RU2489649C1 - Burner - Google Patents
Burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489649C1 RU2489649C1 RU2012103350/06A RU2012103350A RU2489649C1 RU 2489649 C1 RU2489649 C1 RU 2489649C1 RU 2012103350/06 A RU2012103350/06 A RU 2012103350/06A RU 2012103350 A RU2012103350 A RU 2012103350A RU 2489649 C1 RU2489649 C1 RU 2489649C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- mixers
- angle
- mixer
- tunnel
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Gas Burners (AREA)
Abstract
Description
Устройство относится к газовым горелкам и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей.The device relates to gas burners and can be used to burn gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces.
Близким к предлагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2243447.Close to the proposed invention, an analogue is a gas injection burner described in RF patent No. 2243447.
Это изобретение так же как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге так же, как и в предлагаемом изобретении, газ под давлением проходит через сопла, инжектируя из атмосферы воздух, необходимый для горения, далее газ и воздух поступают в камеру предварительного смешения, где происходит смешение газа и засасываемого воздуха. Таким образом, аналог, как и предлагаемая горелка, содержит трубу для подачи газа, сопла, камеру предварительного смешения. Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2243447, позволяет сделать вывод, что при горении газовоздушной смеси не получается широкого и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка. Предполагаю, что горелка, описанная в патенте РФ №2243447, не имеет большого срока службы из-за наличия трех лопаточных завихрителей, работающих при высоких температурах. К числу недостатков следует отнести то, что горелка достаточно сложная, а, как правило, сложные конструкции часто ломаются и имеют сравнительно небольшой срок службы. Кроме того, имеются трудности в наладке и регулировке (размеры и количество дополнительных каналов и подачи воздуха, их расположения относительно друг друга, геометрии завихрителей окончательно определяется для каждого типа размера горелочного устройства индивидуально в ходе натурных огневых испытаний).This invention, as proposed, can be used to burn gaseous fuels in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In an analogue, as in the present invention, gas under pressure passes through nozzles, injecting air necessary for combustion from the atmosphere, then gas and air enter the preliminary mixing chamber, where gas and sucked air are mixed. Thus, the analogue, as the proposed burner, contains a pipe for supplying gas, nozzles, a preliminary mixing chamber. Analysis of the design of the burner described in the patent of Russian Federation No. 2243447 allows us to conclude that when burning a gas-air mixture, the wide and long torch that the proposed burner has is not obtained. I assume that the burner described in RF patent No. 2243447 does not have a long service life due to the presence of three blade swirlers operating at high temperatures. The disadvantages include the fact that the burner is quite complex, and, as a rule, complex designs often break and have a relatively short service life. In addition, there are difficulties in setting up and adjusting (the size and number of additional channels and air supply, their location relative to each other, the geometry of the swirlers are finally determined for each type of size of the burner device individually during field tests).
Перечисленные выше причины препятствуют получению технического результата, который обеспечивается изобретением. Близким к предлагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2358198.The above reasons prevent the obtaining of a technical result, which is provided by the invention. Close to the proposed invention, an analogue is a gas injection burner described in RF patent No. 2358198.
Это изобретение так же, как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге так же, как и в предлагаемом изобретении, газ под давлением проходит через сопла, инжектируя из атмосферы воздух, необходимый для горения, далее газ и воздух поступают в камеру предварительного смешения, где происходит смешение газа и засасываемого воздуха. Таким образом, аналог, как и предлагаемая горелка, содержит размещенные в общей сварной газораспределительной камере смесители в виде труб с каналом для подсоса атмосферного воздуха и газовыми соплами. Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2358198, позволяет сделать вывод, что при горении газовоздушной смеси не получается широкого и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка, тепловая мощность горелки приблизительно в 3,8 раза меньше предлагаемой, устанавливать такие горелки в тепловые и плавильные агрегаты средней и большой мощности нецелесообразно. Кроме того, в конструкции горелки не предусмотрено устройство для регулирования подачи воздуха.This invention, as well as the proposed one, can be used for burning gaseous fuels in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In an analogue, as in the present invention, gas under pressure passes through nozzles, injecting air necessary for combustion from the atmosphere, then gas and air enter the preliminary mixing chamber, where gas and sucked air are mixed. Thus, the analogue, like the proposed burner, contains mixers located in a common welded gas distribution chamber in the form of pipes with a channel for aspirating atmospheric air and gas nozzles. Analysis of the design of the burner described in the patent of the Russian Federation No. 2358198 allows us to conclude that when burning the gas-air mixture, the wide and long torch that the proposed burner has is not obtained, the thermal power of the burner is approximately 3.8 times less than the proposed one, install such burners in thermal and smelting units of medium and high power is impractical. In addition, the design of the burner does not provide a device for regulating the air supply.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению аналогом (прототипом) является газовая инжекционная горелка, содержащая стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям (см. Винтовкин А.А. и др. «Горелочные устройства промышленных печей и топок», Справочник, Интермет инжиниринг, М., 1999, с.305-307, р.7.44)».The closest analogue (prototype) to the invention is a gas injection burner containing a flame stabilizing tunnel, refractory packing material, 15 cylindrical mixers combined by a common welded gas distribution chamber, four nozzles were drilled in each mixer at an angle of 25 ° to their axes (see Vintovkin A.A. et al. “Burners of industrial furnaces and furnaces”, Handbook, Intermet Engineering, M., 1999, pp. 305-307, p. 7.44).
