RU2740838C1

RU2740838C1 - Low-pressure tubular-slotted burner with expanded control range for secondary metallurgical cycle gases combustion

Info

Publication number: RU2740838C1
Application number: RU2020123455A
Authority: RU
Inventors: Сергей Валерьевич Чикинов; Александр Павлович Даценко; Михаил Степанович Табаков; Дмитрий Петрович Каракулин; Екатерина Станиславовна Параничева
Original assignee: Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь")
Priority date: 2020-07-08
Filing date: 2020-07-08
Publication date: 2021-01-21

Abstract

FIELD: power engineering.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering, can be used in ferrous metallurgy for utilization (combustion) of secondary gases of metallurgical cycle at preparation of concentrates by agglomeration, namely in hearths of agglomeration machines of conveyor type. Low-pressure tubular-slotted burner with expanded control range for secondary metallurgical cycle gases combustion includes rectangular housing equipped with secondary air supply branch pipes, inside which there is a tubular gas header with gas supply nozzles and gas outlet nozzles located from below in longitudinal rows and radially directed to its central axis, and located around it and coaxial to it tubular air header with primary air feed pipes and air discharge nozzles installed from below with longitudinal rows and radially directed to its central axis, located around gas outlet nozzles and coaxially with them. Secondary air supply branch pipes are installed in amount of at least one branch pipe for each meter of burner body length, gas supply pipes and primary air supply connection pipes are installed in the number of at least one branch pipe for each meter of gas and air head lengths respectively, and gas outlet and air outlet nozzles are located from below at least three longitudinal rows with an opening angle between each other 30°≤α≤45°.

EFFECT: improved operational reliability of the burner, wider control ranges by the air flow rate factor and thermal power due to stabilization of secondary gases combustion in metallurgical cycle at reduction of fuel and oxidizer pressure, ensuring continuity of heat flow of combustion products to create uniform temperature field of gas atmosphere along the whole width of the hearth, smooth and stable heating of upper layer of charge, reliable agglomeration process.

3 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, может быть использовано в черной металлургии для утилизации (сжигания) вторичных газов металлургического цикла при подготовке концентратов методом агломерации, а именно в горнах агломерационных машин конвейерного типа.The invention relates to energy, can be used in ferrous metallurgy for the utilization (combustion) of secondary gases of the metallurgical cycle in the preparation of concentrates by the method of agglomeration, namely in the hearths of conveyor-type sintering machines.

Известна горелка, обеспечивающая сжигание смеси коксового и доменного газов в горнах агломерационных машин, оборудованных подвесными сводами, содержащая прямоугольный короб, в котором вертикально по его оси установлена сквозная труба для подвода газа с наружным патрубком. Труба соединена с газоподводящей камерой, оканчивающейся прямоугольным щелевым соплом. Снизу газовое сопло имеет газораспределительную решетку, в которой просверлены три продольных ряда сквозных отверстий, один из которых проходит по центральной оси решетки, а два крайних ряда с шагом между ними в

ширины газораспределительной решетки снабжены газовыпускными трубками, установленными под углом 30° к оси горелки (патент РФ №2070687, МПК F23D 14/00, опубл. 20.12.1996 г.). Конструкция данных устройств обеспечивает равномерное истечение однородной газовоздушной смеси, однако для достижения качественного смешения требуется высокое давление потоков, эффективность достигается при давлении газа и воздуха перед газогорелочными устройствами не ниже 500 мм вод. ст.Known burner, providing combustion of a mixture of coke oven and blast furnace gases in the hearths of sintering machines equipped with suspended vaults, containing a rectangular box, in which a through pipe is installed vertically along its axis for supplying gas with an external pipe. The pipe is connected to a gas supply chamber ending in a rectangular slotted nozzle. At the bottom, the gas nozzle has a gas distribution grid, in which three longitudinal rows of through holes are drilled, one of which runs along the central axis of the grid, and two extreme rows with a step between them in

the width of the gas distribution grid is equipped with gas outlet pipes installed at an angle of 30 ° to the burner axis (RF patent No. 2070687, IPC F23D 14/00, publ. 20.12.1996). The design of these devices ensures a uniform outflow of a homogeneous gas-air mixture, however, to achieve high-quality mixing, a high flow pressure is required, efficiency is achieved when the gas and air pressure in front of the gas-burner devices is not less than 500 mm of water. Art.

