RU2610163C1

RU2610163C1 - Burner

Info

Publication number: RU2610163C1
Application number: RU2015154610A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Трусов
Original assignee: Владимир Александрович Трусов
Priority date: 2015-12-18
Filing date: 2015-12-18
Publication date: 2017-02-08

Abstract

FIELD: technological processes.

SUBSTANCE: invention may be used to burn gaseous fuel in boiler furnaces and industrial furnaces, especially in medium and large bath-type furnaces of reflective type. Gas injection burner comprises a flame-stabilizing tunnel, a refractory ramming mixture, 30 cylindrical mixers combined by a common welding gas distributing chamber, in each mixer four nozzles are drilled at the angle of 25° to their axes. Burner comprises a jacket welded to the gas distributing chamber, where the refractory ramming mixture is filled, a cast flame-stabilizing tunnel, which is put at the bottom onto the gas distributing chamber and jacket and welded along the perimeter to the gas distributing chamber, comprises a device to regulate air flow rate, besides, the gas distributing chamber contains: in the upper row there are 10 mixers with attachments, having 16 cast fins on the inner surface, in the central row there are 10 mixers without attachments, and in the lower row there are 10 mixers with attachments having a device for final mixing of the gas and air mixture.

EFFECT: invention makes it possible to increase burner shelf life, to improve process of gas and air mixture mixing.

9 cl, 15 dwg

Description

Изобретение относится к газовым горелкам и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей, в особенности средних и больших ванных печах отражательного типа.The invention relates to gas burners and can be used to burn gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces, in particular medium and large bathroom furnaces of a reflective type.

Известно устройство газовой инжекционной горелки (патент РФ №2243447), являющейся аналогом изобретения.A device for a gas injection burner (RF patent No. 2243447), which is an analogue of the invention, is known.

Также как и изобретение аналог содержит трубу для подачи газа, сопла, через которые газ под давлением проходит через них, инжектируя из атмосферы воздух, необходимый для горения, далее газ и воздух поступают в камеру предварительного смешения, где происходит смешение газа и засасываемого воздуха.Like the invention, the analogue contains a pipe for supplying gas, nozzles through which gas under pressure passes through them, injecting air necessary for combustion from the atmosphere, then gas and air enter the preliminary mixing chamber, where gas and sucked air are mixed.

Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2243447, позволяет выявить следующие недостатки:Analysis of the design of the burner described in the patent of the Russian Federation No. 2243447, reveals the following disadvantages:

1. При горении газовоздушной смеси не получается короткого, среднего и длинного факела, который имеет предлагаемая горелка.1. When burning a gas-air mixture, the short, medium and long torch that the proposed burner has is not obtained.

2. Предполагаю, что горелка, описанная в патенте РФ №2243447, не имеет большого срока службы из-за наличия трех лопаточных завихрителей, работающих при высоких температурах.2. 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 swirls operating at high temperatures.

3. Горелка достаточно сложная, а, как правило, сложные конструкции часто ломаются и имеют сравнительно небольшой срок службы.3. The burner is quite complex, and, as a rule, complex designs often break and have a relatively short service life.

4. Кроме того, имеются трудности в наладке и регулировке (размеры и количество дополнительных каналов и подачи воздуха, их расположения относительно друг друга, геометрии завихрителей окончательно определяются для каждого типа размера горелочного устройства индивидуально в ходе натурных огневых испытаний).4. 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).

5. Тепловая мощность горелки явно ниже, чем предлагаемой инжекционной горелки.5. The thermal power of the burner is clearly lower than the proposed injection burner.

Перечисленные выше недостатки препятствуют получению технического результата, который обеспечивается изобретением.The above disadvantages prevent the obtaining of a technical result, which is provided by the invention.

Известно также устройство газовой инжекционной горелки (патент РФ №2358198), являющейся аналогом изобретения.A gas injection burner device is also known (RF patent No. 2358198), which is an analogue of the invention.

Описанная в патенте инжекционная горелка содержит, как и предлагаемая, размещенные в общей сварной газораспределительной камере смесители в виде труб с каналом для подсоса атмосферного воздуха и газовыми соплами.The injection burner described in the patent contains, as proposed, mixers in the form of pipes with a channel for suctioning atmospheric air and gas nozzles located in a common welded gas distribution chamber.

Анализ конструкции горелки, описанной в патенте РФ №2358198, позволяет выявить следующие недостатки:Analysis of the design of the burner described in the patent of the Russian Federation No. 2358198, reveals the following disadvantages:

2. Устанавливать такие горелки в тепловые и плавильные агрегаты средней и большой мощности нецелесообразно.2. It is not practical to install such burners in thermal and melting units of medium and high power.

3. В конструкции горелки не предусмотрено устройство для регулирования подачи воздуха.3. The design of the burner does not provide a device for regulating the air supply.

4. Тепловая мощность горелки в несколько раз ниже, чем предлагаемой инжекционной горелки.4. The thermal power of the burner is several times lower than the proposed injection burner.

Ввиду наличия указанных выше недостатков горелка не может решить поставленную техническую задачу.Due to the above disadvantages, the burner cannot solve the technical problem.

Наиболее близким к изобретению аналогом (прототипом) является газовая инжекционная трехрядная горелка БИГ-3-24, содержащая: 24 единичных цилиндрических смесителя, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, огнеупорную набивную массу (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 BIG-3-24 gas injection three-row burner containing: 24 single 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, a refractory packing mass ( 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 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 м (справка приведена на с. 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. В короткороторных печах необходимо, чтобы факел непосредственно обогревал цилиндрическую стенку печи, такой возможности у горелки нет.The full preliminary mixing medium pressure burner 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 gas combustion at a torch length of about 1 m (reference is given on page 307. A.A. Vintovkin, M.G. Ladygichev, V .L. Gusovsky, TV 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 you use such burners in rotary kilns, then the length of the torch is clearly not enough. In short-rotor kilns, it is necessary that the torch directly heat the cylindrical wall of the kiln; this is not possible with the burner.

Смесители горелки изготавливаются из углеродистой стали, поэтому горелки имеют небольшой срок службы (из опыта эксплуатации в ООО «Ресурсы Поволжья», ООО «Эком», «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 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.- difficulties in the process of stuffing the refractory packing mass of the space between the burner mixers due to the small distance between the mixers.

