RU14068U1

RU14068U1 - GAS BURNER FOR ROTATING FURNACES

Info

Publication number: RU14068U1
Application number: RU2000106930/20U
Authority: RU
Inventors: И.М. Шатохин; В.В. Копцев
Original assignee: Шатохин Игорь Михайлович
Priority date: 2000-03-23
Filing date: 2000-03-23
Publication date: 2000-06-27

Abstract

1. Газовая горелка для вращающихся печей, содержащая корпус с патрубком подвода газа с центральным сопловым отверстием, расположенным в его конической торцевой выходной части, установленными по оси корпуса завихрителем с лопатками и подвижным дросселем-рассекателем, снабженным механизмом его перемещения, отличающаяся тем, что подвижный дроссель-рассекатель выполнен в виде тела "Коанда", установленным с частичным выходом за обрез соплового отверстия корпуса горелки с образованием с ним кольцевого зазора, при этом коническая торцевая часть горелки снабжена сообщенными с полостью корпуса наклонными каналами, равномерно расположенными по ее окружности.2. Газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что частично выступающая за пределы выходного обреза канала сопла корпуса горелки, выступающая часть дросселя-рассекателя, в крайнем - вдвинутом положении, составляет не более 1/2 общей его длины.3. Газовая горелка по любому из пп. 1 и 2, отличающаяся тем, что максимальная величина осевого хода дросселя-рассекателя составляет не менее величины диаметра соплового отверстия корпуса.4. Газовая горелка по любому из пп. 1 - 3, отличающаяся тем, что наклонные каналы расположены равномерно-асимметрично (в плане со стороны выхода сопла), в нижней полуокружности конической торцевой части корпуса горелки.5. Газовая горелка по любому из пп. 1, 4, отличающаяся тем, что угол наклона каналов, размещенных на конической выходной торцевой части корпуса, составляет 25-35.6. Газовая горелка по любому из пп. 1, 4, 5, отличающаяся тем, что суммарная площадь проходных сечений наклонных каналов составляет не менее площади кольцевого зазора, в положении пол�1. A gas burner for rotary kilns, comprising a housing with a gas supply nozzle with a central nozzle hole located in its conical end outlet, mounted along the axis of the housing by a swirl with blades and a movable inductor-divider, equipped with a mechanism for moving it, characterized in that it is movable the throttle-divider is made in the form of the body "Coanda", installed with a partial exit beyond the nozzle hole of the burner body with the formation of an annular gap with it, while the conical end It is provided with a burner communicating with the cavity housing the inclined channels, evenly distributed along its okruzhnosti.2. The gas burner according to claim 1, characterized in that the protruding part of the throttle-divider, in the extreme - retracted position, partially protruding beyond the outlet edge of the nozzle channel of the burner body, is no more than 1/2 of its total length. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the maximum axial stroke of the throttle-divider is not less than the diameter of the nozzle hole of the housing. 4. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 - 3, characterized in that the inclined channels are uniformly asymmetrically (in plan from the nozzle exit side), in the lower semicircle of the conical end part of the burner body. 5. Gas burner according to any one of paragraphs. 1, 4, characterized in that the angle of inclination of the channels placed on the conical output end face of the housing is 25-35.6. Gas burner according to any one of paragraphs. 1, 4, 5, characterized in that the total area of the passage sections of the inclined channels is not less than the area of the annular gap in the half position

Description

Газовая горелка для вращающихся печей.Gas burner for rotary kilns.

Полезная модель относится к горелочным устройствам теплотехнических агрегатов и может быть использовано в металлургической промышленности и промышленной теплотехнике.The utility model relates to burners of heat engineering units and can be used in the metallurgical industry and industrial heat engineering.

Из предшествующего уровня техники известна горелка, содержащая корпус с коаксиально размещенной в нем камерой сгорания, снабженной на входе центральным топливным соплом и образованной днффузорным входным участком, примыкающим к цилиндрическому, на выходе из которого размещено кольцевое топливное сопло, см АС СССР № 606033, М. кл F 23 Д 13/00.A burner is known from the prior art, comprising a housing with a combustion chamber coaxially placed therein, provided with a central fuel nozzle at the inlet and formed by a diffuser inlet section adjacent to the cylindrical one, at the outlet of which an annular fuel nozzle is placed, see USSR AS No. 606033, M. CL F 23 D 13/00.