Наиболее близким к заявленному изобретению является многоструйная трубчато-щелевая горелка, используемая при сжигании коксодоменной смеси в горнах агломерационных и обжиговых машин для равномерного зажигания и нагрева шихты по всей ширине аглоленты. Горелка состоит из прямоугольного щелевидного корпуса, сверху которого по центру имеется патрубок для подвода вторичного воздуха, внутри размещены два трубчатых коллектора, один в другом соосно корпусу, один из которых (внутренний) является газовым и снабжен двумя газоподводящими патрубками и газовыпускными соплами, располагаемыми в нижней части коллектора продольными рядами, другой (внешний) является воздушным и снабжен двумя патрубками для подвода первичного воздуха и радиально направленными отверстиями, сгруппированными в продольные ряды как между рядами газовыпускных сопел и вокруг их крайних рядов, так и соосно с ними в промежутках между газовыпускными соплами. Газовыпускные сопла располагаются не менее чем двумя продольными рядами на всю длину газового коллектора и радиально направленными к его центральной оси с углом раскрытия между собой не менее 15° и не более 90°С. Для изменения направления истечения пограничных с боковыми стенками корпуса слоев потока вторичного воздуха к центру горелки по боковым стенкам внутри корпуса установлены воздухоотбойники из уголка на всю длину стенок и на уровне, ограниченном в пределе между нижними образующимися газового и воздушного коллекторов. Для подачи газа и воздуха в газовый и соответственно воздушный коллектора предусмотрены по два подводящих сверху патрубка, располагаемых симметрично относительно центральной оси горелки (патент РФ 2068152, МПК 6 F23D 14/00, опубл. 20.10.1996 г. - прототип).The closest to the claimed invention is a multi-jet tubular-slot burner used when burning a coke-blast furnace mixture in the hearths of sintering and roasting machines for uniform ignition and heating of the charge over the entire width of the sinter belt. The burner consists of a rectangular slot-like body, on top of which there is a branch pipe in the center for supplying secondary air, inside there are two tubular collectors, one in the other coaxially with the body, one of which (internal) is gas and is equipped with two gas supply pipes and gas outlet nozzles located in the lower part of the collector in longitudinal rows, the other (external) is air and is equipped with two nozzles for supplying primary air and radially directed holes grouped in longitudinal rows both between the rows of gas outlet nozzles and around their extreme rows, and coaxial with them in the intervals between the gas outlet nozzles. The gas outlet nozzles are arranged in at least two longitudinal rows along the entire length of the gas manifold and are radially directed to its central axis with an opening angle between them not less than 15 ° and not more than 90 ° C. To change the direction of the outflow of secondary air flow layers bordering with the side walls of the housing to the center of the burner, air baffles are installed from the corner to the center of the burner along the side walls inside the housing from the corner to the entire length of the walls and at a level bounded in the limit between the lower formed gas and air headers. To supply gas and air to the gas and, respectively, air manifolds, there are two supply pipes from above, located symmetrically relative to the central axis of the burner (RF patent 2068152, IPC 6 F23D 14/00, publ. 20.10.1996 - prototype).

