RU174720U1

RU174720U1 - PULSE HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU174720U1
Application number: RU2016111453U
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Лисиенко
Priority date: 2016-03-28
Filing date: 2016-03-28
Publication date: 2017-10-30

Abstract

Устройство относится к области нагревательных и термических печей и может быть использовано в других пламенных печах и энергоустановках.Устройство импульсного нагрева, включающее горелку для сгорания топлива в рабочем пространстве печи, трубопроводы для подачи топлива и воздуха к горелке, исполнительный механизм и клапан для регулирования подачи топлива к горелке, блок задатчика времени циклов подачи и отключения подачи топлива к горелке, датчики расходов топлива и воздуха, регулятор соотношения расходов топлива и воздуха с регулирующим клапаном подачи воздуха, при этом горелка связана с трубопроводами для подачи топлива и воздуха к горелке, исполнительный механизм связан с клапаном для регулирования подачи топлива к горелке, клапан для регулирования подачи топлива к горелке установлен на трубопроводе для подачи топлива к горелке, выход блока задатчика циклов подачи и отключения топлива к горелке связан с исполнительным механизмом, датчики расходов топлива и воздуха установлены на трубопроводах для подачи топлива и воздуха и связаны с регулятором соотношения расходов топлива и воздуха, отличающееся тем, что горелка выполнена с двумя ступенями длины факела, с первой длиннофакельной ступенью с центральным соплом для спутной подачи топлива по отношению к подаче воздуха и второй, короткофакельной ступенью, с периферийными соплами для перпендикулярной подачи топлива по отношению к подаче воздуха, устройство снабжено дополнительными трубопроводами, дополнительными исполнительными механизмами и клапанами для регулирования подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки, трехпозиционным регулятором для обеспечения последовательных режимов полной подачи топлива через периферийные сопла горелки, половины от полной подачи топлива через центральное сопло горелки и полного отключения подачи топлива, при этом горелка связана с трубопроводами, трубопроводы связаны с исполнительными механизмами и клапанами для подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки, трехпозиционный регулятор связан с исполнительными механизмами и клапанами для подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки.Применение данного устройства обеспечивает увеличение равномерности нагрева металла и стойкости футеровки печей, снижение окалинообразования, предотвращение трещинообразования при нагреве металла, снижение удельного расхода топлива.The device relates to the field of heating and thermal furnaces and can be used in other flame furnaces and power plants. A pulse heating device, including a burner for burning fuel in the working space of the furnace, pipelines for supplying fuel and air to the burner, an actuator and a valve for regulating the fuel supply to the burner, time setter unit for fuel supply and shutdown cycles of the fuel supply to the burner, fuel and air flow sensors, fuel and air flow ratio adjuster with adjustable with an air supply valve, while the burner is connected to pipelines for supplying fuel and air to the burner, the actuator is connected to a valve for regulating the fuel supply to the burner, a valve for regulating the fuel supply to the burner is installed on the pipeline for supplying fuel to the burner, the output of the setter block fuel supply and shutdown cycles to the burner is connected to the actuator, fuel and air flow sensors are installed on the pipelines for fuel and air supply and are connected to the regulator ode of fuel and air, characterized in that the burner is made with two steps of the length of the torch, with the first long-torch stage with a central nozzle for fuel feed in relation to the air supply and the second, short-torch step, with peripheral nozzles for perpendicular fuel supply in relation to the supply air, the device is equipped with additional pipelines, additional actuators and valves for regulating the fuel supply through the central and peripheral nozzles of the burner, three positions regulator to ensure sequential modes of complete fuel supply through the peripheral nozzles of the burner, half of the total fuel supply through the central nozzle of the burner and complete shutdown of the fuel supply, while the burner is connected to pipelines, pipelines are connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral burner nozzles, a three-position controller is connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral nozzles of the burner. The use of this device provides an increase in the uniformity of metal heating and the durability of the lining of furnaces, the reduction of scale formation, the prevention of crack formation during heating of the metal, and the reduction in specific fuel consumption.

