RU2554239C1 - Бесшахтный воздухонагреватель - Google Patents
Бесшахтный воздухонагреватель Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554239C1 RU2554239C1 RU2013156426/02A RU2013156426A RU2554239C1 RU 2554239 C1 RU2554239 C1 RU 2554239C1 RU 2013156426/02 A RU2013156426/02 A RU 2013156426/02A RU 2013156426 A RU2013156426 A RU 2013156426A RU 2554239 C1 RU2554239 C1 RU 2554239C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- dome
- cylindrical
- combustion
- located above
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21B—MANUFACTURE OF IRON OR STEEL
- C21B9/00—Stoves for heating the blast in blast furnaces
- C21B9/02—Brick hot-blast stoves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии, в частности к устройствам бесшахтных воздухонагревателей доменных печей. Бесшахтный воздухонагреватель содержит цилиндрическую камеру с насадкой, расположенный над насадкой купол, имеющий цилиндрическую часть, расположенную над цилиндрической частью сужающуюся часть и расположенную над сужающейся частью цилиндрическую горловину, сообщающуюся с расположенной над куполом форкамерой. В боковых стенках форкамеры выполнены каналы подачи воздуха и газа в форкамеру. Бесшахтный воздухонагреватель выполнен с отношением диаметра цилиндрической горловины к диаметру цилиндрической части купола в пределах от 0,31 до 0,41. Использование изобретения обеспечивает устранение условий возникновения пульсаций горения и повышение полноты сгорания газа. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области металлургии, в частности к конструкциям воздухонагревателей доменных печей.
Одной из проблем эксплуатации доменных воздухонагревателей является обеспечение устойчивости горения, снижение и устранение пульсаций горения. Пульсации горения являются замкнутым автоколебательным процессом, в котором участвуют все элементы тракта подачи и горения воздуха и газа (подающие трубы, дроссели, колена, коллекторы, насадки, пространство горения). Требуется соответствующий расчет акустических параметров всех элементов тракта. Большое значение для снижения пульсаций горения имеют параметры заключительного элемента тракта - параметры пространств камеры горения и купола.
Известны воздухонагреватели с протяженными внутренней или наружной камерами (шахтами) горения [соответственно, патент РФ 2177040 или патент РФ 77865, фиг.2], расположенными во внутренних или наружных шахтах воздухонагревателей, сообщающихся с куполом над насадкой.
Недостатком вышеуказанных воздухонагревателей является то, что при повышении тепловой мощности возникают и могут возрасти пульсации горения вследствие наличия протяженных камер горения. Кроме того, причиной возникновения пульсаций горения являются повышенные тепловые напряжения на единицу площади горизонтального сечения пространства горения, например пространства камеры горения. Здесь и далее под горизонтальным сечением понимается сечение в плоскости, перпендикулярной вертикальной оси воздухонагревателя.
Известен бесшахтный воздухонагреватель ВНИИМТ [патент РФ 926017], включающий цилиндрическую камеру с насадкой, купол над насадкой и сообщающуюся с ним кольцевую форкамеру (горения), в нижней части (у основания) которой размещены каналы подачи воздуха и газа, причем каналы подачи воздуха направлены параллельно оси воздухонагревателя, а каналы подачи газа направлены перпендикулярно оси воздухонагревателя и выходят в каналы подачи воздуха.
Недостатком известного бесшахтного воздухонагревателя ВНИИМТ является неравномерность перемешивания газа с воздухом, так как каналы подачи воздуха направлены перпендикулярно каналам подачи газа, к тому же перемешивание осуществляется в ограниченном объеме канала подачи воздуха, в котором при горении увеличиваются тепловые напряжения на единицу площади горизонтального сечения канала подачи воздуха. Все это является причиной возникновения пульсаций горения и неполноты сгорания газа в форкамере и куполе.
