RU2527231C1 - Burner - Google Patents
Burner Download PDFInfo
- Publication number
- RU2527231C1 RU2527231C1 RU2013130440/06A RU2013130440A RU2527231C1 RU 2527231 C1 RU2527231 C1 RU 2527231C1 RU 2013130440/06 A RU2013130440/06 A RU 2013130440/06A RU 2013130440 A RU2013130440 A RU 2013130440A RU 2527231 C1 RU2527231 C1 RU 2527231C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- burner
- mixers
- welded
- 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 в особенности роторных с горизонтальной или наклонной осью вращения.The device relates to gas burners and can be used to burn gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces, especially rotary ones with a horizontal or inclined axis of rotation.
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, также как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге, также 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 среднего и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка. Предполагаю, что горелка, описанная в патенте РФ №2243447, не имеет большого срока службы из-за наличия трехлопаточных 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 расположению относительно друг друга, геометрии завихрителей и окончательно определяется для каждого типа размер горелочного устройства индивидуально в ходе натурных огневых испытаний).This invention, as well as the proposed one, can be used for burning gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In the 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 medium 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 swirls and the size of the burner device is individually determined for each type 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, также как и предлагаемое, может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге, также 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 длинного факела, который имеет предлагаемая горелка, тепловая мощность горелки приблизительно в три 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 fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In the 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 does not get a long flame, which has the proposed burner, the thermal power of the burner is approximately three times less than the proposed, install such burners in heat and melting units of medium and high power impractical. In addition, the device 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, 9 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, 9 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 разряжением. 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. В короткороторных печах необходимо, чтобы факел непосредственно обогревал цилиндрическую стенку печи.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-using 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. V. 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. In short-rotor kilns, it is necessary that the torch directly heat the cylindrical wall of the kiln.
Смесители горелки изготавливаются из углеродистой стали, поэтому горелки имеют небольшой срок службы (из опыта эксплуатации в ООО «Ресурсы Поволжья», ООО «Эком» 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 in Penza and UZTS-Stankolit LLC in 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, также являются:The disadvantages of the burner, taken as a prototype, are also:
- 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 разработка горелки с длинным на периферии и средним факелом в центре, разработка конструкции туннель-рассекателя, который бы одновременно играл роль стабилизирующего пламя туннеля для центрального смесителя, направлял его пламя в центр и в то же время рассекал и направлял пламя периферийных смесителей на периферию, при этом бы происходило смешение среднего факела в центре и длинного факела на периферии в один факел, нагрев всего объема печи, увеличение срока службы горелки, улучшение процесса набивки и обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, возможность регулирования расхода воздуха у периферийных смесителей.The objective of the invention is to develop a burner with a long torch on the periphery and an average torch in the center, to design a splitter tunnel that would simultaneously play the role of a flame stabilizing tunnel for the central mixer, direct its flame to the center and at the same time dissect and direct the flame of the peripheral mixers to the periphery, in this case there would be a mixture of the middle torch in the center and the long torch on the periphery into one torch, heating of the entire furnace volume, increase in the burner service life, process improvement gasket and lining of the burner in a thermal or smelting unit, the ability to control air flow at peripheral mixers.
Технический результат - разработанная конструкция горелки позволяет получить длинный на периферии и средний факел в центре, разработанная конструкция туннель-рассекателя одновременно играет роль стабилизирующего пламя туннеля для центрального смесителя, направляет его пламя в центр и в то же время рассекает и направляет пламя периферийных смесителей на периферию, при этом происходит смешение среднего факела в центре и длинного факела на периферии в один факел, происходит нагрев всего объема печи, кроме того, применение жаростойких и жаропрочных материалов значительно увеличивают срок службы горелки, введение новых элементов конструкцию приводит к улучшению процесса набивки и обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, а также имеется возможность регулирования расхода воздуха у периферийных смесителей.EFFECT: developed burner design allows to obtain a long torch on the periphery and an average torch in the center, the developed tunnel-splitter design simultaneously plays the role of stabilizing the tunnel flame for the central mixer, directs its flame to the center and at the same time cuts and directs the flame of the peripheral mixers to the periphery In this case, the middle torch in the center and the long torch at the periphery are mixed into one torch, the entire furnace volume is heated, in addition, heat-resistant and high-strength materials significantly increase the life of the burner, the introduction of new structural elements leads to an improvement in the process of packing and lining the burner in a heat or smelting unit, and it is also possible to control the air flow at peripheral mixers.