Данная конструкция имеет ряд недостатков. Одним из них можно считать установку одного патрубка для подвода вторичного воздуха в корпусе горелки. Подвод осуществлен по центру корпуса, при этом наибольшая часть вторичного воздуха попадает в центр рабочего пространства горна. Вместе с этим, подводящие патрубки для подачи газа и первичного воздуха соответственно в газовый трубчатый коллектор и воздушный трубчатый коллектор, расположены ближе к торцевым стенкам горелки, поэтому в данной зоне рабочего пространства горна локализуется наиболее интенсивное горение, наблюдается максимальный выход продуктов горения на единицу площади зажигания. Таким образом, вышеуказанные конструктивные особенности приводят к неоднозначному коэффициенту расхода воздуха на горение по длине горелки, к неодинаковой теплоотдаче от факела на поверхность аглослоя по ширине горна, к возникновению значительного температурного перепада, вследствие чего образуется явление подстуживания слоя в центре, перегрев слоя по сторонам горна. Кроме этого, количество патрубков для подвода газа и воздуха недостаточно для обеспечения равномерного давления газового и воздушного потоков в соответствующих коллекторах, а значит и одинаковой скорости истечения газа и воздуха соответственно из газовых и воздушных сопел горелки, что нарушает эффективность процесса смесеобразования.This design has several disadvantages. One of them can be considered the installation of one branch pipe for supplying secondary air in the burner housing. The supply is carried out in the center of the body, while the largest part of the secondary air enters the center of the working space of the hearth. At the same time, the supply pipes for supplying gas and primary air, respectively, to the gas tubular manifold and the air tubular manifold, are located closer to the end walls of the burner, therefore, in this zone of the working space of the hearth, the most intense combustion is localized, the maximum output of combustion products per unit of ignition area is observed. ... Thus, the above design features lead to an ambiguous combustion air flow rate along the length of the burner, to unequal heat transfer from the torch to the surface of the sinter layer along the width of the hearth, to the appearance of a significant temperature difference, as a result of which the phenomenon of cooling of the layer in the center is formed, overheating of the layer along the sides of the hearth ... In addition, the number of nozzles for supplying gas and air is insufficient to ensure uniform pressure of the gas and air flows in the corresponding collectors, and hence the same flow rate of gas and air, respectively, from the gas and air nozzles of the burner, which disturbs the efficiency of the mixing process.

Другим недостатком в конструкции многоструйной трубчато-щелевой горелки является установка внутри щелеобразного корпуса воздухоотбойников из уголка на всю длину боковых стенок для изменения направления истечения пограничных с боковыми стенками корпуса слоев потока вторичного воздуха к центру горелки. Такая конструкция предполагает повышенное давление воздуха перед горелочным устройством для турбулизации воздушного потока, интенсификации процесса смесеобразования. При снижении тепловой мощности горелки относительно номинальной в пределах регулирования, а значит и снижении расхода и давления воздуха, щелеобразный корпус горелки оказывается подвержен воздействию излучения пламени факела, особенно по нижним образующим, что приводит к его преждевременному термическому износу, короблению, к снижению равномерности температурного поля газовой атмосферы по ширине горна.Another disadvantage in the design of the multi-jet tubular-slot burner is the installation of air baffles from the corner along the entire length of the side walls inside the slot-like body to change the direction of the outflow of secondary air flow layers bordering with the side walls of the body to the center of the burner. This design presupposes an increased air pressure in front of the burner device for turbulization of the air flow, intensification of the mixture formation process. With a decrease in the thermal power of the burner relative to the nominal one within the regulation range, and hence a decrease in the flow rate and air pressure, the slit-like body of the burner is exposed to radiation from the flame of the flame, especially along the lower generatrices, which leads to its premature thermal wear, warpage, and a decrease in the uniformity of the temperature field gas atmosphere across the width of the forge.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эксплуатационной надежность горелки, расширение диапазонов регулирования по коэффициенту расхода воздуха и по тепловой мощности за счет стабилизации сжигания вторичных газов металлургического цикла при снижении давления топлива и окислителя, обеспечение сплошности теплового потока продуктов сгорания для создания равномерного температурного поля газовой атмосферы по всей ширине горна, ровный и устойчивый нагрев верхнего слоя шихты, надежный процесс агломерации.The technical result of the proposed invention is to increase the operational reliability of the burner, expand the control ranges for the air flow rate and thermal power by stabilizing the combustion of secondary gases of the metallurgical cycle with a decrease in the fuel and oxidizer pressure, ensuring the continuity of the heat flow of combustion products to create a uniform temperature field of the gas atmosphere along the entire width of the hearth, even and stable heating of the upper layer of the charge, reliable agglomeration process.

