RU2691870C1

RU2691870C1 - Burner

Info

Publication number: RU2691870C1
Application number: RU2018130422A
Authority: RU
Inventors: Владимир Александрович Трусов
Original assignee: Владимир Александрович Трусов
Priority date: 2018-08-21
Filing date: 2018-08-21
Publication date: 2019-06-18

Abstract

FIELD: power engineering.SUBSTANCE: gas injection burner comprises a flame stabilizing tunnel, nine cylindrical mixers combined by a common welded cylindrical gas distribution chamber, in each mixer four nozzles are drilled at angle of 25° to their axes, casing welded to cylindrical gas-distributing chamber, into which refractory ramming mass is stuffed, at that, packing of casing with refractory ramming mass can be made outside of heat or melting unit, cast flame-stabilizing tunnel, which is put on bottom on casing and welded to it along perimeter. In the gas distribution chamber four peripheral mixers are welded together with nozzles, which have ribs on the inner surface and four mixers without nozzles, and in the centre there is a central mixer with internal ribs and a nozzle with internal ribs coaxial to the ribs of the central mixer. In the lower part of the nozzle there is an external thread, on which a tunnel-spreader is screwed, having a conic shape, with a smooth outer surface, on the inner surface ribs are cast, which at the end of the screwing process must coincide with the ribs of the central mixer, and with the ribs of the nozzle. Burner comprises device for controlling air flow of eight peripheral mixers.EFFECT: invention allows increasing the burner service life, improving the burner packing and lining process in the heat or melting unit, and controlling the air flow rate.11 cl, 8 dwg

Description

Устройство относится к газовым инжекционным горелкам большой мощности 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 injection burners of high power and can be used for burning gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces, in particular rotary with a horizontal or inclined axis of rotation.

Близким к предполагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2243447.Close to the proposed invention analogue is the gas injection burner, described in the patent of the Russian Federation No. 2243447.

Это изобретение также как и предполагаемое может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге, также как и в предполагаемом 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 трех лопаточных завихрителей, работающих при высоких температурах. К числу недостатков следует отнести то, что горелка достаточно сложная, а, как правило, сложные конструкции часто ломаются и имеют сравнительно небольшой срок службы. Кроме того, имеются трудности в наладке и регулировке (размеры и количество дополнительных каналов и подачи воздуха, их расположения относительно друг друга, геометрии завихрителей, и окончательно определяется для каждого типа размера горелочного устройства индивидуально в ходе натурных огневых испытаний).This invention as well as the intended can be used for burning gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In the analogue, as well as in the proposed invention, the gas under pressure passes through the nozzles injecting air necessary for combustion from the atmosphere, then gas and air enter the pre-mixing chamber, where gas and sucked air are mixed. Thus, the analogue, like the proposed burner, contains a gas supply pipe, nozzles, and a pre-mixing chamber. Analysis of the burner design, described in the patent of the Russian Federation No. 2243447, allows us to conclude that during combustion of the gas-air mixture, there is no medium and long torch, which the proposed burner has. I suppose that the burner described in the patent of the Russian Federation No. 2243447 does not have a long service life, due to the presence of three vane swirlers operating at high temperatures. The disadvantages include the fact that the burner is quite complex, and, as a rule, complex structures often break and have a relatively short service life. In addition, there are difficulties in setting up and adjusting (the size and number of additional channels and air supply, their location relative to each other, the geometry of the swirlers, and finally determined individually for each type of size of the burner device during full-scale fire tests).

Перечисленные выше причины препятствуют получению технического результата, который обеспечивается изобретением. Близким к предполагаемому изобретению аналогом является газовая инжекционная горелка, описанная в патенте РФ №2358198.The reasons listed above prevent obtaining a technical result, which is provided by the invention. Close to the proposed invention analogue is the gas injection burner, described in the patent of the Russian Federation No. 2358198.

Это изобретение также как и предполагаемое может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках котлов и промышленных печей. В аналоге, также как и в предполагаемом 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 более чем 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 intended can be used for burning gaseous fuel in the furnaces of boilers and industrial furnaces. In the analogue, as well as in the proposed invention, the gas under pressure passes through the nozzles, injecting air necessary for combustion from the atmosphere, then gas and air enter the pre-mixing chamber, where gas and sucked air are mixed. Thus, the analogue, as well as the proposed burner, contains faucets in the form of pipes with a channel for suction of atmospheric air and gas nozzles placed in a common welded gas distribution chamber. Analysis of the burner design, described in the RF patent №2358198, allows us to conclude that when burning a gas-air mixture, a long torch that the proposed burner does not work, the heat output of the burner is more than three times less than the proposed one, install such burners in heat and melting units average and high power is impractical. In addition, the design of the burner does not provide a device for regulating the flow of air.

Наиболее близким к предполагаемому 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 to the proposed invention analogue (prototype) is a gas injection burner containing a flame-stabilizing tunnel, a refractory padding mass, 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 (see Vintovkin AA and others. "Burner devices of industrial furnaces and furnaces", Handbook, Intermet Engineering, M., 1999, p. 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 больших роторных печах, то длины факела явно недостаточно и конструкция печи (завалочного окна) не позволит их разместить. В коротко роторных печах необходимо, чтобы факел непосредственно обогревал цилиндрическую стенку печи.A medium pressure full burner pre-mix 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 discharge. In large boilers and large smelting furnaces, the use of such burners causes difficulties due to the fact that the burner ensures complete combustion of gas at a torch length of about 1 meter (for help, see page 307. A. Vintovkin, M. G. Ladygichev, V. L. Gusovsky, TV Kalinova. Burners of industrial furnaces and furnaces, Handbook, Intermet Engineering - Moscow: 1999. - 560 p.). This is not enough for large baths, for example, gas baths of melting furnaces of the reflective type. In addition, if you use such burners in large rotary kilns, then the length of the torch is clearly not enough and the design of the furnace (charging window) will not allow them to be placed. In short rotary kilns it is necessary that the torch directly heats the cylindrical wall of the furnace.

Смесители горелки изготавливаются из углеродистой стали, поэтому горелки имеют небольшой срок службы (из опыта эксплуатации в ООО «Ресурсы Поволжья», ООО «Эком», ООО «Промышленное литье», ООО «ПензВторСырье» г. Пенза, а также 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 in Volga Resources LLC, Ecom LLC, Industrial Casting LLC, PenzVtorSyrye LLC, Penza, and UZTS-Stankolit LLC "Ulyanovsk). In addition, when filling the refractory mass into the space between the mixers, it sheds, since the position of the burner during packing and lining is horizontal or slightly inclined. 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, there is no device in the burner for controlling the air flow. For the reasons given above, as well as the disadvantages indicated below, it is impossible to obtain a technical result that is provided by the invention.

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 service life of the burners due to the burning of refractory stuffing, sprinkling and, as a result, the melting 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 stuffing refractory ramming mass of the space between the burner mixers due to the small distance between the mixers, as well as difficulties in setting the burners in the furnace, as it is necessary to lay out the burner tunnel.

