RU2191951C1 - U-shaped gas heater and method of its assembly - Google Patents
U-shaped gas heater and method of its assembly Download PDFInfo
- Publication number
- RU2191951C1 RU2191951C1 RU2001112708/06A RU2001112708A RU2191951C1 RU 2191951 C1 RU2191951 C1 RU 2191951C1 RU 2001112708/06 A RU2001112708/06 A RU 2001112708/06A RU 2001112708 A RU2001112708 A RU 2001112708A RU 2191951 C1 RU2191951 C1 RU 2191951C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- gas
- heater
- shaped
- recuperator
- burner
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/10—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions
- Y02P10/143—Reduction of greenhouse gas [GHG] emissions of methane [CH4]
Landscapes
- Air Supply (AREA)
- Waste-Gas Treatment And Other Accessory Devices For Furnaces (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к устройствам для термической обработки стали (термические печи с радиационными трубами, печи-ванны с погружными нагревателями), и может быть использовано на металлургических и машиностроительных заводах. The invention relates to the field of metallurgy, in particular to devices for heat treatment of steel (thermal furnaces with radiation pipes, bath furnaces with immersion heaters), and can be used in metallurgical and engineering plants.
Известна U-образная радиационная труба для термических печей, содержащая U-образный корпус с установленными внутри рекуператором и газогорелочным устройством. Рекуператор трубы содержит перпендикулярно к нему установленный дымовой патрубок. Радиационная труба закрепляется на корпусе печи специальной плитой. Ветви U-образной трубы соединены между собой двойником, выполненным из чугуна (SU 687316, МПК С 21 D 9/00, 1979). Known U-shaped radiation pipe for thermal furnaces, containing a U-shaped housing with installed inside the recuperator and gas burner device. The pipe recuperator contains perpendicular to it mounted smoke pipe. The radiation pipe is fixed to the furnace body with a special plate. The branches of the U-shaped pipe are interconnected by a double made of cast iron (SU 687316, IPC С 21 D 9/00, 1979).
Указанный нагреватель имеет существенные недостатки. Во-первых, он не содержит компенсирующего устройства, необходимость которого обусловлена следующими обстоятельствами. Корпуса прямых пролетных и тупиковых радиационных труб при нагреве свободно удлиняются. Корпуса U-образных и других конструкций нагревателей из-за сложности формы не имеют возможности свободного удлинения, а неравномерность нагрева их излучающих поверхностей вызывает существенные термомеханические деформации, которые, в частности, в U-образных нагревателях приводят к разрыву ветвей трубы в месте их сварки с поворотным коленом. Именно поэтому необходимым элементом конструкции корпусов многоветвевых радиационных труб является компенсатор. The specified heater has significant disadvantages. Firstly, it does not contain a compensating device, the need for which is due to the following circumstances. The shells of direct span and dead-end radiation pipes are freely elongated when heated. Cases of U-shaped and other designs of heaters, due to the complexity of the shape, do not have the possibility of free extension, and the uneven heating of their radiating surfaces causes significant thermomechanical deformations, which, in particular, in U-shaped heaters lead to rupture of the pipe branches at the place of their welding with swivel knee. That is why a compensator is a necessary element in the design of multi-branch radiation pipe housings.