Горелка среднего давления полного предварительного смешения и предназначена для работы на природном газе по ГОСТ 5542-87. Она устанавливается в камерах горения котлов и других теплоиспользующих агрегатах, работающих под разрежением. В больших котлах и больших плавильных печах использование таких горелок вызывает трудности, связанные с тем, что горелка обеспечивает полное сгорание газа на длине факела около 1 метра (справка приведена на странице 307. А.А. Винтовкин, М.Г. Ладыгичев, В.Л. Гусовский, Т.В. Калинова. Горелочные устройства промышленных печей и топок, Справочник, «Интермет Инжиниринг» - М.: 1999. - 560 с.). Это мало при больших ваннах, допустим, газовых ванных плавильных печей отражательного типа. Кроме того, если использовать такие горелки в роторных печах, то длины факела явно недостаточно, и конструкция печи (завалочного окна) не позволит их разместить.The medium-pressure burner is fully pre-mixed and is designed to operate on natural gas according to GOST 5542-87. It is installed in the combustion chambers of boilers and other heat-consuming units operating under vacuum. In large boilers and large melting furnaces, the use of such burners causes difficulties due to the fact that the burner provides complete combustion of gas at a torch length of about 1 meter (for information, see page 307. A.A. Vintovkin, M.G. Ladygichev, V. L. Gusovsky, T. Kalinova, Burners of industrial furnaces and furnaces, Handbook, Intermet Engineering - M .: 1999. - 560 p.). This is not enough with large bathtubs, for example, gas bathtubs of melting furnaces of a reflective type. In addition, if such burners are used in rotary kilns, the torch length is clearly not enough, and the design of the furnace (filling window) will not allow them to be placed.
Смесители горелки изготавливаются из углеродистой стали, поэтому горелки имеют небольшой срок службы (из опыта эксплуатации в ООО «Ресурсы Поволжья», ООО «Эком», ООО «Промышленное литье» г.Пенза и ООО «УЗТС-Станколит» г.Ульяновск). Кроме того, при набивке огнеупорной массы в пространство между смесителями происходит ее осыпание, так как положение горелки при набивке и обмуровке горизонтальное или немного наклонное. Расстояние между стенками смесителей составляет всего 20 мм, что сильно затрудняет процесс набивки огнеупорной массы в пространство между смесителями. Далее, в горелке отсутствует устройство для регулирования расхода воздуха. По приведенным выше причинам, а также указанным ниже недостаткам получение технического результата, который обеспечивается изобретением, невозможно.The burner mixers are made of carbon steel, so the burners have a short service life (from operating experience at Volga Resources LLC, Ekom LLC, Industrial Casting LLC, Penza and UZTS-Stankolit LLC, Ulyanovsk). In addition, when the refractory mass is stuffed into the space between the mixers, it is shedding, since the position of the burner is horizontal or slightly inclined when stuffing and lining. The distance between the walls of the mixers is only 20 mm, which greatly complicates the process of stuffing the refractory mass into the space between the mixers. Further, in the burner there is no device for regulating air flow. For the above reasons, as well as the following disadvantages, obtaining a technical result, which is provided by the invention, is impossible.
Недостатками горелки, взятой за прототип, являются:The disadvantages of the burner, taken as a prototype, are:
- малый срок службы горелок из-за выгорания огнеупорной набивки, ее обсыпки и, как следствие, оплавление концов смесителей горелки;- short burner life due to burnout of the refractory packing, sprinkling and, as a result, fusion of the ends of the burner mixers;
- малая толщина смесителей горелки (3 мм), что приводит к их быстрому оплавлению;- small thickness of the burner mixers (3 mm), which leads to their rapid melting;
- трудности в процессе набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелок из-за малого расстояния между смесителями, а также трудности при обмуровке горелок в печи, так как необходимо выкладывать горелочный туннель.- difficulties in the process of filling the refractory packing mass of the space between the burner mixers due to the small distance between the mixers, as well as difficulties with the burner lining in the furnace, since it is necessary to lay out the burner tunnel.
Задачей предлагаемого изобретения является создание газовой инжекционной горелки, имеющей факел при горении газовоздушной смеси в основании 1,2 м по ширине, 2,6-2,8 м в средней части и, наконец, сужающегося в конце, имеющего общую длину 3,3 м, кроме того, увеличение срока службы горелки, улучшение процесса набивки и обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, возможность регулирования расхода воздуха.The objective of the invention is the creation of a gas injection burner having a torch when burning a gas mixture in the base of 1.2 m in width, 2.6-2.8 m in the middle part, and finally tapering at the end, having a total length of 3.3 m in addition, increasing the life of the burner, improving the process of packing and lining the burner in a heat or smelting unit, the ability to control air flow.