Задачей предлагаемого изобретения является разработка инжекционной горелки среднего давления большой мощности с длинным и средним на периферии и длинным 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 длинного факела в центре, а также длинного и среднего факелов 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 task of the invention is to develop an injection burner of medium pressure of high power with long and medium on the periphery and a long flare in the center, development of the design of the tunnel-splitter, which would simultaneously play the role of a stabilizing flame tunnel for the central mixer, directed its flame to the center and at the same time cut through and directed the flames of the peripheral mixers to the periphery, while there would be a mixture of a long torch in the center, as well as a long and medium torch at the periphery into one torch, agrev entire volume of the furnace, increasing the burner-life, improved printing process and setting of the burner in thermal or melting unit, the possibility of air flow control have peripheral mixers.

Технический результат - разработанная конструкция инжекционной горелки среднего давления большой мощности позволяет получить длинный и средний на периферии, а также длинный 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 длинного факела в центре и длинного и среднего факелов на периферии в один факел, при этом 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 design of high-pressure injection torch of high power allows to obtain long and medium on the periphery, as well as a long torch in the center, the developed design of the tunnel-splitter simultaneously plays the role of a flame-stabilizing tunnel for the central mixer, directs its flame to the center and time dissecting and directing the flames of the peripheral mixers to the periphery, thus mixing the long torch in the center and the long and medium torches at the periphery in one flash l, while heating the entire volume of the furnace, in addition, the use of heat-resistant and heat-resistant materials significantly increase the service life of the burner, the introduction of new elements of the design improves the process of packing and lining the burner in a heat or melting unit, and it is possible to control the air flow 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, отличающаяся 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 по периферии четыре периферийных смесителя с насадками, дающие факел длиной 3 метра, причем также по периферии в газораспределительную камеру вварены четыре смесителя без насадок, дающие факел 1,3 метра, а в центре размещен центральный смеситель с насадкой, к нижней части которой навинчивается туннель-рассекатель имеющей коническую форму, с гладкой наружной поверхностью, а на внутренней поверхности отлиты ребра, которые вместе с ребрами насадки и смесителя позволяют получить сильно вытянутый эллиптической формы факел длиною 4,2 метра, кроме того, горелка содержит устройство для регулирования расхода воздуха восьми периферийных смесителей, состоящее из: диска-регулятора с приваренными двумя ручками, двух гаек и сектора со шкалой. Такие детали горелки как: смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель и туннель-рассекатель изготавливают из жаростойкого чугуна ЧС5Ш при этом жаростойкий чугун, используемый в качестве материала для изготовления смесителей, насадок к смесителям, литого стабилизирующего пламя туннеля и туннеля-рассекателя, позволяет увеличить срок службы горелки.This is achieved by the fact that the Burner device, which contains a flame-stabilizing tunnel, a refractory padding mass, 9 cylindrical mixers united 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 contains a casing, welded to a cylindrical gas distribution chamber, into which a refractory ramming mass is stuffed, a cast flame-stabilizing tunnel, which is worn on the casing from below, and welded around the perimeter, and in the gas distribution chamber four peripheral mixers with nozzles welded on its periphery, giving a torch 3 meters long, and along the periphery four mixers without nozzles welded 1.3 meters along the periphery, and in the center there is a central mixer with a nozzle, to the bottom of which a split cone-shaped tunnel is screwed, with a smooth outer surface, and on the inner surface there are cast ribs, which together with the ribs of the nozzle and mixer allow yayut obtain highly elongated elliptical shape torch length 4.2 meters, furthermore, the burner comprises a device for regulating the airflow eight peripheral mixers, consisting of: a disk controller with two handles welded two nuts and a scale sector. Such burner parts as: mixers, mixers nozzles, a cast flame-stabilizing tunnel and a splitter tunnel are made of heat-resistant cast iron CHS5Sh while heat-resistant cast iron used as a material for the manufacture of mixers, mixers-nozzles, a cast stabilizing flame tunnel and a tunnel splitter, allows to increase the service life of the burner.

При этом каждый из четырех периферийных смесителя с насадкой является отливкой и представляет собой трубу диаметром 66×9 мм и длиной 240 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°, причем внизу смесители имеют наружную резьбу М60 длиной 15 мм.In addition, each of the four peripheral mixers with a nozzle is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm and a length of 240 mm, in which four nozzles are drilled around the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to their axes with countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 °, with the mixers at the bottom having an external thread M60 15 mm long.

Мало того, навинчивающиеся на периферийные смесители насадки имеют внутренний диаметр 48 мм с учетом ребер 38, длину 110 мм, вверху насадки выполнена внутренняя резьба М60 мм, на внутренней поверхности каждой насадки имеется 12 литых ребер с длиной заходной части «заострение» 10 мм, при этом угол «заострения» составляет 30° и в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм, высота ребер составляет 5 мм, а длина резьбы 15 мм, при этом в низу насадки выполнены две лыски. Для удобства навинчивания и свинчивания насадки на периферийный смеситель с насадками, на ней выполнены две лыски под гаечный ключ, причем, насадки к периферийным смесителям в случае их обгорания (оплавления при длительной эксплуатации), заменяются на новые, что, в конечном итоге, увеличивает срок службы горелки.Moreover, the nozzles that screw on the peripheral mixers have an internal diameter of 48 mm, including ribs 38, 110 mm long, an M60 mm internal thread is made at the top of the nozzle, there are 12 cast edges on the inner surface of each nozzle with a sharpening length of 10 mm This angle of "tapering" is 30 ° and at the apex of the "tapering" has a radius of curvature of 0.2 mm, the height of the ribs is 5 mm, and the thread length is 15 mm, while at the bottom of the nozzle two flats are made. For the convenience of screwing and screwing the nozzle on the peripheral mixer with nozzles, two flats for a wrench are made on it, and the nozzles to the peripheral mixers in case of their burning (reflow during long operation) are replaced with new ones, which ultimately increases the time service burner.

Кроме того, каждый из четырех периферийных смесителя без насадки является отливкой и представляет собой трубу диаметром 66×9 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°, длина смесителя 350 мм.In addition, each of the four peripheral mixers without a nozzle is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm, in which four nozzles are drilled at the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to their axes with a countersink of the entrance part of 0.5 mm at an angle of 90 °, mixer length 350 mm.

Существенно отметить, что литой стабилизирующий пламя туннель имеет в верхней части цилиндрическую форму, в средней части коническую форму, кроме того, в средней части на внутренней поверхности отлиты тридцать два ребра высотой 24 мм и толщиной 3 мм, при этом литые ребра со стороны движения газо-воздушной смеси имеют заходную часть «заострение», угол «заострения» составляет 30°, в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм.It is significant to note that the cast stabilizing flame tunnel has a cylindrical shape in the upper part, a conical shape in the middle part, in addition, thirty-two ribs 24 mm high and 3 mm thick are cast on the inner surface in the middle part, while -air mixtures have a “sharpening” lead-in part, the “sharpening” angle is 30 °, at the apex the “sharpening” has a rounding radius of 0.2 mm.