Второй недостаток этой радиационной трубы заключается в том, что одна и та же конструкция нагревателя имеет различные модификации, связанные только с одной причиной: необходимостью соосно ориентировать дымовые патрубки к вытяжным отверстиям дымопроводов печей. Так, в роликовых печах с радиационными трубами последние имеют, как правило, двухрядное горизонтальное расположение. Верхний не экранируемый рольгангом ряд радиационных труб содержит дымовые патрубки, установленные строго перпендикулярно корпусам. Для нижнего ряда радиационных труб такое выполнение невозможно из-за необходимости обвода роликов, поэтому здесь, как правило, применяют две модификации нагревателей (правое и левое исполнение) с наклонным по отношению к корпусам расположением дымовых патрубков. Такое положение вызывает сложности в комплектовании печи нагревателями различной модификации, а также затрудняет вторичное использование после реставрации, так как при ремонтах требуются трубы разных модификаций. Таким образом, требуется решение по унификации нагревателей принципиально одинаковой конструкции. The second disadvantage of this radiation pipe is that the same heater design has various modifications associated with only one reason: the need to coaxially orient the smoke pipes to the exhaust openings of the furnace chimneys. So, in roller furnaces with radiation tubes, the latter, as a rule, have a two-row horizontal arrangement. The upper row of radiation pipes not shielded by the roller conveyor contains smoke pipes installed strictly perpendicular to the housings. For the lower row of radiation pipes, such an implementation is impossible due to the need to bypass the rollers, therefore, here, as a rule, two modifications of heaters are used (right and left versions) with an arrangement of smoke pipes inclined with respect to the housings. This situation causes difficulties in completing the furnace with heaters of various modifications, and also complicates secondary use after restoration, since pipes of various modifications are required for repairs. Thus, a solution is required for the unification of heaters of fundamentally the same design.
Наиболее близким к предлагаемому нагревателю является газовый нагреватель, содержащий U-образный корпус с горелочной и рекуперативной ветвями и соединенный с двойником, газогорелочное устройство, рекуператор с перпендикулярным дымовым патрубком, плиту крепления (SU 829695, МПК С 21 D 9/00, 1981). Closest to the proposed heater is a gas heater containing a U-shaped body with a burner and regenerative branches and connected to a double, a gas burner, a recuperator with a perpendicular smoke pipe, a mounting plate (SU 829695, IPC C 21 D 9/00, 1981).
Недостатками указанного нагревателя являются низкая эксплуатационная надежность и большой расход природного газа. The disadvantages of this heater are low operational reliability and high consumption of natural gas.
Наиболее близким к заявленному способу сборки газового нагревателя является способ сборки U-образного газового нагревателя, включающий установку газогорелочного устройства, рекуператора в корпус нагревателя и их соединение с двойником (SU 829695, МПК С 21 D 9/00, 1981). Closest to the claimed method of assembling a gas heater is a method of assembling a U-shaped gas heater, including installing a gas burner device, a recuperator in the heater body and connecting them to a double (SU 829695, IPC C 21 D 9/00, 1981).
Недостатками указанного способа являются низкая эксплуатационная надежность и большой расход природного газа. The disadvantages of this method are low operational reliability and high consumption of natural gas.
Технической результат данного изобретения - повышение долговечности U-образного газового нагревателя, его унификация и снижение расхода природного газа. The technical result of this invention is to increase the durability of a U-shaped gas heater, its unification and reduction of natural gas consumption.
Технический результат в части нагревателя достигается тем, что U-образный газовый нагреватель содержит U-образный корпус с горелочной и рекуперативной ветвями, соединенный с двойником, снабженный газогорелочным устройством, рекуператором с перпендикулярным дымовым патрубком, плитой крепления и линзовым компенсатором, горелочная ветвь корпуса нагревателя установлена в плите крепления с зазором и соединена по всему сечению с одной стороной компенсатора, который другой своей стороной соединен по всему сечению с корпусом газогорелочного устройства и закрыт герметичным коробом, жестко соединенным с корпусом газогорелочного устройства и плитой крепления. The technical result in terms of the heater is achieved by the fact that the U-shaped gas heater contains a U-shaped body with a burner and regenerative branches, connected to a double, equipped with a gas burner, a recuperator with a perpendicular smoke pipe, a mounting plate and a lens compensator, a burner branch of the heater body is installed in the fastening plate with a gap and connected across the entire section with one side of the compensator, which the other side is connected across the entire section with the gas burner housing the device is closed and sealed duct is rigidly connected with the housing and the gas burner device mounting plate.
Кроме того, рекуператор снабжен съемным узлом с фланцами на концах, установленным между плитой крепления и двойником и имеющим дымовой патрубок, ось которого перпендикулярна оси съемного узла. In addition, the recuperator is equipped with a removable assembly with flanges at the ends mounted between the mount plate and the double and having a smoke pipe, the axis of which is perpendicular to the axis of the removable assembly.