Недостатком известной горелки являются высокие потери энергии, связанные с разделением и разворотом потока, а также с соударением встречных потоков. Кроме того, горение в камере характеризуется недостаточной стабильностью.A disadvantage of the known burner is the high energy loss associated with the separation and reversal of the flow, as well as with the collision of the oncoming flows. In addition, combustion in the chamber is characterized by insufficient stability.

Известна также горелка, в которой подача газа в смесительную камеру осуществляется пучком параллельных относительно друг друга газоподводящих труб, закрепленных в трубной доске, которая размещена в цилиндрическом корпусе, являющемся продолжением смесительной камеры, а выходные снабжены в торце глухими перегородками, превышающими наружный диаметр последних в 1,05-1,2 раза, а в боковых стенках - радиальными отверстиями, размещенными несколькими поперечными рядам.и в шахматном порядке, причем суммарная площадь сечений всех газоподводящих труб равна площади поперечного сечения межтрубного пространства корпуса, см А.С.СССР № 918672, М. кл. F 23 D 14/00, 1982г.A burner is also known in which gas is supplied to the mixing chamber by a bundle of gas supply pipes parallel to each other, fixed in a tube board, which is housed in a cylindrical body, which is a continuation of the mixing chamber, and the outlet ends are provided with blind walls exceeding the outer diameter of the latter by 1 , 05-1.2 times, and in the side walls - with radial holes placed several transverse rows. And in a checkerboard pattern, with the total cross-sectional area of all gas supply t rub is equal to the cross-sectional area of the annular space of the body, see A.S. USSR, No. 918672, M. cl. F 23 D 14/00, 1982

Эта горелка, позволяет достичь равномерного распределения газа в воздушном потоке. Однако истечение газа из газоподающих труб через боковые радиальные отверстия поперек воздушного потока создает дополнительное гидравлическое сопротивление на пути движения воздуха, газа и образующейся газовоздушной смеси.This burner allows you to achieve a uniform distribution of gas in the air stream. However, the outflow of gas from the gas supply pipes through the lateral radial holes across the air flow creates additional hydraulic resistance in the way of movement of air, gas and the resulting gas-air mixture.

За прототип полезной модели авторами выбрана газовая вихревая реверсивная горелка с регулируемой длиной факела (ГВП) конструкции ГипроНИИгаз, см. Ю.В. Иванов, «Газогорелочные устройства, М., Недра, 1972г., с. 117-118, рис 2.53а.For the prototype utility model, the authors chose a gas vortex reversible torch with an adjustable torch length (GWP) design GiproNIIgaz, see Yu.V. Ivanov, “Gas burner devices, M., Nedra, 1972, p. 117-118, Figure 2.53a.

М.кл. F 23 D 11/36; 13/00; 14/00. M.cl. F 23 D 11/36; 13/00; 14/00.

Эта горелка, предназначенная для вращающихся печей обжига цементного клинкера, керамзита, извести, агломератов черной и цветной металлургии и т д, содержит корпус с сопловым отверстием, завихритель с лопатками, подвижный дроссель с механизмом его перемещения.This burner, designed for rotary kilns of cement clinker, expanded clay, lime, agglomerates of ferrous and non-ferrous metallurgy, etc., contains a housing with a nozzle hole, a swirl with blades, a movable throttle with a mechanism for moving it.

Конструкция этой горелки позволяет за счет изменения положения завихрителя газа, регулировать подачу (аза в сопло горелки. Возможен режим работ, при котором газ не проходи между лопатками завихрителя т. е. не завихряется, что приводит к удалению факела от горелки. При промежуточных положениях завихрителя часть проходящего газа приобретает большее или меньшее вращательное движение, что позволяет перемещать факел и зону наивысшей температуры вдоль печи. Для повышения пределов регулирования и изменения светимости факела предусмотрена возможность изменения давление газа в горелке (сохраняя ее производительность) за счет изменения проходного соплового сечения посредством перемещения дросселя.The design of this burner allows, by changing the position of the gas swirl, to regulate the flow (aza to the burner nozzle. It is possible to operate in which the gas does not pass between the blades of the swirl, that is, does not swirl, which leads to the removal of the flame from the burner. At intermediate positions of the swirl part of the passing gas acquires a greater or lesser rotational movement, which allows the torch and the highest temperature zone to be moved along the furnace. the ability to change the gas pressure in the burner (while maintaining its performance) by changing the nozzle flow area by moving the throttle.

