RU213773U1 - Устройство для сжигания природного газа и кислорода - Google Patents
Устройство для сжигания природного газа и кислорода Download PDFInfo
- Publication number
- RU213773U1 RU213773U1 RU2022116999U RU2022116999U RU213773U1 RU 213773 U1 RU213773 U1 RU 213773U1 RU 2022116999 U RU2022116999 U RU 2022116999U RU 2022116999 U RU2022116999 U RU 2022116999U RU 213773 U1 RU213773 U1 RU 213773U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- natural gas
- oxygen
- holes
- nozzle
- rectangular holes
- Prior art date
Links
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 25
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 25
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 25
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 230000001590 oxidative Effects 0.000 claims 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 abstract description 3
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 abstract description 3
- 238000007664 blowing Methods 0.000 abstract description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007670 refining Methods 0.000 abstract description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 abstract 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 8
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 7
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000282485 Vulpes vulpes Species 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 238000009827 uniform distribution Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к области металлургии, в частности к топливосжигающим устройствам современных дуговых сталеплавильных печей емкостью более 80 т для подогрева и осаждения железосодержащей шихты в период подвалки и продувки кислородом расплава в период рафинирования. Устройство содержит сопло Лаваля с криволинейным профилем стенки и отверстиями для подвода природного газа в диффузор сопла, которые выполнены в форме вытянутых наклонных прямоугольных отверстий, длинная сторона которых расположена перпендикулярно направлению потока окислителя, а наклон прямоугольных отверстий по отношению к потоку окислителя составляет 6°. Устройство позволяет эффективно перемешивать и сжигать природный газ с кислородом в рабочем объеме дуговой сталеплавильной печи в кинетическом режиме.
Description
Полезная модель относится к области металлургии, в частности к топливосжигающим устройствам современных дуговых сталеплавильных печей (ДСП) емкостью более 80 т для подогрева и осаждения железосодержащей шихты в период подвалки и продувки кислородом расплава в период рафинирования.
В дуговой сталеплавильной печи газокислородные горелки предназначены, прежде всего, для ускоренного нагрева шихты первой корзины, чтобы обеспечить более быструю подачу окончательной массы материалов в рабочее пространство. Прогрев всей массы шихты до температуры плавления должен происходить равномерно по всему объему без локальных зон перегрева и оплавления. Образование поверхностной жидкой фазы приводит к снижению газопроницаемости при заполнении пустот, расположенных в нижних слоях шихты.
Интенсивное плавление возможно при условии, если создается максимальный уровень теплопередачи в объеме материалов шихты. Быстрый нагрев холодной шихты с использованием дополнительного источника тепловой энергии продуктов сгорания природного газа с кислородом обеспечивает снижение расхода электрической энергии и сокращение времени плавки.
Из уровня техники известно устройство для сжигания природного газа в кислороде в дуговой сталеплавильной печи (RU2135602, опубл. 27.08.1999). Устройство характеризуется подачей закрученного потока кислорода в камеру смешения при центральной подаче природного газа в боковом направлении к потоку кислорода. Недостатком данной конструкции является повышенное сопротивление на линии подачи кислорода, что приводит к снижению скорости смеси природного газа и кислорода на выходе из горелки. При этом отсутствует возможность применения горелки в режиме продувки расплава высокоскоростной струей кислорода.
Известны, применяемые на современных ДСП, комбинированные горелки фирмы VAI FUCHS (Voronov, G.V., & Glukhov, I. V. (2022). Physicochemical Properties of Natural Gas and Oxygen Combustion Products at Diffusion and Kinetic Burning. BA.A. Radionov, & V.R. Gasiyarov (Ред.), Proceedings of the 7th International Conference on Industrial Engineering, ICIE 2021 p. 320 Fig. 1). В конструкциях этих горелок природный газ и кислород подают раздельно, а их перемешивание происходит в свободном объеме на выходе из горелки, обеспечивая диффузионный режим горения. Сжигание в диффузионном режиме в рабочем пространстве ДСП приводит к локальным перегревам, оплавлению шихты и повышенному угару металлической части шихты.