Предложенная установка линзового компенсатора является наиболее оптимальной, так как исключает его непосредственное соединение с жесткой плитой крепления нагревателя к печи. Линзовый компенсатор не нуждается в дополнительном обслуживании, обеспечивая большую эффективность использования топлива. The proposed installation of a lens compensator is the most optimal, as it eliminates its direct connection with a rigid plate mounting the heater to the furnace. The lens compensator does not require additional maintenance, providing greater fuel efficiency.
Наличие съемного узла позволяет унифицировать нагреватели, повысить их долговечность и тем самым обеспечить более рациональное использование природного газа. The presence of a removable unit allows you to unify heaters, increase their durability and thereby ensure a more rational use of natural gas.
Технический результат в части способа достигается тем, что способ сборки U-образного газового нагревателя включает установку газогорелочного устройства, рекуператора в корпус нагревателя и их соединение с двойником, съемный узел за счет фланцевых соединений устанавливают строго соосно вытяжным отверстиям дымопроводов печей. The technical result in terms of the method is achieved in that the method of assembling a U-shaped gas heater includes installing a gas burner device, a recuperator in the heater body and connecting them to a double, a removable assembly due to flange connections is installed strictly aligned with the exhaust openings of the furnace chimneys.
Способ позволяет унифицировать нагреватели, повысить их долговечность и тем самым обеспечить более рациональное использование природного газа. The method allows to unify the heaters, increase their durability and thereby provide a more rational use of natural gas.
На фиг.1 изображен U-образный газовый нагреватель;
на фиг.2 - разрез А-А съемного узла U-образного газового нагревателя по оси дымового патрубка.Figure 1 shows a U-shaped gas heater;
figure 2 is a section aa removable node U-shaped gas heater along the axis of the smoke pipe.
Газовый нагреватель содержит корпус 1 U-образной формы. Газогорелочное устройство содержит корпус 2, в котором установлены газовое сопло 3, смесительные отверстия 4 для первичного воздуха, запальную трубку 5 и стабилизатор 6 горения. Рекуператор 7 U-образного газового нагревателя выполнен по типу "труба в трубе" и является двухходовым по воздуху и одноходовым по продуктам сгорания. Рекуператор 7 установлен в рекуперативной ветви нагревателя, газогорелочное устройство - в горелочной. Со стороны печи ветви соединены U-образным поворотным коленом 8, а с внепечной - двойником 9. На внепечной стороне нагревателя также установлена плита 10 для его крепления к корпусу печи. К ней приварен футерованный изоляцией короб 11, который устанавливают непосредственно в кладку печи (на чертежах футеровка не показана). Плита 10 крепления жестко соединена только с рекуперативной ветвью. С горелочной же ветвью она соединена через дополнительный короб 12, внутри которого установлен линзовый компенсатор 13, который одной своей стороной соединен с горелочной ветвью корпуса 1 U-образного газового нагревателя по всему ее сечению, а с другой - с корпусом 2 газогорелочного устройства. Таким образом, в месте прохода горелочной ветви через жесткую плиту 10 крепления непосредственного крепления нет, а имеется по всему сечению зазор, позволяющий эффективно работать линзовому компенсатору 13. В рекуперативной ветви между плитой 10 крепления и двойником 9 установлен дополнительный съемный узел 14 с фланцами на концах, соединяющими двойник 9 и плиту 10 крепления. Съемный узел 14 содержит дымовой патрубок 15, ось которого перпендикулярна оси съемного узла 14. Таким образом, съемный узел 14 является хвостовой поверхностью рекуператора 7. На фиг.2 показано, что за счет фланцевых соединений съемный узел 14 можно устанавливать строго соосно вытяжным отверстиям дымопроводов печей (на фиг.2 не показаны). Так, при наличии во фланцах восьми равномерно расположенных отверстий его можно поворачивать вокруг оси через каждые 45o.The gas heater comprises a U-shaped housing 1. The gas burner device comprises a housing 2 in which a gas nozzle 3, mixing holes 4 for primary air, an ignition tube 5 and a combustion stabilizer 6 are installed. The recuperator 7 of the U-shaped gas heater