Однако, угол раскрытия факела в этой горелке составляет до 90°, что обусловлено выполнением дросселя, который фактически является завихрителем потока газа. Это приводит к снижению диапазона регулирования горелки и невозможности обеспечения полного сжигания топлива в зонах спекания вращающихся печей, а также к снижению стойкости футеровки этих печей.However, the angle of the torch in this burner is up to 90 °, which is due to the implementation of the throttle, which is actually a swirl of gas flow. This leads to a decrease in the control range of the burner and the inability to ensure complete combustion of fuel in the sintering zones of rotary kilns, as well as to a decrease in the lining resistance of these furnaces.

Следует отметить, что при работе горелок по аналогам и прототипу характерным является наличие скачка температуры в зоне горения с усиление крупномасштабной турбулентности пламени и его пульсации, которая часто бывает даже слышимой у головки печи. Нестационарность факела усиливается также из-за того, что точка воспламенения смеси колеблется в печи в осевом и радиальном направлении вследствие воздействия на нее крупномасштабных вихрей вторичного воздуха, истекающих из шахты холодильника. Такое крайне нестационарное пламя с наличием пика температуры приводит к очень бысфому износу огнеупорной футеровки печи. Сложилось мнение, что уменьшить длину факела на вращающейся печи невозможно из-за быстрого прожога футеровки. На практике для уменьшения тепловой нагрузки на футеровку печи, устанавливают режим с предельно низкой скоростью истечения газа из сопла горелки. Например, устанавливают избыточное давление газа перед горелкой в 0.1 кг/см2, что примерно соответствует скорости истечения газа в 80 м/с. Однако, значительного приближения точки воспламенения топлива к соплу не происходит, в частности по причине крайне медленного смешения топлива с воздухом вследствие недостаточности кинетической энергии (импульса) газа для быстрого образования горючей смеси и конструктивных недостатков горелки Такой режим эксплуатации горелочныч устройств хотя и устраняет пик температуры, но приводит к тепловой нестационарности процесса обжига клинкера с колебаниями локальной температуры атмосферы печи, а также к вялому, бесформенному пламени с низкой 1емпературой и очень большой С1ененью недожога топлива в зоне спекания. При этом горючие газы и их производные догорают в виде отдельных зон почти по всей длине печи, что почти не увеличивает срок службы огнеупорной футеровки, которая (так же как и практически любой другой материал) более быстро разрушается вследствие переменных тепловых деформаций, чем от более высокой по абсолютной величине, но стационарной тепловой нагрузки (Имеется в виду, что характерное для нестационарного пламени чередующееся воздействие на футеровку горячих вихрей пламени и более холодных вихрей вторичного воздуха имеет гораздо большие разрушающие последствия чем более интенсивный но стационарный тепловой поток от стабильного пламени) При регулировании процесса горения с помощью серийных горелок посредством осевого передвижения в сопле дросселя с завихрителем, точка воспламенения топлива не приближается к соплу горелки, при этом в печи не возникают зоны рециркуляции продуктов сгорания, стабилизирующие процесс горения. Однако, при хорошей настройке серийных горелок в результате длительных наладочных работ высококвалифицированными специалистами возможна их удовлетворительная работа Но такая наладка является индивидуальной «точечной и не позволяет оперативно реагировать на возможные изменения условии обжига клинкера и требует для любой другой печи новых сложных и длите пьных нападочных работIt should be noted that during operation of the burners by analogs and prototypes, a characteristic feature is the presence of a temperature jump in the combustion zone with an increase in large-scale turbulence of the flame and its pulsation, which is often even audible at the head of the furnace. The non-stationarity of the torch is also enhanced due to the fact that the flash point of the mixture oscillates in the furnace in the axial and radial direction due to the action of large-scale vortices of secondary air flowing out of the refrigerator shaft. Such an extremely unsteady flame with a temperature peak leads to very rapid wear of the furnace refractory lining. It was believed that it was impossible to reduce the length of the torch on a rotary kiln due to the rapid burning of the lining. In practice, in order to reduce the thermal load on the furnace lining, a regime is set with an extremely low rate of gas outflow from the burner nozzle. For example, a gas overpressure in front of the burner is set to 0.1 kg / cm2, which approximately corresponds to a gas outflow rate of 80 m / s. However, a significant approach to the point of ignition of the fuel to the nozzle does not occur, in particular because of the extremely slow mixing of fuel with air due to insufficient kinetic energy (momentum) of the gas for the rapid formation of a combustible mixture and structural defects of the burner. Such a mode of operation of the burner device, although it eliminates the temperature peak, but it leads to thermal unsteadiness of the clinker firing process with fluctuations in the local temperature of the furnace atmosphere, as well as to a languid, shapeless flame from the bottom 1emperaturoy second and very large S1enenyu unburnt fuel in the sintering zone. In this case, combustible gases and their derivatives burn out in the form of separate zones along almost the entire length of the furnace, which almost does not increase the service life of the refractory lining, which (like almost any other material) is more rapidly destroyed due to variable thermal deformations than from a higher in absolute value, but stationary thermal load (It is understood that the alternating effect characteristic of an unsteady flame on the lining of hot flame vortices and colder secondary air vortices has much more more damaging effects than a more intense but stationary heat flow from a stable flame) When controlling the combustion process using serial burners by axial movement in the nozzle of a throttle with a swirl, the flash point of the fuel does not approach the burner nozzle, and there are no recirculation zones of combustion products in the furnace stabilizing the combustion process. However, with good setup of serial burners as a result of lengthy commissioning work by highly qualified specialists, their satisfactory operation is possible. But this setup is individual “spot and does not allow you to quickly respond to possible changes in the clinker firing condition and requires new complex and lengthy attack work for any other furnace