Вместе с тем, центральный смеситель является отливкой и представляет собой трубу диаметром 90×10 мм и длиной 340 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°, на внутренней поверхности в нижней части смесителя на длине 160 мм отлиты 16 ребер, при этом литые ребра со стороны движения газо-воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 10 мм, угол «заострения» составляет 30°, в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм, высота ребер составляет 6 мм, верхняя часть центрального смесителя имеет наружную резьбу М90 длиной 50 мм, а нижняя наружную резьбу М80 длиной 14 мм.At the same time, the central mixer is a casting and is a pipe with a diameter of 90 × 10 mm and a length of 340 mm, in which four nozzles with countersink of the inlet part of 1.0 mm at an angle of 90 mm are drilled along the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° °, 16 ribs are cast on the inner surface in the lower part of the mixer at a length of 160 mm, while the molded fins from the movement of the gas-air mixture have an infill part “taper” 10 mm long, an angle “taper” is 30 °, at the apex “taper "Has a radius of curvature of 0.2 mm, the height of the ribs is 6 mm, ver The lower part of the central mixer has an M90 external thread 50 mm long, and a lower M80 external thread 14 mm long.

Более того, насадка к центральному смесителю имеет в верхней части внутреннюю резьбу М80, а в нижней части имеет наружную резьбу M115, длина насадки 55 мм.Moreover, the nozzle to the central mixer has in the upper part an internal thread M80, and in the lower part has an external thread M115, the nozzle length 55 mm.

Следует отметить, что туннель-рассекатель имеет коническую форму с гладкой наружной поверхностью, а на внутренней поверхности отлиты ребра в количестве 16 штук, при этом литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 10 мм, угол «заострения» составляет 30°, а в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм а в верхней части туннель-рассекатель имеет внутреннею резьбу M115, благодаря которой навинчивается на насадку центрального смесителя до совпадения ребер центрального смесителя, насадки и туннель-рассекателя.It should be noted that the tunnel divider has a conical shape with a smooth outer surface, and on the inner surface there are cast fins in the amount of 16 pieces, while the cast fins on the side of the movement of the gas-air mixture have an entry part “taper” 10 mm long, the angle “taper” is 30 °, and at the apex the “taper” has a rounding radius of 0.2 mm and in the upper part the tunnel divider has an internal thread M115, thanks to which it is screwed onto the nozzle of the central mixer until the edges of the central mixer coincide, the nozzle and tunnel splitter.

Следует отметить, что введенный в состав горелки туннель-рассекатель играет роль стабилизирующего туннеля для факела центрального смесителя, а также рассекателя для четырех факелов периферийных смесителей с насадками и четырех факелов периферийных смесителей без насадок и вначале направляет каждый периферийный факел в пространство, образованное между внутренней конической поверхностью с ребрами стабилизирующего туннеля и наружной конической поверхностью туннель - рассекателя и, далее, допустим, к стенкам роторной печи. В итоге, образуются как бы три факела: четыре длинных периферийных факела, четыре средних периферийных факела, омывающих и нагревающих, к примеру, внутреннюю поверхность роторной печи, а в центре сильно вытянутый длинный эллиптической формы факел от центрального смесителя, причем все они сливаются вместе и образуют единый факел, который нагревает все пространство печи, внутреннюю поверхность и загруженную шихту.It should be noted that the splitter tunnel incorporated into the burner plays the role of a stabilizing tunnel for the central mixer torch, as well as a divider for four peripheral mixer torches with nozzles and four peripheral mixer torches without nozzles and first guides each peripheral torch into the space formed between the inner conical a surface with ribs of a stabilizing tunnel and an outer conical surface of a splitter tunnel and, further, for example, to the walls of a rotary kiln. As a result, three torches are formed: four long peripheral torches, four middle peripheral torches washing and heating, for example, the inner surface of a rotary kiln, and in the center a strongly elongated long elliptical torch from the central mixer, all of which merge together and form a single torch that heats the entire space of the furnace, the inner surface and the loaded mixture.

Кроме того, введенный в конструкцию горелки кожух, изготовленный из качественной низкоуглеродистой стали марки Сталь 25, имеющий вид трубы диаметром 330×4 мм и длиной 270 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, улучшается процесс набивки горелки огнеупорной набивной массой.In addition, the casing introduced into the burner design, made of high-grade low-carbon steel Grade 25, having the form of a pipe with a diameter of 330 × 4 mm and a length of 270 mm, allows the refractory padding mass to be filled into the space between the mixers before the burner is installed in the heat or melting unit, and It also makes it possible to dry and calcine the burner outside the heat or melting unit. The casing prevents the shedding process of the refractory ramming mass during its packing. Thanks to the casing and the increased distance between the mixers, the process of filling the burner with refractory ramming mass is improved.

Кроме того, смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель и туннель-рассекатель изготавливают литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧС5Ш ГОСТ 7769-82, имеющий следующий химический состав: С=2,7-3,3%; Si=4,5-5,5%; Mn≤0,1; Р≤0,03%; S≤0,2%.In addition, mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel and a tunnel splitter are made by casting on investment casting from heat-resistant cast iron of grade ChS5SH GOST 7769-82, having the following chemical composition: C = 2.7-3.3%; Si = 4.5-5.5%; Mn≤0.1; P≤0,03%; S≤0,2%.

Более того, экспериментально разработана автором и проверена на средних и больших ванных газовых плавильных печах отражательного типа и больших роторных печах следующая огнеупорная набивная масса для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями:Moreover, the following refractory ramming mass for masonating the burner and filling the space between the mixers has been experimentally developed by the author and tested on medium and large baths of gas melting furnaces of the reflective type and large rotary kilns:

мертель муллитокорундовый ММКФ -85 ТУ 14-8-481-85mortal mullito-corundum MMKF -85 TU 14-8-481-85 37%37% лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89technical lignosulfonate TU 13-0281036-89 17%17%

порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495-99ground clay powder PGB TU 1522-009-00190495-99 21%21%

связующее алюмохромофосфатное МИКС ТУ 6-18-166-83alumochromophosphate binder MIX TU 6-18-166-83 4%four% кварцевый песок марки 1Кquartz sand brand 1K 10%ten% водаwater 11%eleven%

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. Наконец, введение в горелку устройства для регулирования расхода воздуха восьми смесителей, состоящее из: диска- регулятора с двумя приваренными ручками, двух гаек и сектора со шкалой позволяет регулировать инжектируемый в восемь смесителей горелки воздух.The reduced refractory ramming mass after calcination has high hardness, high refractoriness, significant resistance to crumbling at temperatures up to 1640 ° C. The service life of the burner is significantly increased. Finally, the introduction of eight mixers into the burner of a device for controlling the air flow, consisting of: a regulator disk with two welded handles, two nuts and a sector with a scale, allows you to adjust the air injected into the eight burner mixers.

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 вращения.This makes it possible to install burners in large boilers, in medium or large gas baths of the reflective type of smelting furnaces, as well as, in particular, rotary kilns with an inclined or horizontal axis of rotation.

Введение в конструкцию горелки выше перечисленного позволяет успешно решить поставленную задачу.Introduction to the design of the burner of the above listed allows you to successfully solve the problem.

На фиг. 1 показан вид горелки сверху.FIG. 1 shows a burner view from above.

На фиг. 2 изображен разрез А-А предлагаемой горелки.FIG. 2 shows section A-A of the proposed burner.

