RU2294494C1 - Device for burning fuel in rotating furnace - Google Patents
Device for burning fuel in rotating furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2294494C1 RU2294494C1 RU2005125523/02A RU2005125523A RU2294494C1 RU 2294494 C1 RU2294494 C1 RU 2294494C1 RU 2005125523/02 A RU2005125523/02 A RU 2005125523/02A RU 2005125523 A RU2005125523 A RU 2005125523A RU 2294494 C1 RU2294494 C1 RU 2294494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- nozzle
- fuel
- needle
- nozzle body
- fuel supply
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Muffle Furnaces And Rotary Kilns (AREA)
Abstract
Description
Предлагаемое техническое решение относится к конструкциям вращающихся печей, используемых в химической, металлургической, цементной и других отраслях промышленности, и направлено на совершенствование узла сжигания топлива.The proposed technical solution relates to designs of rotary kilns used in the chemical, metallurgical, cement and other industries, and is aimed at improving the fuel combustion unit.
Известно, что горение газа - это реакция окисления горючего газа кислородом воздуха, которая происходит на границе между газом и воздухом в слое, называемом фронтом пламени, толщиной всего лишь в десятые доли миллиметра. Фронт пламени охватывает струю газа со всех сторон и поэтому она кажется сплошным факелом. Интенсивное горение идет только в турбулентной части струи, где газ хорошо перемешивается с воздухом. Это основная зона горения. Для сжигания газообразного топлива существует множество устройств, конструкции которых в той или иной мере направлены на повышение эффективности сгорания топлива, что приводит также к снижению содержания вредных выбросов в продуктах сгорания.It is known that gas combustion is a reaction of oxidation of a combustible gas by atmospheric oxygen, which occurs at the interface between the gas and air in a layer called the flame front, only a few tenths of a millimeter thick. The flame front covers a stream of gas from all sides and therefore it seems to be a continuous torch. Intense combustion occurs only in the turbulent part of the jet, where the gas mixes well with air. This is the main combustion zone. To burn gaseous fuels, there are many devices whose designs are, to one degree or another, aimed at increasing the efficiency of fuel combustion, which also leads to a decrease in the content of harmful emissions in the combustion products.
Известно устройство для сжигания топлива во вращающейся печи по А.С. СССР №1179073 (МКИ F 27 B 7/36), которое содержит центральную и наружную трубы, установленные коаксиально и подключенные, соответственно, к источникам топлива и воздуха, а также содержит камеру смешения, снабженную турбулизатором потока в виде упругой пластины, которая установлена соосно центральной трубе и снабжена экраном, закрепленным на ней под углом 50-80°.A device for burning fuel in a rotary kiln according to A.S. USSR No. 1179073 (MKI F 27 B 7/36), which contains the central and outer pipes mounted coaxially and connected respectively to the sources of fuel and air, and also contains a mixing chamber equipped with a flow turbulator in the form of an elastic plate, which is mounted coaxially the central pipe and is equipped with a screen mounted on it at an angle of 50-80 °.
По этому изобретению поток газообразного топлива, идущий по центральному каналу, на выходе встречает препятствие в виде экрана, установленного под углом на упругой пластине. Под действием газового потока пластина отклоняется, однако, вследствие упругости пластина стремится занять исходное положение. В результате взаимодействия упругих сил пластины и газового потока, подаваемого под определенным избыточным давлением, пластина начинает интенсивно вибрировать. Наличие вибрации обеспечивает эффективное смешивание топлива с воздухом. При всех достоинствах данное устройство обладает недостатком, а именно: в условиях высоких температур срок службы такого турбулизатора незначителен из-за потери упругости пластины.According to this invention, the flow of gaseous fuel flowing through the Central channel at the outlet encounters an obstacle in the form of a screen mounted at an angle on an elastic plate. Under the influence of the gas flow, the plate deviates, however, due to the elasticity of the plate tends to occupy its original position. As a result of the interaction of the elastic forces of the plate and the gas flow supplied under a certain excess pressure, the plate begins to vibrate intensively. The presence of vibration ensures efficient mixing of fuel with air. With all the advantages, this device has a drawback, namely: at high temperatures, the service life of such a turbulator is insignificant due to the loss of elasticity of the plate.