Это достигается тем, что в устройство «Горелка», содержащая стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 9 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 кожух, приваренный к цилиндрической газораспределительной камере, в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя туннель, который надевается снизу на кожух и приваривается к нему по периметру, причем в газораспределительной камере вварены на ее периферии восемь периферийных смесителей с насадками, дающие факел длиной 2,9 метра, а в центре размещен центральный смеситель с насадкой, имеющей коническую форму, на боковой поверхности которой просверлены сорок отверстий под углом к оси смесителя, а на насадке в средней ее части приварен туннель-рассекатель, в торце приварена пластина с девятью отверстиями, при этом центральный смеситель позволяет получить сильно вытянутый эллиптической формы факел длиною 1,9 метра, кроме того, горелка содержит устройство для регулирования расхода воздуха восьми смесителей, состоящее из диска-регулятора с приваренной ручкой, двух гаек и сектора со шкалой.This is achieved by the fact that in the device "Burner", containing a flame stabilizing tunnel, refractory packing material, 9 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 proposed The invention comprises a casing welded to a cylindrical gas distribution chamber, into which a refractory packing material is packed, a cast flame-stabilizing tunnel, which is worn from below on the casing and welded I’m on the perimeter, and in the gas distribution chamber eight peripheral mixers with nozzles are welded on its periphery, giving a torch 2.9 meters long, and in the center there is a central mixer with a nozzle having a conical shape, forty holes are drilled at an angle on its side surface to the axis of the mixer, and on the nozzle in its middle part a tunnel-splitter is welded, a plate with nine holes is welded at the end, while the central mixer allows you to get a very elongated elliptical torch with a length of 1.9 meters In addition, the burner contains a device for regulating the air flow of eight mixers, consisting of a regulator disk with a welded handle, two nuts and a sector with a scale.
Такие детали горелки, как смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель и туннель-рассекатель, изготавливают из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2. Жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадок к смесителям, литого стабилизирующего пламя туннеля и туннеля-рассекателя, позволяет увеличить срок службы горелки.Burner components such as mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel, and a splitting tunnel are made of heat-resistant cast iron ChKh28N2. Heat-resistant cast iron, used as material for the manufacture of mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel and a splitting tunnel, allows to increase the life of the burner.
При этом каждый из восьми периферийных смесителя является отливкой и представляет собой трубу диаметром 61×9 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 26°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°. В каждом из восьми периферийных смесителей с насадкой имеется насадка длиной 54 мм, на внутренней поверхности которой имеются 10 литых ребер. Литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 9 мм. Угол «заострения» составляет 30° 30'. В вершине «заострение» имеет радиус округления 0,2 мм, высота ребер составляет 3,7 мм. Внутренний диаметр насадки - 43 мм, длина резьбы составляет 16 мм. Насадки к смесителям в случае их обгорания (оплавления при длительной эксплуатации) заменяются новыми, что, в конечном итоге, увеличивает срок службы горелки. Центральный смеситель является отливкой и представляет собой трубу диаметром 80×9 мм и длиной 280 мм, в которой по периферии под углом 26±1° к оси смесителя просверлены четыре сопла с зенковкой входной части 1,0 мм под углом 90°. Верхняя часть центрального смесителя имеет наружную резьбу М72, а нижняя внутреннюю резьбу М72. Насадка к центральному смесителю имеет в верхней части наружнюю резьбу М72, а в нижней части имеет боковую поверхность в виде усеченного конуса, в которой просверлено в три ряда в шахматном порядке 40 отверстий диаметром 3,0 мм под углом 55° к ее оси. Кроме того, насадка к центральному смесителю имеет с торца приваренную пластину с девятью отверстиями. Это позволяет устанавливать горелки в больших котлах, в средних или больших газовых ванных отражательного типа плавильных печах, а также, в особенности, роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращенияMoreover, each of the eight peripheral mixers is a casting and is a pipe with a diameter of 61 × 9 mm, in which four nozzles are drilled along the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 °. Each of the eight peripheral mixers with a nozzle has a nozzle 54 mm long, on the inner surface of which there are 10 cast fins. Cast ribs on the side of the gas-air mixture movement have an inlet part “pointed” with a length of 9 mm. The angle of "sharpening" is 30 ° 30 '. At the top, the “sharpening” has a rounding radius of 0.2 mm, the height of the ribs is 3.7 mm. The inner diameter of the nozzle is 43 