На фиг. 3 показан периферийный смеситель с насадкой.FIG. 3 shows a peripheral mixer with a nozzle.

На фиг. 4 показан периферийный смеситель без насадки.FIG. 4 shows a peripheral mixer without nozzle.

На фиг. 5 изображен стабилизирующий туннель с ребрами.FIG. 5 shows a stabilizing tunnel with ribs.

На фиг. 6 изображен центральный смеситель с насадкой.FIG. 6 depicts a central mixer with a nozzle.

На фиг. 7 показан вид Б центрального смесителя с насадкой.FIG. 7 shows a view B of a central mixer with a nozzle.

На фиг. 8 показан туннель - рассекатель.FIG. 8 shows a split tunnel.

Предполагаемое 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, причем штуцер стальной сварной, имеющий центральную трубу, к которой приварены две боковых трубы фиг. 1, 2. Такая конструкция штуцера 2 позволяет более равномерно подавать газ в цилиндрическую газораспределительную камеру 1. Цилиндрическая газораспределительная камера 1 сварная, в ней просверлено по периферии восемь отверстий диаметром 61 мм, в которые вставлены и герметично заварены четыре периферийных смесителя 3 с насадками 4, четыре периферийных смесителя 5 без насадок, а в центре просверлено отверстие диаметром 91 мм, в которое вставлен и герметично заварен центральный 6 смеситель с насадкой 7 фиг. 1, 2.The alleged invention "Burner" consists of nine mixers, united by a common cylindrical gas distribution chamber 1, to which, just like in the prototype, fitting 2 is welded through which natural gas is fed, with a welded steel fitting having a central tube to which two side tubes are welded . 1, 2. This design of the nozzle 2 allows gas to be supplied to the cylindrical gas distribution chamber 1 more uniformly. The cylindrical gas distribution chamber 1 is welded, eight holes 61 mm in diameter are drilled in the periphery, into which four peripheral mixers 3 with nozzles 4 are inserted and hermetically welded 4 four peripheral mixers 5 without nozzles, and in the center a hole with a diameter of 91 mm is drilled into which the central 6 mixer with the attachment 7 of FIG. 12.

Каждый периферийный смеситель 3 с насадкой 4 является отливкой и представляет собой трубу диаметром 66×9 мм и длиной 240 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°, причем внизу смесители имеют наружную резьбу М60 длиной 15 мм фиг.3. Диаметр сопел 8 и диаметр периферийного смесителя 3 выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Верхняя часть периферийного смесителя 3 обтачивается до диаметра 60 мм, также в верхней части выполняется проточка на длину 12 мм для удобства сверления сопел 8, на нижнюю часть нарезается резьба М60, на которую навинчивается насадка 4. В каждой насадке 4 длиной 110 на внутренней поверхности имеются двенадцать литых ребер 9. Литые ребра 9 со стороны движения газо-воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 10 мм. Угол «заострения» составляет 30°. В вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм, высота ребер составляет 5 мм. Внутренний диаметр насадки без учета ребер такой же как и у смесителя - 48, а с учетом ребер - 38 мм, длина резьбы составляет 15 мм. Для удобства навинчивания и свинчивания на периферийные смесители 3 с насадками 4, на каждой насадки 4 выполнены две лыски 10 под гаечный ключ. Общая длина периферийного смесителя 3 с насадкой 4 равна 350 мм. Смеситель с насадкой, имеющей на внутренней поверхности литые ребра при горении газо-воздушной смеси имеет факел длиной 3 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.Each peripheral mixer 3 with nozzle 4 is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm and a length of 240 mm, in which four nozzles are drilled at 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 90 °, and at the bottom of the mixers have an external thread M60 15 mm long figure 3. The diameter of the nozzles 8 and the diameter of the peripheral mixer 3 are selected based on the conditions for ensuring the estimated gas flow rate by one mixer. The upper part of the peripheral mixer 3 is machined to a diameter of 60 mm, the grooves are also made in the upper part for a length of 12 mm for convenient drilling of nozzles 8, the M60 thread is cut into the lower part, and the nozzle 4 is screwed on each nozzle 4 twelve cast fins 9. The cast fins 9 on the side of the movement of the gas-air mixture have a lead-in part “sharpened” with a length of 10 mm. The angle of "tapering" is 30 °. At the apex, the “tapering” has a rounding radius of 0.2 mm, the height of the ribs is 5 mm. The internal diameter of the nozzle without taking into account the ribs is the same as that of the mixer - 48, and taking into account the ribs - 38 mm, the thread length is 15 mm. For the convenience of screwing and screwing onto peripheral mixers 3 with nozzles 4, on each nozzle 4 there are two flats 10 under a wrench. The total length of the peripheral mixer 3 with the nozzle 4 is equal to 350 mm. A mixer with a nozzle having cast ribs on the inner surface when burning a gas-air mixture has a torch 3 meters long. Nozzles 4 to peripheral 3 mixers in case of their burning (reflow during prolonged use) are replaced with new ones, which ultimately increases the service life of the burner.

Каждый из четырех периферийных смесителя 5 без насадки является отливкой и представляет собой трубу диаметром 66×9 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°, длина смесителя 350 мм. Верхняя часть периферийного смесителя 5 без насадки обтачивается до диаметра 60 мм, также в верхней части выполняется проточка на длину 12 мм для удобства сверления сопел 8. При горении четыре смесителя без насадок дают факел длиной 1,3 метра,Each of the four peripheral mixers 5 without a nozzle is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm, in which four nozzles are drilled around the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to their axes with countersink of the entrance part of 0.5 mm at an angle of 90 °, mixer length 350 mm. The upper part of the peripheral mixer 5 without a nozzle is machined to a diameter of 60 mm, and a groove is made in the upper part for a length of 12 mm for the convenience of drilling nozzles 8. When burning, four mixers without nozzles give a torch 1.3 meters long,

В конструкцию горелки введен литой стабилизирующий туннель 11, существенно отметить, что литой стабилизирующий пламя туннель имеет в верхней части цилиндрическую форму, в средней части коническую форму, кроме того, в средней части на внутренней поверхности отлиты тридцать два ребра 12 высотой 24 мм и толщиной 3 мм, при этом литые ребра со стороны движения газо-воздушной смеси имеют заходную часть «заострение», угол «заострения» составляет 30°, в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм. Литой стабилизирующий пламя туннель позволяет стабилизировать горение факелов четырех периферийных смесителей 3 с насадками 4 и четырех периферийных смесителей 5 без насадок, а также увеличивает срок службы горелки фиг. 2, 5. Для увеличения длины факелов периферийных смесителей, внизу, на внутренней конической поверхности стабилизирующего туннеля 11, отлиты тридцать два ребра. Литой стабилизирующий пламя туннель 11 надевается снизу на кожух 13, и приваривается к нему по периметру, кроме того, он приваривается по периметру с двух сторон к стальному кольцу 14. Стальное кольцо 14 предназначено для крепления горелки к траверсе роторной печи или к стенке печи, котла. В стальном кольце 14 имеется четыре отверстия 15 диаметром 18 мм фиг. 1. При этом габаритные размеры горелочного туннеля: диаметр 610 мм длина 280 мм.The cast stabilizing tunnel 11 was inserted into the burner design. It is essential to note that the cast stabilizing flame tunnel has a cylindrical shape in the upper part, a conical shape in the middle part, and thirty-two ribs 12 with a height of 24 mm and a thickness of 3 mm, while the cast ribs on the side of the movement of the gas-air mixture have a “taper” lead-in part, the “tapering” angle is 30 °, at the apex the “tapering” has a radius of curvature of 0.2 mm. The cast flame-stabilizing tunnel allows to stabilize the burning of the flares of four peripheral mixers 3 with nozzles 4 and four peripheral mixers 5 without nozzles, and also increases the service life of the burner of FIG. 2, 5. To increase the length of the flares of the peripheral mixers, below, on the inner conical surface of the stabilizing tunnel 11, thirty-two ribs are cast. The cast flame-stabilizing tunnel 11 is worn on the casing 13 from below, and is welded to it along the perimeter, besides, it is welded around the perimeter from both sides to the steel ring 14. The steel ring 14 is intended for fastening the burner to the traverse of the rotary kiln or to the wall of the furnace, boiler . In the steel ring 14 there are four holes 15 with a diameter of 18 mm of FIG. 1. At the same time, the overall dimensions of the burner tunnel: diameter 610 mm, length 280 mm.