Указанный технический результат достигается тем, что в предлагаемой трубчато-щелевая горелке низкого давления с расширенным диапазоном регулирования для сжигания вторичных газов металлургического цикла, содержащей снабженный патрубками подвода вторичного воздуха прямоугольный корпус, внутри которого размещен трубчатый газовый коллектор с газоподводящими патрубками и газовыпускными соплами, расположенными снизу продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси, и расположенный вокруг него и соосно ему трубчатый воздушный коллектор с патрубками подвода первичного воздуха и воздуховыпускными соплами, установленными снизу продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси, расположенными вокруг газовыпускных сопел и соосно с ними согласно изобретению патрубки подвода вторичного воздуха установлены в количестве не менее чем один патрубок на каждый метр длины корпуса горелки, газоподводящие патрубки и патрубки подвода первичного воздуха установлены в количестве не менее чем один патрубок на каждый метр длины газового и воздушного коллекторов соответственно, а газовыпускные и воздуховыпускные сопла расположены снизу по меньшей мере тремя продольными рядами с углом раскрытия между собой 30°≤α≤45°.The specified technical result is achieved by the fact that in the proposed low-pressure tubular-slot burner with an extended control range for combustion of secondary gases of the metallurgical cycle, containing a rectangular body equipped with secondary air inlet pipes, inside which a tubular gas manifold with gas inlet pipes and gas outlet nozzles located below is located longitudinal rows and radially directed to its central axis, and a tubular air collector located around it and coaxially with it with primary air supply pipes and air outlet nozzles installed from below in longitudinal rows and radially directed to its central axis, located around the gas outlet nozzles and coaxial with them according to According to the invention, the secondary air supply pipes are installed in an amount of at least one pipe for each meter of the burner body length, the gas supply pipes and primary air supply pipes are installed in the number of ve not less than one branch pipe for each meter of the length of the gas and air collectors, respectively, and the gas outlet and air outlet nozzles are located below at least three longitudinal rows with an opening angle between each other of 30 ° ≤α≤45 °.

Кроме того, газоподводящие патрубки и патрубки подвода первичного воздуха расположены один в другом и соосно относительно друг друга. Боковые стенки корпуса горелки имеют сплошную структуру, с внутренней стороны боковых стенок по их нижней образующей установлены фиксаторы, при этом нижняя кромка корпуса горелки расположена ниже горизонтальной оси газового и воздушного коллекторов на величину, не превышающую расстояние от поверхности воздушного коллектора до нижнего среза воздуховыпускного сопла.In addition, gas supply pipes and primary air supply pipes are located one in the other and coaxially relative to each other. The side walls of the burner body have a solid structure, on the inner side of the side walls along their lower generatrix there are clamps, while the lower edge of the burner body is located below the horizontal axis of the gas and air manifolds by an amount not exceeding the distance from the surface of the air manifold to the lower cut of the air outlet nozzle.

Изобретение иллюстрируется чертежами, где на фиг. 1 показана трубчато-щелевая горелка в разрезе.The invention is illustrated in the drawings, where FIG. 1 shows a tubular-slot burner in section.