Наиболее близким к предложенному является бесшахтный воздухонагреватель [патент РФ 65890], включающий, в частности, цилиндрическую камеру с насадкой, расположенный над насадкой купол, имеющий цилиндрическую часть, купол содержит также расположенную над цилиндрической частью сужающуюся часть (например, коническую [патент РФ 65890] или шаровую [патент Германии DE 318068]) и расположенную над сужающейся частью цилиндрическую горловину, сообщающуюся с расположенной над куполом форкамерой, в боковых стенках форкамеры размещены каналы подачи воздуха и газа.
Недостатком бесшахтного воздухонагревателя-прототипа является то, что вследствие неопределенности соотношения геометрических размеров заключительного элемента тракта (камеры горения и купола) имеются условия возникновения пульсаций горения и не обеспечивается полнота сгорания газа.
Задачей изобретения является устранение условий возникновения пульсаций горения и повышение полноты сгорания газа.
Для решения указанной задачи бесшахтный воздухонагреватель, включающий цилиндрическую камеру с насадкой, расположенный над насадкой купол, имеющий цилиндрическую часть, а также расположенную над цилиндрической частью сужающуюся часть и расположенную над сужающейся частью цилиндрическую горловину, сообщающуюся с расположенной над куполом форкамерой, в боковых стенках форкамеры размещены каналы подачи воздуха и газа, отличается тем, что бесшахтный воздухонагреватель выполнен с отношением диаметра цилиндрической горловины к диаметру цилиндрической части купола, находящемся в пределах от 0,31 до 0,41.
Выполнение отношения диаметра цилиндрической горловины к диаметру цилиндрической части купола в пределах от 0,31 до 0,41 обеспечивает достижение технического результата, заключающегося в устранении условий возникновения пульсаций горения и повышении полноты сгорания газа.
Диапазон отношений диаметра цилиндрической горловины к диаметру цилиндрической части купола в пределах от 0,31 до 0,41 определен экспериментально.
Нижний предел отношения диаметров (0,31) обусловлен тем, что при дальнейшем уменьшении отношения диаметров растет сопротивление потоку продуктов горения (смеси газа и воздуха) в пространствах форкамеры и цилиндрической горловины, увеличивается давление смеси газа с воздухом в цилиндрической горловине и в форкамере, возрастает тепловое напряжение во внутренних пространствах форкамеры и цилиндрической горловины, что вызывает возникновение пульсаций горения.
При увеличении отношения диаметров больше верхнего предела (0,41) уменьшается полнота сгорания газа в куполе вследствие ухудшения перемешивания газа с воздухом.
На чертеже изображен общий вид бесшахтного воздухонагревателя в разрезе.
Бесшахтный воздухонагреватель включает цилиндрическую камеру 1 с насадкой 2, расположенный над насадкой 2 купол 3, имеющий цилиндрическую часть 4, а также расположенную над цилиндрической частью 4 сужающуюся часть 5 и расположенную над сужающейся частью 5 цилиндрическую горловину 6, сообщающуюся с расположенной над куполом форкамерой 7. В боковых стенках 8 форкамеры 7 размещены каналы 9, 10 и 11, 12 подачи, соответственно, воздуха и газа в форкамеру 7. Бесшахтный воздухонагреватель выполнен с отношением диаметра D1 цилиндрической горловины 6 к диаметру D2 цилиндрической части 4 купола 3, находящемся в пределах от 0,31 до 0,41.
Кроме того, бесшахтный воздухонагреватель содержит газовый штуцер 13 для подачи газа через кольцевой коллектор 14 в каналы 9, 10 подачи газа в форкамеру 7. Бесшахтный воздухонагреватель содержит также воздушный штуцер 15 для подачи воздуха через кольцевой коллектор 16 в каналы 11, 12 подачи воздуха в форкамеру 7. В куполе 3 выполнен штуцер 17 для отбора горячего воздуха из купола 3.
Все стенки воздухонагревателя имеют футеровку, обеспечивающую теплоизоляцию внутреннего пространства воздухонагревателя от окружающего воздухонагреватель внешнего пространства (наклонная штриховка на чертеже).