Конструкция стабилизирующего туннеля 11 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.The design of the stabilizing tunnel 11 allows the burner to be installed in a heat or melting unit with any wall thickness. This circumstance allows the use of the burner in large boilers, in medium and large gas baths of the reflective type of smelting furnaces, as well as in rotary furnaces with an inclined or horizontal axis of rotation.

В центре общей цилиндрической газораспределительной камеры 1 приварен центральный 6 смеситель с насадкой 7, причем смеситель в верхней части имеет наружную резьбу 16 и в нижней части так же имеется наружная резьба, а на насадке 7 имеется внутренняя резьба для навинчивания на центральный смеситель 6 и наружная резьба, на которую навинчивается туннель-рассекатель 17 фиг. 2, 6. Центральный 6 смеситель с насадкой 7 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки С5ШЧ. Центральный 6 смеситель является отливкой и представляет собой трубу диаметром 90×10 мм и длиной 340 мм, в которой по периферии под углом 26°±1° к оси смесителя просверлены четыре сопла 8 с зенковкой входной части 0,5 мм под углом 90° фиг. 6. На внутренней поверхности в нижней части центрального смесителя на длине 160 мм отлиты 16 ребер поз.18. Литые ребра 18 со стороны движения газо-воздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 10 мм. Угол «заострения» составляет 30°. В вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм, высота ребер составляет 6 мм. Верхняя часть центрального смесителя имеет наружную резьбу М90 длиной 50, а нижняя наружную резьбу М80 длиной 14 мм. Верхняя часть центрального смесителя 6 обтачивается до диаметра 84 мм, также в верхней части выполняется проточка на длину 12 мм для удобства сверления сопел 8.In the center of the common cylindrical gas distribution chamber 1, a central 6 mixer with a nozzle 7 is welded, the mixer in the upper part has an external thread 16 and in the lower part there is also an external thread, and the nozzle 7 has an internal thread for screwing onto the central mixer 6 and an external thread On which the splitter tunnel 17 of FIG. 2, 6. Central 6 mixer with nozzle 7 is obtained by casting on investment casting from heat-resistant C5ShCh cast iron. The central 6 mixer is cast and is a pipe with a diameter of 90 × 10 mm and a length of 340 mm, in which four nozzles 8 are drilled along the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to the mixer axis with a countersink of the inlet part of 0.5 mm at an angle of 90 ° FIG . 6. On the inner surface in the lower part of the central mixer on a length of 160 mm 16 ribs of position 18 are cast. The cast fins 18 on the side of the movement of the gas-air mixture have a front part “tapering” with a length of 10 mm. The angle of "tapering" is 30 °. At the apex, the “tapering” has a rounding radius of 0.2 mm and the height of the ribs is 6 mm. The upper part of the central mixer has an external thread M90 with a length of 50, and the lower external thread M80 with a length of 14 mm. The upper part of the central mixer 6 is machined to a diameter of 84 mm, and the upper part is grooved for a length of 12 mm for the convenience of drilling nozzles 8.

Более того, насадка 7 к центральному смесителю 6 имеет в верхней части внутреннюю резьбу М80 длиной 14 мм, а в нижней части имеет наружную резьбу М 115, длина насадки 55 мм, она имеет 16 ребер поз.19, которые не имеют заходной части, но остальные размеры ребер такие же, как у центрального смесителя 6 фиг. 7. Насадка 7 к центральному смесителю 6 получается литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки С5ШЧ. Диаметр сопел 8 и диаметр центрального 6 смесителя выбираются исходя из условий обеспечения расчетного расхода газа одним смесителем. Верхняя часть центрального 6 смесителя вставляется в центральное отверстие цилиндрической газораспределительной камеры 1 и герметично заваривается в ней с двух сторон. Центральный 6 смеситель с насадкой 7 и туннель-рассекателем 17, позволяет получить сильно вытянутый эллиптической формы факел длиною 4,2 метра.Moreover, in the upper part, the central mixer 6 has an M80 internal thread 14 mm long in the upper part, and an M 115 external thread in the lower part, the nozzle length 55 mm, it has 16 ribs pos.19, which do not have a lead-in part, but the remaining edge sizes are the same as for the central mixer 6 of FIG. 7. Nozzle 7 to the central mixer 6 is obtained by casting on investment casting from heat-resistant cast iron of С5ШЧ brand. The diameter of the nozzles 8 and the diameter of the central 6 mixer are selected based on the conditions for ensuring the estimated gas flow rate by one mixer. The upper part of the central mixer 6 is inserted into the central hole of the cylindrical gas distribution chamber 1 and hermetically sealed in it from both sides. Central 6 mixer with nozzle 7 and tunnel divider 17, allows to obtain a strongly elongated elliptical torch with a length of 4.2 meters.