Горелка состоит из прямоугольного корпуса 1, в крышке которого размещены патрубки подвода вторичного воздуха 2, в количестве не менее чем один патрубок на каждый метр длины корпуса горелки, внутри корпуса 1 установлен газовый коллектор 3 с газоподводящими патрубками 4 в количестве, не менее чем один патрубок на каждый метр длины газового коллектора 3, и газовыпускными соплами 5, расположенными снизу по меньшей мере тремя продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси с углом раскрытия между собой 30°≤α≤45°, и расположенный вокруг него и соосно ему воздушный коллектор 6 с патрубками подвода первичного воздуха 7 в количестве, не менее чем один патрубок на каждый метр длины воздушного коллектора 6, и воздуховыпускными соплами 8, установленными снизу по меньшей мере тремя продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси, расположенными вокруг газовыпускных сопел 5 и соосно с ними с углом раскрытия между собой 30°≤α≤45°. Боковые стенки корпуса горелки имеет сплошную структуру, с внутренней стороны боковых стенок по их нижней образующей установлены фиксаторы 9, при этом нижняя кромка корпуса горелки 1 расположена ниже горизонтальной оси газового коллектора 3 и соосно с ним воздушного коллектора 6 на величину Н, не превышающую расстояние h от поверхности воздушного коллектора 6 до нижнего среза воздуховыпускного сопла 8.The burner consists of a rectangular body 1, in the lid of which there are secondary air inlet pipes 2, in the amount of at least one pipe for each meter of the burner body length, inside body 1 there is a gas manifold 3 with gas supply pipes 4 in an amount of at least one pipe for each meter of length of the gas collector 3, and gas outlet nozzles 5 located below at least three longitudinal rows and radially directed to its central axis with an opening angle between each other 30 ° ≤α≤45 °, and an air collector located around it and coaxially to it 6 with branch pipes for supplying primary air 7 in an amount, at least one branch pipe for each meter of the length of the air manifold 6, and air outlet nozzles 8 installed from below at least three longitudinal rows and radially directed to its central axis, located around the gas outlet nozzles 5 and coaxially with them with an opening angle between them 30 ° ≤α≤45 °. The side walls of the burner body has a solid structure, on the inner side of the side walls along their lower generatrix there are clips 9, while the lower edge of the burner body 1 is located below the horizontal axis of the gas manifold 3 and coaxial with it of the air manifold 6 by an amount H, not exceeding the distance h from the surface of the air manifold 6 to the lower edge of the air outlet nozzle 8.

Предлагаемая трубчато-щелевая горелка низкого давления с расширенным диапазоном регулирования для сжигания вторичных газов металлургического цикла в горнах агломерационных машин работает следующим образом.The proposed low-pressure tubular-slot burner with an extended control range for combustion of secondary gases of the metallurgical cycle in the hearths of sintering machines operates as follows.

Подача газа в газовый коллектор 3 осуществляется равномерно с помощью газоподводящих патрубков 4, откуда через газовыпускные сопла 5 поступает в нижнюю часть корпуса горелки. Подвод первичного воздуха в воздушный коллектор 6 осуществляется равномерно по длине коллектора с помощью патрубков подвода первичного воздуха 7, откуда через воздуховыпускные сопла 8 поступает в нижнюю часть корпуса горелки. Подвод газа в газовый коллектор 3 и подвод первичного воздуха в воздушный коллектор 6 осуществляется совмещенно путем установки коаксиально газоподводящих патрубков 4 в патрубках подвода первичного воздуха 7. Патрубки размещаются по длине горелки в количестве не менее чем один патрубок на каждый метр длины газового и воздушного коллекторов соответственно. Подвод топлива и первичного воздуха соответственно к газовому коллектору 3 и воздушному коллектору 6 через размещенные таким образом газоподводящие патрубки 4 и патрубки подвода первичного воздуха 7 создает наиболее благоприятные условия для равномерного аэродинамического распределения давлений потоков газа и воздуха по длине соответственно газового коллектора 3 и воздушного коллектора 6 горелки, пики давлений потоков топлива и первичного воздуха при входе в коллектора сглаживаются, достигается наилучшая равномерность потоков по длине горелки, формирующая одинаковое поле скоростей истечения газа и воздуха из расположенных в нижней части горелки газовыпускных 5 и воздуховыпускных 8 сопел. При снижении количества газоподводящих патрубков 4 и патрубков подвода первичного воздуха 7 нарушается качество смесеобразования и сжигания газообразного топлива.The gas supply to the gas manifold 3 is carried out uniformly with the help of gas supply pipes 4, from where it flows through the gas outlet nozzles 5 to the lower part of the burner body. The supply of primary air to the air manifold 6 is carried out uniformly along the length of the collector using the primary air inlet pipes 7, from where it enters the lower part of the burner body through the air outlet nozzles 8. The gas supply to the gas manifold 3 and the primary air supply to the air manifold 6 are carried out in combination by installing coaxially gas supply pipes 4 in the primary air supply pipes 7. The pipes are placed along the length of the burner in an amount of at least one pipe for each meter of the length of the gas and air collectors, respectively ... The supply of fuel and primary air, respectively, to the gas manifold 3 and the air manifold 6 through the gas inlet pipes 4 and the primary air inlet pipes 7 arranged in this way creates the most favorable conditions for uniform aerodynamic distribution of the pressures of the gas and air flows along the length of the gas manifold 3 and the air manifold 6, respectively. burner, the pressure peaks of the fuel and primary air flows at the entrance to the manifold are smoothed out, the best uniformity of flows along the length of the burner is achieved, which forms the same field of gas and air outflow velocities from the gas outlet 5 and air outlet 8 nozzles located in the lower part of the burner. With a decrease in the number of gas supply pipes 4 and primary air supply pipes 7, the quality of mixture formation and combustion of gaseous fuel is disturbed.