Description

Полезная модель относится к области нагревательных и термических печей и может быть использован в других пламенных печах и энергоустановках.The utility model relates to the field of heating and thermal furnaces and can be used in other flame furnaces and power plants.

Известно устройство импульсного нагрева, которое основано на системе двухпозиционного автоматического включения и прерывания подачи топлива и окислителя (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. Справочное издание. В 3-х кн. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004. - 832 с. (с. 698); Лисиенко В.Г. Совершенствование и повышение эффективности энерготехнологий и производств. Т. 2, кн. 2. Анализ режимных параметров и конструкций в энерготехнологиях: монография / В.Г. Лисиенко. - Екатеринбург: УрФУ, 2014. Ч. 1 - 560 с. (С. 321-327)).A device is known for pulsed heating, which is based on a system of on-off automatic switching on and off of the fuel and oxidizer (Lisienko V.G., Schelokov Y.M., Ladygichev M.G. Fuel. Rational combustion, control and technological use. Reference publication. In 3 Prince Kn. 2 / Edited by VG Lisienko. - M .: Teplotekhnik, 2004. - 832 p. (P. 698); Lisienko VG Improving and increasing the efficiency of energy technologies and production. 2, book 2. Analysis of regime parameters and structures in energy technologies: monograph / V.G. Lis Ienko. - Ekaterinburg: UrFU, 2014. Part 1 - 560 p. (S. 321-327)).

Известно также устройство импульсного нагрева, основанное на перестраиваемой частоте и скважности пульсаций в системе прерывания подачи топлива (например, природного газа). При этом продолжительность позиционного прерывания периода «включено-выключено» составляет 0,5-2,5 мин. (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. Справочное издание. В 3-х кн. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004. - 832 с. (с. 698); Лисиенко В.Г. Совершенствование и повышение эффективности энерготехнологий и производств. Т. 2, кн. 2. Анализ режимных параметров и конструкций в энерготехнологиях: монография / В.Г. Лисиенко, - Екатеринбург: УрФУ, 2014. Ч. 1 - 560 с. (С. 321-327)).A pulse heating device is also known, based on the tunable frequency and duty cycle of pulsations in a fuel supply interruption system (for example, natural gas). The duration of the positional interruption of the on-off period is 0.5-2.5 minutes. (Lisienko V.G., Schelokov Y.M., Ladygichev M.G. Fuel. Rational combustion, management and technological use. Reference publication. In 3 pr. Book. 2 / Edited by V.G. Lisienko. - M .: Teplotekhnik, 2004. - 832 p. (P. 698); Lisienko VG Improving and increasing the efficiency of energy technologies and production. Vol. 2, book 2. Analysis of operating parameters and structures in energy technologies: monograph / V . G. Lisienko, - Yekaterinburg: UrFU, 2014. Part 1 - 560 p. (S. 321-327)).

Однако недостатком этих устройств является двухпозиционное прерывание подачи топлива и окислителя, при котором имеет место либо нахождение факела в рабочем пространстве печи, либо полное его отсутствие.However, the disadvantage of these devices is a two-position interruption of the fuel and oxidizer, in which there is either a torch in the working space of the furnace, or its complete absence.

При этом происходит резкое локальное изменение температуры футеровки печи и нагреваемого металла, что приводит, с одной стороны, к ухудшению стойкости футеровки, и с другой, - к возможному появлению трещин на поверхности металла в результате термических напряжений и деформаций.In this case, a sharp local change in the temperature of the lining of the furnace and the heated metal occurs, which leads, on the one hand, to a decrease in the durability of the lining, and, on the other hand, to the possible occurrence of cracks on the metal surface as a result of thermal stresses and deformations.