Технический результат - разработанная конструкция газовой инжекционной горелки позволяет получить факел, имеющий в основании ширину 1,2 м, в средней части 2,6-2,8 м, сужающийся в конце, общей длиной 3,3 м, кроме того, применение жаростойких и жаропрочных материалов значительно увеличивают срок службы горелки, введение новых элементов в конструкцию приводит к улучшению процесса набивки, обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, дает возможность регулирования расхода воздуха.EFFECT: developed design of a gas injection burner allows to obtain a torch having a width of 1.2 m in the base, in the middle part of 2.6-2.8 m, tapering at the end, with a total length of 3.3 m, in addition, the use of heat-resistant and heat-resistant materials significantly increase the life of the burner, the introduction of new elements in the design improves the process of packing, lining the burner in a heat or smelting unit, makes it possible to control air flow.
Это достигается тем, что устройство «Горелка», содержащее стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 15 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, отличается тем, что согласно предлагаемому изобретению содержит цилиндр, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере, который служит для крепления горелочного туннеля и в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя горелочный туннель, который надевается на цилиндр и приваривается по периметру к нему, содержит устройство для регулирования расхода воздуха, кроме того, в газораспределительной камере размещен в центре центральный смеситель с насадкой, а на ее периферии - восемь смесителей без насадок с изогнутыми под углом 20° концами и отлитыми на внутренней поверхности в конце смесителя винтовыми ребрами, а между находящимся в центре центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями размещены шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° концами, кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Смесители отливаются из жаростойкого чугуна ЧХ22, а насадка к центральному смесителю и литой стабилизирующий пламя горелочный туннель изготавливают из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40Х24Н12СЛ. При этом жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, а также нержавеющая сталь, применяемая в качестве материала для изготовления насадки к центральному смесителю и литого стабилизирующего пламя горелочного туннеля, позволяют увеличить срок службы горелки.This is achieved by the fact that the device "Burner" containing a flame-stabilizing tunnel, refractory packing material, 15 cylindrical mixers combined by a common welded gas distribution chamber, four nozzles are drilled in each mixer at an angle of 25 ° to their axes, characterized in that according to the invention contains a cylinder welded to a cylindrical gas distribution chamber, which serves to mount the burner tunnel and into which a refractory ramming mass is cast, a cast flame-stabilizing mount the full-time tunnel, which is mounted on the cylinder and welded around the perimeter to it, contains a device for regulating air flow; in addition, a central mixer with a nozzle is located in the gas distribution chamber in the center, and eight mixers without nozzles with 20 ° bent at its periphery ends and cast on the inner surface at the end of the mixer screw ribs, and between the central mixer with nozzle and peripheral mixers located in the center are six mixers with ends bent at an angle of 15 ° In addition, a stabilizing flame burner tunnel and welded disk mixers, which prevents direct heating of the refractory ramming mixture and its shedding during burner operation. Mixers are cast from heat-resistant cast iron ЧХ22, and the nozzle to the central mixer and the cast flame-stabilizing burner tunnel are made of stainless heat-resistant and heat-resistant steel of austenitic-ferritic grade 40Х24Н12СЛ. At the same time, heat-resistant cast iron used as a material for the manufacture of mixers, as well as stainless steel used as a material for the manufacture of nozzles for the central mixer and the cast flame-stabilizing burner tunnel, can increase the life of the burner.
Кроме того, цилиндрическая конструкция горелки позволяет установить в центре литой центральный смеситель с наружным диаметром 75 мм и толщиной стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 27° к его оси, имеющие диаметр 1,8 мм. Насадка к центральному смесителю имеет центральное отверстие диаметром 30 мм, а также восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм, позволяющих получить в центре факел длиной 3,3 м и окружающие его периферийные факелы длиной 0,7 м.In addition, the cylindrical design of the burner allows you to install in the center of the cast central mixer with an outer diameter of 75 mm and a wall thickness of 10 mm with four drilled nozzles at an angle of 27 ° to its axis, having a diameter of 1.8 mm. The nozzle to the central mixer has a central hole with a diameter of 30 mm, as well as eight drilled holes at an angle of 40 ° to its axis with a diameter of 3.5 mm, which make it possible to obtain a 3.3 m long torch in the center and 0.7 m peripheral flares surrounding it.
Следует отметить, что периферийные литые смесители без насадок в количестве 8 штук с изогнутыми под углом 20 градусов к оси концами имеют наружный диаметр 65 мм и толщину стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 20° к его оси. Периферийные смесители имеют в конце отлитые на внутренней поверхности винтовые ребра высотой 3 мм, позволяющие получить завихренный факел длиной 0,6 м.It should be noted that peripheral cast mixers without nozzles in the amount of 8 pieces with ends bent at an angle of 20 degrees to the axis have an outer diameter of 65 mm and a wall thickness of 10 mm with four nozzles drilled at an angle of 20 ° to its axis. Peripheral mixers have at the end 3 mm high screw ribs cast on the inner surface, allowing a 0.6 m swirl torch to be obtained.