Сужающаяся часть 5 купола 3 может быть выполнена как конической, так и может иметь форму части шара (не показано).
Количество и расположение каналов (9, 10, 11, 12) подачи газа и воздуха в форкамеру 7 определяется, в основном, мощностью воздухонагревателя.
В примере выполнения бесшахтного воздухонагревателя он имеет диаметр форкамеры 7 (D0), равный 5012 мм, диаметр (D1) цилиндрической горловины 6, равный 3862 мм, и диаметр (D2) цилиндрической части 4 купола 3, равный 10164 см. При этом отношение диаметра цилиндрической горловины 6 к диаметру цилиндрической части 4 купола 3 равно 0,38. Цилиндрическая камера 1 воздухонагревателя, купол 3 (вместе с его частями 4 и 5), а также форкамера 7 расположены на одной оси 18 с возможностью отклонения от оси 18 на расстояние не более 25-35 мм. В этом примере выполнения бесшахтного воздухонагревателя не наблюдается возникновения пульсаций горения и происходит наиболее полное сжигание газа, содержание оксида углерода (СО) в продуктах сгорания составляет 30 мг/м3 при допустимом значении 100 мг/м3 согласно европейским стандартам.
Работа воздухонагревателя осуществляется следующим образом.
В период нагрева насадки 2 воздух для горения по штуцеру 15 подается в кольцевой коллектор 16, затем через каналы подачи 11, 12 поступает в форкамеру 8. Газ подается через штуцер 13 в кольцевой коллектор 14 и далее поступает через каналы подачи 9, 10 в форкамеру 7. В результате смешивания газа с воздухом происходит загорание газа в верхней части форкамеры 7 от взаимодействия указанной смеси с разогретыми внутренними стенками 8 форкамеры 7. Необходимая для возгорания смеси газа и воздуха температура внутренних стенок форкамеры 7 обеспечивается разогревом внутренних стенок форкамеры 7 в дутьевой период, когда нагретый в насадке 2 воздух выводится из воздухонагревателя через штуцер 17. В период нагрева насадки 2 через нее проходят горячие продукты сгорания и выводятся из воздухонагревателя через поднасадочное устройство в дымовую трубу (не показаны).
Горение смеси газа и воздуха происходит как в форкамере 7, так и в цилиндрической горловине 6, а также в куполе 3. В цилиндрической горловине 6 и в куполе 3 происходит догорание газов, несгоревших в форкамере 7. При этом степень догорания газов в цилиндрической горловине 6 и в куполе 3 зависит от отношения диаметра цилиндрической горловины 6 к диаметру купола 3. Когда указанное отношение диаметров находится в оптимальном (предложенном) диапазоне (0,31÷0,41), давление смеси газов оптимально и происходит наиболее полное сжигание газа. При этом имеет место такое тепловое напряжение в пространствах форкамеры 7 и цилиндрической горловины 6, которое обеспечивает устранение предпосылок для возникновения пульсаций горения.
Таким образом, применение предложенного бесшахтного воздухонагревателя обеспечивает устранение условий возникновения пульсаций горения и повышение полноты сгорания газа.