При длительном отсутствии факела в печи возникают локальные подсосы воздуха в рабочее пространство печи с охлаждением металла, что приводит к перерасходу топлива и дополнительному окалинообразованию на поверхности металла.With a prolonged absence of a torch in the furnace, local air leaks into the working space of the furnace with metal cooling occur, which leads to excessive consumption of fuel and additional scale formation on the metal surface.

Тем не менее устройство импульсного нагрева имеет преимущества перед обычным устройством непрерывной подачи топлива, обеспечивая равномерность нагрева металла и экономию топлива.Nevertheless, the pulsed heating device has advantages over a conventional continuous fuel supply device, ensuring uniform heating of the metal and fuel economy.

Таким образом, известно устройство импульсного нагрева, основанное на системе двухпозиционного автоматического прерывания подачи топлива и окислителя и, соответственно, на периодическом наличии или полном отсутствии факела в печах (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. Справочное издание. В 3-х кн. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004. - 832 с. (с. 698); Лисиенко В.Г. Совершенствование и повышение эффективности энерготехнологий и производств. Т. 2, кн. 2. Анализ режимных параметров и конструкций в энерготехнологиях: монография / В.Г. Лисиенко. - Екатеринбург: УрФУ, 2014. Ч. 1 - 560 с. (С. 321-327)).Thus, a pulse heating device is known, based on a two-position automatic interruption of the fuel and oxidizer supply and, accordingly, on the periodic presence or complete absence of a torch in furnaces (Lisienko V.G., Schelokov Y.M., Ladygichev M.G. Fuel Rational Combustion, Management, and Technological Use. Reference Edition. In 3 pr. Book 2 / Edited by VG Lisienko. - M .: Teplotekhnik, 2004. - 832 p. (P. 698); Lisienko VG Improving and increasing the efficiency of energy technologies and production, vol. 2, book 2. Anal of mode parameters in energy technologies and designs: monograph / VG Lisienko - Barrow:. UrFU, 2014, Part 1 - 560 (pp 321-327))..

Однако недостатком этого устройства является двухпозиционное («включено-выключено») прерывание подачи топлива и окислителя в рабочее пространство печи, при котором имеет место либо нахождение факела в рабочем пространстве печи («включено»), либо полное его отсутствие («выключено»). При этом происходят значительные локальные изменения температуры футеровки печи и нагреваемого металла, что приводит к ухудшению стойкости футеровки печи и возможному трещинообразованию на поверхности металла в результате термических напряжений и деформаций. При длительном отсутствии факела в печи появляются локальные подсосы воздуха в рабочее пространство с увеличением расхода топлива и развитием окалинообразования на поверхности металла.However, the disadvantage of this device is a two-position (“on-off”) interruption of the supply of fuel and an oxidizing agent to the working space of the furnace, in which there is either a torch in the working space of the furnace (“on”) or its complete absence (“off”). In this case, significant local changes in the temperature of the furnace lining and the heated metal occur, which leads to a deterioration in the resistance of the furnace lining and possible crack formation on the metal surface as a result of thermal stresses and deformations. With a long absence of a torch, local air leaks into the working space appear in the furnace with an increase in fuel consumption and the development of scale formation on the metal surface.

Задачей настоящего изобретения является устранение значительного локального изменения температуры футеровки печи и нагреваемого материала при сохранении преимуществ импульсного отопления.The objective of the present invention is to eliminate significant local changes in the temperature of the lining of the furnace and the heated material while maintaining the benefits of pulsed heating.