is made by the type "pipe in pipe" and is a two-way through the air and one-way by combustion products. The recuperator 7 is installed in the regenerative branch of the heater, the gas burner device in the burner. On the furnace side, the branches are connected by a U-shaped knee 8, and with the secondary furnace, a double 9. On the secondary furnace side, a plate 10 is also installed for attaching it to the furnace body. An duct lined with insulation 11 is welded to it, which is installed directly in the masonry of the furnace (the lining is not shown in the drawings). The mounting plate 10 is rigidly connected only to the regenerative branch. It is connected to the burner branch through an additional box 12, inside which there is a lens compensator 13, which is connected on one side to the burner branch of the housing 1 of the U-shaped gas heater over its entire cross section, and on the other, to the housing 2 of the gas burner device. Thus, in the place where the burner branch passes through the rigid plate 10, there is no direct fastening, but there is a gap throughout the section that allows the lens compensator 13 to work efficiently. In the regenerative branch, between the fastening plate 10 and the double 9 there is an additional
U-образный газовый нагреватель работает следующим образом. Через газовое сопло 3 в газогорелочное устройство подают природный газ. Воздух в газогорелочное устройство поступает через двухходовой рекуператор 7 и двойник 9. За соплом 3 через смесительные отверстия 4 часть воздуха поступает в центральную часть газогорелочного устройства. Здесь образуется гомогенная смесь газа и воздуха с коэффициентом расхода воздуха α=0,40. Такое предварительное смешение обеспечивает исключение образования сажистого углерода в процессе горения. Остальной воздух поступает по периферии между стенкой корпуса 2 газогорелочного устройства и внутренними трубками, поддерживая общее соотношение расходов газа и воздуха близким к стехиометрическим значениям - α= 1,05-1,20. При таких соотношениях достигается полнота сгорания природного газа. Розжиг нагревателя производят через запальную трубку 5. Горение начинается за стабилизатором 6 горелочного устройства. Выгорает газовоздушная смесь по всей длине U-образного нагревателя до рекуператора 7. Максимальные температуры поверхность нагревателя имеет в поворотном колене 8, так как из-за изменения направления потока возникает его дополнительная турбулизация и сгорание существенной части газовоздушной смеси. В рекуперативной ветви происходит ее догорание, поэтому здесь горение менее интенсивно, чем в горелочной ветви и поворотном колене 8. В результате на излучающей поверхности нагревателя по его длине имеет место определенная неравномерность нагрева. При температурах в печах 750o-800oС она достигает 50o-60oС. При отсутствии компенсации термической деформации она вызывает разрывы нагревателя в поворотном колене 8. Предлагаемое устройство линзового компенсатора 13 позволяет решить эту проблему, так как горелочная ветвь нагревателя свободно перемещается в плите 10 крепления, и компенсатор 13 выполняет свои функции. Из рекуперативной ветви продукты полного сгорания поступают в одноходовой по продуктам сгорания рекуператор 7, где нагревают воздух, необходимый для горения, до 250o-400oС и удаляются через дымовой патрубок 15 в вытяжные отверстия дымопроводов печей (на чертежах не показаны). До применения предлагаемого съемного узла 14 применяли несколько модификаций нагревателей. Именно такое решение позволило установить съемный узел 14 соосно дымовым отверстиям.U-shaped gas heater operates as follows. Through the gas nozzle 3, natural gas is supplied to the gas burner device. Air enters the gas burner device through a two-way recuperator 7 and double 9. Behind the nozzle 3, through the mixing holes 4, part of the air enters the central part of the gas burner device. Here a homogeneous mixture of gas and air is formed with an air flow coefficient α = 0.40. Such pre-mixing ensures the exclusion of soot carbon during combustion. The rest of the air enters at the periphery between the wall of the housing 2 of the gas burner device and the inner tubes, maintaining the overall ratio of gas and air flow close to stoichiometric values - α = 1.05-1.20. With these ratios, the completeness of natural gas combustion is achieved. The