RU2100708C1

RU2100708C1 - Method of gas firing of furnaces with air atmosphere

Info

Publication number: RU2100708C1
Application number: RU95102240A
Authority: RU
Inventors: Е.И. Старовойтенко; С.Л. Цукров
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Всероссийский институт легких сплавов"
Priority date: 1995-02-17
Filing date: 1995-02-17
Publication date: 1997-12-27

Abstract

FIELD: heat-power engineering; metallurgy; mechanical engineering and other industries. SUBSTANCE: gas is burnt in burner in flow of air in pulsed mode and heat is transferred to working chamber of furnace. Burning the gas is effected in pulsed mode in flow of air taken from working chamber of furnace; combustion products are passed through regenerator where heat is accumulated and is used for heating the flow of fresh air fed to working chamber of furnace. EFFECT: enhanced efficiency. 1 tbl

Description

Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть применено в металлургии, машиностроении, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства, располагающих печным хозяйством. The invention relates to furnace heating technology and can be applied in metallurgy, mechanical engineering, agriculture and other sectors of the national economy that have a furnace economy.

Существует способ газового отопления печей с контролируемой (в том числе и воздушной) атмосферой, основанный на применении различного рода теплообменников (радиационных и дымогарных труб, воздушных котлов и т.п.). Способ включает сжигание газа в горелках и получение продуктов сгорания, которые направляют в теплообменники, размещенные в рабочем пространстве печи, где обеспечивают передачу тепла продуктов сгорания газа в атмосфере рабочего пространства печи через стенку теплообменника, разделяющую эти среды и препятствующую их смешению [1]
Недостатком способа является его низкая экономичность, связанная со значительными потерями тепла с продуктами сгорания, покидающими печь, небольшой срок службы теплообменников из-за прогорания, особенно при высоких температурах печи, а также сложность и громоздкость системы отопления.There is a method of gas heating of furnaces with a controlled (including air) atmosphere, based on the use of various kinds of heat exchangers (radiation and smoke tubes, air boilers, etc.). The method includes burning gas in burners and obtaining combustion products that are sent to heat exchangers located in the working space of the furnace, where they provide heat transfer of the gas combustion products in the atmosphere of the working space of the furnace through the wall of the heat exchanger that separates these media and prevents their mixing [1]
The disadvantage of this method is its low efficiency, associated with significant heat losses from the combustion products leaving the furnace, the short life of the heat exchangers due to burning, especially at high furnace temperatures, as well as the complexity and bulkiness of the heating system.

Известен способ газового отопления печей с контролируемой (в том числе и воздушной) атмосферой [2] Он включает сжигание газа в импульсном режиме в потоке воздуха в горелке с регенератором и передачу тепла в рабочее пространство печи посредством теплообменника. A known method of gas heating of furnaces with a controlled (including air) atmosphere [2] It includes burning gas in a pulsed mode in an air stream in a burner with a regenerator and transferring heat to the working space of the furnace through a heat exchanger.

Недостатком способа является повышенный расход топлива печью и энергии на привод тягодутьевых устройств, в также общие повышенные затраты на отопление из-за необходимости периодических замен и ремонта теплообменников, размещаемых в рабочем пространстве печи. The disadvantage of this method is the increased fuel consumption of the furnace and energy for driving draft devices, as well as the overall increased heating costs due to the need for periodic replacement and repair of heat exchangers placed in the working space of the furnace.

Предлагается способ отличается от прототипа тем, что воздух для сжигания газа забирают из рабочего пространства печи, продукты сгорания газа пропускают через регенератор, аккумулируя в нем тепло продуктов сгорания, а передачу этого тепла в рабочее пространство обеспечивают потоком свежего воздуха, нагреваемого в регенераторе и подаваемого в рабочее пространство печи. The proposed method differs from the prototype in that the air for gas combustion is taken from the working space of the furnace, the products of gas combustion are passed through the regenerator, accumulating the heat of the combustion products in it, and the transfer of this heat to the working space is provided by the flow of fresh air heated in the regenerator and supplied to the working space of the furnace.

Техническим результатом предлагаемого способа является снижение энергопотребления, слагаемого из расхода топлива и энергозатрат на привод тягодутьевых устройств, а также общее сокращение удельных затрат на нагрев заготовок за счет устранения части затрат, связанной с периодической сменой и ремонтом теплообменников, размещаемых внутри рабочего пространства печи. The technical result of the proposed method is to reduce energy consumption, composed of fuel consumption and energy consumption for the drive of blowing devices, as well as the overall reduction of unit costs for heating the workpieces by eliminating part of the costs associated with the periodic replacement and repair of heat exchangers placed inside the furnace working space.