Известна также форсунка по А.С. СССР №1229516, МКИ F 23 D 11/34 (для служебного пользования), которая содержит корпус с выходным соплом и установленную по его оси в центрирующей опоре запорную иглу, снабженную приводом осевых колебаний. Осевое колебание обеспечивается системой дополнительных конструктивных элементов.Also known nozzle by A.S. USSR No. 1229516, MKI F 23 D 11/34 (for official use), which contains a housing with an output nozzle and a locking needle mounted on its axis in the centering support, equipped with an axial vibration drive. Axial vibration is provided by a system of additional structural elements.
К недостаткам данной конструкции форсунки следует отнести ее сложность и, как следствие, высокую трудоемкость в изготовлении и обслуживании.The disadvantages of this nozzle design are its complexity and, as a consequence, the high complexity in the manufacture and maintenance.
Наиболее близким решением по своей технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству для сжигания жидкого топлива является "Устройство для сжигания жидкого топлива" по патенту РФ на полезную модель №11866 (F 23 D 17/00).The closest solution in its technical essence and the achieved result to the proposed device for burning liquid fuel is the "Device for burning liquid fuel" according to the patent of the Russian Federation for utility model No. 11866 (F 23 D 17/00).
По известному патенту устройство для сжигания жидкого топлива содержит корпус форсунки с выходным соплом, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла, канал для подачи первичного воздуха, образованный наружной поверхностью топливоподающей иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки, камеру подачи вторичного воздуха с установленным в ней корпусом форсунки, выходное сопло корпуса форсунки выполнено в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35°, а топливоподающая игла выполнена с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, причем конец топливоподающей иглы со стороны выходного сопла выполнена -й формы, цилиндрическая часть которой расположена в зоне конусной выемки выходного сопла и установлена с зазором относительно ее.According to the well-known patent, a device for burning liquid fuel contains a nozzle body with an output nozzle, inside which a fuel supply needle is installed coaxially to it, a channel for supplying primary air formed by the outer surface of the fuel supply needle and the inner surface of the nozzle body, the secondary air supply chamber with the nozzle body installed therein , the output nozzle of the nozzle body is made in the form of a conical recess with an angle of inclination of the generating surface to the axis of the nozzle body at 25-35 °, and the fuel supply needle filled with the possibility of moving it relative to the output nozzle, and the end of the fuel supply needle from the side of the output nozzle is made -th form, the cylindrical part of which is located in the zone of the conical recess of the outlet nozzle and is installed with a gap relative to it.
Недостатком известного устройства является недостаточно высокая эффективность сжигания топлива.A disadvantage of the known device is the insufficiently high efficiency of fuel combustion.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности сжигания топлива и, как следствие, снижение его расхода.The objective of the invention is to increase the efficiency of fuel combustion and, as a consequence, reduce its consumption.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является увеличение длины и объема факела горения при работе устройства во вращающейся печи.The technical result of the invention is to increase the length and volume of the flame during operation of the device in a rotary kiln.
