Изобретение относится к печам, работающим под разрежением, в основном кольцевым, а также может быть использовано в печах, где требуется создать в рабочем пространстве защитную (восстановительную) или нейтральную атмосферу, например, малоокислительного и безокислительного нагрева металла, обжига углеродных изделий, и может быть использовано на заводах металлургической и машиностроительной промышленности, а также стройиндустрии. The invention relates to rarefaction furnaces, mainly annular, and can also be used in furnaces where it is required to create a protective (reducing) or neutral atmosphere in the workspace, for example, low-oxidizing and non-oxidizing heating of metal, firing of carbon products, and can be used in factories of the metallurgical and engineering industries, as well as the construction industry.
Известен способ отопления печи, в котором для сжигания воздуха подают холодный первичный вентиляторный воздух, а вторичный горячий воздух подают в смеситель через эжекторный канал, снабженный встроенным в футеровку печи инжектором с воздушным соплом, куда подают холодный вентиляторный воздух [1] Однако в этом способе не используются возможности подачи воздуха горения за счет разрежения в рабочей камере. Кроме того, на подачу воздуха горения расходуется электроэнергия вентиляторов. There is a known method of heating a furnace in which cold primary fan air is supplied for burning air, and secondary hot air is supplied to the mixer through an ejector channel equipped with an injector with an air nozzle integrated in the furnace lining, where cold fan air is supplied [1] However, this method does not The possibilities of supplying combustion air due to rarefaction in the working chamber are used. In addition, fans supply electricity to the combustion air.
Известен способ отопления печи с помощью инжекционного горелочного устройства (ИГУ), например кольцевой многокамерной печи, работающей под разрежением [2] Газовое топливо подают в камеру посредством простого сопла. Первичный воздух поступает через специальный регулируемый кольцевой зазор за счет разрежения в камере. Анализ работы способа отопления с помощью ИГУ показал, что при этом не обеспечиваются подача первичного холодного воздуха и стабильное горение по причине слабой инжектирующей способности струи газа. Наличие в конце газового сопла конуса, имеющего угол раскрытия 90o, приводит к перекрытию кольцевого зазора, через который должен подсасываться воздух за счет разрежения в печи. Природный газ поступает под свод камеры толстой струей, вытесняя оттуда газы, содержащие кислород. Это приводит к частичному крекингу газа с выпаданием сажи и низкому теплотехническому эффекту.A known method of heating a furnace using an injection burner (IGU), for example, an annular multi-chamber furnace operating under vacuum [2] Gas fuel is fed into the chamber through a simple nozzle. Primary air enters through a special adjustable annular gap due to vacuum in the chamber. Analysis of the operation of the heating method using ISU showed that it does not provide primary cold air and stable combustion due to the weak injecting ability of the gas stream. The presence of a cone at the end of the gas nozzle having an opening angle of 90 ° leads to the overlap of the annular gap through which air must be sucked in due to rarefaction in the furnace. Natural gas enters under the dome of the chamber with a thick stream, displacing gases containing oxygen from there. This leads to partial cracking of the gas with precipitation of soot and a low thermal effect.
Технической задачей изобретения является повышение эффективности использования топлива, качества тепловой обработки изделий, снижение вредных выбросов. Поставленная задача достигается тем, что воздух (окислитель), необходимый для полного сжигания газа, разделяется на первичный, вторичный и третичный. Первичный холодный воздух в количестве 30 50% от стехиометрического подают в смеситель за счет инжекции струей газа (20 40%) и за счет разрежения в печи (10 20%). Образованную в смесителе газовоздушную смесь подают в печь по основному каналу смесителя и через стабилизатор горения. Вторичный холодный воздух в количестве 10 20% подают путем разрежения в печи и инжектирования газовоздушными горящими струями стабилизатора. Третичный горячий воздух через систему каналов в футеровке печи подают непосредственно в рабочую камеру печи. An object of the invention is to increase fuel efficiency, the quality of heat treatment of products, reducing harmful emissions. The task is achieved in that the air (oxidizer) necessary for the complete combustion of gas is divided into primary, secondary and tertiary. Primary cold air in an amount of 30–50% of the stoichiometric is supplied to the mixer due to injection by a gas stream (20–40%) and due to rarefaction in the furnace (10–20%). The gas-air mixture formed in the mixer is fed into the furnace through the main channel of the mixer and through a combustion stabilizer. Secondary cold air in an amount of 10 to 20% is supplied by vacuum in the furnace and injection of stabilizer gas-air burning jets. Tertiary hot air through a channel system in the lining of the furnace is fed directly into the working chamber of the furnace.