Задачей изобретения является разработка трехрядной 30-смесительной инжекционной горелки, у которой при горении получается длинный факел от смесителей верхнего ряда, средний от смесителей среднего ряда, короткий от смесителей нижнего ряда, при этом бы происходило смешение всех трех факелов, которые бы обогревали большую площадь наклонной площадки, подины печи, кроме того, горелка должна иметь большую мощность, большой срок службы, лучшие условия процесса набивки и обмуровки ее в тепловом или плавильном агрегате и возможность регулирования расхода воздуха.The objective of the invention is to develop a three-row 30-mixing injection burner, which when burning produces a long flame from the mixers of the upper row, the middle from mixers of the middle row, short from mixers of the lower row, while mixing all three flames that would heat a large inclined area platforms, hearths of the furnace, in addition, the burner should have a large capacity, a long service life, the best conditions for the process of stuffing and lining it in a thermal or melting unit and the ability to be regulated I air flow.

Технический результат - разработанная 30-смесительная горелка при горении газовоздушной смеси имеет длинный факела от смесителей верхнего ряда, средний от смесителей среднего ряда, короткий от смесителей нижнего ряда, при этом происходит смешение всех трех факелов, которые обогревают большую площадь наклонной площадки, подины печи, кроме того, горелка имеет большую мощность, большой срок службы, лучшие условия процесса набивки и обмуровки ее в тепловом или плавильном агрегате, а также возможность регулирования расхода воздуха.EFFECT: developed 30-mixing burner when burning the gas-air mixture has a long flame from the top row mixers, the middle from middle row mixers, short from the bottom row mixers, and all three torches are mixed, which heat a large area of the inclined platform, the furnace bottom, in addition, the burner has a large capacity, long service life, the best conditions for the process of stuffing and lining it in a heat or smelting unit, as well as the ability to control air flow.

Это достигается тем, что устройство «Горелка», содержащее стабилизирующий пламя туннель, огнеупорную набивную массу, 30 цилиндрических смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой, в каждом смесителе просверлено четыре сопла под углом 25° к их осям, согласно изобретению содержит кожух, приваренный к газораспределительной камере, в который набивается огнеупорная набивная масса, литой стабилизирующий пламя туннель, который надевается снизу на газораспределительную камеру и кожух и приваривается по периметру к газораспределительной камере, содержит устройство для регулирования расхода воздуха, кроме того, в газораспределительной камере размещены: в верхнем ряду 10 смесителей с насадками, имеющими на внутренней поверхности 16 литых ребер, в центральном ряду 10 смесителей без насадок, а в нижнем ряду размещены 10 смесителей с насадками, имеющими устройство для окончательного перемешивания газовоздушной смеси.This is achieved by the fact that the device "Burner", containing a flame-stabilizing tunnel, refractory packing material, 30 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, according to the invention, there is a casing welded to gas distribution chamber, into which the refractory packing material is packed, a cast flame-stabilizing tunnel, which is worn from below on the gas distribution chamber and casing and is welded around the perimeter to ha distribution chamber, contains a device for controlling the air flow, in addition, in the gas distribution chamber are located: in the upper row of 10 mixers with nozzles having 16 cast ribs on the inner surface, in the central row of 10 mixers without nozzles, and in the lower row there are 10 mixers with nozzles having a device for final mixing of the air-gas mixture.

При этом смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель, все детали насадок смесителей нижнего ряда изготавливают из жаростойкого чугуна ЖЧХ30. Жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадок к смесителям, литого стабилизирующего пламя туннеля, всех деталей насадок смесителей нижнего ряда, позволяет увеличить срок службы горелки.At the same time, mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel, all parts of nozzles of mixers of the lower row are made of heat-resistant cast iron ЖЧХ30. Heat-resistant cast iron, used as a material for the manufacture of mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel, all parts of nozzles of mixers of the lower row, allows to increase the life of the burner.

Следует отметить, что литой стабилизирующий пламя туннель в нижней части разделен двумя перегородками толщиной 3 мм, которые делят его на три ряда, в верхнем ряду выполнены 12 ребер толщиной 2,5 мм, которые со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 35° и выступают от стенки в торце туннеля на 20 мм, а также 20 ребер толщиной 2,5 мм, которые со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 35° и выступают от стенки в торце туннеля на 12 мм. Введение в состав горелки стабилизирующего туннеля увеличивает срок службы горелки, стабилизирует горение факела, улучшает процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате, время обмуровки горелки значительно сокращается, а отлитые ребра на нем позволяют увеличить длину факела верхнего ряда до 3,6 м.It should be noted that the cast flame-stabilizing tunnel in the lower part is divided by two partitions 3 mm thick, which divide it into three rows, in the upper row there are 12 ribs 2.5 mm thick, which on the side of the gas-air mixture movement have a pointed part with a length 6 mm, the angle of "sharpening" is 35 ° and protrude from the wall at the end of the tunnel by 20 mm, as well as 20 ribs 2.5 mm thick, which on the side of the movement of the air-gas mixture have an inlet part "sharpening" with a length of 6 mm, the angle of "sharpening" "Is 35 ° and protrude from the walls ki at the end of the tunnel by 12 mm. The introduction of a stabilizing tunnel into the burner increases the life of the burner, stabilizes the flame, improves the process of lining the burners in a heat or smelting unit, the lining time of the burner is significantly reduced, and cast ribs on it can increase the length of the upper row of the torch up to 3.6 m.

Следует отметить, что каждый смеситель верхнего ряда является отливкой и представляет собой трубу диаметром 60×10 мм длиной 305 мм с учетом наружной резьбы 15 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе имеется насадка длиной 80 мм с наружным диаметром 64 мм, на внутренней поверхности которой диаметром 40 мм имеются 16 литых ребер, литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм, длина резьбы составляет 15 мм, кроме того, в нижней части насадки выфрезерованы две лыски для удобства ее навинчивания на смеситель и свинчивания с него. Смесители верхнего ряда с насадками и ребрами литого стабилизирующего пламя туннеля позволяют увеличить длину факела верхнего ряда до 3,6 м.It should be noted that each mixer of the upper row is a casting and represents a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 305 mm, taking into account an external thread of 15 mm, in which four nozzles are drilled along the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink inlet 0.5 mm at an angle of 90 °, while in each mixer there is a nozzle 80 mm long with an outer diameter of 64 mm, on the inner surface of which with a diameter of 40 mm there are 16 cast ribs, the cast ribs on the side of the movement of the gas-air mixture have a lead-in “sharpening” 6 mm long, the angle of "sharpening "Is 30 °, the height of the ribs is 4.5 mm, the length of the thread is 15 mm, in addition, two flats are milled in the lower part of the nozzle for the convenience of screwing it onto the mixer and screwing from it. Mixers of the upper row with nozzles and ribs of a cast flame-stabilizing tunnel tunnel make it possible to increase the length of the torch of the upper row to 3.6 m.