Технический результат достигается тем, что в устройстве для сжигания топлива во вращающейся печи, содержащем корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-30°, топливоподающую иглу, расположенную в зоне конусной выемки выходного сопла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла и установленную с зазором относительно его, канал для подачи окислителя, образованный наружной поверхностью топливоподающей иглы и внутренней поверхностью корпуса форсунки, камеру подачи вторичного воздуха, концевая часть топливоподающей иглы выполнена конической с углом наклона 3÷4° относительно оси корпуса форсунки и вынесена за пределы узкой части сопла на 0,6÷1,5 мм, а канал для подачи окислителя соединен с системой подачи перегретого пара.The technical result is achieved in that in a device for burning fuel in a rotary kiln containing a nozzle body with an output nozzle made in the form of a conical recess with an angle of inclination of the forming surface to the axis of the nozzle body at 25-30 °, a fuel supply needle located in the cone recess area the output nozzle with the possibility of moving it relative to the output nozzle and installed with a gap relative to it, the channel for supplying the oxidizer formed by the outer surface of the fuel supply needle and the inner surface the nozzle nozzle, the secondary air supply chamber, the end part of the fuel supply needle is made conical with an angle of inclination of 3 ÷ 4 ° relative to the axis of the nozzle body and is extended beyond the narrow part of the nozzle by 0.6 ÷ 1.5 mm, and the channel for supplying the oxidizer is connected to the system supply of superheated steam.
Кратко техническая сущность поясняется следующим.Briefly, the technical essence is explained as follows.
Для увеличения длины и объема факела горения при максимальной эффективности сжигания топлива предложено создать максимальное разрежение на торце иглы, которое позволяет обеспечить ускоренное движение вырывающейся из выходного сопла горючей смеси.To increase the length and volume of the combustion torch at the maximum efficiency of fuel combustion, it was proposed to create a maximum vacuum at the end of the needle, which allows for accelerated movement of the combustible mixture escaping from the outlet nozzle.
Сравнение предлагаемого технического решения с прототипом выявило ряд отличительных признаков:Comparison of the proposed technical solution with the prototype revealed a number of distinctive features:
- выполнение концевой части топливоподающей иглы конической с углом наклона 3÷4° относительно оси корпуса форсунки;- execution of the end part of the fuel supply needle conical with an inclination angle of 3 ÷ 4 ° relative to the axis of the nozzle body;
- вынесение концевой части топливоподающей иглы за пределы узкой части сопла на 0,6-1,5 мм;- the removal of the end of the fuel supply needle beyond the narrow part of the nozzle by 0.6-1.5 mm;
- соединение канала для подачи окислителя с системой подачи перегретого пара.- connection of the channel for supplying the oxidizing agent to the superheated steam supply system.
В отличительной части формулы по прототипу содержится признак - "...игла с возможностью перемещения относительно выходного сопла...", в связи с чем признак предлагаемого технического решения "...вынесение концевой части топливоподающей иглы за пределы узкой части сопла на 0,6-1,5 мм..." может показаться известным, но только в случае рассмотрения данного признака отдельно от заявляемой совокупности признаков. Данный признак неразрывно связан со вторым отличительным признаком - "...выполнение концевой части иглы конической с углом наклона 3÷4° относительно оси корпуса форсунки". Совокупность данных признаков позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого решения критерию изобретения "новизна".In the distinctive part of the formula for the prototype contains a sign - "... a needle with the ability to move relative to the output nozzle ...", and therefore a sign of the proposed technical solution "... the removal of the end of the fuel supply needle outside the narrow part of the nozzle by 0, 6-1.5 mm ... "may seem known, but only if this feature is considered separately from the claimed combination of features. This feature is inextricably linked with the second distinguishing feature - "... the execution of the end of the needle conical with an inclination angle of 3 ÷ 4 ° relative to the axis of the nozzle body". The combination of these features allows us to conclude that the proposed solution meets the criteria of the invention of "novelty."
Для сравнения предлагаемого решения с другими известными решениями в этой и смежных областях проведен поиск по патентной и научно-технической литературе.To compare the proposed solution with other well-known solutions in this and related fields, a search was carried out in patent and scientific literature.
В процессе поиска обнаружено использование в качестве окислителя перегретого пара, который подают в канал для подачи окислителя.In the search process, it was found that superheated steam is used as an oxidizing agent, which is fed into the channel for supplying the oxidizing agent.
Других технических решений, отраженных в отличительной части формулы изобретения, не было обнаружено.Other technical solutions reflected in the characterizing part of the claims were not found.