Газовыпускные сопла 5 расположены в нижней части газового коллектора 3 по меньшей мере тремя продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси с углом раскрытия между собой 30°≤α≤45°, вокруг газовыпускных сопел и соосно с ними расположены воздуховыпускные сопла 8, установленные в нижней части воздушного коллектора 6 по меньшей мере тремя продольными рядами и радиально направленными к его центральной оси с углом раскрытия между собой 30°≤α≤45° для повышения плотности и равномерности теплового потока продуктов сгорания, поступающих к поверхности аглоспека в единицу времени. При увеличении суммарной площади выходных отверстий потоков газа и воздуха и равном значении давления потоков на входе в горелку повышается ее пропускная способность, количество выделяемого тепла на единицу площади зажигания, что позволяет использовать топливо с меньшим давлением на входе в горелку с сохранением интенсивности зажигания, увеличить пределы регулирования горелки по тепловой мощности за счет расширения нижней границы диапазона регулирования тепловой мощности горелки.The gas outlet nozzles 5 are located in the lower part of the gas manifold 3 by at least three longitudinal rows and radially directed to its central axis with an opening angle between each other of 30 ° ≤α≤45 °, around the gas outlet nozzles and coaxially with them there are air outlet nozzles 8 installed in the lower part of the air manifold 6 by at least three longitudinal rows and radially directed to its central axis with an opening angle of 30 ° ≤ α ≤ 45 ° to increase the density and uniformity of the heat flux of combustion products entering the sinter sinter surface per unit time. With an increase in the total area of the outlet openings of gas and air flows and an equal value of the pressure of the flows at the inlet to the burner, its throughput increases, the amount of heat released per unit of ignition area, which makes it possible to use fuel with a lower pressure at the inlet to the burner while maintaining the ignition intensity, increase the limits regulation of the burner by thermal power by expanding the lower limit of the range of regulation of the thermal power of the burner

