se vyskytují v nečistém plynu.

U jiného typu vířivých hořáků je této žádané turbulence dosahováno tangenciálně uspořádanými dyšnami; tato úprava je charakteristická přo hořáky typu trubka v trubce. Mechanická stabilní nelpci rotační zařízení obvyklé u hořáků na kaplané paliva nelze aplikovat u nízkotlakých vícedyšných plynových hořáků jednak proto, že tato ústrojí vložená do proudu plynu s nízkým tlakem představují značné aerodynamické odpory, a proto ztráty na kinetické energii plynu a jednak uspořádání dvoupláštové armatury neumožňují instalovat z prostorových důvodů tato turbulentní ústrojí.

Je také znám nízkotlaký hořák, u něhož je otopný plyn přiváděn do hořákové komory trubkou od zadního čela hořáku a v této trubce je přestavně uspořádán trn, který je na svém konci opatřen vířivou růžicí.

Výsledný účinek je však nízký, protože vzdálenost ústí trubky s turbulentní růžicí od fronty hoření je tak velká, že aerodynamičké odpory silně tlumí hybnost tečné složky plynného proudu. Poněkud lepší vlastnosti a regulační toleranci vykazuje mnohodyšnový plynový hořák, do jehož žadního čela je přestav!tělně v závitech vetknut trn, jehož volný konec je tvaru komolého dvojkuželového náboje, přičemž na povlovnějším kužel! náboje jsou navinuta žebra s proměnlivou výškou hřbetu.

Tento krátkoplamenný hořák je používán pro vícezónový ohřev, zvláště pak pro předehřívací a vyrovnávací zóny s ohřevem vsázky seshora. Nízkotlaké krátkoplamenné hořáky jsou všeobecně charakterizovány jednak výhodnými vlastnostmi, jako například necitlivostí na nečistoty směsného plynu, ale také nevýhodami, které vynikají zejména ve srovnání s moderními vysokorychlostními hořáky a jejich pozitivními vlastnostmi, zejména jejich vlivem na snížený opal ohřívaného materiálu a hospodárnost otopu.

Nevýhodou je zejména ohřev nízkotlakými hořáky vedený v několika zónách a .realizovaný větěím poětem hpřéků, které jsou společně regulovány a kde ohřev probíhá při velmi rozdílném příkonu plynu do pece. Energeticko-bilančnl srovnání nízkotlakých hořáků s hořáky středotlakými vychází nepříznivě, ale na druhé straně vySSl tlaky plynu u vysokorychlostních hořáků vyžaduji instalaci plynového ventilátoru a je u nich nutné Časté CiStění a odstraňování úead.

Z těchto důvodů a pro odstranění výěe uvedených nedostatků nadále trvá snaha využít pro hořákový systém pokud možno krátkoplamenné hořáky, jejichž základní části jsou stejné pro věechny druhy použití a speciální úpravy je mohou učinit vhodnými pro aplikace v různých ohřívacích pecích a zejména pro ohřev vsázkového materiálu v ohřívacích pecích s dolními zónami, kde se vsázka ohřívá zespodu a kde vzniká největší nebezpečí místního přehřátí vsázky a zvětšení opálu.

Výěe uvedené nedostatky odstraňuje nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívací pece, sestávající z dvoupláěiové armatury, do jejíž vnitřní části je přiváděn otopný plyn vystupující centrální dýzou hořáku a do jejíž vnější obvodové komory je přiváděn spalovací vzduch, který z ní vystupuje dyěnami skloněnými pod určitým úhlem k ose plynového proudu, podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnitřní pléšt dvouplášíové armatury hořáku je opatřen nejméně třemi radiálními otvory a je v něm uložena dutá vložka s kuželovou dírou, opatřená ve své zúžené části kuželovým úslovým nástavcem. Podle vynálezu je dutá vložka připevněna držáky k trubce, která je opatřena vnějším závitem uloženým ve vnitřních závitech zadního čela armatury hořáku.

