CS272595B1 - Turbulent oil jet with diffuser - Google Patents

Description

Vynález se týká turbulentní olejové trysky s difuzorem k rozprašování oleje dmýchaného do vysoké pece. ·

Pro přidávání olejů dmýchených do vysokých pecí, nahrazujících vysokopecní koks, v prostoru výfučen se používá olejových trysek různých konstrukcí. Konstrukční řešení základních typů trysek umožňuje rozprašování oleje a to bucl pomocí míchací komory, kde vzniká směs vzduchu a oleje, nebo usměrněním toku proudu oleje šroubovými tvarovými drážkami, pomocí kterých se dosáhne rotace oleje a vzduch plní funkci dodatečného rozprašovacího média. Tryska je trvale vystavena působení vysoké teploty, a to jak dmýchaného větru, tak i působení tepla horkého větru a z prostoru fokusu. Pro zvýšení životnosti trysky se používá dodatečného chlazení vodou. Olej dmýchaný přes olejovou trysku je před vstupem do olejového rozvodu z technologických důvodů předehříván na teplotu 80 až 120 °C. Počet olejových trysek, které jsou umístěné před výfučnami vysoké pece horkovětrného traktu, odpovídá počtu výfučen vysoké pece. Olej přidávaný přes olejovou trysku je strháván proudem horkého větru o teplotě od 800 do 1 300 °C. Nedokonalé spalování oleje nahrazujícího koks nepříznivě ovlivňuje energetickou a následně tepelnou bilanci vysokopecního procesu, a tím přímo ekonomii výroby surového železa. Při nedokonalém rozprašování oleje nedosahuje koeficient záměny oleje za koks požadované úrovně. U olejových trysek dochází k trvalému tepelně mechanickému namáháni, následně k narušení mechanických vlastností a k degradaci jejich technologických funkcí. Poškozené olejové trysky, které nelze za provozu vysoké pece vyměnit a které v důsledku poškození neplní svoji funkci, zapříčiňují snížení koeficientu záměny oleje za koks, nerovnoměrný tepelně-teplotní stav vysoké pece s následnými negativními technicko-ekonomickými účinky. Hlavní nevýhodou konstrukčního provedení stávajících trysek je jeho značná členitost a komplikovanost. Směšování hořlavé směsi vzduch-olej se realizuje ve vnitřní části olejové trysky, což způsobuje zarůstání tvarových kanálků a otvorů vznikáním petrokoksu - tak zvané kokování oleje, což zhoršuje rovnoměrnost tepelně-teplotního rozdělení po obvodu vysoké pece na úrovni výfučen. V případě ucpání olejová trysky neplní stanovenou funkci po celou dobu umístění ve vysoké peci.. Její výměna je možná jen vynuceným zastavením provozu vysoké pece a tak snížením, časového využití výrobního agregátu. Dodatečné chlazení olejové trysky vodou způsobuje tepelné ztráty tepla vnášeného do vysoké pece horkým větrem a ochranný pláší olejové trysky chlazené vodou působí jako protiproudý chladič větru, což nepříznivě ovlivňuje celkovou energetickou bilanci. Další nevýhodou olejových trysek s vodním chlazením je nekontrolovatelná možnost vnikání chladicí vody olejové trysky do horkovětrného traktu vysokopecních výfučen, která může být zdrojem havarie, popřípadě exploze vysoké pece s následným ohrožením zdraví obsluhy a ztrátami ve výrobě. Zvýšený obsah vodíku vznikajícího z poškozené vodou chlazené olejové trysky negativně působí na žáruvzdornou vyzdívku větrného traktu. Další typy olejových trysek s emulgátorem jsou také konstrukčně složité a musí být vybaveny emulgaČní a rozprašovací komorou. Jako přídavku do emulgátoru se používá vody, která ve směsi s olejem vytváří olejovou emulsi. Nevýhodou těchto trysek je dále příliš účinné snižování teploty hoření v prostoru fokusu, protože část tepla je spotřebována na rozklad vody na kyslík a vodík, což si vyžaduje další energetické dobilancování tepla. Nesprávná funkce stávajících olejových trysek se přímo podílí na nesprávném, tvaru plastického pásma - tak zvané kohezivní zóny - a vyžaduje zvýšenou spotřebu vysokopecního koksu s následnými technologickými poruchami chodu vysoké pece.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny turbulentní olejovou tryskou s difuzorem podle vynálezu. Tryska sestává z vnějšího pláště, ve kterém je uložena vnitřní část trysky s turbulentním usměrňovačem rozprašovaného média s osovým otvorem pro přívod oleje,