Технической задачей, на решение которой направлена полезная модель, является упрощение конструкции; расширение диапазонов регулирования горелки и обеспечение полного сжигания топлива в липах спекания вращающихся печейThe technical problem to which the utility model is directed is to simplify the design; expanding the range of regulation of the burner and ensuring complete combustion of fuel in linden sintering of rotary kilns

Решение поставленной задачи достигается тем, что горелка, содержащая корпус с патрубком подвода газа с центральным сопловым отверстием, расположенным в его конической торцевой выходной части, установленными по оси корпуса завихрителем с лопатками и подвижным дросселем-рассекателем, снабженным механизмом его перемещения, согласно полезной модели, подвижный дроссель-рассекатель выполнен в виде тела «Коанда, установленного с частичным выходом за обрез соплового отверстия корпуса горелки с образованием с ним кольцевого зазора, при этом коническая торцевая часть горелкиThe solution to this problem is achieved by the fact that the burner containing the housing with a gas supply pipe with a central nozzle hole located in its conical end outlet part, mounted on the axis of the housing by a swirl with blades and a movable throttle-divider, equipped with a mechanism for its movement, according to the utility model, the movable throttle-divider is made in the form of a “Koanda” body, installed with a partial exit beyond the nozzle hole of the burner body with the formation of an annular gap with it, while onicheskaya end portion of the burner

снабжена, сообщенными с полостью корпуса, наклонными каналами, равномерно расположенными по ее окружности.equipped with inclined channels communicated with the body cavity, evenly spaced around its circumference.

В предпочтительных вариантах выполнения, частично выступающая за пределы выходного обреза канала сопла корпуса горелки, длина выступающей часть дросселя-рассекателя, в крайнем - вдвинутом положении, составляет не более 1/2 общей его длины; максимальная величина осевого хода дросселярассекателя составляет на менее величины диаметра соплового отверстия корпуса; наклонные каналы, расположены равномерно асимметрично (в плане с стороны выхода сопла), в верхней или нижней полуокружности конической торцевой части корпуса горелки; угол наклона каналов, размещенных на конической выходной торцевой части корпуса, составляет 25-3 5V; суммарная площадь проходных сечений наклонных каналов составляет не менее площади кольцевого зазора, в положении полностью вдвинутого вовнутрь сопла корпуса дросселя-рассекателя; площадь максимального внутреннего диаметра соплового отверстия корпуса и максимального диаметра дросселя-рассекателя составляет 0.98 - 1.15; угол конусности дросселя-рассекателя в направлении со стороны входа в сопло горелки составляет 11 - 46 , а в направлении со стороны выхода из горелки не менее 21°; корпус горелки дополнительно снабжен соосным, охватывающим его кожухом, снабженным патрубком подвода окислительного газа, например, кислородом или компрессорного воздуха; отношение максимального диаметра корпуса и диаметра кожуха в кольцевом зазоре между корпусом и кожухом составляет 0,5-1,0; выходные обрезы кожуха и соплового отверстия корпуса расположены на одном уровне.In preferred embodiments, partially protruding beyond the outlet edge of the nozzle channel of the burner body, the length of the protruding part of the throttle-divider, in the extreme-retracted position, is no more than 1/2 of its total length; the maximum value of the axial stroke of the throttle divider is less than the diameter of the nozzle hole of the housing; inclined channels are arranged uniformly asymmetrically (in plan from the nozzle exit side), in the upper or lower semicircle of the conical end part of the burner body; the angle of inclination of the channels located on the conical output end part of the housing is 25-3 5V; the total area of the flow cross sections of the inclined channels is not less than the area of the annular gap, in the position of the nozzle of the throttle-divider body completely pushed inward; the area of the maximum internal diameter of the nozzle hole of the housing and the maximum diameter of the throttle-divider is 0.98 - 1.15; the taper angle of the throttle-divider in the direction from the side of the entrance to the burner nozzle is 11 - 46, and in the direction from the side of the exit from the burner at least 21 °; the burner body is additionally equipped with a coaxial housing covering it, provided with a pipe for supplying oxidizing gas, for example, oxygen or compressor air; the ratio of the maximum diameter of the casing and the diameter of the casing in the annular gap between the casing and the casing is 0.5-1.0; output edges of the casing and the nozzle opening of the housing are located at the same level.