Известно горелочное устройство (Глухов И.В. Сжигание природного газа с технологическим кислородом в рабочем пространстве современной дуговой сталеплавильной печи / И.В. Глухов, Г.В. Воронов // Теплотехника и информатика в образовании, науке и производстве: сборник докладов IX Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (ТИМ’2021) с международным участием (Екатеринбург, 13-14 мая 2021 г.). - Екатеринбург: УрФУ, 2021. стр. 33 рис. 7). Данное устройство содержит сопло Лаваля с криволинейным профилем стенки и отверстиями для подвода природного газа в диффузор сопла. По соплу подается кислород, при этом перемешивание природного газа с кислородом происходит в диффузоре при внешнем подводе природного газа. Подвод природного газа в поток окислителя в этом устройстве происходит через шесть цилиндрических отверстий в диффузоре сопла, которые в полной мере не обеспечивают равномерное распределение природного газа по периметру сопла, из-за наличия больших зон между отверстиями.
Задачей настоящей полезной модели является обеспечение эффективного перемешивания и сжигания природного газа и кислорода в кинетическом режиме в рабочем объеме дуговых сталеплавильных печей.
Для этого предложено устройство, которое, как и устройство по прототипу, содержит сопло Лаваля с криволинейным профилем стенки и отверстиями для подвода природного газа в диффузор сопла. Новое устройство отличается тем, что отверстия для подачи природного газа в диффузор сопла выполнены в форме вытянутых наклонных прямоугольных отверстий, длинная сторона которых расположена перпендикулярно направлению потока окислителя, а наклон прямоугольных отверстий по отношению к потоку окислителя составляет 6°.
Сущность заявленного решения заключается в том, что природный газ подают в поток кислорода через шесть наклонных прямоугольных отверстий в диффузоре сопла. Это позволяет увеличить площадь контакта струй природного газа с потоком окислителя при сохранении скоростей истечения природного газа, что, в свою очередь, позволяет произвести хорошее перемешивание топлива с окислителем, при этом гидравлическое сопротивление струй природного газа потоку окислителя будет незначительным и не приведет к снижению скорости продуктов сгорания.
Таким образом, новый технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении интенсивности перемешивания потоков природного газа и кислорода.
Полезная модель иллюстрируется рисунками, где
на фиг. 1 показан общий вид горелки;
на фиг. 2 - продольный разрез горелки;
на фиг. 3 - сечение смесителя кислорода и природного газа.
Горелочное устройство содержит сопло Лаваля с криволинейным профилем 1, патрубком для подвода кислорода 2. В диффузоре сопла Лаваля выполнены шесть вытянутых наклонных прямоугольных отверстий 3, длинная сторона которых расположена перпендикулярно направлению потока окислителя, а наклон прямоугольных отверстий по отношению к потоку окислителя составляет 6°. Отверстия 3 соединены с коллектором 4 и патрубком для подвода природного газа 5.
При работе устройства в режиме горелки через сопло Лаваля подается кислород, попадая в диффузор с шестью, расположенными по окружности, прямоугольными наклонными отверстиями 3, через которые подается природный газ. Происходит перемешивание, подготовленная таким образом смесь воспламеняется от электрических дуг ДСП и за счет эффективного предварительного перемешивания формируется кинетический режим сжигания. При этом конструкция позволяет эксплуатировать горелку и в режиме продувки жидкой ванны кислородом без подачи природного газа.
Таким образом, заявленная полезная модель позволяет эффективно перемешивать и сжигать природный газ с кислородом в рабочем объеме дуговой сталеплавильной печи в кинетическом режиме.