Более того, каждый смеситель центрального ряда является отливкой и представляет собой трубу с наружным диаметром 60 мм и внутренним диаметром 40 мм длиной 370 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°. Смесители центрального ряда позволяют получить длину факела до 1,5 м.Moreover, each mixer of the central row is a casting and is a pipe with an outer diameter of 60 mm and an inner diameter of 40 mm and a length of 370 mm, in which four nozzles are drilled along the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink inlet part 0, 5 mm at an angle of 90 °. Mixers of the central row make it possible to obtain a torch length of up to 1.5 m.

Следует отметить, что каждый смеситель нижнего ряда является отливкой и представляет собой в верхней части трубу диаметром 32×5 мм, переходящей в нижней части в трубу диаметром 60×10 мм длиной 285 мм с учетом наружной резьбы 15 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90°, при этом в каждом смесителе имеется насадка длиной 100 мм с наружным диаметром 64 мм и внутренней резьбой длиной 15 мм, причем насадка имеет устройство для окончательного перемешивания газовоздушной смеси, в проточку насадки заваривается диск толщиной 10 мм с наружным диаметром 43 мм, имеющий пазы шириной 2,5 мм, а с торца навинчивается диск с лысками и наружным диаметром 64 мм, имеющий одно центральное диаметром 5 мм и восемь отверстий диаметром 2,5 мм, просверленых по диаметру 20 мм, а двенадцать отверстий диаметром 1,6 мм, просверленых под углом 25° к оси насадки. Конструкция насадки позволяет получить факел длиной 700 мм. Насадки к смесителям в случае их обгорания, оплавления при длительной эксплуатации, заменяются на новые, что, в конечном итоге, увеличивает срок службы горелки.It should be noted that each mixer of the lower row is a casting and represents in the upper part a pipe with a diameter of 32 × 5 mm, passing in the lower part into a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 285 mm, taking into account an external thread of 15 mm, in which four are drilled around the periphery nozzles at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 °, while each mixer has a nozzle 100 mm long with an external diameter of 64 mm and an internal thread 15 mm long, and the nozzle has a device for final mixing of the air-gas mixture, a disk 10 mm thick with an outer diameter of 43 mm, having grooves 2.5 mm wide, is welded into the groove of the nozzle, and a disk with flats and an outer diameter of 64 mm, having one central diameter of 5 mm and eight holes with a diameter of 2.5 mm, is screwed from the end drilled in diameter 20 mm, and twelve holes with a diameter of 1.6 mm, drilled at an angle of 25 ° to the axis of the nozzle. The nozzle design allows to obtain a torch with a length of 700 mm. The nozzles to the mixers in case of their burning, melting during long-term operation are replaced with new ones, which, ultimately, increases the life of the burner.

Вместе с тем, введенный в конструкцию горелки кожух коробчатой формы сварен из листовой стали марки Сталь 10 толщиной 3 мм, 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 до 36 мм, улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой.At the same time, the box-shaped casing introduced into the design of the burner is welded from Steel 10 grade steel sheet with a thickness of 3 mm, it allows to fill the refractory packing mass into the space between the mixers before installing the burner in a thermal or melting unit, and also makes it possible to dry and calcine the burner outside the thermal or a melting 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 up to 36 mm, the process of filling the burner with refractory packing material is improved.

Более того, экспериментально разработана и проверена на газовых плавильных печах следующая огнеупорная набивная масса для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями, вес.%:Moreover, the following refractory packing mass for lining the burner and packing the space between the mixers, wt.%: Was experimentally developed and tested on gas melting furnaces.

Мертель шамотный МШ 39 ТУ 14-199-119-200Chamotte mortar МШ 39 ТУ 14-199-119-200 4040 Лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89Technical lignosulfonate TU 13-0281036-89 14fourteen Порошок молотой глины ПГНУ ТУ 1522-051-05802299-2005Powder ground clay PGNU TU 1522-051-05802299-2005 2222 Фоскон 430 ТУ 2149-200-10964029-2003Foscon 430 TU 2149-200-10964029-2003 4four Кварцевый песок марки Т ГОСТ 22551-77Quartz sand grade T GOST 22551-77 88 ВодWaters 1212

Приведенная огнеупорная набивная масса после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1660°С, естественно, срок службы горелки значительно увеличивается.The reduced refractory packing material after calcination has high hardness, high refractoriness, considerable resistance to shedding at temperatures up to 1660 ° C, of course, the burner service life is significantly increased.

Наконец, в горелку введено устройство для регулирования расхода воздуха, состоящее из двух стальных направляющих, приваренных к газораспределительной камере, двух шпилек, регулятора, двух гаек-барашек и двух пружинных шайб. Устройство для регулирования расхода воздуха позволяет регулировать инжектируемый в горелку воздух, а также позволяет использовать в горелке природные газы различных месторождений России, стран СНГ и мира. Введение в конструкцию горелки выше перечисленного позволяет успешно решить поставленную задачу.Finally, a device for regulating air flow, consisting of two steel rails welded to the gas distribution chamber, two studs, a regulator, two wing nuts and two spring washers, was introduced into the burner. A device for controlling the air flow allows you to regulate the air injected into the burner, and also allows you to use natural gases of various fields of Russia, CIS countries and the world in the burner. Introduction to the design of the burner of the above allows you to successfully solve the problem.

На фиг. 1 показана фронтальная проекции горелки.In FIG. 1 shows a frontal view of a burner.

На фиг. 2 показана горизонтальная проекция горелки.In FIG. 2 shows a horizontal projection of the burner.

На фиг. 3 изображен разрез А-А предлагаемой горелки.In FIG. 3 shows a section AA of the proposed burner.

На фиг. 4 изображена фронтальная проекция смесителя с насадкой верхнего ряда.In FIG. 4 shows a frontal view of a mixer with an upper row nozzle.

На фиг. 5 показана профильная проекция смесителя с насадкой верхнего ряда.In FIG. 5 shows a profile projection of a mixer with a top row nozzle.

На фиг. 6 изображен вид Б смесителя с насадкой верхнего ряда.In FIG. 6 shows a view B of the mixer with the top row nozzle.

На фиг. 7 показана фронтальная проекция смесителя центрального ряда без насадки.In FIG. 7 shows a front view of a central row mixer without a nozzle.

На фиг. 8 показана профильная проекция смесителя центрального ряда без насадки.In FIG. 8 shows a profile projection of a central row mixer without a nozzle.

На фиг. 9 изображена фронтальная проекция смесителя нижнего ряда с насадкой.In FIG. 9 is a front view of a lower row mixer with a nozzle.

На фиг. 10 изображена профильная проекция смесителя нижнего ряда с насадкой.In FIG. 10 shows a profile projection of a lower row mixer with a nozzle.