Описание полезной модели иллюстрируется чертежами, где:The description of the utility model is illustrated by drawings, where:

-на фиг. 1 схематично изображено размещение горелки по отношению к туннельной печи и вспомогательных устройств;FIG. 1 schematically shows the placement of the burner with respect to the tunnel kiln and auxiliary devices;

-на фиг. 2 изображен продольный разрез горелки (вариант выполнения);FIG. 2 shows a longitudinal section of the burner (embodiment);

-на фиг. 3 изображен продольный разрез выходной части горелки (увеличено);FIG. 3 shows a longitudinal section of the outlet part of the burner (enlarged);

-на фиг. 4 изображен вид А на фиг. 2;FIG. 4 is a view A of FIG. 2;

-на фиг. 5 изображен общий вид варианта, изображенного на фиг. 1 (аксонометрия);FIG. 5 is a perspective view of the embodiment of FIG. 1 (axonometry);

-на фиг. 6 изображена аксонометрия варианта выполнения горелки.FIG. 6 shows a perspective view of an embodiment of a burner.

4 тель с лопатками 5 и подвижный дроссель-рассекатель 6, снабженным механизмом его перемещения 7.4 a body with blades 5 and a movable throttle-divider 6, equipped with a mechanism for its movement 7.

Птвижный дроссель-рассекатель 6 выполнен в виде тела «Коанда и установлен с частичным выходом за обрез сопла 3 с образованием с ним кольцевого зазора в виде сопла 3. Выходная коническая часть 4 горелки снабжена, сообщенными с полостью корпуса 1, наклонными каналами 8, равномерно расположенными по окружности этой части горелки.The movable throttle-divider 6 is made in the form of a “Coanda” body and is installed with a partial exit beyond the nozzle edge 3 with the formation of an annular gap with it in the form of a nozzle 3. The output conical part 4 of the burner is provided with inclined channels 8, evenly spaced with the body cavity 1, uniformly located around the circumference of this part of the burner.

В предпочтительных вариантах выполнения, длина частично выступающей за пределы выходного обреза канала сопла 3 корпуса горелки 1, части дросселя-рассекателя 6, в крайнем - вдвинутом положении, составляет не более 1/2 общей его длины. Максимальная величина осевого хода дросселярассекателя 6 составляет на менее величины диаметра сопла 3 корпуса 1. Наклонные каналы 8, расположены равномерно асимметрично (в плане с стороны выхода сопла 3), причем эти каналы расположены в нижней полуокружности конической торцевой части 4 корпуса 1 горелки, а угол их наклона к оси горелки составляет 25-35°. Суммарная площадь проходных сечений наклонных каналов 8 составляет не менее площади кольцевого зазора 3, в положении полностью вдвинутого дросселя-рассекателя 6. Площадь сопла 3 составляет 1.05 - 1.15 максимальной площади дросселя-рассекателя 6. Угол конусности дросселярассекателя 6 в направлении со стороны входа в сопло 3 составляет 11 - 46°, а в направлении со стороны выхода из горелки не менее 21°In preferred embodiments, the length partially protruding beyond the outlet edge of the channel of the nozzle 3 of the burner body 1, part of the throttle-divider 6, in its extreme retracted position, is no more than 1/2 of its total length. The maximum axial stroke of the throttle splitter 6 is less than the diameter of the nozzle 3 of the housing 1. The inclined channels 8 are arranged uniformly asymmetrically (in plan from the exit side of the nozzle 3), and these channels are located in the lower semicircle of the conical end part 4 of the burner body 1, and the angle their inclination to the axis of the burner is 25-35 °. The total passage area of the inclined channels 8 is not less than the area of the annular gap 3, in the position of the fully throttle-divider 6. The area of the nozzle 3 is 1.05 - 1.15 of the maximum area of the throttle-divider 6. The taper angle of the throttle-divider 6 in the direction from the entrance to the nozzle 3 is 11 - 46 °, and in the direction from the exit side of the burner at least 21 °