mm, the thread length is 16 mm. The nozzles to the mixers in case of their burning (melting during long-term operation) are replaced by new ones, which, ultimately, increases the life of the burner. The central mixer is a casting and is a pipe with a diameter of 80 × 9 mm and a length of 280 mm, in which four nozzles are drilled at an angle of 26 ± 1 ° to the axis of the mixer with a countersink of the inlet part of 1.0 mm at an angle of 90 °. The upper part of the central mixer has an external thread M72, and the lower internal thread M72. The nozzle to the central mixer has an M72 external thread in the upper part, and a truncated cone in the lower part, in which 40 holes 3.0 mm in diameter are staggered in a row at a angle of 55 ° to its axis. In addition, the nozzle to the central mixer has a welded plate with nine holes from the end. This makes it possible to install burners in large boilers, in medium or large gas baths of a reflective type of melting furnaces, and also, in particular, rotary kilns with an inclined or horizontal axis of rotation
Кроме того, введенный в конструкцию горелки кожух позволяет набивать огнеупорную набивную массу в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат, а также дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Кожух предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы в процессе ее набивки. Благодаря кожуху и увеличенному расстоянию между смесителями улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой.In addition, the casing introduced into the design of the burner allows you to fill the refractory packing mass into the space between the mixers before installing the burner in a heat or smelting unit, and also makes it possible to dry and calcine the burner outside the heat or smelting unit. The casing prevents the process of shedding the refractory packing material during its filling. Thanks to the casing and the increased distance between the mixers, the process of filling the burner with a refractory packing mass is improved.
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:
мертель муллитокорундовый ММКФ-85 ТУ 14-8-481-85;mullite corundum mortar MMKF-85 TU 14-8-481-85;
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;
связующее алюмохромофосфатное МИКС ТУ 6-18-166-83;binder aluminochromophosphate MIX TU 6-18-166-83;
кварцевый песок марки 1К;1K quartz sand;
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 туннеля позволяет стабилизировать горение факелов восьми периферийных смесителей с насадками, а также увеличивает срок службы горелки.It is important to note that the introduction of a stabilizing tunnel into the burner makes it possible to stabilize the combustion of flares of eight peripheral mixers with nozzles, and also increases the life of the burner.
Следует отметить, что введенный в состав горелки и туннель-рассекатель играет роль стабилизирующего туннеля для факела центрального смесителя, а также рассекателя для факелов, истекающих из сопел (отверстий) в боковой поверхности насадки центрального смесителя. Кроме того, туннель-рассекатель рассекает каждый из восьми факелов периферийных смесителей и вначале направляет каждый факел в пространство, образованное между внутренней конической поверхностью стабилизирующего туннеля и наружной конической поверхностью туннель-рассекателя, и далее, допустим, к стенкам роторной печи. Образуются как бы два факела: длинный факел, омывающий стенки, а в центре сильно вытянутый эллиптической формы, причем они сливаются вместе и образуют единый факел, который нагревает все пространство печи.It should be noted that the splitter tunnel included in the burner plays the role of a stabilizing tunnel for the torch of the central mixer, as well as a divider for torches flowing out of nozzles (holes) in the side surface of the nozzle of the central mixer. In addition, a splitting tunnel cuts through each of the eight torches of the peripheral mixers and first directs each flare into the space formed between the inner conical surface of the stabilizing tunnel and the outer conical surface of the splitting tunnel, and then, let's say, to the walls of the rotary kiln. Two torches form, as it were: a long torch washing the walls, and in the center a strongly elongated elliptical shape, moreover, they merge together and form a single torch that heats the entire space of the furnace.
Наконец, введение в горелку устройства для регулирования расхода воздуха восьми смесителей, состоящее из: диска-регулятора с приваренной ручкой, двух гаек и сектора со шкалой позволяет регулировать инжектируемый в восемь смесителей горелки воздух.Finally, the introduction to the burner of a device for regulating the air flow of eight mixers, consisting of: a regulator disc with a welded handle, two nuts and a sector with a scale, makes it possible to regulate the air injected into eight burner mixers.
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 показан периферийный смеситель с насадкой.Figure 3 shows a peripheral mixer with a nozzle.
На фиг.4 показан центральный смеситель с насадкой.4 shows a central mixer with a nozzle.
На фиг.5 показан туннель-рассекатель.Figure 5 shows a tunnel divider.