Далее шесть смесителей с изогнутыми под углом 15° к оси концами, находящиеся между центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями, имеют наружный диаметр 55 мм и толщину стенки 9 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 26° к его оси. При горении газовоздушной смеси образуется факел длиной 1,3-1,4 м. Горелки с перечисленными выше смесителями имеют завихренный факел, имеющий в основании ширину 1,2 м, в средней части 2,6-2,8 м, сужающийся в конце, общей длиной 3,3 м, что позволяет устанавливать их в роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращения, а также в больших котлах, в средних или больших газовых ванных отражательного типа плавильных печах. Насадка к центральному смесителю, в случае ее обгорания, заменяется на новую, что в конечном итоге увеличивает срок службы горелки.Next, six mixers with ends bent at an angle of 15 ° to the axis, located between the central mixer with the nozzle and peripheral mixers, have an outer diameter of 55 mm and a wall thickness of 9 mm with four nozzles drilled at an angle of 26 ° to its axis. When a gas-air mixture is burned, a torch with a length of 1.3-1.4 m is formed. Burners with the above mixers have a swirl torch with a width of 1.2 m in the base, 2.6-2.8 m in the middle, tapering at the end, with a total length of 3.3 m, which allows them to be installed in rotary kilns with an inclined or horizontal axis of rotation, as well as in large boilers, in medium or large gas baths of a reflective type of melting furnaces. The nozzle to the central mixer, in case of burning, is replaced with a new one, which ultimately increases the life of the burner.
Вместе с тем введение в конструкцию горелки цилиндра позволяет крепить горелочный туннель к нему, а также набивать огнеупорную набивную массу в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат. Кроме того, дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Цилиндр предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы в процессе ее набивки. Благодаря цилиндру и увеличенному расстоянию между смесителями до 30 мм улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой. Цилиндр изготовлен из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, которая позволяет увеличить срок службы горелки.At the same time, the introduction of a cylinder into the design of the burner allows the burner tunnel to be attached to it, as well as to fill the refractory packing mass in the space between the mixers before installing the burner in a heat or melting unit. In addition, it makes it possible to dry and calcine the burner outside the heat or smelting unit. The cylinder prevents the process of shedding the refractory packing material during its filling. Thanks to the cylinder and the increased distance between the mixers up to 30 mm, the process of filling the burner with a refractory packing mass is improved. The cylinder is made of heat-resistant austenitic steel grade 20X25H20C2, which allows to increase the life of the burner.
Кроме того, к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск толщиной 5 мм, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Диск изготовлен из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2 и позволяет увеличить срок службы горелки.In addition, a 5 mm thick disk is welded to the flame-stabilizing burner tunnel and mixers, which prevents direct heating of the refractory packing material and its shedding during burner operation. The disk is made of heat-resistant austenitic steel grade 20X25H20C2 and allows to increase the life of the burner.
Более того, экспериментально разработана автором и проверена на газовых плавильных печах следующая огнеупорная набивная масса для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями:Moreover, the following refractory packing mass for lining the burner and filling the space between the mixers was experimentally developed by the author and tested on gas melting furnaces:
песок кварцевый 2К0025 ГОСТ 2138-91;sand quartz 2K0025 GOST 2138-91;
мертель шамотный МШ42 ГОСТ 6137-97;fireclay mortar MSH42 GOST 6137-97;
лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89;technical lignosulfonate TU 13-0281036-89;
порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99;ground clay powder PHB TU 1522-009-00190495-99;
фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149-150-10964029-01;Foscon (aluminochromophosphate mixture) TU 2149-150-10964029-01;
вода.water.
Приведенная огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1640°С. Срок службы горелки значительно увеличивается.The refractory packing material after calcination has high hardness, high refractoriness, and considerable resistance to shedding at temperatures up to 1640 ° C. The life of the burner is significantly increased.
Существенно отметить, что введение в состав горелки стабилизирующего горелочного туннеля в виде цилиндра, переходящего в конус, приводит к тому, что стабилизируется горение газовоздушной смеси, конус формирует вид передней части факела горелки. При этом увеличивается срок службы горелки и улучшается процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате. Время обмуровки горелки значительно сокращается.It is important to note that the introduction of a stabilizing burner tunnel into the burner in the form of a cylinder turning into a cone leads to the stabilization of the combustion of the gas-air mixture, and the cone forms a view of the front of the torch. This increases the life of the burner and improves the process of lining the burners in a thermal or smelting unit. Burner lining time is significantly reduced.
Наконец, введение в горелку устройства для регулирования расхода воздуха, состоящее из трех стальных кронштейнов, регулирующей пластины, трех болтов, трех гаек, шайбы, пружины, двух ручек и двух пружинных шайб позволяет регулировать инжектируемый в горелку воздух.Finally, the introduction of an air flow control device into the burner, consisting of three steel brackets, a regulating plate, three bolts, three nuts, a washer, a spring, two handles and two spring washers, makes it possible to regulate the air injected into the burner.