Claims (1)
- Бесшахтный воздухонагреватель, включающий цилиндрическую камеру с насадкой, расположенный над насадкой купол, имеющий цилиндрическую часть, а также расположенную над цилиндрической частью сужающуюся часть и расположенную над сужающейся частью цилиндрическую горловину, сообщающуюся с расположенной над куполом форкамерой, в боковых стенках которой выполнены каналы подачи воздуха и газа, отличающийся тем, что он выполнен с отношением диаметра цилиндрической горловины к диаметру цилиндрической части купола в пределах от 0,31 до 0,41.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156426/02A RU2554239C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Бесшахтный воздухонагреватель |
EA201600432A EA201600432A1 (ru) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | Бесшахтный воздухонагреватель |
BR112016014342A BR112016014342A2 (pt) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | Aquecedor de ar sem eixo |
PCT/RU2014/000488 WO2015094011A1 (ru) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | Бесшахтный воздухонагреватель |
UAA201607409A UA116703C2 (uk) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | Безшахтний повітронагрівач |
JP2016560612A JP2017501309A (ja) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | シャフトレス熱風炉 |
EP14872998.1A EP3106527A4 (en) | 2013-12-18 | 2014-07-03 | Shaftless air heater |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013156426/02A RU2554239C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Бесшахтный воздухонагреватель |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2554239C1 true RU2554239C1 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=53403197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013156426/02A RU2554239C1 (ru) | 2013-12-18 | 2013-12-18 | Бесшахтный воздухонагреватель |
Country Status (7)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3106527A4 (ru) |
JP (1) | JP2017501309A (ru) |
BR (1) | BR112016014342A2 (ru) |
EA (1) | EA201600432A1 (ru) |
RU (1) | RU2554239C1 (ru) |
UA (1) | UA116703C2 (ru) |
WO (1) | WO2015094011A1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736818C1 (ru) * | 2020-05-01 | 2020-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Бесшахтный воздухонагреватель |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3173696A1 (en) | 2015-11-30 | 2017-05-31 | Paul Wurth S.A. | Top combustion stove |
CN109402314B (zh) * | 2017-08-16 | 2024-01-16 | 中冶京诚工程技术有限公司 | 一种顶燃式热风炉燃烧器 |
RU2753208C1 (ru) * | 2020-06-16 | 2021-08-12 | Акционерное общество "КАЛУГИН" | Бесшахтный воздухонагреватель |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3473793A (en) * | 1966-05-13 | 1969-10-21 | Martin & Pagenstecher Ag | Hot blast stove |
SU926017A1 (ru) * | 1979-07-30 | 1982-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Воздухонагреватель дл доменных печей |
RU2145637C1 (ru) * | 1999-03-29 | 2000-02-20 | Калугин Яков Прокопьевич | Воздухонагреватель |
RU2215792C1 (ru) * | 2002-02-18 | 2003-11-10 | Калугин Яков Прокопьевич | Воздухонагреватель |
RU65890U1 (ru) * | 2007-04-28 | 2007-08-27 | Виктор Васильевич Яковлев | Воздухонагреватель |
RU2316600C2 (ru) * | 2006-03-01 | 2008-02-10 | Яков Прокопьевич Калугин | Воздухонагреватель |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE318068C (de) | 1918-07-23 | 1920-01-10 | Halbergerhütte Gmbh | Von oben beheizter winderhitzer ohne brennschacht |
SU602555A1 (ru) * | 1976-05-04 | 1978-04-15 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Доменный воздухонагреватель |
RU2177040C1 (ru) | 2000-07-24 | 2001-12-20 | Открытое акционерное общество "Новолипецкий металлургический комбинат" | Доменный воздухонагреватель |