На выходе из газовыпускных и воздуховыпускных сопел горелки в нижней части корпуса горелки происходит смешение потоков топлива и первичного воздуха, процесс смесеобразования сопровождается подмешиванием вторичного воздуха, поступающего из патрубков подвода вторичного воздуха 2, равномерно распределенных по длине корпуса горелки 1 в количестве не менее чем один патрубок на каждый метр длины корпуса горелки, тем самым создавая постоянный по длине горелки избыток воздуха для обеспечения в рабочем пространстве зажигательного горна достаточного количества свободного кислорода на горение твердого топлива в слое аглоспека. Вторичный воздух, свободно обтекая воздушный коллектор 6 через зазор, обустроенный за счет установки фиксаторов 9 в нижней части корпуса горелки, эжектируется скоростными потоками топлива и первичного воздуха, образованная таким образом газо-воздушная смесь воспламеняется на выходе из устья трубчато-щелевой горелки. Нижняя кромка корпуса горелки расположена ниже горизонтальной оси газового и воздушного коллекторов на величину, не превышающую расстояние от поверхности воздушного коллектора до нижнего среза воздуховыпускного сопла для создания оптимальной зоны смешения и воспламенения топливовоздушной смеси при условии снижения воздействия лучистой составляющей пламени факела на поверхность корпуса горелки.At the outlet of the gas outlet and air outlet nozzles of the burner in the lower part of the burner body, there is a mixing of fuel and primary air flows, the mixing process is accompanied by the mixing of secondary air coming from the secondary air supply nozzles 2, evenly distributed along the length of the burner body 1 in an amount of at least one nozzle for each meter of the burner body length, thereby creating an excess of air constant along the burner length to provide a sufficient amount of free oxygen in the working space of the ignition hearth for the combustion of solid fuel in the sinter layer. Secondary air, freely flowing around the air manifold 6 through the gap, equipped by installing clamps 9 in the lower part of the burner body, is ejected by high-speed flows of fuel and primary air, the gas-air mixture thus formed ignites at the outlet from the mouth of the tubular-slot burner. The lower edge of the burner body is located below the horizontal axis of the gas and air manifolds by an amount not exceeding the distance from the surface of the air manifold to the lower cut of the air outlet nozzle to create an optimal mixing zone and ignition of the fuel-air mixture, provided that the effect of the radiant component of the torch flame on the surface of the burner body is reduced.

Кроме того, фиксаторы 9, установленные с внутренней стороны боковых стенок корпуса по их нижней образующей, создают оптимальное проходное сечение потоку вторичного воздуха с преимуществом минимального сопротивления, таким образом повышая эффективность охлаждения корпуса горелки и создавая условия для расширения диапазона регулирования горелки по коэффициенту избытка воздуха.In addition, the clamps 9 installed on the inner side of the side walls of the housing along their lower generatrix create an optimal flow area for the secondary air flow with the advantage of minimum resistance, thus increasing the cooling efficiency of the burner housing and creating conditions for expanding the burner control range in terms of the excess air ratio.

Предлагаемая, согласно изобретению, конструкция горелки используется в агломерационном цехе ПАО «Северсталь». В настоящее время в зажигательном горне агломерационной машины типа К-3-75 установлены две трубчато-щелевых горелки низкого давления с расширенным диапазоном регулирования для сжигания вторичных газов металлургического цикла предлагаемой конструкции. Конкретный пример исполнения заявленной горелки:The proposed, according to the invention, the burner design is used in the sinter shop of PJSC "Severstal". At present, two low-pressure tubular-slot burners with an extended control range for combustion of secondary gases of the metallurgical cycle of the proposed design are installed in the incendiary furnace of the K-3-75 sintering machine. A specific example of the execution of the declared burner:

количество подводов вторичного воздуха - один на каждые 0,7 метра длины корпуса горелки;number of secondary air inlets - one for every 0.7 meters of the burner body length;

количество подводов газа - один на каждые 0,9 метра длины газового коллектора;the number of gas inlets - one for every 0.9 meters of the length of the gas manifold;

количество подводов первичного воздуха - один на каждые 0,9 метра длины воздушного коллектора;number of primary air inlets - one for every 0.9 meters of air collector length;

газовыпускные и воздуховыпускные сопла расположены снизу тремя продольными рядами с углом раскрытия между собой α=30°;gas outlet and air outlet nozzles are located at the bottom in three longitudinal rows with an opening angle between each other α = 30 °;

расстояние от горизонтальной оси газового коллектора и соосно с ней воздушного коллектора до нижней кромки корпуса горелки Н=25 мм;the distance from the horizontal axis of the gas manifold and coaxial with it of the air manifold to the lower edge of the burner body H = 25 mm;

расстояние от поверхности воздушного коллектора до нижнего среза воздуховыпускного сопла h=26 мм;the distance from the surface of the air manifold to the lower edge of the air outlet nozzle h = 26 mm;

фиксаторы, 6 штук.clamps, 6 pieces.