Λ

CS 272595 Bl a podstata vynálezu spočívá v tom, že vnější povrch turbulentního usměrňovače je na výstupu tvořen výstupní kuželovou plochou a na konci válcovou plochou, mezi nimiž je vytvořena přechodová kuželová plocha. Výstupní kuželová plocha turbulentního usměrňovače je opatřena souměrně rozmístěnými brzdicími a usměrňovacírni křidélky, mezi kterými jsou vytvořeny spojovací mezery mezi difuzorem a dutinou mezi vnějším pláštěm a vnitřní částí trysky.

Výhodou turbulentní olejové trysky s difuzorem podle vynálezu je jednoduchá konstrukce, prodloužená životnost oproti jiným typům olejových trysek, spolehlivá funkce, jednoduchá technologie výroby a vysoký účinek jemného turbulentního rozprašování směsi oleje a vzduchu, přímá aplikovatelnost pro rozprašování oleje do vysokých pecí s různým objemem, popřípadě pro jiné agregáty, kde se využívá oleje jako topného média. Další výhodou turbulentní olejové trysky s difuzorem podle vynálezu je možnost její přímé aplikace pro oleje různých kvalit včetně olejů vysokosirných. Její konstrukční řešení nevyžaduje směšovací ani hořící komoru a k turbulentnímu rozprašování dochází na vstupu do Lavalovy dýzy přímo z vytékajícího proudu oleje, a tím je zabráněno možnému kokování oleje. Další výhodou trysky je možnost jednoduché poměrové regulovatelnosti množství oleje a vzduchu. Konstrukční řešení trysky zajištuje využití vzduchu i k ochlazování vnějšího povrchu trysky, a tím prodloužení její životnosti, předehřev vzduchu umožní dokonalejší spalování rozprašovaného oleje, a tím příznivé ovlivnění procesu hoření přímo ve vysoké peci.

Příkladné provedení turbulentní olejové trysky s difuzorem podle vynálezu je zobrazeno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je v řezu znázorněna sestava trysky, na obr. 2 je v nárysu řez turbulentním usměrňovačem trysky a na obr. 3 je zobrazen turbulentní usměrňovač trysky v bokorysu.

Turbulentní olejová tryska s difuzorem sestává z vnějšího pláště 1, ve kterém je uložena vnitřní část 2 trysky s turbulentním usměrňovačem 3 a osovým otvorem pro přívod oleje. Vnější povrch turbulentního usměrňovače _3_ je na výstupu tvořen výstupní kuželovou plochou 4 o vrcholovém úhlu 60° a na konci válcovou plochou _5, mezi kterými je vytvořena přechodová kuželová plocha 6, jejíž vrcholový úhel činí 30°. Výstupní kuželová plocha 4 turbulentního usměrňovače _3_ je opatřena dvanácti souměrně rozmístěnými brzdicími a usměrňovacírni křidélky 7, které svým horním okrajem dosedají na vnitřní kuželovou plochu ve vnějším plášti 1 trysky. Mezi křidélky 7 jsou vytvořeny spojovací mezery 8 mezi difuzorem a dutinou mezi vnějším pláštěm_l_a vnitřní části 2 trysky. Vrcholový úhel vnitřní kuželové plochy vytvořené ve vnějšim plášti _1 trysky činí 90°.

Turbulentní olejová tryska s difuzorem podle vynálezu lze použít ve všech typech zařízení, kde se provádí spalování přiváděného oleje.

Claims (1)

1. PŘEDMĚT VTNÁLEZD

   Turbulentní olejová tryska s difuzorem, sestávající z vnějšího pláště, ve kterém je uložena vnitrní část trysky s osovým otvorem pro přívod oleje a turbulentním usměrňovačem, vyznačující se tím, že vnější povrch turbulentního usměrňovače (3) je na výstupu tvořen výstupní kuželovou plochou ( 4) a na konci válcovou plochou (5), mezi kterými je vytvořena přechodová kuželová plocha (6), přičemž výstupní kuželová plocha (4) turbulentního usměrňovače (3) je opatřena souměrně rozmístěnými brzdicími a usměrňovacími křidélky (7), mezi kterými jsou vytvořeny spojovací mezery (8) mezi difuzorem a dutinou mezi vnějším pláštěm (1) trysky a vnitřní částí (2) trysky.