В одном из предпочтительных вариантов выполнения, корпус 1 горелки дополнительно снабжен соосным, охватывающим его кожухом 9, снабженным патрубками 10 и И, предназначенными для подвода окислительного газа, например, кислорода и/или компрессорного воздуха; отношение наружного диаметра корпуса 1 и внутреннего диаметра кожуха 9 (в кольцевом зазоре между корпусом и кожухом) составляет 0.5 - 1.0, при этом, выходные обрезы кожуха 9 и сопла 3 в корпусе 1 расположены на одном уровне.In one of the preferred embodiments, the burner housing 1 is further provided with a coaxial housing 9, provided with nozzles 10 and I, for supplying oxidizing gas, for example, oxygen and / or compressor air; the ratio of the outer diameter of the casing 1 and the inner diameter of the casing 9 (in the annular gap between the casing and the casing) is 0.5 - 1.0, while the output edges of the casing 9 and the nozzle 3 in the casing 1 are located at the same level.

Горелка работает следующим образом.The burner operates as follows.

При работе горелки по первому варианту выполнения, см. фиг. 1, газ подается в полость корпуса 1 и при проходе через лопатки 5 завихрителя, турбулизируется и далее разделяется на два потока. Один поток в виде центральной закрученной струи истекает из кольцевого сопла 3, а другой в виде периферийных струй - из наклонных каналов 8. При обтекании центральной струей, истекающей из кольцевогоDuring operation of the burner according to the first embodiment, see FIG. 1, the gas is supplied to the cavity of the housing 1 and, when passing through the blades 5 of the swirl, is turbulized and further divided into two streams. One stream in the form of a central swirling jet flows from the annular nozzle 3, and the other in the form of peripheral jets from the inclined channels 8. When flowing around the central jet flowing from the annular

5 сопла 3 наклонных поверхностей дросселя-рассекателя 6 в струю за счет эффекта Коанда эжектируется5 nozzles 3 inclined surfaces of the throttle-divider 6 into the stream due to the Coanda effect is ejected

воздух из прилегающей к этой струе области, при этом периферийные струи, истекающие из наклонных каналов 8 образуют турбулизированную газовоздушную зону в области печи 12, в которой осуществляется перемешиванию газа и воздуха с образованием газовоздушной смеси в зоне горения факела, расположенной на некотором расстоянии от сопла, где происходит ее интенсивное сгорание. Для сведения, Коанда экспериментально установил, что изгибаемая газовая струя засасывает (эжектирует) воздух из окружающего пространства, и его количество может в двадцать раз превышать количество воздуха в самой струе, см., например, Г. Смирнов, «Рожденные вихрем, М., Знание, 1982г., с. 180. За счет этого эффекта процесс сгорания газовоздушной смеси в зоне горения интенсифицируется. Регулировка длины факела осуществляется за счет изменения скорости истечения газа из кольцевого сопла 3 и каналов 8, что достигается степенью перекрытия сопла 3 дросселем-рассекателем 6 при его продольном (относительно корпуса горелки) перемещении с помощью механизма 7. При полностью вдвинутом или выдвинутом положении дросселя-рассекателя 6 площадь кольцевого зазора минимальна или максимальна.air from the region adjacent to this jet, while the peripheral jets flowing from the inclined channels 8 form a turbulent gas-air zone in the region of the furnace 12, in which gas and air are mixed to form a gas-air mixture in the flame combustion zone located at some distance from the nozzle, where its intense combustion occurs. For information, Coanda experimentally established that a bent gas jet sucks (ejects) air from the surrounding space, and its amount can be twenty times the amount of air in the jet itself, see, for example, G. Smirnov, “Born by a Vortex, M., Knowledge, 1982, p. 180. Due to this effect, the combustion process of the gas-air mixture in the combustion zone is intensified. The torch length is adjusted by changing the rate of gas outflow from the annular nozzle 3 and channels 8, which is achieved by the degree of overlap of the nozzle 3 by the throttle-divider 6 with its longitudinal (relative to the burner body) movement using mechanism 7. When the throttle is fully retracted or extended, divider 6 the area of the annular gap is minimal or maximum.