Указанная задача достигается тем, что устройство импульсного нагрева, включает горелку для сгорания топлива в рабочем пространстве печи, трубопроводы для подачи топлива и воздуха к горелке, исполнительный механизм и клапан для регулирования подачи топлива к горелке, блок задатчика времени циклов подачи и отключения подачи топлива к горелке, датчики расходов топлива и воздуха, регулятор соотношения расходов топлива и воздуха с регулирующим клапаном подачи воздуха, при этом горелка связана с трубопроводами для подачи топлива и воздуха к горелке, исполнительный механизм связан с клапаном для регулирования подачи топлива к горелке, клапан для регулирования подачи топлива к горелке установлен на трубопроводе для подачи топлива к горелке, выход блока задатчика циклов подачи и отключения топлива к горелке связан с исполнительным механизмом, датчики расходов топлива и воздуха установлены на трубопроводах для подачи топлива и воздуха и связаны с регулятором соотношения расходов топлива и воздуха, отличающееся тем, что горелка выполнена с двумя ступенями длины факела, с первой длиннофакельной ступенью с центральным соплом для спутной подачи топлива по отношению к подаче воздуха и второй, короткофакельной ступенью, с периферийными соплами для перпендикулярной подачи топлива по отношению к подаче воздуха, устройство снабжено дополнительными трубопроводами, дополнительными исполнительными механизмами и клапанами для регулирования подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки, трехпозиционным регулятором для обеспечения последовательных режимов полной подачи топлива через периферийные сопла горелки, половины от полной подачи топлива через центральное сопло горелки и полного отключения подачи топлива, при этом горелка связана с трубопроводами, трубопроводы связаны с исполнительными механизмами и клапанами для подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки, трехпозиционный регулятор связан с исполнительными механизмами и клапанами для подачи топлива через центральное и периферийные сопла горелки.This task is achieved by the fact that the pulse heating device includes a burner for burning fuel in the working space of the furnace, pipelines for supplying fuel and air to the burner, an actuator and a valve for regulating the fuel supply to the burner, a unit for setting the time of the fuel supply and shut-off cycles to the burner, fuel and air flow sensors, the ratio of fuel and air consumption with a control valve for air supply, while the burner is connected to pipelines for supplying fuel and air to burner, the actuator is connected to the valve for regulating the fuel supply to the burner, the valve for regulating the fuel supply to the burner is installed on the pipeline for supplying fuel to the burner, the output of the unit for setting the fuel supply and shutdown cycles of the fuel to the burner is connected to the actuator, fuel and air flow sensors installed on pipelines for supplying fuel and air and connected to the regulator of the ratio of fuel and air consumption, characterized in that the burner is made with two steps of the length of the torch, with the first the second long-flare step with a central nozzle for the fuel feed in relation to the air supply and the second, short-flare step, with peripheral nozzles for the perpendicular fuel supply in relation to the air supply, the device is equipped with additional pipelines, additional actuators and valves for regulating the fuel supply through the central and peripheral nozzles of the burner, with a three-position regulator to ensure sequential modes of complete fuel supply through peripheral burner burner, half of the total fuel supply through the central nozzle of the burner and complete shutdown of the fuel supply, while the burner is connected to pipelines, pipelines are connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral nozzles of the burner, a three-position controller is connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral nozzles of the burner.