Предлагаемое изобретение «Горелка» состоит из девяти смесителей, объединенных общей цилиндрической газораспределительной камерой 1, к которой, также как и в прототипе, приварен штуцер 2, по которому подается природный газ. Цилиндрическая газораспределительная камера 1 литая, в ней просверлено по периферии восемь отверстий диаметром 56 мм, в которые вставлены и герметично заварены восемь периферийных 3 смесителей с насадками 4, а в центре просверлено отверстие диаметром 73 мм, в которое вставлен и герметично заварен центральный 5 смеситель с насадкой 6 (фиг.1, 2).The present invention "Burner" consists of nine mixers, combined by a common cylindrical gas distribution chamber 1, to which, as in the prototype, a
Каждый периферийный 3 смеситель с насадкой 4 является отливкой и представляет собой трубу диаметром 61×9 мм и длиной 270 мм, в которой по периферии под углом 26°±1° к оси смесителя просверлены четыре сопла 7 с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.3). Диаметр сопел 7 и диаметр периферийного 3 смесителя выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Верхняя часть периферийного 3 смесителя обтачивается до диаметра 55 мм, на нижнюю часть нарезается резьба, на которую навинчивается насадка 4. В каждой насадке 4 длиной 54 на внутренней поверхности имеются десять литых ребер 8. Литые ребра 8 со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 9 мм. Угол «заострения» составляет 30° 30'. В вершине «заострение» имеет радиус округления 0,2 мм, высота ребер составляет 3,7 мм. Внутренний диаметр насадки - 43 мм, длина резьбы составляет 16 мм. Каждый периферийный 3 смеситель с насадкой 4 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧХ28Н2. Смеситель с насадкой, имеющей на внутренней поверхности литые ребра при горении газовоздушной смеси, имеет факел длиной 2,9 метра. Насадки 4 к периферийным 3 смесителям в случае их обгорания (оплавления при длительной эксплуатации) заменяются на новые, что, в конечном итоге, увеличивает срок службы горелки. В центре общей цилиндрической газораспределительной камеры 1 приварен центральный 5 смеситель с насадкой 6, причем смеситель в верхней части имеет наружную резьбу 9, а на насадке 6 в средней ее части приварен туннель-рассекатель 10 (фиг.2, 4). Each peripheral 3 mixer with nozzle 4 is a casting and is a pipe with a diameter of 61 × 9 mm and a length of 270 mm, in which four
Центральный 5 смеситель с насадкой 6 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧХ28Н2 (фиг.2, 4). Центральный 5 смеситель является отливкой и представляет собой трубу диаметром 80×9 мм и длиной 280 мм, в которой по периферии под углом 25°±1° к оси смесителя просверлены четыре сопла 7 с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг.3). Диаметр сопел 7 и диаметр центрального 5 смесителя выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Верхняя часть центрального 5 смесителя имеет наружную резьбу М72, а нижняя внутреннюю резьбу М72. Насадка 6 к центральному 5 смесителю имеет в верхней части наружнюю резьбу М72, а в нижней части имеет боковую поверхность в виде усеченного конуса, в которой просверлено в три ряда в шахматном порядке 40 отверстий под углом 55° к ее оси диаметром 3,0 мм, Кроме того, насадка 6 к центральному смесителю 5 имеет с торца приваренную пластину 11 с девятью отверстиями 12 разного диаметра. Верхняя часть центрального 5 смесителя вставляется в центральное отверстие цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично заваривается в ней с двух сторон. Насадку 6 к центральному 5 смесителю изготавливают из нержавеющей жаростойкой и жаропрочной стали аустенито-ферритного класса марки 40 Х24 Н12СЛ. Центральный 5 смеситель с насадкой 6 позволяет получить сильно вытянутый эллиптической формы факел длиной 1,9 метра.The central 5 mixer with
К цилиндрической газораспределительной камере 1 приварен по периметру кожух 13 из листовой нержавеющей стали толщиной 3 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 14. Введенный в конструкцию горелки кожух 13 позволяет набивать огнеупорную набивную массу в пространство между смесителями до установки горелки в тепловой или плавильный агрегат, а также дает возможность просушивать и прокаливать горелку вне теплового или плавильного агрегата. Кожух 13 предотвращает процесс осыпания огнеупорной набивной массы в процессе ее набивки. Благодаря кожуху 13 и увеличенному по сравнению с прототипом расстоянию между смесителями улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой 14. Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 14, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих в Пензе газовых плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 14 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:A casing 13 of 3 mm thick stainless steel sheet welded around the perimeter of the gas distribution chamber 1, into which the refractory packing material 14 is packed. The casing 13 introduced into the design of the burner allows filling the refractory packing mass into the space between the mixers before installing the burner in a heat or melting unit, and also makes it possible to dry and calcine the burner outside the heat or smelting unit. The casing 13 prevents the process of shedding the refractory packing material during its filling. Thanks to the casing 13 and the increased distance between the mixers compared to the prototype, the process of filling the burner with refractory packing material 14 is improved. The burner is lined and the space between the mixers is refractory packing 14, which was experimentally developed by the author and tested on gas melting furnaces operating in Penza. The refractory packing mass 14 for lining the burner and stuffing the space between the mixers has the following composition:
мертель муллитокорундовый ММКФ-85 ТУ 14-8-481-85;mullite corundum mortar MMKF-85 TU 14-8-481-85;
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;
связующее алюмохромофосфатное МИКС ТУ 6-18-166-83;binder aluminochromophosphate MIX TU 6-18-166-83;
кварцевый песок марки 1К;1K quartz sand;
вода.water.