Работа горелки, выполненной с дополнительным кожухом 9, см. вариант выполнения, изображенный на фиг.6, осуществляется следующим образом.The operation of the burner, made with an additional casing 9, see the embodiment depicted in Fig.6, is as follows.

Так же как и в первом варианте выполнения, газ истекает из горелки в виде центрального закрученного потока и периферийных струй. При подачи в кожух 9 через патрубки 10 и 11 окислителя и/или вентиляторного воздуха, (их смешение которых происходит внутри кожуха), истекающие из каналов 8 периферийные струи вступают во взаимодействие со струей, истекающей из кольцевой щели 12 между кожухом 9 и корпусом 1 горелки. Это приводит к отклонению периферийных струй и перемещению зоны горения факела в направлении от горелки.As in the first embodiment, the gas flows from the burner in the form of a central swirling stream and peripheral jets. When oxidant and / or fan air are fed into the casing 9 through the nozzles 10 and 11 (they are mixed inside the casing), the peripheral jets flowing from the channels 8 interact with the jet flowing out of the annular gap 12 between the casing 9 and the burner body 1 . This leads to the deviation of the peripheral jets and the movement of the combustion zone of the torch in the direction from the burner.

Таким образом, в этом варианте выполнения горелки наличие кожуха 9 позволяет осуществлять дополнительное регулирование длины факела и температуры его горения.Thus, in this embodiment of the burner, the presence of the casing 9 allows for additional regulation of the length of the torch and its burning temperature.

Проведенными исследованиями установлено, что в некоторых случаях, например для повышения стойкости футеровки печей, целесообразно, чтобы наклонные каналы 8 были выполнены асимметрично и расположены равномерно (в плане с стороны выхода сопла 3) в нижней полуокружности конической торцевой части 4 корпуса 1 горелки. При работе горелки по этому варианту выполнения, струи газа, ис6 Studies have shown that in some cases, for example, to increase the durability of the lining of furnaces, it is advisable that the inclined channels 8 are asymmetrically and evenly distributed (in plan from the exit side of the nozzle 3) in the lower semicircle of the conical end part 4 of the burner body 1. When operating the burner according to this embodiment, a gas jet, is6

текающие из асимметрично расположенных каналов 8 турбулизируют преимущественно область, прилегающую непосредственно к слою обжигаемого материала, при этом зона горения факела «прижимается к этому слою и имеет уплощенную форму. Такое же расположение каналов 8 может быть выполнено и в варианте выполнения горелки с дополнительным кожухом 9.flowing from asymmetrically located channels 8 primarily turbulence the region adjacent directly to the layer of fired material, while the combustion zone of the torch “is pressed against this layer and has a flattened shape. The same arrangement of channels 8 can be performed in the embodiment of the burner with an additional casing 9.

На фиг. 1 показано взаимное расположение горелки вращающейся печи и вспомогательных устройств. При работе печи 12 обрабатываемый материал, например, известь обжигается посредством факела, генерируемого горелкой 1 и ссыпается в холодильник 13. Воздух подается в печь посредством вентилятора 14. При использовании горелки с кожухом, воздух может подаваться непосредственно в кожух 9. При необходимости значительного повышения температуры факела, через патрубок 10 может подаваться окислитель - С. Следует отметить, что в горелку может подаваться совместно и окислитель и вентиляторный воздух, или только окислитель, или только вентиляторный воздух.In FIG. 1 shows the relative position of the rotary kiln burner and auxiliary devices. During operation of the furnace 12, the material to be processed, for example, lime is calcined by a torch generated by the burner 1 and poured into the refrigerator 13. Air is supplied to the furnace by the fan 14. When using a burner with a casing, air can be supplied directly to the casing 9. If necessary, significantly increase the temperature flame, through the pipe 10 can be supplied oxidant - C. It should be noted that the oxidizer and the fan air, or only the oxidizer, or only the fan spirit.