На фиг. 11 изображен вид Д смесителя нижнего ряда с насадкой.In FIG. 11 shows a view D of a lower row mixer with a nozzle.

На фиг. 12 показана горизонтальная проекция литого стабилизирующего пламя туннеля.In FIG. 12 shows a horizontal projection of a cast flame-stabilizing tunnel.

На фиг. 13 изображен разрез Г-Г литого стабилизирующего пламя туннеля.In FIG. 13 shows a section G-D of a cast flame-stabilizing tunnel.

На фиг. 14 показана в разрезе плавильная ванная печь отражательного типа с установленной в ней инжекционной горелкой.In FIG. 14 shows a sectional view of a melting bath furnace of a reflective type with an injection burner installed therein.

На фиг. 15 показан контур образующегося при горении факела.In FIG. 15 shows the contour of a torch generated by combustion.

Изобретение «Горелка» состоит из 30 смесителей, объединенных общей сварной газораспределительной камерой 1, к которой также как и в прототипе приварен штуцер 2, по которому подается природный газ (фиг. 1). Газораспределительная камера 1, имеющая прямоугольную форму сварена из листовой стали толщиной 3 мм, в верху по краям к ней приварены две стальные направляющие 3 толщиной 3 мм и две шпильки 4. В газораспределительной камере 1 просверлено два ряда отверстий диаметром 52 мм, в которые вставлены и герметично заварены 20 смесителей, причем 10 смесителей 5, расположенных в верхнем ряду по установке горелки в печи имеют насадки 6, а 10 смесителей 7 в центральном ряду выполнены без насадок (фиг. 3). Кроме того, в нижнем ряду размещены 10 смесителей 8 с насадками 9.The invention “Burner” consists of 30 mixers, united by a common welded gas distribution chamber 1, to which, as in the prototype, a fitting 2 is welded along which natural gas is supplied (Fig. 1). A gas distribution chamber 1 having a rectangular shape is welded from 3 mm thick sheet steel, two steel guides 3 of a thickness of 3 mm and two studs 4 are welded at the top edges to it. Two rows of 52 mm diameter holes are drilled into the gas distribution chamber 1, into which are inserted 20 faucets are hermetically sealed, and 10 faucets 5 located in the upper row for installing the burner in the furnace have nozzles 6, and 10 mixers 7 in the central row are made without nozzles (Fig. 3). In addition, in the bottom row there are 10 mixers 8 with nozzles 9.

Каждый смеситель 5 с насадкой 6 является отливкой и представляет собой трубу диаметром 60×10 мм длиной 305 мм с учетом наружной резьбы 15 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 10 под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг. 3, 4). Диаметр сопел и диаметр смесителя 5 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Верхняя часть смесителя обтачивается до диаметра 51,5 мм, на нижнюю часть нарезается резьба, на которую навинчивается насадка 6. В каждом смесителе 5 с насадкой 6 длиной 80 мм и с наружным диаметром 64 мм имеется на внутренней поверхности диаметром 40 мм 16 литых ребер 11, при этом литые ребра 11 со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 30°, высота ребер 4,5 мм, длина резьбы составляет 15 мм, кроме того, в нижней части насадки выфрезерованы две лыски 12 под ключ для удобства ее навинчивания на смеситель 5 и свинчивания с него (фиг. 5, 6). Смесители 5 верхнего ряда с насадками 6 и ребрами верхнего ряда литого стабилизирующего пламя туннеля 13 позволяют увеличить длину факела первой верхней секции до 3,6 м. Каждый смеситель 5 с насадкой 6 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЖЧХ30 (Cr 28÷32%, С 1,6-3,0%, Ni 1,0%, Si 1,5-2,0%, Mn 0,7%).Each mixer 5 with nozzle 6 is a casting and is a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 305 mm, taking into account an external thread of 15 mm, in which four nozzles 10 are drilled around the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink inlet 0 , 5 mm at an angle of 90 ° (Fig. 3, 4). The diameter of the nozzles and the diameter of the mixer 5 are selected based on the conditions for ensuring the estimated gas flow rate by one mixer. The upper part of the mixer is turned to a diameter of 51.5 mm, the thread is cut into the lower part, onto which the nozzle 6 is screwed. Each mixer 5 with nozzle 6 is 80 mm long and has an outer diameter of 64 mm, 16 cast ribs 11 moreover, the cast ribs 11 from the side of the movement of the gas-air mixture have an inlet “taper” of 6 mm long, the angle of “taper” is 30 °, the height of the ribs is 4.5 mm, the thread length is 15 mm, in addition, milled in the lower part of the nozzle two flats 12 turnkey for the convenience of its screw yvaniya on the mixer 5 and screwing with it (Fig. 5, 6). Mixers 5 of the upper row with nozzles 6 and ribs of the upper row of the cast flame-stabilizing tunnel 13 make it possible to increase the length of the flame of the first upper section to 3.6 m. Each mixer 5 with nozzle 6 is obtained by investment casting from heat-resistant cast iron ZhChX30 (Cr 28 ÷ 32 %, C 1.6-3.0%, Ni 1.0%, Si 1.5-2.0%, Mn 0.7%).

Каждый из десяти смесителей 7 центрального ряда выполнен без насадок, является отливкой и представляет собой трубу с наружным диаметром 60 мм и внутренним диаметром 40 мм длиной 370 мм, в котором по периферии просверлены четыре сопла 10 под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг. 7, 8). Смесители центрального ряда позволяют получить длину факела до 1,5 м. Диаметр сопел 10 и диаметр смесителя 7 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Метод получения и материал смесителя без насадки такой же, как и у смесителя 5 с насадкой 6.Each of ten mixers 7 of the central row is made without nozzles, is a casting, and is a pipe with an outer diameter of 60 mm and an inner diameter of 40 mm and a length of 370 mm, in which four nozzles 10 are drilled around the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with countersink the input part of 0.5 mm at an angle of 90 ° (Fig. 7, 8). Mixers of the central row make it possible to obtain a torch length of up to 1.5 m. The diameter of the nozzles 10 and the diameter of the mixer 7 are selected based on the conditions for ensuring the calculated gas flow rate by one mixer. The method of preparation and material of the mixer without nozzle is the same as that of mixer 5 with nozzle 6.