Сущность предложенного способа отопления заключается в следующем. The essence of the proposed heating method is as follows.

Отбор воздуха на горение из рабочего пространства печи освобождает от необходимости его подогрева для эффективного сжигания газа в горелке, одновременно устраняя из конструкции системы теплообменники, воздухонагреватели, затраты на сооружение которых значительно влияют на стоимость нагрева заготовок. The selection of combustion air from the working space of the furnace eliminates the need for heating it to efficiently burn gas in the burner, while eliminating heat exchangers and air heaters from the system design, the construction costs of which significantly affect the cost of heating the billets.

Обеспечивая температуру нагрева воздуха в регенераторе более высокой, чем ту, которую имел воздух, отобранный из печи на горение газа, производят отопление печи, а изменяя соотношение периодов нагрева регенератора дымовыми газами и периода его охлаждения свежим воздухом, направленным в печь, регулируют тепловую мощность отопления печи, причем, чем продолжительнее период нагрева, тем большую тепловую мощность можно развить в системе отопления печи и наоборот. Providing the temperature of heating the air in the regenerator higher than that which had the air taken from the furnace to burn gas, the furnace is heated, and by changing the ratio of the periods of heating of the regenerator with flue gases and the period of its cooling with fresh air directed to the furnace, the heating thermal power is regulated furnace, and the longer the heating period, the greater thermal power can be developed in the heating system of the furnace and vice versa.

Прямое отопление печи нагретым в регенераторе свежим воздухом, в отличие от известных косвенных способов отопления, снижает расход топлива, сокращает энергозатраты на тягодутьевые устройства печи и общие материальные затраты за счет устранения той их части, которая связана с периодической заменой и ремонтом теплообменников, размещаемых внутри рабочего пространства печи. Direct heating of the furnace with fresh air heated in the regenerator, in contrast to the known indirect heating methods, reduces fuel consumption, reduces energy costs for furnace kiln devices and overall material costs by eliminating the part associated with the periodic replacement and repair of heat exchangers placed inside the worker space oven.

Пример 1. Провели опробование предложенного способа отопления применительно к воздушно-циркуляционной печи для нагрева заготовок (слитков) из алюминиевых сплавов производительностью 5 т/ч. Температура в рабочем пространстве печи 500^oC; среда воздух. Печь отапливали природным газом с теплотой сгорания 35000 кДж/нм³.Example 1. We tested the proposed heating method in relation to an air-circulation furnace for heating billets (ingots) of aluminum alloys with a capacity of 5 t / h. The temperature in the working space of the furnace 500 ^o C; medium air. The furnace was heated with natural gas with a calorific value of 35,000 kJ / nm ³ .

Пример 2. Воздушно-циркуляционную печь для нагрева заготовок из алюминиевых сплавов с производительностью 5 т/ч отапливали по способу, соответствующему прототипу. Параметры работы печи те же, что и в примере 1. Example 2. An air-circulation furnace for heating billets of aluminum alloys with a productivity of 5 t / h was heated by the method corresponding to the prototype. The parameters of the furnace are the same as in example 1.

Результаты опробования представлены в таблице. The test results are presented in the table.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить расход топлива на 8-9% повысив коэффициент его использования за счет прямого нагрев печи, снизить мощность привода тяго-дутьевых устройств на 47-52% Кроме того, значительно снизить удельные затраты на отопление за счет исключения необходимости использования дорогостоящих теплообменников. Thus, the proposed method allows to reduce fuel consumption by 8–9% by increasing its utilization rate due to direct heating of the furnace, to reduce the drive power of draft and blowing devices by 47–52%. In addition, significantly reduce unit heating costs by eliminating the need for use expensive heat exchangers.

Claims

A method of gas heating of furnaces with an air atmosphere, including burning gas in a pulsed mode in an air stream in a burner with a regenerator and transferring heat to the working space of the furnace, characterized in that gas burning in a pulsed mode is carried out in a stream of air taken from the working space of the furnace, products gas combustion is passed through a regenerator, accumulating heat of the combustion products in it and heating it with a stream of fresh air supplied to the working space of the furnace.