Приведенная огнеупорная набивная масса 14 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1640°С. Срок службы горелки при этом значительно увеличивается.The refractory packing material 14 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.
Процесс приготовления огнеупорной набивной массы 14 следующий: замачивают порошок молотой глины в течение суток, далее добавляют порциями мертеля муллитокорундового и кварцевого песка, вся масса постоянно тщательно перемешивается, добавляется лигносульфанат технический и также все тщательно перемешивается. В заключении при перемешивании выливается в смесь связующее МИКС и вода. После набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелка прокаливается при температуре 600-700°С в течение двух часов.The process of preparing the refractory packing mass 14 is as follows: the powder is ground with clay for 24 hours, then mortar of mullite-corundum and quartz sand is added in portions, the whole mass is constantly thoroughly mixed, technical lignosulfonate is added and everything is thoroughly mixed. In conclusion, with mixing, the MICS binder and water are poured into the mixture. After stuffing the space between the mixers with a refractory packing mass, the burner is calcined at a temperature of 600-700 ° C for two hours.
Существенно отметить, что введение в состав горелки стабилизирующего туннеля 15 позволяет стабилизировать горение факелов восьми периферийных 3 смесителей с насадками 4, а также увеличивает срок службы горелки. При этом горелочный туннель представляет собой цилиндр с внутренним диаметром 560 мм и толщиной стенки 14 мм, переходящий в конус.It is important to note that the introduction of a stabilizing tunnel 15 into the burner makes it possible to stabilize the burning of flames of eight peripheral 3 mixers with nozzles 4, and also increases the life of the burner. In this case, the burner tunnel is a cylinder with an inner diameter of 560 mm and a wall thickness of 14 mm, turning into a cone.
На кожух 13 надевается снизу отлитый из жаростойкого чугуна ЧХ28Н2 стабилизирующий туннель 15 и приваривается к нему по периметру. Конструкция стабилизирующего туннеля 15 позволяет устанавливать горелку в тепловой или плавильный агрегат с любой толщиной стенки. Это обстоятельство позволяет использовать горелку в больших котлах, в средних и больших газовых ванных отражательного типа плавильных печах, а также в роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращения. Для крепления горелки к траверсе роторной печи или к стенке печи, котла, в горелке предусмотрено стальное кольцо 16, которое приваривается по периметру с двух сторон к стабилизирующему туннелю 15. В стальном кольце имеется шесть отверстий 17 диаметром 16 мм.A stabilizing tunnel 15 cast from heat-resistant cast iron CHKH28N2 is put on the casing 13 from below and is welded to it along the perimeter. The design of the stabilizing tunnel 15 allows you to install the burner in a thermal or melting unit with any wall thickness. This circumstance allows the burner to be used in large boilers, in medium and large gas baths of a reflective type of melting furnaces, as well as in rotary kilns with an inclined or horizontal axis of rotation. To fasten the burner to the traverse of the rotary furnace or to the wall of the furnace, boiler, a
В состав горелки введен туннель-рассекатель 10, который играет роль стабилизирующего туннеля для факела центрального 5 смесителя, а также рассекателя для факелов, истекающих из сопел (отверстий) в боковой поверхности насадки 6 центрального 5 смесителя (фиг.5). Кроме того, туннель-рассекатель 10 рассекает каждый из восьми факелов периферийных 3 смесителей и вначале направляет каждый факел в пространство, образованное между внутренней конической поверхностью стабилизирующего туннеля 15 и наружной конической поверхностью туннель-рассекателя 10 и далее, допустим, к стенкам роторной печи. Образуются как бы два факела: длинный факел, омывающий стенки, а в центре сильно вытянутый эллиптической формы, причем они сливаются вместе и образуют единый факел, который нагревает все пространство печи.A burner tunnel 10 is introduced into the burner, which plays the role of a stabilizing tunnel for the torch of the central 5 mixer, as well as a divider for torches flowing out of the nozzles (holes) in the side surface of the