Далее, каждый из десяти смесителей 8 с насадкой 9 в нижнем ряду является отливкой и представляет собой в верхней части трубу диаметром 32×5 мм, переходящую в нижней части в трубу диаметром 60×10 мм длиной 285 мм с учетом наружной резьбы 15 мм, в которой по периферии просверлены четыре сопла 10 под углом 25°±1° к их осям с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° (фиг. 9-11). Диаметр сопел 10 и диаметр смесителя 8 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. При этом в каждом смесителе 8 с насадкой 9 длиной 100 мм и с наружным диаметром 64 мм имеется проточка, в которую вкладывается и заваривается диск 14 толщиной 10 мм с наружным диаметром 43 мм, имеющий пазы шириной 2,5 мм, а с торца навинчивается диск 15 с наружным диаметром 64 мм, имеющий одно центральное 16 диаметром 5 мм и 20 отверстий, которые расположены по периферии. Следует отметить, что восемь отверстий 17 диаметром 2,5 мм просверлены по кондуктору на диаметре 20 мм, а двенадцать отверстий 18 диаметром 1,6 мм просверлены по кондуктору под углом 25° к оси насадки 9. В нижней части диска 15 выфрезерованы две лыски 19 под ключ для удобства ее навинчивания на насадку 9 и свинчивания с нее. Насадки 9 имеют устройства для окончательного перемешивания газовоздушной смеси и, кроме того, позволяют получить факел длиной 700 мм. Жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадок к смесителям, литого стабилизирующего пламя туннеля 13, всех деталей насадок смесителей нижнего ряда, позволяет увеличить срок службы горелки. Насадки к смесителям верхнего и нижнего ряда в случае их обгорания, оплавления при длительной эксплуатации, заменяются на новые, что в конечном итоге увеличивает срок службы горелки.Further, each of the ten mixers 8 with the nozzle 9 in the bottom row is a casting and is a pipe in the upper part with a diameter of 32 × 5 mm, passing in the lower part into a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 285 mm, taking into account an external thread of 15 mm, which four nozzles 10 are drilled around the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 ° (Fig. 9-11). The diameter of the nozzles 10 and the diameter of the mixer 8 are selected based on the conditions for ensuring the estimated gas flow rate by one mixer. Moreover, in each mixer 8 with a nozzle 9 100 mm long and with an outer diameter of 64 mm, there is a groove in which a disk 14 with a thickness of 10 mm and an outer diameter of 43 mm is inserted and welded, having grooves 2.5 mm wide, and a disk is screwed from the end 15 with an outer diameter of 64 mm, having one central 16 with a diameter of 5 mm and 20 holes that are located on the periphery. It should be noted that eight holes 17 with a diameter of 2.5 mm were drilled along the conductor on a diameter of 20 mm, and twelve holes 18 with a diameter of 1.6 mm were drilled along the conductor at an angle of 25 ° to the axis of the nozzle 9. Two flats 19 are milled in the lower part of the disk 15 on a turn-key basis for the convenience of screwing it onto the nozzle 9 and screwing from it. Nozzles 9 have devices for the final mixing of the gas-air mixture and, in addition, allow to obtain a torch with a length of 700 mm. Heat-resistant cast iron used as a material for the manufacture of mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel 13, all parts of nozzles of mixers of the lower row, allows to increase the life of the burner. The nozzles to the mixers of the upper and lower row in case of burning, melting during long-term operation are replaced with new ones, which ultimately increases the life of the burner.

К газораспределительной камере 1 приварен по периметру кожух 20 из листовой стали марки Сталь 10 толщиной 3 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 21 (фиг. 1, 3). При набивке огнеупорной набивной массой 21 пространства между смесителями она не осыпается благодаря стенкам кожуха 20. В прототипе горелки имеются трудности при набивке огнеупорной набивной массой 21 пространства между смесителями, так как расстояние между смесителями всего 20 мм, а длина их большая. Хорошие условия для набивки огнеупорной набивной массой 21 пространства между смесителями в предлагаемой горелке созданы благодаря увеличению расстояния между смесителями до 36 мм. Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 21, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих газовых ванных плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 21 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав, вес.%:A casing 20 made of sheet steel of steel grade 10 with a thickness of 3 mm is welded to the gas distribution chamber 1 along the perimeter, into which a refractory packing mass 21 is packed (Fig. 1, 3). When stuffing the refractory packing mass 21 of the space between the mixers, it does not crumble due to the walls of the casing 20. In the prototype burner there are difficulties when stuffing the refractory packing mass 21 of the space between the mixers, since the distance between the mixers is only 20 mm and their length is large. Good conditions for filling a refractory packing mass of 21 spaces between the mixers in the proposed burner are created by increasing the distance between the mixers to 36 mm. The lining of the burner and the packing of the space between the mixers is carried out by a refractory packing mass 21, which was experimentally developed by the author and tested on existing gas bath melting furnaces. The refractory packing mass 21 for lining the burner and filling the space between the mixers has the following composition, wt.%:

Мертель шамотный МШ 39 ТУ 14-199-119-200Chamotte mortar МШ 39 ТУ 14-199-119-200 4040 Лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89Technical lignosulfonate TU 13-0281036-89 14fourteen Порошок молотой глины ПГНУ ТУ 1522-051-05802299-2005Powder ground clay PGNU TU 1522-051-05802299-2005 2222 Фоскон 430 ТУ 2149-200-10964029-2003Foscon 430 TU 2149-200-10964029-2003 4four Кварцевый песок марки Т ГОСТ 22551-77Quartz sand grade T GOST 22551-77 88 ВодаWater 1212

Приведенная огнеупорная набивная масса 21 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1650°С. Срок службы горелки значительно увеличивается.The refractory packing material 21 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.