Таким образом, при использовании предлагаемого устройства импульсного отопления при сохранении времени цикла импульсных переключений (0,5-2,5 мин) (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. Справочное издание. В 3-х кн. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004. - 832 с. (с. 698)) и трехпозиционном регулировании значительно снижается время нахождения рабочего пространства печи при полном отсутствии факела и обеспечивается большая равномерность нагрева. При этом достигается не мгновенное полное, а более плавное снижение в цикле переключений расхода топлива (тепловой нагрузки) с сохранением в промежуточной позиции («среди») длины факела на уровне длины факела при максимальной подаче топлива («норм»). Действительно, если при сокращении расхода топлива (например, природного газа), длина факела, как известно (Лисиенко В.Г., Щелоков Я.М., Ладыгичев М.Г. Топливо. Рациональное сжигание, управление и технологическое использование. Справочное издание. В 3-х кн. Кн. 2 / Под ред. В.Г. Лисиенко. - М.: Теплотехник, 2004. - 832 с. (с. 698)), уменьшается, то при переходе от периферийной подачи топлива в воздушный поток горелки (соплами перпендикулярными воздушному потоку в горелке) - короткофакельная ступень горелки - к центральной подаче топлива (через сопло, параллельное воздушному потоку в горелке) - длиннофакельная ступень горелки - длина факела, наоборот, увеличивается, что и позволяет сохранять длину факела в позициях в требуемом по условиям нагрева диапазоне.Thus, when using the proposed device of pulsed heating while maintaining the cycle time of pulse switching (0.5-2.5 min) (Lisienko V.G., Schelokov Y.M., Ladygichev M.G. Fuel. Rational combustion, control and technological use. Reference publication. In 3 prs. Book 2 / Edited by VG Lisienko. - M .: Teplotehnik, 2004. - 832 p. (p. 698)) and three-position regulation significantly reduces the residence time the working space of the furnace in the complete absence of a torch and provides greater uniformity of heating. This achieves not an instantaneous complete, but a smoother decrease in the fuel consumption switching cycle (thermal load) while maintaining the torch length in the intermediate position (“among”) at the level of the torch length at maximum fuel supply (“norms”). Indeed, if, while reducing fuel consumption (for example, natural gas), the flame length is known (Lisienko V.G., Schelokov Y.M., Ladygichev M.G. Fuel. Rational combustion, management and technological use. Reference publication. In the 3rd book, Book 2 / Under the editorship of VG Lisienko. - M .: Teplotekhnik, 2004. - 832 p. (P. 698)), decreases when switching from peripheral fuel supply to the air stream. burner (nozzles perpendicular to the air flow in the burner) - short torch stage - to the central fuel supply (through the nozzle, parallel to the air flow in the burner) - the long torch stage of the burner - the length of the torch, on the contrary, increases, which allows you to save the length of the torch in positions in the range required by the heating conditions.

Так, например, по данным (Использование природного газа при сводовом отоплении нагревательных печей / В.Г. Лисиенко, В.В. Волков, Б.А. Фетисов, Н.И. Хухарев. - М.: ВНИИЭгазпром, 1974. - 68 с; Лисиенко В.Г., Китаев Б.И., Кокарев Н.И. Усовершенствование методов сжигания природного газа в сталеплавильных печах. - М.: Металлургия, 1978. - 280 с.), при использовании природного газа длина факела пропорциональна скорости истечения газа в степени 0,34. При этом скорость истечения W_o как раз и характеризует в данном случае при неизменном диаметре выходного сечения сопла горелки расход газа.So, for example, according to (The use of natural gas in the consolidated heating of heating furnaces / V.G. Lisienko, V.V. Volkov, B.A. Fetisov, N.I. Khukharev. - M.: VNIIEgazprom, 1974. - 68 s; Lisienko V.G., Kitaev B.I., Kokarev N.I. Improvement of methods for burning natural gas in steel furnaces. - M .: Metallurgy, 1978. - 280 p.), when using natural gas, the length of the torch is proportional to the speed expiration of gas to the degree of 0.34. In this case, the outflow velocity W _o characterizes in this case, at a constant diameter of the outlet section of the nozzle of the burner, the gas flow.

В случае, например, изменения скорости истечения газа W_o в два раза длина факела уменьшится на величину 2^0,34=1,26, т. е. на 26%.In the case of, for example, a change in the gas outflow rate W _{o by} a factor of two, the torch length will decrease by 2 ^0.34 = 1.26, i.e., by 26%.

Однако при переходе в случае отопления природным газом с коротко-факельной ступенью (с периферийными соплами для перпендикулярной подачи газа по отношению к подаче воздуха) на длиннофакельную ступень горелки (с центральным соплом для спутной подачи газа по отношению к воздушному потоку) полная длина факела увеличивается на 15,5%, при этом длина зоны интенсивного горения увеличивается еще более значительно - на 20-25%.However, when switching to short-torch stage (with peripheral nozzles for perpendicular gas supply with respect to air supply) in the case of heating with natural gas, to the long torch stage of the burner (with central nozzle for satellite gas supply with respect to air flow), the total torch length increases by 15.5%, while the length of the zone of intense combustion increases even more significantly - by 20-25%.