Hořák má podle vynálezu přístup spalovacího vzduchu rozdělen na část primární a sekundární. Primární vzduch je přiváděn radiálními otvory přímo do plynové dýzy hořáku, přičemž je pro jeho přídavné přisáváni využíváno injekčního účinku proudícího plynu a sekundární vzduch je přiváděn k vnějšímu obalu plynového proudu obvyklými dyšnami v čele hořáku.

Fředmísením plynu se vzduchem se dosáhne klidnějšího hoření plamene v celém požadovaném rozsahu příkonu paliva, hořlavá směs má větší výtokovou rychlost, plamen je užší a delší. Hořák pracuje s menším přebytkem spalovacího vzduchu, při výtoku spalin ze žárového kanálu dochází k jejich intenzívní cirkulaci.

Opal materiálu se sníží a hořák se nezanáší nečistotami z plynu. Tento hořák se velmi osvědčuje pro ohřev předvalků v peci s dolními ohřívacími zónami, kde se ohřev provádí zespodu.

Podstata vynálezu je blíže objasněna schematicky na připojených výkresech, které znázór ňují příklad provedení vynálezu a kde obr. 1 představuje podélný osový řez hořákem s pevně fixovanou dutou vložkou a jednorázově nastaveným regulačním poměrem a obr. 2 znázorňuje hořák z obr. 1 s dutou vločkou uzpůsobenou k plynulé změně regulačního poměru.

Hořák, sestávající z dvouplášlové armatury, je v zadním čelu j. uzavřen přírubou 2 a pozorovacím vlčkem J. Otopný plyn 1 je přiváděn plynovým kanálem í do plynové dýzy 6, zatímco spalovací vzduch 2 je do hořákové armatury přiváděn vzduchovým kanálem 8, z něhož proniká primární spalovací vzduch do plynové dýzy 6 osmi radiálními otvory 2 vytvořenými ve vnitřním plášti 10 dvouplášlové armatury hořáku a zbývající sekundární část spalovacího vzduchu vystupuje dvanácti dyšnami 11 v ústi hořáku.

Do plynové dýzy 6 je zasunuta dutá vložka ig s kuželovou dírou 13. Dutá vložka 12 je ve své zúžené části opatřena kuželovým úsíovým nástavcem 14 a je ve vnitřním plášti 10 dvouplášlové armatury hořáku usazena tak, že kuželový úsíový nástavec 14 zcela odkrývá radiální otvory 2 (obr. 1).

Výhodné pro regulaci délky plamene je alternativní uspořádání hořáku podle obr. 2, kde duté vložka J2 je pomocí čtyř držáků 19 uchycena k trubce 15, která je vnějším závitem přesuvně uložena ve vnitřních závitech zadního čela 1 hořákového télesa a zajištěna maticí 17. Radiální otvory 9 ve vnitřním plášti 10 dvoupláštové armatury hořáku mohou mít v tomto případě protáhlý tvar a světlost průřezové plochy těchto radiálních otvorů 9 se pak řídí přestavením duté vložky 12 v plynovém kanálu 6, čímž se mění poměr primárního a sekundárního vzduchu a tím i stupeň předmíseni hořlavé směsi.

Claims (2)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   1, Nízkotlaký hořák pro průmyslové ohřívání pece, sestávající z dvoupláštové armatury, do jejíž vnitřní části je přiváděn otopný plyn vystupující centrální dýzou hořáku a do jejíž vnější obvodové komory je přiváděn spalovací vzduch, který z ní vystupuje dyšnami skloněnými pod určitým úhlem k ose plynového proudu, vyznačující se tím, že vnitřní plášt (TO) dvoupláštové armatury hořáku je opatřen nejméně třemi radiálními, otvory (9) a je v něm uložena dutá vložka (12) s kuželovou dírou (13), opatřená ve své zúžené části kuželovým úslovým nástavcem (14).
2. 2. Nízkotlaký hořák podle boou 1, vyznačující se tím, že dutá vložka (12) je připevněna držáky (15) k trubce (16), která je opatřena vnějším závitem uloženým ve vnitřních závitech zadního čela (1) armatury hořáku.