Процесс приготовления огнеупорной набивной массы 21 следующий: замачивают порошок молотой глины в течение суток, далее добавляют порциями мертеля шамотного и кварцевого песка, вся масса постоянно тщательно перемешивается, добавляется лигносульфанат технический и также все тщательно перемешивается. В заключении при перемешивании выливается в смесь фоскон и вода. Все еще тщательно перемешивается. После набивки огнеупорной набивной массой пространства между смесителями горелка прокаливается при температуре 600-700°С в течение 2 ч. Следует отметить, что перед прокалкой излишки набитой огнеупорной массы 21 срезаются линейкой. Рекомендуется производить набивку горелки огнеупорной набивной массой вне теплового или плавильного агрегата. Набитая огнеупорной набивной массой 21 горелка может просушиваться и прокаливаться отдельно до установки ее в тепловой или плавильный агрегат. На газораспределительную камеру 1 и кожух 20 надевается снизу отлитый из жаростойкого чугуна ЖЧХ30 стабилизирующий туннель 13 и приваривается по периметру к газораспределительной камере 1 (фиг. 3, 12, 13). Литой стабилизирующий пламя туннель 13 в нижней части разделен двумя перегородками 22 толщиной 3 мм, которые делят его на три ряда, в верхнем ряду литого стабилизирующего пламя туннеля 13 выполнены 12 ребер 23 толщиной 2,5 мм, которые со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 35° и выступают от стенки в торце туннеля на 20 мм, а также 20 ребер 24 толщиной 2,5 мм, которые со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 6 мм, угол «заострения» составляет 35° и выступают от стенки в торце туннеля на 12 мм. Следует отметить, что в верхнем и центральном ряду пунктирными линиями на горизонтальной проекции условно, для наглядности, показаны смесители. Введение в состав горелки стабилизирующего туннеля увеличивает срок службы горелки, стабилизирует горение факела, улучшает процесс обмуровки горелок в тепловом или плавильном агрегате, время обмуровки горелки значительно сокращается, а отлитые ребра на нем позволяют увеличить длину факела верхнего ряда до 3,6 м. Конструкция стабилизирующего туннеля 9 позволяет устанавливать горелку в тепловой или плавильный агрегат с любой толщиной стенки. В подготовленную нишу в горелочной стене ставится горелка и щели замазываются огнеупорной набивной массой, т.е. процесс обмуровки улучшается, становится простым, менее трудоемким. В прототипе при горении газовоздушной смеси номинальная длина факела составляет 1000 мм, а в предлагаемой горелке три факела смешиваются, а его форма, для примера, показана на разрезе газовой ванной плавильной печи (фиг. 14). На фиг. 14 поз. 25 - горелка; поз. 26 - факел горелки; поз. 27 - шихта; поз. 28 - наклонная площадка; поз. 29 - подина. 30 цилиндрических смесителей является экспериментально установленным оптимальным числом, получено на испытательном стенде для инжекционных горелок в ООО «Пензаплав» г. Пенза, где работает главным инженером автор заявки. На стенде можно экспериментально определить, как влияют на форму факела и на его длину конструктивные элементы горелки: форма и размеры смесителей, их расположение в горелке, их количество, форма и размеры насадок к смесителям, количество ребер и угол заострения на насадках, а также количество ребер, их размеры, размеры литого стабилизирующего пламя туннеля и т.д. Количество экспериментов, проводимых над предлагаемой горелкой было девять. Сверлили 5 или 6 сопел в каждом смесителе под углами 24 и 26° - технический результат не достигался, а достигался под углом 25°. Существенно отметить следующее: при меньшем 16 количестве литых ребер на внутренней поверхности насадки 14-15 и при большем 17-18, а также, если литые ребра 11 со стороны движения газовоздушной смеси имели заходную часть «заострение» длиной менее или более 6 мм, угол «заострения» составлял менее или более 30°, высота ребер отличалась от 4,5 мм, технический результат не достигался. Важно отметить, что происходило завихрение факела и резко уменьшалась его длина. Испытывали насадки с 18-ю, 20-ю ребрами, длина факела также уменьшалась, очевидно, ввиду большого сопротивления потоку газовоздушной смеси, так как уменьшался просвет, вернее сказать площадь, через которую проходит поток газовоздушной смеси. Более того, изменялось количество ребер в верхнем ряду литого стабилизирующего пламя туннеля 13 - выполнялись 10 и 14 ребер вместо 12, менялась толщина ребер, длина их заходной части и угол заострения, однако технический результат не достигался, а достигался при указанных выше значениях. Каждый из десяти смесителей 7 центрального ряда выполнен без насадок, что приводит к среднему факелу и проплавлению шихты на расстоянии 1,5 м от горелки. Подобные эксперименты проводились с десятью смесителями 8 с насадками 9 в нижнем ряду. Кроме того, изменялась ширина пазов на диске 14, количество и диаметр отверстий на диске 15, но технический результат был достигнут только при указанных выше параметрах смесителей и насадок, расположенных в нижнем ряду.The process of preparing the refractory packing material 21 is as follows: the powder is ground with clay for 24 hours, 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. Still thoroughly mixed. After stuffing the space between the mixers with the refractory packing mass, the burner is calcined at a temperature of 600-700 ° C for 2 hours. It should be noted that before calcining the excess stuffed refractory mass 21 is cut with a ruler. It is recommended that the burner be filled with a refractory ramming mass outside the heat or smelting unit. A burner packed with a refractory packing mass of 21 can be dried and calcined separately before being installed in a heat or melting unit. On the gas distribution chamber 1 and the casing 20, a stabilizing tunnel 13 cast from heat-resistant cast iron ZhCHX30 is put on from below and is welded around the perimeter to the gas distribution chamber 1 (Figs. 3, 12, 13). The cast flame-stabilizing tunnel 13 in the lower part is divided by two baffles 22 3 mm thick, which divide it into three rows, in the upper row of the cast flame-stabilizing tunnel 13 there are 12 ribs 23 2.5 mm thick, which have a lead-in from the side of the gas-air mixture “Sharpening” with a length of 6 mm, the angle of “sharpening” is 35 ° and protrude from the wall at the end of the tunnel by 20 mm, as well as 20 ribs 24 with a thickness of 2.5 mm, which on the side of the gas-air mixture have an inlet “sharpening” of length 6 mm, the angle of "sharpening" was 35 ° and protrude 12 mm from the wall at the end of the tunnel. It should be noted that in the upper and central row, dashed lines on the horizontal projection conditionally show faucets for clarity. The introduction of a stabilizing tunnel into the burner increases the life of the burner, stabilizes the flame, improves the process of lining the burners in a heat or smelting unit, the lining time of the burner is significantly reduced, and cast ribs on it can increase the length of the upper row of the torch up to 3.6 m. The tunnel 9 allows you to install the burner in a thermal or melting unit with any wall thickness. A burner is placed in the prepared niche in the burner wall and the cracks are covered with a refractory ramming mass, i.e. the lining process improves, becomes simple, less time-consuming. In the prototype, when burning a gas-air mixture, the nominal torch length is 1000 mm, and in the proposed burner three torches are mixed, and its shape, for example, is shown in section of a gas bath of a melting furnace (Fig. 14). In FIG. 14 poses 25 - burner; pos. 26 - torch torch; pos. 27 - charge; pos. 28 - inclined platform; pos. 29 - hearth. 30 cylindrical mixers is an experimentally established optimal number obtained on a test bench for injection burners in Penzaplav LLC, Penza, where the author of the application works as a chief engineer. At the stand, it is possible to experimentally determine how the structural elements of the burner affect the shape of the torch and its length: the shape and dimensions of the mixers, their location in the burner, their number, the shape and dimensions of nozzles to the mixers, the number of ribs and the angle of sharpening on the nozzles, as well as the number ribs, their sizes, the dimensions of the cast flame-stabilizing tunnel, etc. The number of experiments conducted on the proposed burner was nine. 5 or 6 nozzles were drilled in each mixer at angles of 24 and 26 ° - the technical result was not achieved, but was achieved at an angle of 25 °. It is important to note the following: with a smaller number of cast ribs 16 on the inner surface of the nozzle 14-15 and with a larger 17-18, as well as if the cast ribs 11 from the side of the movement of the gas-air mixture had a lead-in “sharpening” with a length of less than or more than 6 mm, the angle “Tapering” was less than or more than 30 °, the height of the ribs differed from 4.5 mm, the technical result was not achieved. It is important to note that the torch twisted and its length sharply decreased. Nozzles with 18, 20 ribs were tested, the length of the torch also decreased, obviously, due to the great resistance to the flow of the gas-air mixture, since the clearance decreased, or rather, the area through which the gas-air mixture passed. Moreover, the number of ribs in the upper row of the cast flame-stabilizing tunnel 13 changed - 10 and 14 ribs were performed instead of 12, the ribs thickness, the length of the lead-in part and the angle of sharpening changed, but the technical result was not achieved, but was achieved at the above values. Each of the ten mixers 7 of the central row is made without nozzles, which leads to an average plume and penetration of the charge at a distance of 1.5 m from the burner. Similar experiments were carried out with ten mixers 8 with nozzles 9 in the bottom row. In addition, the width of the grooves on the disk 14, the number and diameter of the holes on the disk 15 changed, but the technical result was achieved only with the above parameters of the mixers and nozzles located in the lower row.