В конструкцию горелки введено устройство для регулирования расхода воздуха восьми периферийных 3 смесителей, состоящее из: диска-регулятора 18 с приваренной ручкой 19, двух гаек 20 и сектора 21 со шкалой, которое позволяет регулировать инжектируемый в восемь смесителей горелки воздух.A device for regulating the air flow of eight peripheral 3 mixers was introduced into the burner design, consisting of: a regulator disk 18 with a welded handle 19, two nuts 20 and a
Диск-регулятор 18 изготовлен методом штамповки из стального листа толщиной 4 мм и имеет диаметр, равный внешнему диаметру цилиндрической газораспределительной камеры 1. В диске-регуляторе 18 просверлено девять отверстий, которые соосны с отверстиями смесителей, вваренных в цилиндрическую газораспределительную камеру 1, и имеют тот же диаметр, сверху диска-регулятора 18 приварена ручка 19, с помощью которой можно поворачивать диск-регулятор 18 относительно центрального смесителя 5. В верхней части цилиндрической газораспределительной камеры 1 приварен «заподлицо» с верхней плоскостью газораспределительной камеры 1 сектор 21 с нанесенной шкалой как показано на фиг.1. На диске-регуляторе 18 нанесена стрелка. Допустим, для конкретного состава природного газа обеспечивается полное сгорание газа на цифре, к примеру, единица, следовательно, это оптимальный расход горелкой природного газа при данном давлении и мы фиксируем двумя гайками 20 диск-регулятор 18 относительно отверстий периферийных 3 смесителей. Гайки 20 периодически рекомендуется подтягивать. Расчетная мощность горелки составляет 1,8 МВт.The regulator disk 18 is made by stamping from a steel sheet 4 mm thick and has a diameter equal to the outer diameter of the cylindrical gas distribution chamber 1. In the regulator disk 18, nine holes are drilled that are aligned with the holes of the mixers welded into the cylindrical gas distribution chamber 1 and have one same diameter, a handle 19 is welded on top of the regulator disk 18, with which you can rotate the regulator disk 18 relative to the
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 попадает в камеру 23 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха (фиг.3, 4). Сгорание основной части газовоздушной смеси происходит в стабилизирующем туннеле 15 и туннеле-рассекателе 10, остальной части - в камере горения котла или печи. При смешении описанных выше факелов образуется единый факел, который нагревает все пространство печи. Регулировка расхода воздуха обычно производится при опытных, экспериментальных плавках на печи, а также при изменении давления или состава подаваемого в горелки газа. Горелка испытана на испытательном стенде в лаборатории ООО «Пензаплав» г. Пенза, форма и длина факелов, а также некоторые характеристики приведены в описании выше. Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разряжения в камере горения в пределах 1,5÷20 даПа (мм вод. ст.).The burner operates as follows. Gas under pressure is fed through the channel of the
Номинальное давление газа перед горелкой 0,08 МПа. Существенно отметить, что для увеличения длины факела периферийных 3 смесителей с насадками 4 внизу, на внутренней конической поверхности стабилизирующего туннеля 15, отлиты двадцать восемь ребер 24. На фиг.2 они показаны, а на фиг.1 пунктирными линиями не показаны. Конструкция горелки со стабилизирующим туннелем 15 без двадцати восьми ребер 24 позволяла получить от периферийных 3 смесителей с насадками 4 при горении газовоздушной смеси факел длиной только 2,6 метра. Данные получены при испытании горелки на испытательном стенде в лаборатории ООО «Пензаплав» г. Пенза.The nominal gas pressure in front of the burner is 0.08 MPa. It is important to note that to increase the length of the torch of the peripheral 3 mixers with nozzles 4 at the bottom, on the inner conical surface of the stabilizing tunnel 15, twenty eight ribs 24 are cast. In FIG. 2 they are shown, and in FIG. 1 they are not shown with dashed lines. The design of the burner with a stabilizing tunnel 15 without twenty-eight ribs 24 made it possible to obtain a torch with a length of only 2.6 meters from peripheral 3 mixers with nozzles 4 when burning a gas-air mixture. The data was obtained by testing the burner on a test bench in the laboratory of Penzaplav LLC in Penza.