В состав горелки введен туннель-рассекатель 17, который играет роль стабилизирующего туннеля для факела центрального 6 смесителя фиг. 2, 8. Кроме того, туннель-рассекатель 17 рассекает каждый из четырех факелов периферийных смесителей 3 с насадками 4 и четырех факелов периферийных смесителей 5 без насадок и вначале направляет каждый периферийный факел в пространство, образованное между внутренней конической поверхностью с ребрами стабилизирующего туннеля 11 и наружной конической поверхностью туннель - рассекателя 17 и, далее, допустим, к стенкам роторной печи. В итоге, образуются как бы три факела: четыре длинных периферийных факела, четыре средних периферийных факела, омывающих и нагревающих, к примеру, внутреннюю поверхность роторной печи, а в центре сильно вытянутый длинный эллиптической формы факел от центрального смесителя, причем все они сливаются вместе и образуют единый факел, который нагревает все пространство печи, внутреннюю поверхность и загруженную шихту. Туннель-рассекатель 17 имеет коническую форму, с гладкой наружной поверхностью, а на внутренней поверхности отлиты 16 ребер поз. 20, которые вместе с ребрами 19 насадки 7 и ребрами 18 центрального смесителя 6 позволяют получить факел длиной 4,2 метра. Литые ребра 20 со стороны движения газовоздушной смеси имеют заходную часть «заострение» длиной 15 мм. Угол «заострения» составляет 30°, в вершине «заострение» имеет радиус скругления 0,2 мм. В верхней части туннель-рассекатель 17 имеет внутреннею резьбу Ml 15, благодаря которой навинчивается на насадку 7 центрального 6 смесителя до совпадения ребер центрального 6 смесителя, насадки 7 и туннель-рассекателя 17.The burner 17 is inserted into the burner, which plays the role of a stabilizing tunnel for the flame of the central 6 mixer of FIG. 2, 8. In addition, the splitter tunnel 17 cuts through each of the four torches of the peripheral mixers 3 with nozzles 4 and four torches of the peripheral mixers 5 without nozzles and first guides each peripheral torch into the space formed between the inner conical surface with the ribs of the stabilizing tunnel 11 and the outer conical surface of the tunnel - divider 17 and, further, for example, to the walls of the rotary kiln. As a result, three torches are formed: four long peripheral torches, four middle peripheral torches washing and heating, for example, the inner surface of a rotary kiln, and in the center a strongly elongated long elliptical torch from the central mixer, all of which merge together and form a single torch that heats the entire space of the furnace, the inner surface and the loaded mixture. The tunnel divider 17 has a conical shape, with a smooth outer surface, and 16 ribs, pos. 20, which, together with the fins 19 of the nozzle 7 and the fins 18 of the central mixer 6, make it possible to obtain a torch 4.2 meters long. The cast fins 20 on the side of the movement of the gas-air mixture have a lead-in part “tapering” with a length of 15 mm. The “tapering” angle is 30 °; at the apex, the “tapering” has a radius of curvature of 0.2 mm. In the upper part of the tunnel divider 17 has an internal thread Ml 15, thanks to which it is screwed onto the nozzle 7 of the central 6 mixer until the edges of the central 6 mixer coincide, the nozzle 7 and the tunnel divider 17.

К цилиндрической газораспределительной камере 1 приварен по периметру кожух 13, сваренный из листовой низкоуглеродистой качественной стали марки Сталь 25, имеющий вид трубы диаметром 330×4 мм и длиной 270 мм, в который набивается огнеупорная набивная масса 21. 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 21.A casing 13 welded from low-carbon steel sheet steel 25, welded to a cylindrical gas distribution chamber 1, has the form of a pipe with a diameter of 330 × 4 mm and a length of 270 mm, into which a refractory ramming mass 21 is stuffed. The casing 13 introduced into the design of the burner allows to fill the refractory packed mass into the space between the mixers before the burner is installed in the heat or melting unit, and also makes it possible to dry and calcine the burner outside the heat or melting unit. The casing 13 prevents the process of shedding refractory ramming mass in the process of packing. Thanks to the casing 13 and increased, in comparison with the prototype, the distance between the mixers, the process of filling the burner with refractory ramming mass 21 improves.

Кроме того, смесители, насадки к смесителям, литой стабилизирующий пламя туннель и туннель-рассекатель изготавливают литьем по выплавляемым моделям из жаростойкого чугуна марки ЧС5Ш ГОСТ 7769-82, имеющего следующий химический состав: С=2,7-3,3%; Si=4,5-5,5%; Mn≤0,1; Р≤0,03%; S≤0,2%.In addition, mixers, nozzles for mixers, a cast flame-stabilizing tunnel and a tunnel splitter are made by casting on investment casting from heat-resistant cast iron of grade CHS5SH GOST 7769-82, having the following chemical composition: C = 2.7-3.3%; Si = 4.5-5.5%; Mn≤0.1; P≤0,03%; S≤0,2%.

Обмуровка горелки и набивка пространства между смесителями производится огнеупорной набивной массой 21, которую экспериментально разработал автор и проверил на действующих в г. Пензе, г. Саратове, г. Ульяновске газовых плавильных печах. Огнеупорная набивная масса 21 для обмуровки горелки и набивки пространства между смесителями имеет следующий состав:The setting of the burner and the packing of the space between the mixers is carried out by a refractory ramming weight 21, which the author has experimentally developed and tested on gas melting furnaces operating in Penza, Saratov, and Ulyanovsk. Refractory ramming mass 21 for lining the burner and packing the space between the mixers has the following composition:

мертель муллитокорундовый ММКФ -85 ТУ 14 - 8 - 481 - 85mortal mullitocorundum MIFF -85 TU 14 - 8 - 481 - 85 37%37% лигносульфанат технический ТУ 13-0281036-89technical lignosulfonate TU 13-0281036-89 17%17% порошок молотой глины ПГБ ТУ 1522-009-00190495 - 99ground clay powder PHB TU 1522-009-00190495 - 99 21%21% связующее алюмохромофосфатное МИКС ТУ 6-18-166-83alumochromophosphate binder MIX TU 6-18-166-83 4%four% кварцевый песок марки 1Кquartz sand brand 1K 10%ten% водаwater 11%eleven%

Приведенная огнеупорная набивная масса 21 после прокалки обладает высокой твердостью, высокой огнеупорностью, значительной стойкостью против осыпания при температурах до 1640°С. Срок службы горелки при этом значительно увеличивается.The reduced refractory ramming mass 21 after calcination has high hardness, high refractoriness, significant resistance to crumbling at temperatures up to 1640 ° C. The service life of the burner at the same time significantly increases.

Процесс приготовления огнеупорной набивной массы 21 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. В конструкцию горелки введено устройство для регулирования расхода воздуха восьми периферийных смесителей, состоящее из: диска - регулятора 22 с приваренными двумя ручками 23, двух гаек 24 и сектора 25 со шкалой, который позволяет регулировать инжектируемый в восемь периферийных смесителей горелки воздух.The process of preparing a refractory ramming mass 21 is as follows: powder of ground clay is soaked for 24 hours, then portions of mullite-corundum and quartz sand are added in portions, the whole mass is constantly thoroughly mixed, technical lignosulfanate is added and everything is also thoroughly mixed. In conclusion, with stirring, the MIX binder and water are poured into the mixture. After packing refractory stuffed mass of the space between the mixers, the burner is calcined at a temperature of 600-700 ° C for two hours. A device for adjusting the air flow rate of eight peripheral mixers is introduced into the burner design, consisting of: a regulator disk 22 with two welded handles 23, two nuts 24 and a sector 25 with a scale that allows you to adjust the air injected into the eight peripheral mixers of the burner.