Существенно отметить, что очень сильно на длину и форму факела кроме указанных выше факторов влияет давление газа, подаваемого в горелку. Итак, полученные в предлагаемой горелке факелы позволяют равномерно проплавлять шихту 27 как на наклонной площадке 28, так и поддерживать температуру в ванне печи 29 и проплавлять шихту, загружаемую в ванну печи 29. Зон на наклонной площадке и на подине печи, где бы не проплавлялась шихта, нет! На испытательном стенде в ООО «Пензаплав» экспериментальный вариант предлагаемой горелки показал факел, изображенный на фиг. 15. Это обстоятельство позволяет использовать горелку в больших котлах, в средних и больших газовых ваннах отражательного типа плавильных печах, а также в роторных печах с наклонной или горизонтальной осью вращения, а также в больших котлах. Наконец, в горелку введено устройство для регулирования расхода воздуха, состоящее из: двух стальных направляющих 3, приваренных к газораспределительной камере 1, двух шпилек 4, регулятора 30, двух гаек-барашек 31 и двух пружинных шайб 32 (фиг. 3). Устройство для регулирования расхода воздуха позволяет регулировать инжектируемый в горелку воздух, а также позволяет использовать в горелке природные газы различных месторождений России, стран СНГ и мира. Две стальные направляющие толщиной 3 мм приварены по краям к цилиндрической газораспределительной камере 1 «заподлицо» с верхней плоскостью смесителей, по ним как по «направляющим» скользит регулятор 30, который регулирует расход воздуха, инжектируемый в горелку при подаче в нее газа, причем регулятор 30 по краям имеет отбортовки, которые предотвращают боковое смещение. В регуляторе 30 имеются два паза 33, в которые входят две шпильки 4. Справа от пазов 33 нанесены краской деления 34 с цифрами, которые необходимы для удобства регулировки расхода воздуха, инжектируемого в горелку при подаче в нее газа. Регулятор 30 изготовлен методом штамповки из стального листа толщиной 5 мм, в регуляторе 30 просверлено 30 отверстий, которые соосны с отверстиями смесителей деления с цифрами для удобства проведения регулировки (фиг. 2, 3). Допустим, для конкретного состава природного газа обеспечивается полное сгорание газа на делении, к примеру, пятом, следовательно, это оптимальный расход горелкой природного газа при данном давлении, и фиксируют двумя гайками-барашками 4 и двумя пружинными шайбами 32 регулятор 30 относительно отверстий смесителей. Гайки-барашки 4 периодически раз в полгода рекомендуется подтягивать.It is important to note that, in addition to the above factors, the pressure of the gas supplied to the burner affects very much the length and shape of the torch. So, the torches obtained in the proposed burner make it possible to uniformly melt the charge 27 both on the inclined platform 28, and to maintain the temperature in the furnace bath 29 and to melt the charge loaded into the furnace bath 29. The zones on the inclined platform and on the bottom of the furnace, where the charge is not melted , no! On a test bench at Penzaplav LLC, an experimental version of the proposed burner showed the torch shown in FIG. 15. 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, as well as in large boilers. Finally, a device for regulating the air flow is introduced into the burner, consisting of: two steel guides 3 welded to the gas distribution chamber 1, two studs 4, the regulator 30, two wing nuts 31 and two spring washers 32 (Fig. 3). A device for controlling the air flow allows you to regulate the air injected into the burner, and also allows you to use natural gases of various fields of Russia, CIS countries and the world in the burner. Two steel guides with a thickness of 3 mm are welded along the edges to the cylindrical gas distribution chamber 1 “flush” with the upper plane of the mixers, a regulator 30 slides along them as “guides”, which regulates the air flow injected into the burner when gas is supplied to it, and the regulator 30 has flanges at the edges that prevent lateral displacement. In the regulator 30 there are two grooves 33, which include two studs 4. To the right of the grooves 33 are marked with paint marks 34 with the numbers that are necessary for the convenience of adjusting the flow of air injected into the burner when gas is supplied to it. The controller 30 is made by stamping from a steel sheet with a thickness of 5 mm, 30 holes are drilled in the controller 30, which are aligned with the holes of the division mixers with numbers for ease of adjustment (Fig. 2, 3). Suppose, for a specific composition of natural gas, complete combustion of gas in fission, for example, fifth, is ensured, therefore, this is the optimal flow rate of a natural gas burner at a given pressure, and the regulator 30 is fixed with two wing nuts 4 and two spring washers 32 relative to the holes of the mixers. Shear nuts 4 are recommended to be tightened periodically every six months.