Таким образом, в случае снижения расхода газа и возможного уменьшения при этом длины факела обеспечивается эквивалентная возможность сохранения этой длины в случае перехода от подачи газа через короткофакельную ступень горелки к длиннофакельной ступени.Thus, in the case of a decrease in gas consumption and a possible decrease in the length of the torch, the equivalent possibility of maintaining this length is ensured in the case of a transition from a gas supply through a short torch stage to a long torch stage.

Тем самым при предлагаемом устройстве импульсного нагрева обеспечивается плавный, стабилизирующий длину факела переход от номинального расхода топлива к отключению его подачи - через промежуточный расход топлива с сохранением на этом промежуточном этапе длины факела в рабочем пространстве печи.Thus, with the proposed device of pulsed heating, a smooth, stabilizing torch length is provided, the transition from the nominal fuel consumption to the shutdown of its supply through the intermediate fuel consumption while maintaining the torch length in the working space of the furnace at this intermediate stage.

На фиг. 1 и 2 представлено устройство импульсного нагрева в случае отопления природным газом.In FIG. 1 and 2 show a device for pulse heating in the case of heating with natural gas.

На фиг. 1 представлена схема данного устройства на примере нагревательной печи. Она включает подвод газа 1; газопровод длиннофакельной ступени 2; газопровод короткофакельной ступени 3; газопровод вентиляторного воздуха 4; корпус горелки 5; кладку печи 6; горелочный тоннель 7; исполнительные механизмы 16-18 и регулирующие клапаны 8-10 короткофакельной, длиннофакельной ступеней горелки и общего подвода газа соответственно; трехпозиционный регулятор 11; задатчик времени цикла подачи и отключения подачи топлива к импульсной горелке 12; датчики расходов газа и воздуха 13 и 14; регулятор соотношения «газ-воздух» 15; Г - газ; В - воздух для горения; Ф - факел; П.Г - выход продуктов сгорания, М - нагреваемый металл.In FIG. 1 shows a diagram of this device using an example of a heating furnace. It includes a gas supply 1; gas pipeline of a long torch stage 2; gas pipeline of a short torch stage 3; ventilator air gas pipeline 4; burner body 5; masonry furnace 6; burner tunnel 7; actuators 16-18 and control valves 8-10 short, long torch stages of the burner and the general gas supply, respectively; three-position controller 11; a time setter for the cycle of supply and shutdown of the fuel supply to the pulse burner 12; gas and air flow sensors 13 and 14; gas-air ratio regulator 15; G is gas; B - combustion air; F - torch; P.G - output of combustion products, M - heated metal.

На фиг. 2 представлена горелка, обеспечивающая стабилизацию длины факела горелки при изменении расхода газа (тепловой нагрузки). Она включает корпус 1; воздушное сопло 2; наружную газовую трубу 3; внутреннюю газовую трубу 4; В - воздух; Д.Ф - подвод газа к длиннофакельной ступени; К.Ф - подвод газа к короткофакельной ступени; n_отв - отверстия периферийного подвода газа (короткофакельной ступени).In FIG. 2 shows a burner that provides stabilization of the length of the torch of the burner when changing the gas flow (thermal load). It includes building 1; air nozzle 2; outer gas pipe 3; inner gas pipe 4; To the air; D.F - gas supply to the long torch stage; K.F - gas supply to the short-torch stage; n _{of holes} - hole peripheral gas inlet (korotkofakelnoy steps).