Диск- регулятор 22 изготовлен методом штамповки из стального листа толщиной 4 мм и имеет диаметр равный внешнему диаметру цилиндрической газораспределительной камеры 1. В диске-регуляторе 22 просверлено девять отверстий, которые соосны с отверстиями смесителей, вваренных в цилиндрическую газораспределительную камеру 1 и имеют тот же диаметр, сверху диска-регулятора 22 приварены две ручки 23, с помощью которых можно поворачивать диск-регулятор 22 относительно центрального смесителя 6. В верхней части цилиндрической газораспределительной камеры 1 приварен «заподлицо» с верхней плоскостью газораспределительной камеры 1 сектор 25 с нанесенной шкалой как показано на фиг. 1. На диске-регуляторе 22 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 24 диск-регулятор 22 относительно отверстий периферийных смесителей 3 с насадками и периферийных смесителей 5 без насадок. Гайки 20 периодически рекомендуется подтягивать. Расчетная мощность горелки составляет 2,9 МВт. Габариты горелки: длина 530 мм, ширина (диаметр) - 680 мм.The disk-regulator 22 is made by stamping from steel sheet 4 mm thick and has a diameter equal to the external diameter of the cylindrical gas distribution chamber 1. There are nine holes drilled in the disk-regulator 22, which are coaxial with the holes of the mixers welded into the cylindrical gas distribution chamber 1 and have the same diameter , two knobs 23 are welded on top of the regulator disk 22, with which you can turn the regulator disk 22 relative to the central mixer 6. At the top of the cylindrical gas distribution box Camera 1 is welded "flush" with the upper plane of the gas distribution chamber 25, one sector with scale as shown in FIG. 1. On the disk-regulator 22 there is an arrow. For example, for a specific composition of natural gas, a complete combustion of gas is provided on the figure, for example, a unit, therefore, this is the optimal flow rate of a natural gas burner at a given pressure and we fix the regulator 22 with the nuts 24 relative to the holes of the peripheral mixers 3 with nozzles and peripheral mixers 5 without attachments. Nuts 20 are periodically recommended to tighten. The rated power of the burner is 2.9 MW. Burner dimensions: length 530 mm, width (diameter) - 680 mm.

Горелка работает следующим образом. Газ под давлением подается через три канала штуцера 2 в цилиндрическую газораспределительную камеру 1. Вытекающие из газовых сопел 8 струи газа инжектируют из атмосферы воздух, необходимый для горения, который по каналу 26 попадает в камеру 27 предварительного смешения, где происходит предварительное смешение газа и засасываемого воздуха фиг. 3, 4, 6. Сгорание основной части газо-воздушной смеси происходит в стабилизирующем туннеле 11 и туннеле-рассекателе 17, 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. Девять цилиндрических смесителей является экспериментально установленным оптимальным числом для горелок, которые работают на среднем давлении и имеют большую мощность и, которые устанавливаются в средних и больших плавильных агрегатах и котлах, в особенности роторных печах с горизонтальной и наклонной осью вращения. Более того, при принятых прикидочных расчетах размеров горелки, смесителей, насадок к смесителям, литого стабилизирующего пламя туннеля и туннель-рассекателя оказалось, что при меньшем 9 и большем 9 смесителях в горелке технический результат не был достигнут.Данные получены 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, туннель-рассекателя и т.д. Количество экспериментов, проводимых над предлагаемой горелкой было семь. Сверлили 5, 6 сопел в каждом смесителе под углами 23, 28°- технический результат не достигался, а достигался под углами 26°±1°. Существенно отметить следующее: предлагаемая горелка испытывалась при давлении 0,09 МПа. При меньшем 16 количестве литых ребер на внутренней поверхности центрального смесителя, на внутренней поверхности насадки к центральному смесителю, на внутренней поверхности туннель-рассекателя, например, 14-15 и при большем 17-18, а также, если литые ребра со стороны движения газовоздушной смеси имели заходную часть «заострение» длиной менее или более указанных выше, угол «заострения» составлял менее или более 30°, высота ребер отличалась от указанных выше 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, при испытаниях изменялась форма и габаритные размеры литого стабилизирующего пламя туннеля, количество ребер в его средней части на внутренней поверхности, их размеры: высота, толщина, угол «заострения» и т.д., однако, технический результат не достигался, а достигался только при указанных выше значениях. Эксперименты проводились с периферийными смесителями с насадками и со смесителями без насадок. Кроме того изменялось количество ребер на смесителях, их длина, диаметр смесителей, но технический результат был достигнут только при указанных выше параметрах смесителей и насадок.The burner works as follows. Gas under pressure is fed through the three channels of fitting 2 into the cylindrical gas distribution chamber 1. The gas jets flowing out of the gas nozzles 8 inject air from the atmosphere, which is necessary for combustion, which through channel 26 enters the preliminary mixing chamber 27, where the preliminary mixing of gas and sucked air occurs FIG. 3, 4, 6. The combustion of the main part of the gas-air mixture takes place in the stabilizing tunnel 11 and the splitter tunnel 17, and the rest in the combustion chamber of the boiler or furnace. When mixing the above torches, a single torch is formed, which heats the entire space of the furnace. The adjustment of the air flow is usually performed at the experimental, experimental melting on the furnace, as well as when the pressure or composition of the gas supplied to the burner changes. Nine cylindrical mixers are experimentally established optimal number for burners that operate at medium pressure and have great power and that are installed in medium and large melting units and boilers, especially rotary kilns with a horizontal and inclined axis of rotation. Moreover, with the accepted approximate calculations of the dimensions of the burner, mixers, nozzles for mixers, a cast stabilizing flame tunnel and a tunnel splitter, it turned out that with a smaller 9 or more 9 mixers in the burner the technical result was not achieved. The data were obtained on a test bench for injection burners in Penzaplav Ltd. Penza, where the author of the application works as a chief engineer. On the stand, it is possible to determine experimentally how the torch design elements and the torch's shape and size affect the shape of the torch: the shape and size of the mixers, their location in the burner, their number, shape and dimensions of the nozzles to the mixers, the number of ribs and the angle of the points on the nozzles edges, their sizes, the sizes of the cast flame stabilizing tunnel, tunnel splitter, etc. The number of experiments conducted on the proposed burner was seven. 5, 6 nozzles were drilled in each mixer at angles of 23.28 ° - the technical result was not achieved, but was achieved at angles of 26 ° ± 1 °. It is essential to note the following: the proposed burner was tested at a pressure of 0.09 MPa. With less than 16 number of cast ribs on the inner surface of the central mixer, on the inner surface of the nozzle to the central mixer, on the inner surface of the splitter tunnel, for example, 14-15 and with a larger 17-18, and also if the alloy ribs from the movement of the gas-air mixture had a “taper” lead-in part with a length of less or more than specified above, the “sharpening” angle was less or more than 30 °, the height of the ribs differed from the above-mentioned technical result was not achieved. It is important to note that a torch twist occurred and its length sharply decreased. They tested the nozzles from the 18th, 20th ribs the length of the torch also decreased, apparently due to the large resistance to the flow of the gas-air mixture, as the clearance decreased, or rather, the area through which the gas-air mixture passes. Moreover, during testing, the shape and overall dimensions of the cast stabilizing flame tunnel, the number of ribs in its middle part on the inner surface, their dimensions: height, thickness, angle of "tapering", etc., changed; however, the technical result was not achieved, but was achieved only with the above values. The experiments were carried out with peripheral mixers with nozzles and with mixers without nozzles. In addition, the number of ribs on the mixers, their length, and the diameter of the mixers changed, but the technical result was achieved only with the above parameters of mixers and nozzles.