Данный способ может быть реализован техническим решением, представленным на чертеже, где: 1 вентиль; 2 сопло; 3 первичный воздух; 4 газ; 5 - смеситель; 6 воздушная заслонка; 7 вторичный воздух; 8 кольцевое отверстие; 9 стабилизатор; 10 футеровка; 11 стабилизирующий факел; 12 - основной факел; 13 третичный окислитель; 14 рабочее пространство печи. This method can be implemented by the technical solution presented in the drawing, where: 1 valve; 2 nozzle; 3 primary air; 4 gas; 5 - mixer; 6 air damper; 7 secondary air; 8 ring hole; 9 stabilizer; 10 lining; 11 stabilizing torch; 12 - the main torch; 13 tertiary oxidizing agent; 14 the working space of the furnace.
В топливоподающем устройстве первичный холодный воздух 3 в количестве 30 50% от стехиометрического с помощью подачи газа 4 через газовое сопло 2 засасывается в инжекционный смеситель 5. В смеситель первичный воздух поступает как за счет инжектирующих способностей струи газа (20 40%), так и за счет разрежения в печи (10 20%). Образованную в смесителе газовоздушную смесь подают в печь 14 как по основному каналу 12, так и через огневой стабилизатор горения 9. Стабилизатор горения обеспечит возможность отопления с температурой в камере ниже температуры устойчивого воспламенения (менее 800oC). Вторичный холодный воздух 7 в количестве 10 20% подают через кольцевое отверстие 8 вокруг смесителя в основном за счет разрежения в печи и инжектирования в основном струями стабилизатора 11 и основного потока газовоздушной смеси 12. Третичный горячий воздух 13 для полного сжигания газа подают через систему каналов в футеровке печи 10 с использованием для его подогрева тепла охлаждаемых изделий и футеровки. В камере кольцевой печи, где часть камер находится на охлаждении, а часть подогревается за счет сжигания газа, третичный окислитель поступает из дымовых газов, образовавшихся при сжигании газа с избытком воздуха по мере перетекания дымовых газов по системе каналов из одной камеры в другую.In the fuel supply device, primary cold air 3 in an amount of 30 to 50% of the stoichiometric by suction gas 4 through a gas nozzle 2 is sucked into the injection mixer 5. Primary air enters the mixer both due to the injecting capabilities of the gas stream (20 40%), and the vacuum in the furnace (10 20%). The gas-air mixture formed in the mixer is fed into the furnace 14 both via the main channel 12 and through the fire stabilizer 9. The combustion stabilizer will allow heating with a temperature in the chamber below the temperature of stable ignition (less than 800 o C). Secondary cold air 7 in an amount of 10 20% is supplied through an annular hole 8 around the mixer, mainly due to rarefaction in the furnace and injection mainly by the jets of the stabilizer 11 and the main stream of gas-air mixture 12. Tertiary hot air 13 is fed through a channel system to completely burn gas lining of the furnace 10 with the use of heat of cooled products and lining for its heating. In the chamber of the ring furnace, where part of the chambers is cooled and part is heated by gas combustion, the tertiary oxidizer comes from the flue gases generated by burning gas with excess air as the flue gases flow through the channel system from one chamber to another.
Эффективность сжигания газа в каждой камере достигается за счет регулирования разрежения в камере, расхода газа (вентиль 1) и расхода вторичного воздуха путем перемещения воздушной заслонки 6. The efficiency of gas combustion in each chamber is achieved by regulating the vacuum in the chamber, the gas flow (valve 1) and the secondary air flow by moving the air damper 6.