Фиг. 3 демонстрирует возможность использования данного устройства для сохранения требуемого при нагреве металла расхода газа в процессе переключений. На фиг. 3 представлена временная диаграмма расходов газа при использовании двух параллельно работающих горелках. Ординаты графика с обозначениями К.Ф «норм», Д.Ф «среди», «откл» соответствуют расходу подаваемого газа в каждом из трех циклов переключений.FIG. 3 shows the possibility of using this device to maintain the required gas flow rate during metal heating during switching. In FIG. 3 is a timing chart of gas flow rates when using two burners operating in parallel. The ordinates of the graph with the designations K.F. “Norms”, D.F. “Among”, “Off” correspond to the flow rate of the supplied gas in each of the three switching cycles.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В рабочем пространстве печи (фиг. 1) при нагреве металла М с футеровкой 6 обеспечивается постоянство длины факела Ф при подаче газа через трубопровод 1 и его разводку на короткофакельную 3 и длиннофакельную 2 ступени горелки при снижении его расхода, например, в 2 раза от номинального. Выход газа осуществляется через тоннель 7. Задатчик времени цикла подачи и отключения подачи топлива к импульсной горелке 12 задает время общего цикла переключений и время перехода на сниженный, например, в два раза расход газа. Трехпозиционный регулятор 11 обеспечивает в рамках полного цикла переключений последовательное открытие клапана 8 короткофакельной ступени 3 (позиция «норм»), затем в середине цикла - его закрытие и открытие клапана 9 длиннофакельной ступени 2 горелки (позиция «среди»). Далее происходит закрытие общего клапана подачи газа 10 (позиция «откл»). Далее открывается клапан 10 - при открытии клапана 9 длиннофакельной ступени 2 (позиция «среди»).In the working space of the furnace (Fig. 1), when the metal M with the lining 6 is heated, the torch length F is constant when gas is supplied through the pipeline 1 and it is routed to short torch 3 and long torch 2 burner stages while its consumption is reduced, for example, by 2 times from the nominal . The gas outlet is through the tunnel 7. The time controller for the cycle of supply and shutdown of the fuel supply to the pulse burner 12 sets the time of the general switching cycle and the transition time to a gas consumption reduced, for example, by half. The three-position controller 11 ensures, within the full cycle of switching, the sequential opening of valve 8 of the short-torch stage 3 (position "norms"), then in the middle of the cycle, its closing and opening of the valve 9 of the long-torch stage 2 of the burner (position "among"). Next, the common gas supply valve 10 is closed (“off” position). Next, valve 10 opens - when opening valve 9 of the long-flare stage 2 (position “among”).

Затем закрывается клапан 9 длиннофакельной ступени 2 и открывается клапан 8 короткофакельной ступени 3. Далее цикл переключений повторяется (исходная позиция «норм»).Then, the valve 9 of the long-flare stage 2 closes and the valve 8 of the short-flare stage 3 opens. Then the switching cycle is repeated (the initial position is “normal”).

Горелка с регулируемой длиной факела (фиг. 2) обеспечивает при переменном расходе газа переключение подачи газа с короткофакельной ступени К.Ф на длиннофакельную ступень Д.Ф. Воздух для горения В подается через трубопровод 19 и воздушное сопло 20. Трубопроводы 21 и 22 соответствуют подаче газа в короткофакельную и длиннофакельную ступени горелки. Короткофакельная ступень горелки 3 содержит n_отв=4-6 периферийных отверстий.A torch with an adjustable torch length (Fig. 2) provides, at a variable gas flow rate, switching the gas supply from a short-flare stage K.F to a long-flare stage D.F. Combustion air B is supplied through conduit 19 and air nozzle 20. Pipelines 21 and 22 correspond to the gas supply to the short and long torch stages of the burner. Korotkofakelnaya burner stage 3 comprises _holes n = 4-6 peripheral holes.

Датчики расходов газа Г и воздуха В 13 и 14 и регулятор 15 (фиг. 1) обеспечивают требуемое соотношение «газ-воздух» при переменном расходе газа в циклах «норм» и «сред» работы импульсной горелки.The gas flow sensors G and air B 13 and 14 and the regulator 15 (Fig. 1) provide the required gas-to-air ratio with a variable gas flow rate in the “normal” and “medium” cycles of the pulse burner.