Введение в конструкцию горелки вышеперечисленного позволяет успешно решить поставленную задачу.Introduction to the design of the burner of the above allows you to successfully solve the problem.
На фиг.1 показан вид горелки сверху.Figure 1 shows a top view of the burner.
На фиг.2 изображен разрез А-А предлагаемой горелки.Figure 2 shows a section aa of the proposed burner.
На фиг.3 изображен разрез Б-Б предлагаемой горелки.Figure 3 shows a section bB of the proposed burner.
На фиг.4 показан центральный смеситель с насадкой.4 shows a central mixer with a nozzle.
На фиг.5 изображен смеситель без насадки с изогнутым под углом 20° к оси смесителя концом и отлитыми ребрами на внутренней поверхности.Figure 5 shows a mixer without a nozzle with an end bent at an angle of 20 ° to the axis of the mixer and cast ribs on the inner surface.
На фиг.6 изображен смеситель без насадки с изогнутым под углом 15° к оси смесителя концом.6 shows a mixer without a nozzle with an end bent at an angle of 15 ° to the axis of the mixer.
На фиг.7 показан горелочный туннель.7 shows a burner tunnel.
Предлагаемое изобретение «Горелка» состоит из пятнадцати смесителей, объединенных общей сварной цилиндрической газораспределительной камерой 1, к которой так же, как и в прототипе, приварен штуцер 2, по которому подается природный газ (фиг.1, 2). Цилиндрическая газораспределительная камера 1 сварена из листовой стали толщиной 5 мм. В ней просверлено 15 отверстий: центральное, диаметром 64 мм, восемь периферийных отверстий диаметром 53 мм, а между ними по диаметру 190 мм размещены шесть отверстий диаметром 44 мм. В центре цилиндрической конструкции горелки установлен литой центральный смеситель 3 с наружным диаметром 75 мм, длиной 300 мм и толщиной стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами 4 под углом 27° к его оси. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.4). Диаметр сопел 4 равен 1,8 мм. Верхняя часть центрального смесителя обтачивается до диаметра 64 мм, на нижнюю часть нарезается резьба, на которую навинчивается насадка 5. Внутренний диаметр насадки - 55 мм, длина резьбы составляет 14 мм. Центральный смеситель 3 с насадкой 5 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧХ22 (Cr=20÷24%, C=0,6-0,9%, Mn до 0,8%, Si=3,0-4,0). Насадка 5 к центральному смесителю 3 имеет в нижней части центральное отверстие диаметром 30 мм, а также восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм, позволяющих получить в центре факел длиной 3,3 м и окружающие его периферийные факелы длиной 0,7 м. Насадка 5 к центральному смесителю 3 в нижней части имеет отлитый в ней рассекатель 6, который разделяет общий газовоздушный поток в смесителе на два потока: центральный, который проходит через центральное отверстие диаметром 30 мм и периферийный, проходящий через восемь просверленных отверстий под углом 40° к ее оси диаметром 3,5 мм. Верхняя часть центрального смесителя 3 вставляется в центральное отверстие цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично заваривается в ней с двух сторон. Насадку 5 к центральному смесителю 3 изготавливают из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40 Х24Н12СЛ.The present invention "Burner" consists of fifteen mixers, combined by a common welded cylindrical
Периферийные литые смесители без насадок 7 в количестве 8 штук с изогнутыми под углом 20 градусов к оси концами имеют наружный диаметр 65 мм и толщину стенки 10 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 24° к его оси. Угол 20 градусов начинается у смесителя с расстояния 30 мм от нижней кромки смесителя. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.5). Диаметр сопел 4 и диаметр периферийного смесителя 7 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Периферийные смесители имеют в конце смесителя отлитые на внутренней поверхности винтовые ребра высотой 3 мм, позволяющие получить завихренный факел длиной 0,6 м. Верхняя часть периферийных смесителей обтачивается до диаметра 53 мм, далее периферийные смесители вставляются в периферийные отверстия цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично завариваются.Peripheral cast mixers without
Шесть смесителей 8 с изогнутыми под углом 15° к оси концами, находящиеся между центральным смесителем с насадкой и периферийными смесителями, имеют наружный диаметр 55 мм и толщину стенки 9 мм с просверленными четырьмя соплами под углом 26° к его оси. Угол 15° начинается у смесителя с расстояния 26 мм от нижней кромки смесителя. Сопла 4 имеют зенковку входной части 0,4 мм под углом 90° (фиг.6). Диаметр сопел 4 и диаметр смесителя 8 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. При горении газовоздушной смеси образуется факел длиной 1,3-1,4 м. Верхняя часть смесителей 8 обтачивается до диаметра 44 мм, далее шесть смесителей вставляются в отверстия диаметром 44 мм цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично завариваются. Форма и длина факелов всех смесителей горелки и отдельно факела горелки проверены на испытательном стенде для инжекционных горелок, который имеется в ООО «Пензаплав» г.Пенза. Расчетная мощность горелки составляет 2,2 МВт. Горелка имеет цилиндр 9, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере 1 (фиг.3). Цилиндр, имеющий наружный диаметр 575 мм, сваривают из жаростойкой стали аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, что позволяет увеличить срок службы горелки. Введение в конструкцию горелки цилиндра 9 позволяет крепить горелочный туннель 10 к нему, а также набивать огнеупорную набивную массу 11 в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат. Кроме того, дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Цилиндр 9 предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы 11 в процессе ее набивки (фиг.2).Six
В прототипе горелки имеются трудности при набивке огнеупорной набивной массой 11 пространства между смесителями, так как расстояние между смесителями всего 20 мм, а длина их большая. Благодаря цилиндру 9 и увеличенному расстоянию между смесителями до 30 мм, улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой 11.In the prototype of the burner there are difficulties when filling a refractory packing mass 11 of the space between the mixers, since the distance between the mixers is only 20 mm and their length is large. Thanks to the cylinder 9 and the increased distance between the mixers up to 30 mm, the process of filling the burner with refractory packing mass 11 is improved.
Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 11, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих газовых плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 11 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:The lining of the burner and the packing of the space between the mixers is carried out by the refractory packing mass 11, which was experimentally developed by the author and tested on existing gas melting furnaces. The refractory packing mass 11 for lining the burner and stuffing the space between the mixers has the following composition:
песок кварцевый 2К0025 ГОСТ 2138-91;sand quartz 2K0025 GOST 2138-91;
мертель шамотный МШ42 ГОСТ 6137-97;fireclay mortar MSH42 GOST 6137-97;
лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89;technical lignosulfonate TU 13-0281036-89;
порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99;ground clay powder PHB TU 1522-009-00190495-99;
фоскон (алюмохромофосфатная смесь) ТУ 2149-150-10964029-01;Foscon (aluminochromophosphate mixture) TU 2149-150-10964029-01;
вода.water.
Приведенная огнеупорная набивная масса 11 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°C. Срок службы горелки значительно увеличивается. Процесс приготовления огнеупорной набивной массы 11 следующий: замачивают порошок молотой глины в течение суток, далее добавляют порциями мертель шамотный и кварцевый песок, вся масса постоянно тщательно перемешивается, добавляется лигносульфанат технический и также все тщательно перемешивается. В заключении при перемешивании выливается в смесь фоскон и вода. После набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелка прокаливается при температуре 600-700°C в течение пяти часов. Следует отметить, что перед прокалкой излишки набитой огнеупорной массы 11 срезаются линейкой. Рекомендуется производить набивку горелки огнеупорной набивной массой 11 вне теплового или плавильного агрегата.The refractory packing material 11 after calcination has high hardness, high refractoriness, and considerable resistance to shedding at temperatures up to 1650 ° C. The life of the burner is significantly increased. The process of preparing the refractory packing material 11 is as follows: the powder is soaked in ground clay for a day, then chamotte and quartz sand are added in portions, the whole mass is constantly thoroughly mixed, technical lignosulfonate is added and everything is thoroughly mixed. In conclusion, with stirring, the phosphon and water are poured into the mixture. After filling the space between the mixers with a refractory packing mass, the burner is calcined at a temperature of 600-700 ° C for five hours. It should be noted that before calcining the excess stuffed refractory mass 11 is cut off with a ruler. It is recommended that the burner be packed with a refractory packing mass of 11 outside the heat or smelting unit.
Важый момент: к стабилизирующему пламя горелочному туннелю и смесителям приварен диск 12 толщиной 5 мм, который предотвращает прямой нагрев огнеупорной набивной массы и ее осыпание в процессе работы горелки. Диск 12 изготовлен методом штамповки по шаблону, материалом служит жаростойкая сталь аустенитного класса марки 20Х25Н20С2, которая позволяет увеличить срок службы горелки. Диск 12 приваривается после прокалки горелки. Для окончательного выхода газов из огнеупорной набивной массы в процессе работы горелки в верхней части диска 12 (по месту установки) сверлятся диаметром 1,5 мм двенадцать отверстий.An important point: a disk 12 with a thickness of 5 mm is welded to the flame-stabilizing burner tunnel and mixers, which prevents direct heating of the refractory packing material and its shedding during the operation of the burner. Disc 12 is made by stamping according to the template, the material is heat-resistant austenitic steel grade 20X25H20C2, which allows to increase the life of the burner. Disc 12 is welded after calcining the burner. For the final exit of gases from the refractory ramming mass during operation of the burner, twelve holes are drilled in the upper part of the disk 12 (at the installation site) with a diameter of 1.5 mm.