Горелка работает следующим образом. Газ под давлением подается через канал штуцера 2 в газораспределительную камеру 1. Вытекающие из газовых сопел 10 струи газа инжектируют из атмосферы воздух, необходимый для горения, который по каналу 20 попадает в камеру 35 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха (фиг. 4-8). В десяти смесителях 8 с насадками 9 в камерах 35 газовоздушная смесь расширяется, давление падает, происходит предварительное смешение газовоздушной смеси. Далее, проходя через пазы диска 14, газовоздушная смесь сжимается, а в камере 36 расширяется, давление падает, при этом, проходя отверстия в диске 15, снова сжимается, таким образом, обеспечивается окончательное перемешивание газовоздушной смеси (фиг. 9-11). Сгорание основной части газовоздушной смеси происходит в огнеупорном стабилизирующем туннеле 13, остальной части - в камере горения котла или печи. Пройдя стабилизирующий туннель 13, факелы смесителей трех рядов смешиваются и получается факел, имеющий форму, изображенную на фиг. 14, 15.The burner operates as follows. Gas under pressure is supplied through the channel of the nozzle 2 to the gas distribution chamber 1. The jets of gas flowing out of the gas nozzles 10 inject air from the atmosphere that is necessary for combustion, which enters the pre-mixing chamber 35 through the channel 20, where the gas and sucked-in air are pre-mixed (Fig. . 4-8). In ten mixers 8 with nozzles 9 in chambers 35, the gas-air mixture expands, the pressure drops, preliminary mixing of the gas-air mixture occurs. Further, passing through the grooves of the disk 14, the gas-air mixture is compressed, and in the chamber 36 expands, the pressure drops, while passing through the holes in the disk 15, it is compressed again, thus ensuring the final mixing of the gas-air mixture (Fig. 9-11). The combustion of the main part of the gas-air mixture takes place in a refractory stabilizing tunnel 13, and the rest in the combustion chamber of the boiler or furnace. Having passed the stabilizing tunnel 13, the torches of the mixers of the three rows are mixed and a torch is obtained having the shape depicted in FIG. 14, 15.

Регулировка расхода воздуха обычно производится при опытных, экспериментальных плавках на печи, а также при изменении давления или состава, подаваемого в горелки газа, а также использования другого газа. Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разрежения в камере горения в пределах 5÷20 даПа (мм вод. ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,09 МПа. Тепловая мощность горелки - 3350 кВт. 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. Итак, технический результат достигнут - разработанная 30-смесительная горелка при горении газовоздушной смеси имеет длинный факела от смесителей верхнего ряда, средний от смесителей центрального ряда, короткий от смесителей нижнего ряда, при этом происходит смешение всех трех факелов, которые обогревают большую площадь наклонной площадки, подины печи, кроме того, горелка имеет большую мощность, большой срок службы, лучшие условия процесса набивки и обмуровки ее в тепловом или плавильном агрегате, а также возможность регулирования расхода воздуха.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 supplied to the gas burner, as well as the use of another gas. A prerequisite for the normal operation of the burner is the presence of a vacuum in the combustion chamber within 5 ÷ 20 daPa (mm water column). The nominal gas pressure in front of the burner is 0.09 MPa. The thermal power of the burner is 3350 kW. The burner can be easily lined, shut off with a refractory block and install one or several units for uniform heating in a melting or other heating 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. So, the technical result has been achieved - the developed 30-mixing burner when burning the gas-air mixture has a long flame from the mixers of the upper row, the middle from mixers of the central row, short from mixers of the lower row, while mixing all three flares that heat a large area of the inclined platform, the hearth of the furnace, in addition, the burner has a large capacity, a long service life, the best conditions for the process of stuffing and lining it in a heat or smelting unit, as well as the ability to control the flow but air.

Claims

1. Gas injection burner containing a flame stabilizing tunnel, refractory packing material, 30 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 it contains a casing welded to the gas distribution chamber into which a refractory packing material is packed, a cast flame-stabilizing tunnel, which is worn from below on the gas distribution chamber and casing and is welded around the perimeter to the gas distribution the main chamber contains a device for controlling the air flow; in addition, in the gas distribution chamber there are: in the upper row there are 10 mixers with nozzles having 16 cast ribs on the inner surface, in the central row there are 10 mixers without nozzles, and in the lower row there are 10 mixers with nozzles having a device for final mixing of the air-gas mixture.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the mixers, nozzles to the mixers, a cast flame-stabilizing tunnel, all parts of the nozzles of the mixers of the lower row are made of heat-resistant cast iron ZhChKh30.

3. The burner according to claim 1, characterized in that the cast flame-stabilizing tunnel in the lower part is divided by two 3 mm thick partitions that divide it into three rows, in the upper row there are 12 ribs 2.5 mm thick, which are from the side of the gas-air movement the mixtures have a “sharpening” inlet length of 6 mm, the “sharpening” angle is 35 ° and protrude 20 mm from the wall at the end of the tunnel, as well as 20 ribs 2.5 mm thick, which have a “sharpening” in the direction of movement of the air-gas mixture "6 mm long, the angle of" sharpening "is 35 ° and protrude from the wall at the end of the tunnel by 12 mm.

4. The burner according to claim 1, characterized in that each mixer of the upper row is cast and represents a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 305 mm, taking into account an external thread of 15 mm, in which four nozzles are drilled along the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 °, while each mixer has a nozzle 80 mm long with an outer diameter of 64 mm, on the inner surface of which with a diameter of 40 mm there are 16 cast ribs, cast ribs on the side of movement gas-air mixtures have a lead-in "sharpening" with a length of 6 mm, finish "tapering" is 30 °, the height of the ribs of 4.5 mm, an inner thread length is 15 mm, moreover, the bottom of the nozzle two flats milled for convenience of its screwing on and screwing mixer with it.

5. The burner according to claim 1, characterized in that each mixer of the central row is a casting and is a pipe with an outer diameter of 60 mm and an inner diameter of 40 mm and a length of 370 mm, in which four nozzles are drilled along the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the input part of 0.5 mm at an angle of 90 °.

6. The burner according to claim 1, characterized in that each mixer of the lower row is a casting and is in the upper part a pipe with a diameter of 32 × 5 mm, passing in the lower part into a pipe with a diameter of 60 × 10 mm and a length of 285 mm, taking into account the external thread 15 mm, in which four nozzles were drilled around the periphery at an angle of 25 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 °, while each mixer has a nozzle 100 mm long with an external diameter of 64 mm and an internal thread 15 mm long, and a 10 mm thick disc with an external di 43 mm wide, having grooves 2.5 mm wide, and a flange with flats and an outer diameter of 64 mm is screwed from the end, having one central hole with a diameter of 5 mm and eight holes with a diameter of 2.5 mm, drilled in diameter of 20 mm, and twelve holes with a diameter of 1.6 mm drilled at an angle of 25 ° to the axis of the nozzle.

7. The burner according to claim 1, characterized in that the box-shaped casing is welded from sheet steel grade 10 Steel with a thickness of 3 mm.

8. 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, wt.%:

Chamotte mortar МШ 39 ТУ 14-199-119-200 40 Technical lignosulfonate TU 13-0281036-89 fourteen Powder ground clay PGNU TU 1522-051-05802299-2005 22 Foscon 430 TU 2149-200-10964029-2003 four Quartz sand grade T GOST 22551-77 8 Water 12

9. The burner according to claim 1, characterized in that the device for controlling the air flow consists of two steel rails welded to the gas distribution chamber, two studs, a regulator, two wing nuts and two spring washers.