В результате использования трубчато-щелевой горелки низкого давления с расширенным диапазоном регулирования для сжигания вторичных газов металлургического цикла предлагаемой конструкции, за счет создания условий стабильного сжигания вторичного газа при снижении давления газовоздушных потоков на входе в горелку, достигнуто повышение общего температурного уровня рабочего пространства горна на 60°С, снижен перепад температуры по ширине зажигательного горна на 95°С, при этом экономия газообразного топлива в зажигательном горне агломерационной машины составила 6%, объем выхода годного продукта увеличен на 4,7%. Кроме этого, использование горелки предлагаемой конструкции позволяет обеспечить эксплуатационную надежность горелок и продлить рабочий ресурс.As a result of the use of a low-pressure tubular-slot burner with an extended control range for the combustion of secondary gases of the metallurgical cycle of the proposed design, due to the creation of conditions for stable combustion of the secondary gas with a decrease in the pressure of the gas-air flows at the burner inlet, an increase in the total temperature level of the furnace working space by 60 ° C, the temperature drop across the width of the incendiary hearth was reduced by 95 ° C, while the saving of gaseous fuel in the incendiary hearth of the sintering machine was 6%, the volume of the product yield increased by 4.7%. In addition, the use of the proposed burner design allows ensuring the operational reliability of the burners and extending the service life.

Таким образом, предложенное изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность горелок, обеспечить сплошность теплового потока продуктов сгорания для создания равномерного температурного поля газовой атмосферы по всей ширине горна, обеспечить стабильное качество сжигания вторичных газов низкого давления в расширенном по нижней границе диапазоне регулирования тепловой мощности и коэффициента избытка воздуха, что особенно ценно при сжигании вторичного топлива металлургического цикла, с обеспечением повышенной доли свободного кислорода в рабочем пространстве зажигательного горна для активного горения твердого топлива в верхнем слое аглоспека, создания условий для ровного и устойчивого процесса зажигания и повышения надежности процесса агломерации.Thus, the proposed invention makes it possible to increase the operational reliability of burners, to ensure the continuity of the heat flux of combustion products to create a uniform temperature field of the gas atmosphere over the entire width of the hearth, to ensure a stable quality of combustion of low-pressure secondary gases in the range of regulation of thermal power and excess air ratio extended along the lower boundary. , which is especially valuable in the combustion of secondary fuel of the metallurgical cycle, with the provision of an increased fraction of free oxygen in the working space of the ignition hearth for active combustion of solid fuel in the upper layer of sinter cake, creating conditions for an even and stable ignition process and increasing the reliability of the sintering process.

Claims

1. A tubular-slot low-pressure burner with an extended control range for combustion of secondary gases of a metallurgical cycle, containing a rectangular body equipped with secondary air inlet pipes, inside which a tubular gas manifold with gas inlet pipes and gas outlet nozzles located below in longitudinal rows and radially directed to it is located central axis, and a tubular air collector located around it and coaxially with it with primary air supply pipes and air outlet nozzles installed from below in longitudinal rows and radially directed to its central axis, located around the gas outlet nozzles and coaxial with them, characterized in that the secondary inlet pipes air is installed in an amount of at least one branch pipe for each meter of the burner body length, gas supply branch pipes and primary air supply branch pipes are installed in an amount of at least one branch pipe for each meter of gas and air collectors, respectively, and the gas outlet and air outlet nozzles are located below at least three longitudinal rows with an opening angle between each other 30 ° ≤α≤45 °.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the gas supply pipes and the primary air supply pipes are located one in the other and coaxially relative to each other.

3. The burner according to claim 1, characterized in that the side walls of the burner body have a solid structure, on the inner side of the side walls along their lower generatrix there are clamps, and the lower edge of the burner body is located below the horizontal axis of the gas and air manifolds by an amount not exceeding distance from the surface of the air manifold to the bottom edge of the air outlet nozzle.