Таким образом, совокупность признаков как известных, заявленных в ограничительной части формулы, так и неизвестных, заявленных в отличительной части формулы изобретения, позволяет получить технико-экономический результат более высокого уровня по сравнению с известными решениями, а именно:Thus, the combination of features, both known, stated in the restrictive part of the formula, and unknowns, declared in the distinctive part of the claims, allows to obtain a technical and economic result of a higher level in comparison with known solutions, namely:
- снизить угар кокса при его прокалке на 1,5-2%;- reduce coke fumes during its calcination by 1.5-2%;
- снизить расход мазута на 12%;- reduce fuel oil consumption by 12%;
- снизить вредные выбросы в атмосферу.- reduce harmful emissions into the atmosphere.
Таким образом, можно сделать вывод о соответствии заявляемого объекта критерию изобретения - "изобретательский уровень".Thus, we can conclude that the claimed object meets the criteria of the invention - "inventive step".
Были проведены промышленные испытания на Иркутском алюминиевом заводе на вращающейся печи для прокалки кокса, которые подтвердили высокую эффективность устройства для сжигания топлива.Industrial tests were conducted at the Irkutsk aluminum plant on a rotary kiln for coke calcination, which confirmed the high efficiency of the device for burning fuel.
На фиг.1 показан общий вид устройства для сжигания топлива во вращающейся печи (в разрезе), на фиг.2 - фрагмент устройства для сжигания топлива(с увеличением).Figure 1 shows a General view of a device for burning fuel in a rotary kiln (in section), figure 2 is a fragment of a device for burning fuel (with magnification).
Устройство включает в себя камеру 1 подачи воздуха, внутри которой установлен корпус форсунки 2 с выходным соплом 3. Внутри корпуса форсунки 2 и соосно ей установлена топливоподающая игла 4. Между наружной поверхностью 5 иглы 4 и внутренней поверхностью 6 корпуса форсунки 2 образован канал 7 для подачи перегретого пара.The device includes an air supply chamber 1, inside of which the nozzle body 2 with an outlet nozzle 3 is mounted. Inside the nozzle body 2 and a fuel supply needle 4 is installed coaxially thereto. A feed channel 7 is formed between the outer surface 5 of the needle 4 and the inner surface 6 of the nozzle body 2. superheated steam.
Выходное сопло 3 корпуса форсунки 2 имеет конусную выемку 8 с углом наклона образующей в 25-35° к оси корпуса форсунки 2, а концевая часть 9 топливоподающей иглы 4 выполнена конической с углом наклона 3-4° относительно оси корпуса форсунки 2 и вынесена за пределы узкой части сопла 3 на 0,6-1,5 мм. Кроме того, топливоподающая игла 4 снабжена возможностью ее перемещения относительно выходного сопла 3 и имеет, например, резьбовое соединение 10. Устройство для сжигания топлива установлено в горячей головке вращающейся печи 11.The output nozzle 3 of the nozzle body 2 has a
Устройство для сжигания топлива во вращающейся печи работает следующим образом.A device for burning fuel in a rotary kiln operates as follows.