BRPI0721849B1 (pt) * | 2007-07-09 | 2014-04-22 | Yakov Prokopievich Kalugin | Regenerador de ar quente |
RU77865U1 (ru) | 2008-07-25 | 2008-11-10 | Юрий Михайлович Крякунов | Воздухонагреватель |
CN101392957B (zh) * | 2008-11-04 | 2011-08-17 | 首钢总公司 | 全烧高炉煤气高风温热风炉 |
CN201288198Y (zh) * | 2008-11-04 | 2009-08-12 | 首钢总公司 | 多切圆旋流顶燃式热风炉 |
CN201299198Y (zh) * | 2008-11-28 | 2009-09-02 | 上海市虹口区保定路第一小学 | 一种多层环保袋 |
JP5842341B2 (ja) * | 2011-02-21 | 2016-01-13 | 株式会社Ihi | 頂部燃焼式熱風炉 |
-
2013
- 2013-12-18 RU RU2013156426/02A patent/RU2554239C1/ru active IP Right Revival
-
2014
- 2014-07-03 EP EP14872998.1A patent/EP3106527A4/en not_active Withdrawn
- 2014-07-03 EA EA201600432A patent/EA201600432A1/ru unknown
- 2014-07-03 WO PCT/RU2014/000488 patent/WO2015094011A1/ru active Application Filing
- 2014-07-03 BR BR112016014342A patent/BR112016014342A2/pt not_active Application Discontinuation
- 2014-07-03 JP JP2016560612A patent/JP2017501309A/ja active Pending
- 2014-07-03 UA UAA201607409A patent/UA116703C2/uk unknown
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3473793A (en) * | 1966-05-13 | 1969-10-21 | Martin & Pagenstecher Ag | Hot blast stove |
SU926017A1 (ru) * | 1979-07-30 | 1982-05-07 | Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники | Воздухонагреватель дл доменных печей |
RU2145637C1 (ru) * | 1999-03-29 | 2000-02-20 | Калугин Яков Прокопьевич | Воздухонагреватель |
RU2215792C1 (ru) * | 2002-02-18 | 2003-11-10 | Калугин Яков Прокопьевич | Воздухонагреватель |
RU2316600C2 (ru) * | 2006-03-01 | 2008-02-10 | Яков Прокопьевич Калугин | Воздухонагреватель |
RU65890U1 (ru) * | 2007-04-28 | 2007-08-27 | Виктор Васильевич Яковлев | Воздухонагреватель |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2736818C1 (ru) * | 2020-05-01 | 2020-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Бесшахтный воздухонагреватель |
WO2021221536A1 (ru) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Бесшахтный воздухонагреватель |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP3106527A4 (en) | 2017-09-20 |
WO2015094011A1 (ru) | 2015-06-25 |
EP3106527A1 (en) | 2016-12-21 |
EA201600432A1 (ru) | 2016-10-31 |
JP2017501309A (ja) | 2017-01-12 |
BR112016014342A2 (pt) | 2017-08-08 |
UA116703C2 (uk) | 2018-04-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2554239C1 (ru) | Бесшахтный воздухонагреватель | |
US11226094B2 (en) | Burners and methods for use thereof | |
CN101438100B (zh) | 燃烧器 | |
CN104266189B (zh) | 低热值燃气辐射管烧嘴的控制方法 | |
US4060380A (en) | Furnace having burners supplied with heated air | |
CN205480977U (zh) | 比例调节圆火焰低NOx排放燃气燃烧器 | |
CN202141052U (zh) | 一种辐射管燃烧器 | |
CN104132343A (zh) | 一种辐射管燃烧器 | |
CN209026820U (zh) | 一种多级节能燃烧器 | |
JP2017501309A5 (ru) | ||
CN106247319A (zh) | 一种燃气工业锅炉燃烧装置及其燃气分级配置方法 | |
EP3258170B1 (en) | Low nox combustion | |
CN201964395U (zh) | 一种多燃烧器加热炉 | |
CN203703970U (zh) | 一种红外线加热装置 | |
CN204084368U (zh) | 低热值燃气辐射管烧嘴 | |
CN201582816U (zh) | 一种燃气炉具燃烧器 | |
RU2432530C1 (ru) | Горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива с пониженным выбросом окислов азота | |
CN103307611A (zh) | 用于通过燃烧去除有害气体的装置 | |
CN109114557A (zh) | 一种多级节能燃烧器 | |
US10429072B2 (en) | Regenerative burner for non-symmetrical combustion | |
CN216384169U (zh) | 适于含粉尘和焦油的煤气燃烧的长明灯及热风炉 | |
CN102563621A (zh) | 一种多燃烧器加热炉 | |
RU98537U1 (ru) | Горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива с пониженным выбросом окислов азота | |
CN203744272U (zh) | 预混式酸性气火炬燃烧器 | |
CN103115360A (zh) | 燃气短火焰高温工业燃烧器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20181219 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20200318 |