Горелку можно легко зафутеровать, закрепить на траверсе роторной печи и установить одну или 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.The burner can be easily lined, fixed on the traverse of the rotary kiln and installed one or more 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 (5)
мертель муллитокорундовый ММКФ-85 ТУ 14-8-481-85;
лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89;
порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99;
связующее алюмохромофосфатное МИКС ТУ 6-18-166-83;
кварцевый песок марки 1К;
вода. 5. The burner according to claim 1 is characterized in that the refractory packing mass for lining the burner and stuffing the space between the mixers has the following composition:
mullite corundum mortar MMKF-85 TU 14-8-481-85;
technical lignosulfonate TU 13-0281036-89;
ground clay powder PHB TU 1522-009-00190495-99;
binder aluminochromophosphate MIX TU 6-18-166-83;
1K quartz sand;
water.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013130440/06A RU2527231C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Burner |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013130440/06A RU2527231C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Burner |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2527231C1 true RU2527231C1 (en) | 2014-08-27 |
Family
ID=51456416
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013130440/06A RU2527231C1 (en) | 2013-07-02 | 2013-07-02 | Burner |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2527231C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610163C1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-02-08 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
| RU2691870C1 (en) * | 2018-08-21 | 2019-06-18 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018768C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-08-30 | Институт газа АН Украины | Self-contained injection burner |
| UA51833U (en) * | 2009-07-20 | 2010-08-10 | Александр Анатолиевич Жигалов | Fuel briquette |
| RU2446353C1 (en) * | 2011-02-21 | 2012-03-27 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
-
2013
- 2013-07-02 RU RU2013130440/06A patent/RU2527231C1/en active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2018768C1 (en) * | 1991-07-01 | 1994-08-30 | Институт газа АН Украины | Self-contained injection burner |
| UA51833U (en) * | 2009-07-20 | 2010-08-10 | Александр Анатолиевич Жигалов | Fuel briquette |
| RU2446353C1 (en) * | 2011-02-21 | 2012-03-27 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2610163C1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-02-08 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
| RU2691870C1 (en) * | 2018-08-21 | 2019-06-18 | Владимир Александрович Трусов | Burner |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2406028C1 (en) | Burner | |
| CN104884866B (en) | Perforation flameholder and the burner for including perforation flameholder | |
| US10551058B2 (en) | Multi-nozzle combustion assemblies including perforated flame holder, combustion systems including the combustion assemblies, and related methods | |
| RU2365816C2 (en) | Burner | |
| US10344970B2 (en) | Burner device and method | |
| US20100159409A1 (en) | Non-centric oxy-fuel burner for glass melting systems | |
| RU2527231C1 (en) | Burner | |
| CN103672886A (en) | Local oxygen-enriched combustor for cement kiln furnace | |
| RU2446352C1 (en) | Burner | |
| RU2610163C1 (en) | Burner | |
| RU2558702C2 (en) | Burner | |
| RU2446353C1 (en) | Burner | |
| US3989443A (en) | Multiple fuel burner and usage in rotary kilns | |
| RU2489649C1 (en) | Burner | |
| KR101359089B1 (en) | Oxygen enriched combustion apparatus and method of the same | |
| RU2691870C1 (en) | Burner | |
| Dahiya et al. | Improvement of the domestic LPG cooking stoves: a review | |
| JP2017501309A5 (en) | ||
| RU2661432C1 (en) | Burner | |
| CN101749706B (en) | Opening circular road whirling premixing upward-spraying backflow preheat burner | |
| CN102155846B (en) | Lime roasting shaft kiln | |
| CN102277460B (en) | Hot blast furnace for preheating and combusting gas-air jet mixture in porous body | |
| CN102304596B (en) | Flow-equalizing and combustion-supporting hot blast furnace with multihole combustion-stabilizing nozzle and heat accumulators | |
| GB2245055A (en) | Matrix burner | |
| KR100761211B1 (en) | A partial combustion burner for preheating oxygen |