В состав горелки введен литой горелочный туннель 10, изготовленный из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40Х24Н12СЛ. При этом горелочный туннель представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 575 мм и толщиной стенки 15 мм, переходящий в конус. Введение горелочного туннеля 10 приводит к тому, что стабилизируется горение газовоздушной смеси, конус горелочного туннеля формирует вид передней части факела горелки. При этом увеличивается срок службы горелки и улучшается процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате. Благодаря наличию горелочного туннеля 10 горелку можно установить в тепловом или плавильном агрегате с любой толщиной стенки. Выкладывать в стене горелочный туннель не нужно. Горелочный туннель 10 одевается на цилиндр 9 и приваривается к нему по периметру. Для крепления горелки к траверсе роторной печи или к стене печи, котла в горелке предусмотрено кольцо 13, в котором имеется четыре отверстия диаметром 15 мм. Кольцо 13 имеет диаметр 720 мм, толщину 10 мм и приваривается по периметру к горелочному туннелю 10.A cast burner tunnel 10, made of stainless heat-resistant and heat-resistant austenitic-ferritic steel grade 40X24N12SL, is introduced into the burner. In this case, the burner tunnel is a cylinder with an internal diameter of 575 mm and a wall thickness of 15 mm, turning into a cone. The introduction of the burner tunnel 10 leads to the fact that the combustion of the gas-air mixture is stabilized, the cone of the burner tunnel forms a view of the front of the torch of the burner. This increases the life of the burner and improves the process of lining the burners in a thermal or smelting unit. Due to the presence of the burner tunnel 10, the burner can be installed in a thermal or melting unit with any wall thickness. Spread the burner tunnel in the wall is not necessary. The burner tunnel 10 is worn on the cylinder 9 and is welded to it around the perimeter. For fastening the burner to the traverse of the rotary kiln or to the wall of the furnace, boiler, a
В горелку введено устройство для регулирования расхода воздуха. Оно состоит из трех стальных кронштейнов 14, регулирующей пластины 15, трех болтов 16, трех гаек 17, шайбы 18, пружины 19, двух ручек 20 и двух пружинных шайб 21 (фиг.2, 3). Три стальных кронштейна 14 толщиной 8 мм приварены к цилиндрической газораспределительной камере 1 «заподлицо» с верхней плоскостью смесителей, по ним как по «направляющим» перемещается регулирующая пластина 15, которая регулирует расход воздуха, инжектируемого в смесители горелки при подаче в нее газа. Угол между соседними стальными кронштейнами 14 составляет 90°. Каждый стальной кронштейн 14 имеет паз шириной 9 мм, в котором может перемещаться и фиксироваться при регулировке болт 16. Регулирующая пластина 15 изготовлена методом штамповки из стального листа толщиной 5 мм и имеет диаметр, равный внешнему диаметру цилиндрической газораспределительной камеры 1. В регулирующей пластине 15 просверлено пятнадцать отверстий таких же диаметров, как и внутренние диаметры смесителей, размещенных в цилиндрической газораспределительной камере 1, причем они соосны с отверстиями смесителей. Регулирующая пластина 15 имеет три выступа с пазами, которые совпадают с пазами трех стальных кронштейнов 14. Контуры трех выступов регулирующей пластины 15, полностью совпадают с контурами трех стальных кронштейнов 14. Регулирующая пластина 15 с двух противоположных сторон фиксируется двумя болтами 16, двумя гайками 17, двумя пружинными шайбами 21. С третьей стороны фиксация регулирующей пластины 15 производится болтом 16, гайкой 17, шайбой 18 и пружиной 19. Для удобства перемещения регулирующей пластины 15 на ней предусмотрены две ручки 20. На все три выступа регулирующей пластины 15 нанесены деления для удобства проведения регулировки. Допустим, для одного состава природного газа обеспечивалось полное сгорание газа на втором делении (риске), следовательно, это оптимальный расход горелкой природного газа при данном давлении. Далее сменился состав природного газа, мы на двух противоположных выступах немного отвинчиваем две гайки 17 и, взявшись за две ручки 20, перемещаем регулирующую пластину 15 на определенные деления, добиваясь при этом полноты сгорания газа. Поскольку третий выступ подпружинен, перемещение регулирующей пластины 15 происходит достаточно легко. В положении, обеспечивающем полноту сгорания газа, мы завинчиваем две гайки 17, т.е. фиксируем регулирующую пластину 15 относительно отверстий смесителей. Гайки 17 периодически рекомендуется подтягивать.A device for regulating air flow is introduced into the burner. It consists of three
Горелка работает следующим образом. Газ под давлением подается через канал штуцера 2 в цилиндрическую газораспределительную камеру 1. Вытекающие из газовых сопел струи газа инжектируют из атмосферы воздух, необходимый для горения, который по каналу 22 каждого смесителя попадает в камеру 23 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха. Сгорание основной части газовоздушной смеси происходит в огнеупорном стабилизирующем туннеле 10, остальной части - в камере горения котла или печи.The burner operates as follows. Gas under pressure is fed through the channel of the
Регулировка расхода воздуха обычно производится при опытных, экспериментальных плавках на печи, а также при изменении давления или состава подаваемого в горелки газа. Производственные эксперименты показали, что разработанная горелка имеет в 4,1 раза больший срок службы, чем у горелки-прототипа.Adjustment of air flow is usually carried out during the experimental, experimental melting on the furnace, as well as when changing the pressure or composition of the gas supplied to the burner. Production experiments showed that the developed burner has a 4.1 times longer service life than the prototype burner.
Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разрежения в камере горения в пределах 1,5-20 даПа (мм вод. ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,08 МПа. Горелку можно легко зафутеровать, перекрыть огнеупорным блоком и установить одну или, для равномерного нагрева, несколько штук в плавильном или другом тепловом агрегате. Благодаря наличию стабилизирующего туннеля горелка может быть быстро установлена и обмурована в тепловом или плавильном агрегате с любой толщиной стенки.A necessary condition for the normal operation of the burner is the presence of rarefaction in the combustion chamber in the range of 1.5-20 daPa (mm water column). The nominal gas pressure in front of the burner is 0.08 MPa. The burner can be easily lined, shut off with a refractory block and install one or, for uniform heating, several pieces in a melting or other thermal unit. Due to the presence of a stabilizing tunnel, the burner can be quickly installed and wired in a thermal or melting unit with any wall thickness.
Claims (7)
песок кварцевый 2К 0025;
мертель шамотный МШ 42;
лигносульфанат технический;
порошок молотой глины;
фоскон (алюмохромофосфатная смесь);
вода.3. The burner according to claim 1, characterized in that the refractory ramming mass for lining the burner and stuffing the space between the mixers has the following composition:
sand quartz 2K 0025;
fireclay mortar МШ 42;
technical lignosulfonate;
ground clay powder;
foscon (aluminochromophosphate mixture);
water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103350/06A RU2489649C1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012103350/06A RU2489649C1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Burner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2489649C1 true RU2489649C1 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=49159579
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012103350/06A RU2489649C1 (en) | 2012-01-31 | 2012-01-31 | Burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2489649C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558702C2 (en) * | 2013-12-06 | 2015-08-10 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018768C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-08-30 | Институт газа АН Украины | Self-contained injection burner |
| US6092363A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Low Nox combustor having dual fuel injection system |
| US6623267B1 (en) * | 2002-12-31 | 2003-09-23 | Tibbs M. Golladay, Jr. | Industrial burner |
| RU2234639C2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-08-20 | Дагестанский государственный технический университет | Injection type modular burner with diaphragm |
| RU2365816C2 (en) * | 2006-12-21 | 2009-08-27 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
| UA51833U (en) * | 2009-07-20 | 2010-08-10 | Александр Анатолиевич Жигалов | Fuel briquette |
| RU2406028C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-12-10 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
-
2012
- 2012-01-31 RU RU2012103350/06A patent/RU2489649C1/en active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018768C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-08-30 | Институт газа АН Украины | Self-contained injection burner |
| US6092363A (en) * | 1998-06-19 | 2000-07-25 | Siemens Westinghouse Power Corporation | Low Nox combustor having dual fuel injection system |
| RU2234639C2 (en) * | 2002-01-28 | 2004-08-20 | Дагестанский государственный технический университет | Injection type modular burner with diaphragm |
| US6623267B1 (en) * | 2002-12-31 | 2003-09-23 | Tibbs M. Golladay, Jr. | Industrial burner |
| RU2365816C2 (en) * | 2006-12-21 | 2009-08-27 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
| RU2406028C1 (en) * | 2009-04-09 | 2010-12-10 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
| UA51833U (en) * | 2009-07-20 | 2010-08-10 | Александр Анатолиевич Жигалов | Fuel briquette |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2558702C2 (en) * | 2013-12-06 | 2015-08-10 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2406028C1 (en) | Burner | |
| CA2181292C (en) | Combustion process and apparatus therefor containing separate injection of fuel and oxidant streams | |
| US10551058B2 (en) | Multi-nozzle combustion assemblies including perforated flame holder, combustion systems including the combustion assemblies, and related methods | |
| JP2013509560A (en) | Solid fuel burner | |
| RU2365816C2 (en) | Burner | |
| JP5756126B2 (en) | Non-coaxial oxygen burner for glass melting systems | |
| US10344970B2 (en) | Burner device and method | |
| RU2446352C1 (en) | Burner | |
| RU2446353C1 (en) | Burner | |
| RU2610163C1 (en) | Burner | |
| RU2489649C1 (en) | Burner | |
| RU2527231C1 (en) | Burner | |
| RU2558702C2 (en) | Burner | |
| KR101359089B1 (en) | Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same | |
| RU2661432C1 (en) | Burner | |
| CN101749706B (en) | Opening circular road whirling premixing upward-spraying backflow preheat burner | |
| CN102155846B (en) | Lime roasting shaft kiln | |
| RU2691870C1 (en) | Burner | |
| CN105509049A (en) | High-speed injection and combustion device adapting to various fuels | |
| US20070281264A1 (en) | Non-centric oxy-fuel burner for glass melting systems | |
| KR100761211B1 (en) | A partial combustion burner for preheating oxygen | |
| US20220074592A1 (en) | Assembly and method for injecting a gaseous combustion agent | |
| RU2358198C2 (en) | Burner | |
| RU2340855C1 (en) | Method of hydrocarbon fuel burning in cupola furnace | |
| RU2312124C1 (en) | Carbon-containing material calcining plant |