Производственные испытания предложенных вариантов конструкции горелки показали, что увеличение или уменьшение теплового потока на материал достигается изменением формы факела, причем при любой его форме температура горения сохраняется примерно постоянной и максимально возможной для данных условий, а степень недожога в зоне спекания минимальна. Такие условия горения достигаются тем, что точка воспламенения топлива находится практически на срезе горелки, то есть зафиксирована в пространстве, а горение топлива происходит при равномерном подводе вторичного воздуха к пламени, причем осуществляется активная внутренняя рециркуляция горючих и негорючих продуктов сгорания. Конструкция предложенного горелочного устройства позволяет реализовать этот процесс горения во вращающихся печах независимо от типа и характеристики печи и холодильника, температуры вторичного воздуха, химического состава материала, требуемой температуры в зоне спекания и т. д., то есть предложенная горелка универсальна. Испытания предлагаемых вариантов конструкции горелки также показали, что их применение повышает производительность печей, снижает удельный расход газа на 5-10% и значительно повышает стойкость футеровки, следовательно увеличивается межремонтный срок работы вращающихся печей. Production tests of the proposed burner design options showed that an increase or decrease in the heat flux to the material is achieved by changing the shape of the torch, and with any form of the torch, the combustion temperature remains approximately constant and the maximum possible for these conditions, and the degree of underburning in the sintering zone is minimal. Such combustion conditions are achieved in that the ignition point of the fuel is practically at the cut of the burner, that is, it is fixed in space, and the combustion of the fuel occurs when the secondary air is uniformly supplied to the flame, and active internal recirculation of combustible and non-combustible combustion products is carried out. The design of the proposed burner device allows you to implement this combustion process in rotary kilns, regardless of the type and characteristics of the furnace and refrigerator, the temperature of the secondary air, the chemical composition of the material, the required temperature in the sintering zone, etc., that is, the proposed burner is universal. Tests of the proposed burner design options also showed that their use increases the productivity of furnaces, reduces specific gas consumption by 5-10% and significantly increases the lining resistance, therefore, the overhaul life of rotary kilns increases.

Claims

1. A gas burner for rotary kilns, comprising a housing with a gas supply nozzle with a central nozzle hole located in its conical end outlet, mounted along the axis of the housing by a swirl with blades and a movable inductor-divider, equipped with a mechanism for moving it, characterized in that it is movable the throttle-divider is made in the form of the body "Coanda", installed with a partial exit beyond the nozzle hole of the burner body with the formation of an annular gap with it, while the conical end be provided with a burner communicating with the cavity housing the inclined channels, evenly spaced around its circumference.

2. The gas burner according to claim 1, characterized in that the protruding part of the throttle-divider, in the extreme - retracted position, partially protruding beyond the outlet edge of the nozzle channel of the burner body, is no more than 1/2 of its total length.

3. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 and 2, characterized in that the maximum axial stroke of the throttle-divider is not less than the diameter of the nozzle hole of the housing.

4. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 to 3, characterized in that the inclined channels are uniformly asymmetrically (in plan from the nozzle exit side), in the lower semicircle of the conical end part of the burner body.

5. Gas burner according to any one of paragraphs. 1, 4, characterized in that the angle of inclination of the channels placed on the conical output end of the housing is 25-35 ^o .

6. Gas burner according to any one of paragraphs. 1, 4, 5, characterized in that the total area of the passage sections of the inclined channels is not less than the area of the annular gap, in the position of the nozzle of the throttle-divider body completely pushed inward.

7. Gas burner according to any one of paragraphs. 1, 2, 3, 5, 6, characterized in that the nozzle area is 1.05-1.15 the maximum area of the throttle-divider.

8. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 to 7, characterized in that the taper angle of the throttle-divider in the direction from the side of the entrance to the nozzle of the burner is 11-46 ^o , and in the direction from the side of the exit from the burner at least 21 ^o .

9. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 to 7, characterized in that the burner body is additionally equipped with a coaxial enveloping casing provided with a pipe for supplying oxidizing gas, for example, oxygen or compressor air.

10. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 to 9, characterized in that the ratio of the maximum diameter of the housing and the diameter of the casing is 0.5-1.0.

11. Gas burner according to any one of paragraphs. 1 to 10, characterized in that the output edges of the casing and the nozzle hole of the housing are located at the same level.