Существенно отметить, что очень сильно на длину и форму факела, кроме указанных выше факторов влияет давление газа, подаваемого в горелку. Оптимальным для предлагаемой горелки получилось давление 0,09 МПа. Кстати сказать, при разработке конструкций горелок автор использовал ранее и использует сейчас опыт и результаты экспериментов, которые были получены в ходе выполнения ООО «Пензаплав» Государственого контракта №8297р/13094 от 31.07.10. Р№100831185742.It is essential to note that, in addition to the factors mentioned above, the pressure of the gas supplied to the burner greatly influences the length and shape of the torch. Optimal for the proposed burner turned out pressure of 0.09 MPa. By the way, when developing the burner designs, the author used earlier and now uses the experience and results of experiments that were obtained during the execution of Penzaplav LLC of State Contract No. 8297r / 13094 of July 31, 2010. Р№100831185742.

Необходимым условием нормальной работы горелки является наличие разряжения в камере горения в пределах 5÷20 даПа (мм вод.ст.). Номинальное давление газа перед горелкой 0,09 МПа. Тепловая мощность горелки 3100 кВт. Горелку можно легко зафутеровать, закрепить на траверсе роторной печи и установить одну или несколько штук в плавильном или другом тепловом агрегате. Итак, разработанная конструкция газовой инжекционной горелки большой мощности позволяет получить длинный и средний на периферии, а также очень длинный 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 очень длинного факела в центре и длинного и среднего факелов 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 в конструкцию приводит к улучшению процесса набивки и обмуровки горелки в тепловом или плавильном агрегате, а также имеется возможность регулирования расхода воздуха у периферийных смесителей.A necessary condition 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 before the burner is 0.09 MPa. Thermal power of a torch is 3100 kW. The burner can be easily ground, fixed on the traverse of the rotary kiln and installed one or more pieces in a smelter or other heating unit. So, the developed design of a high-power gas injection burner allows obtaining a long and medium periphery, as well as a very long torch in the center, the developed design of the tunnel divider simultaneously plays the role of a flame-stabilizing tunnel for the central mixer, directs its flame to the center and at the same time dissecting and directing the flames of the peripheral mixers to the periphery; this results in a mixture of a very long torch in the center and a long and medium torch at the periphery into one torch, occurs on roar entire volume of the furnace, moreover, the use of heat-resistant and heat-resistant materials is significantly increase the life of the burner, the introduction of new elements in the structure leads to improved printing process and setting of the burner in thermal or smelting unit, and also there is the possibility of air flow control have peripheral mixers.

Claims

1. Gas injection burner containing a flame-stabilizing tunnel, refractory stuffed mass, 9 cylindrical mixers united by a common welded gas distribution chamber, four nozzles drilled in each mixer at an angle of 25 ° to their axes, characterized in that it contains a casing welded to the cylindrical gas distribution a chamber in which a refractory ramming mass is cast, a cast flame-stabilizing tunnel that is worn on the casing from below, and welded to it and a steel fastening ring around the perimeter and, in the gas distribution chamber, four peripheral mixers with nozzles are welded on its periphery, four mixers without nozzles are welded into the gas distribution chamber along the periphery, and in the center there is a central mixer with a nozzle, to the bottom of which a conical shape tunneling screw is screwed, with a smooth outer surface, and on the inner surface there are cast ribs, which together with the ribs of the nozzle and the central mixer allow to obtain a very long elongated elliptical torch, cr Moreover, the burner contains a device for regulating the air flow rate of eight peripheral mixers, consisting of: a regulator disk with two welded handles, two nuts and a sector with a scale.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the mixers, nozzles for mixers, the cast flame-stabilizing tunnel and the tunnel splitter are made by casting on heat-smelting models of heat-resistant cast iron of the brand CHS5Sh, having the following chemical composition: C = 2.7-3, 3%; Si = 4.5-5.5%; Mn≤0,1; P≤0,03%; S≤0,2%.

3. The burner according to claim 1, characterized in that each of the four peripheral mixers with nozzles is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm and a length of 255 mm, in which four nozzles are drilled at the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° their axes with countersink of the entrance part are 0.5 mm at an angle of 90 °, with the mixers at the bottom having an external thread M60 15 mm long.

4. Burner according to Claim. 1, characterized in that the nozzles screwed onto peripheral mixers have an internal diameter of 48 mm with regard to the fins 38, a length of 110 mm, at the top of the nozzle an internal thread of M60 mm is made, on the inner surface of each nozzle there are 12 cast fins with a length the lead-in part “sharpening” is 10 mm, while the “sharpening” angle is 30 ° and at the apex the “sharpening” has a rounding radius of 0.2 mm, the edge height is 5 mm, and the thread length is 15 mm, while at the bottom of the nozzle there are two flats .

5. The burner according to claim 1, characterized in that each of the four peripheral mixers without a nozzle is cast and is a pipe with a diameter of 66 × 9 mm, in which four nozzles are drilled at the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to their axes with countersink the entrance of 0.5 mm at an angle of 90 °, the length of the mixer 350 mm.

6. Burner according to claim 1, characterized in that the cast stabilizing flame tunnel has a cylindrical shape in the upper part, a conical shape in the middle part, and thirty-two ribs 24 mm high and 3 mm thick cast in the middle part on the inner surface, at the same time, the cast ribs on the side of the movement of the gas-air mixture have a “tapering” lead-in part, the “tapering” angle is 30 °, at the apex the “tapering” has a radius of curvature of 0.2 mm.

7. Burner according to claim 1, characterized in that the central mixer is cast and is a pipe with a diameter of 90 × 10 mm and a length of 340 mm, in which four nozzles with a countersink are drilled along the periphery at an angle of 26 ° ± 1 ° to the mixer axis parts of 1 mm at an angle of 90 °, 16 edges are cast on the inner surface in the lower part of the mixer at a length of 160 mm, while the cast fins on the side of the movement of the gas-air mixture have an insertion part “sharpening” 10 mm long, the angle of “sharpening" is 30 °, at the apex, the “tapering” has a rounding radius of 0.2 mm and a height p ber is 6 mm, the upper portion of the central mixer has an external thread M90 50 mm in length, and the lower external thread M80 14 mm long.

8. Burner according to claim 1, characterized in that the nozzle to the central mixer has an internal M80 thread 14 mm long in the upper part, and an M115 external thread in the lower part, the nozzle length 55 mm.

9. Burner according to claim 1, characterized in that the tunnel divider has a conical shape with a smooth outer surface, and on the inner surface there are cast fins in the amount of 16 pieces, while the cast fins on the movement side of the gas-air mixture have a lead-in part “tapering” long 10 mm, the “tapering” angle is 30 °, at the apex, the “tapering” has a radius of curvature of 0.2 mm, and in the upper part the tunnel divider has an internal thread M115, thanks to which it is screwed onto the nozzle of the central mixer until the edges of the central blend coincide of Tell, nozzles and tunnel-divider.

10. Burner according to claim 1, characterized in that the casing is made of high-quality low-carbon steel grade 25 steel, having the appearance of a pipe with a diameter of 330 × 4 mm and a length of 270 mm.

11. Burner according to claim 1, characterized in that the padding mass for lining the burner and packing the space between the mixers has the following composition:

mortal mullitocorundum 37% technical lignosulfonate 17% ground clay powder 21% alumochromophosphate binder four% quartz sand brand ten% water eleven%