Тем самым в позиции «сохр» при сниженном, например, в 2 раза расходе топлива удается сохранить длину факела, соответствующей позиции «норм» и не изменять в плане развития факела условий этого перехода.Thus, in the “saved” position with a reduced, for example, 2-fold fuel consumption, it is possible to maintain the torch length corresponding to the “norms” position and not to change the conditions of this transition in terms of the development of the torch.

При параллельной работе двух горелочных устройств а и б с противоположными по времени циклами включений и отключений клапанов горелок (фиг. 3), как следует из временной диаграммы фиг. 3, обеспечивается постоянство расхода топлива при всех трех циклах переключений импульсных горелок.In parallel operation of two burner devices a and b with time-opposite turn-on and turn-off cycles of the burner valves (FIG. 3), as follows from the timing diagram of FIG. 3, a constant fuel consumption is ensured for all three switching cycles of pulse burners.

Таким образом, обеспечивается стабильная во времени тепловая нагрузка на два параллельно работающих горелочных устройства и облегчается функционирование системы автоматического регулирования расхода топлива. Если температура в печи поддерживается в пределах рабочей зоны с несколькими горелочными устройствами, то эта зона должна включать парное число горелочных устройств.Thus, a stable thermal load on two parallel-burning burner devices is ensured and the functioning of the automatic fuel consumption control system is facilitated. If the temperature in the furnace is maintained within the working area with several burner devices, then this zone should include a pair of burner devices.

В процессе функционирования устройства импульсного нагрева может изменяться в зависимости от конкретных условий нагрева уровень задаваемых температур и номинальный расход топлива, полное время цикла, время перехода от позиции «норм» к позиции «сред», а также и уровень расхода топлива по отношению к номинальному расходу в позиции «сред».During the operation of the pulse heating device, the level of set temperatures and the nominal fuel consumption, the total cycle time, the transition time from the “norm” position to the “medium” position, and also the level of fuel consumption relative to the nominal flow rate can vary depending on the specific heating conditions in the "media" position.

Техническим результатом использования данного устройства является снижение удельного расхода топлива.The technical result of using this device is to reduce specific fuel consumption.

Claims

A pulsed heating device, including a burner for burning fuel in the working space of the furnace, pipelines for supplying fuel and air to the burner, an actuator and a valve for regulating the supply of fuel to the burner, a unit for setting the time of supply and shutdown of the fuel supply to the burner, fuel consumption sensors and air, a regulator of the ratio of fuel and air consumption with a control valve for air supply, while the burner is connected to pipelines for supplying fuel and air to the burner, the actuator It is equipped with a valve for regulating the fuel supply to the burner, a valve for regulating the fuel supply to the burner is installed on the pipeline for supplying fuel to the burner, the output of the unit for setting the fuel supply and shutdown cycles of the fuel to the burner is connected to the actuator, fuel and air flow sensors are installed on the pipelines for fuel and air supply and are connected with the regulator of the ratio of fuel and air consumption, characterized in that the burner is made with two steps of the torch length, with the first long-torch step with the center with a nozzle for fuel feed in relation to the air supply and a second, short-flare stage, with peripheral nozzles for perpendicular fuel supply in relation to the air supply, the device is equipped with additional pipelines, additional actuators and valves for regulating the fuel supply through the central and peripheral nozzles of the burner , a three-position regulator to ensure sequential modes of complete fuel supply through the peripheral nozzles of the burner, half of the full start the fuel through the central nozzle of the burner and completely shut off the fuel supply, while the burner is connected to pipelines, the pipelines are connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral nozzles of the burner, the three-position regulator is connected to actuators and valves for supplying fuel through the central and peripheral nozzles of the burner.