heater is ignited through the ignition tube 5. Combustion starts behind the stabilizer 6 of the burner device. The air-gas mixture burns out along the entire length of the U-shaped heater to the recuperator 7. The heater has maximum temperatures in the rotary elbow 8, since due to a change in the flow direction, additional turbulization and combustion of a significant part of the gas-air mixture occur. In the regenerative branch, its burning out occurs, therefore, combustion is less intense here than in the burner branch and the knee 8. As a result, a certain unevenness of heating takes place on the radiating surface of the heater along its length. At temperatures in the ovens of 750 o -800 o C, it reaches 50 o -60 o C. In the absence of compensation for thermal deformation, it causes the heater to break in the rotary elbow 8. The proposed device of the lens compensator 13 allows to solve this problem, since the burner branch of the heater moves freely in the mounting plate 10, and the compensator 13 performs its functions. From the recuperative branch, the products of complete combustion enter the recuperator 7, single-pass through the products of combustion, where they heat the air necessary for combustion to 250 o -400 o C and are removed through the
Изобретение позволяет унифицировать U-образные газовые нагреватели, увеличить долговечность их использования и снизить расход топлива. The invention allows to unify U-shaped gas heaters, increase the durability of their use and reduce fuel consumption.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112708/06A RU2191951C1 (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | U-shaped gas heater and method of its assembly |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001112708/06A RU2191951C1 (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | U-shaped gas heater and method of its assembly |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2191951C1 true RU2191951C1 (en) | 2002-10-27 |
Family
ID=20249470
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001112708/06A RU2191951C1 (en) | 2001-05-08 | 2001-05-08 | U-shaped gas heater and method of its assembly |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2191951C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103255271A (en) * | 2013-05-21 | 2013-08-21 | 北京科技大学 | Gas dual-cycle radiant tube heating device |
-
2001
- 2001-05-08 RU RU2001112708/06A patent/RU2191951C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103255271A (en) * | 2013-05-21 | 2013-08-21 | 北京科技大学 | Gas dual-cycle radiant tube heating device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA1154371A (en) | Plug-in recuperator and method | |
EP1167877A1 (en) | Single-ended self-recuperated radiant tube annulus system | |
US4038022A (en) | In-furnace recuperator | |
RU2191951C1 (en) | U-shaped gas heater and method of its assembly | |
RU2287117C1 (en) | Steel sectional hot-water boiler | |
US4132394A (en) | Furnaces | |
JP3714524B2 (en) | Surface combustion burner and its mounting mechanism on the furnace wall | |
CN206280959U (en) | A kind of heat accumulating type multitubular bundles radiant tube combustion device | |
CN104896483A (en) | Garbage incinerator | |
CN217844738U (en) | Fire tube furnace fire tube protective radiant tube and fire tube structure | |
CN109578989A (en) | A kind of efficiently low vertical coal dust furnace of nitrogen | |
US4560349A (en) | Heat recuperator and method for use with gas-fired furnace using nozzle or pre-mix burners | |
RU2225964C1 (en) | Gas heater | |
RU210686U1 (en) | Spiral boiler | |
RU2042878C1 (en) | Horizontal heating boiler | |
CN217131335U (en) | Labyrinth type boiler access door and chamber combustion boiler | |
JPH03260501A (en) | Modular type boiler | |
RU2202736C1 (en) | U-shaped radiant tube | |
CN210862207U (en) | High-efficient natural gas drying and heating furnace | |
CN211420059U (en) | Cracking equipment and external combustion hot air furnace | |
RU2118754C1 (en) | Radiation tubular heater | |
JPS6023305Y2 (en) | Radiant tube furnace | |
KR200291666Y1 (en) | Heat Insulating Supporter of Chimney duct | |
SU1167202A1 (en) | Blast furnace air heater | |
RU2168121C1 (en) | Process heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner | ||
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110509 |