Claims (1)
- Устройство для сжигания природного газа и кислорода, содержащее сопло Лаваля с криволинейным профилем стенки и отверстиями для подвода природного газа в диффузор сопла, отличающееся тем, что отверстия для подачи природного газа в диффузор сопла выполнены в форме вытянутых наклонных прямоугольных отверстий, длинная сторона которых расположена перпендикулярно направлению потока окислителя, а наклон прямоугольных отверстий по отношению к потоку окислителя составляет 6°.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU213773U1 true RU213773U1 (ru) | 2022-09-28 |
Family
ID=
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135602C1 (ru) * | 1998-02-23 | 1999-08-27 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ сжигания природного газа в кислороде в дуговой сталеплавильной печи и устройство для его осуществления |
| CN105823045A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-03 | 苏州宝联重工股份有限公司 | 一种rh精炼炉用转炉煤气用烧嘴及rh精炼炉 |
| CN210373423U (zh) * | 2019-08-01 | 2020-04-21 | 新乡市华瑞电源材料有限公司 | 水冷式富氧天然气燃烧枪头 |
| RU2755239C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2021-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭР ЛИКИД" | Топливно-кислородная горелка для плавильной печи, система и способ управления розжигом и контролем пламени такой горелки |
| CN215489707U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-01-11 | 泸州群煜玻璃有限公司 | 一种用于窑炉的烧枪 |
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2135602C1 (ru) * | 1998-02-23 | 1999-08-27 | Московский государственный институт стали и сплавов (технологический университет) | Способ сжигания природного газа в кислороде в дуговой сталеплавильной печи и устройство для его осуществления |
| CN105823045A (zh) * | 2016-05-23 | 2016-08-03 | 苏州宝联重工股份有限公司 | 一种rh精炼炉用转炉煤气用烧嘴及rh精炼炉 |
| CN210373423U (zh) * | 2019-08-01 | 2020-04-21 | 新乡市华瑞电源材料有限公司 | 水冷式富氧天然气燃烧枪头 |
| RU2755239C1 (ru) * | 2021-03-02 | 2021-09-14 | Общество с ограниченной ответственностью "ЭР ЛИКИД" | Топливно-кислородная горелка для плавильной печи, система и способ управления розжигом и контролем пламени такой горелки |
| CN215489707U (zh) * | 2021-05-08 | 2022-01-11 | 泸州群煜玻璃有限公司 | 一种用于窑炉的烧枪 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR900006616B1 (ko) | 불꽃발생방법과 그 장치 | |
| US4203761A (en) | Process of smelting with submerged burner | |
| US5346524A (en) | Oxygen/fuel firing of furnaces with massive, low velocity, turbulent flames | |
| RU2474760C2 (ru) | Способ генерирования горения посредством горелки в сборе и горелка в сборе | |
| ES2206836T3 (es) | Quemador de inyeccion de particulas. | |
| US20020096809A1 (en) | Method and apparatus for metal melting, refining and processing | |
| JP4481653B2 (ja) | 金属の装入材料を装入しつつ連続的なスチール製造をするための方法及び装置 | |
| RU213773U1 (ru) | Устройство для сжигания природного газа и кислорода | |
| ES2947382T3 (es) | Sistema de combustión oxígeno-combustible para la fusión de un material de carga peletizado | |
| CN101382286B (zh) | 气流环形交错均流喷射预混稳焰的燃烧器 | |
| CN114264150A (zh) | 一种应用于固废处理的宽筛分粉体相变复合炉的设计方法 | |
| CA1137748A (en) | Continuous copper melting furnace | |
| US4168968A (en) | Steelmaking process | |
| CN101430090B (zh) | 旋流弥散燃烧器 | |
| CN203963993U (zh) | 连续蓄热式弥散火焰燃烧设备 | |
| KR19990022866A (ko) | 스크랩 벌크내로 에너지를 입력하는 방법 | |
| CN201141594Y (zh) | 一种空气旋流型高温低氧空气燃烧装置 | |
| CN104805246A (zh) | 一种预混气流喷嘴互通与送风气流曲径流动的均流热风炉 | |
| JP3280227B2 (ja) | プラズマ溶融炉及び被溶融物の溶融方法 | |
| US4411617A (en) | Burners for soaking pit furnaces | |
| CN201285042Y (zh) | 一种气流环形交错均流喷射预混稳焰的燃烧器 | |
| JPH1123156A (ja) | 金属の溶解炉及び金属の溶解方法 | |
| CN210220713U (zh) | 一种合金加热烘烤炉 | |
| RU2119845C1 (ru) | Устройство для сушки и разогрева футеровки металлургических емкостей | |
| CN105621859A (zh) | 低强度混泡浸没燃烧法 |