Через топливоподающую иглу 4 подают жидкое топливо (мазут) с температурой 80-90°С под давлением 5атм (500 кПа), через канал 7 подают перегретый пар под таким же давлением 500 кПа, а через камеру 1 - воздух. Количество перегретого пара, подаваемого на сжигание, регулируют изменением положения топливоподающей иглы 4 относительно выходного сопла 3. Топливоподающая игла передвигается в осевом направлении за счет резьбового соединения 10. При этом с приближением концевой части 9 иглы 4 к узкой части выходного сопла 3 подача перегретого пара уменьшается, при удалении - увеличивается.Liquid fuel (fuel oil) with a temperature of 80-90 ° С under a pressure of 5 atm (500 kPa) is supplied through a fuel supply needle 4, superheated steam is supplied through a channel 7 at the same pressure of 500 kPa, and air is supplied through a chamber 1. The amount of superheated steam supplied for combustion is controlled by changing the position of the fuel supply needle 4 relative to the output nozzle 3. The fuel supply needle moves axially due to the threaded connection 10. In this case, as the
В процессе длительных опытно-промышленных испытаний устройства для сжигания топлива применительно к вращающимся печам экспериментально были определены форма, конструктивные параметры и расположение концевой части 9 топливоподающей иглы 4 относительно выходного сопла 3. Выполнение концевой части иглы 9 с углом наклона относительно оси корпуса форсунки 3-4° и вынесение ее за пределы узкой части сопла 3 на 0,6-1,5 мм обеспечивает максимальную турбулизацию топлива и окислителя (смешивание) в зоне сопла 3. В результате этого из сопла выходит тонкодисперсная горючая смесь, что и обеспечивает высокую полноту сгорания топлива.In the course of lengthy pilot tests of a device for burning fuel in relation to rotary kilns, the shape, design parameters and location of the
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125523/02A RU2294494C1 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Device for burning fuel in rotating furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2005125523/02A RU2294494C1 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Device for burning fuel in rotating furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2294494C1 true RU2294494C1 (en) | 2007-02-27 |
Family
ID=37990745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2005125523/02A RU2294494C1 (en) | 2005-08-10 | 2005-08-10 | Device for burning fuel in rotating furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2294494C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488715C2 (en) * | 2008-04-30 | 2013-07-27 | Бо ЛИНЬ | Proportioning pump and its drive |
RU2707036C1 (en) * | 2014-02-28 | 2019-11-21 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Operation of rotary furnace for production of hydraulic binder |
-
2005
- 2005-08-10 RU RU2005125523/02A patent/RU2294494C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488715C2 (en) * | 2008-04-30 | 2013-07-27 | Бо ЛИНЬ | Proportioning pump and its drive |
RU2707036C1 (en) * | 2014-02-28 | 2019-11-21 | Л'Эр Ликид, Сосьете Аноним Пур Л'Этюд Э Л'Эксплуатасьон Де Проседе Жорж Клод | Operation of rotary furnace for production of hydraulic binder |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0687853B1 (en) | Staged combustion for reducing nitrogen oxides | |
KR850000949B1 (en) | Process of firing a furnace for oxygen aspirator burner | |
CA2151541C (en) | Narrow spray angle liquid fuel atomizers for combustion | |
US4443182A (en) | Burner and method | |
RU2370703C2 (en) | Method of incomplete oxidation of hydrocarbons and burner for its realisation | |
EP0887589B2 (en) | Device and method for combustion of fuel | |
CA2074102A1 (en) | Low nox short flame burner | |
CA2088659C (en) | Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like | |
RU2308645C2 (en) | Vortex burner | |
EP3775687B1 (en) | Low nox burner and flow momentum enhancing device | |
RU2294494C1 (en) | Device for burning fuel in rotating furnace | |
RU2494311C1 (en) | Industrial wastes combustion method | |
CA1103574A (en) | Burner for very low pressure gases | |
JP2003329216A (en) | Burner | |
WO1991006804A1 (en) | BURNER AND METHOD FOR REDUCING NOx FORMATION | |
RU35409U1 (en) | A device for burning liquid fuel in the furnaces of industrial units | |
RU11866U1 (en) | LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICE | |
JPS62258924A (en) | Combustion furnace nozzle device | |
RU17598U1 (en) | LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICE | |
KR20050061363A (en) | Round burner for burning pulverized fuel | |
SU1000677A1 (en) | Apparatus for burning waste gases | |
RU2525960C2 (en) | Method of gas combustion in burners of ignition furnaces of sinter machines and device for its implementation | |
RU39685U1 (en) | INDUSTRIAL BURNER | |
RU215785U1 (en) | DOUBLE FLOW GAS BURNER | |
RU2246071C2 (en) | Gas burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090811 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110120 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20130811 |