RU65890U1 - AIR HEATER - Google Patents
AIR HEATER Download PDFInfo
- Publication number
- RU65890U1 RU65890U1 RU2007116051/22U RU2007116051U RU65890U1 RU 65890 U1 RU65890 U1 RU 65890U1 RU 2007116051/22 U RU2007116051/22 U RU 2007116051/22U RU 2007116051 U RU2007116051 U RU 2007116051U RU 65890 U1 RU65890 U1 RU 65890U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- air
- channels
- lining
- vertical
- prechamber
- Prior art date
Links
Landscapes
- Air Supply (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к конструкциям аппаратов для нагрева воздушного дутья доменных печей. Сущность п.м.: насадка воздухонагревателя состоит из объемных унифицированных элементов, размещенных с образованием воздушных вертикальных и горизонтальных каналов ячеистой структуры, в которой вертикальные и горизонтальные каналы объединены в чередующиеся круговые и линейные секции, обеспечивающие возможность дополнительного конвективного нагрева воздуха за счет повышения контактной поверхности теплообмена, причем площадь поперечного сечения одного горизонтального канала составляет не менее 0,1 площади поперечного сечения одного вертикального канала, при этом объемные унифицированные элементы контактируют друг с другом по площади и высоте и размещены, по меньшей мере, в два ряда. 2 п. ф-лы, 5 фиг. илл.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular, to the designs of apparatuses for heating air blast of blast furnaces. The essence of the meter: the heater nozzle consists of volumetric unified elements placed with the formation of air vertical and horizontal channels of the cellular structure, in which the vertical and horizontal channels are combined into alternating circular and linear sections, providing the possibility of additional convective heating of the air by increasing the contact surface heat transfer, and the cross-sectional area of one horizontal channel is not less than 0.1 cross-sectional area of one about a vertical channel, while the volumetric unified elements are in contact with each other in area and height and are placed in at least two rows. 2 p. Fs, 5 figs. ill.
Description
Полезная модель относится к черной металлургии, в частности, к конструкциям аппаратов для нагрева воздушного дутья доменных печей.The utility model relates to ferrous metallurgy, in particular, to the designs of apparatuses for heating air blast of blast furnaces.
Известен воздухонагреватель, содержащий кожух с футеровкой, насадку, расположенный над насадкой штуцер горячего дутья, купол, кольцевую форкамеру, выполненную между футеровкой купола и насадочной камерой, снабженный многосопловой горелкой, под которой расположены кольцевые коллекторы газа и воздуха, имеющие подводящие патрубки и выходные каналы, перекрытые насадками для газа и воздуха, между которыми размещены смесительные камеры горелок (см., например, описание изобретения к а.с. СССР №602555, кл. С21В 9/02 от 15.04.1978).A heater is known comprising a casing with a lining, a nozzle located above the nozzle, a hot blast fitting, a dome, an annular prechamber made between the lining of the dome and the nozzle chamber, equipped with a multi-nozzle burner, under which there are ring gas and air collectors having inlet pipes and outlet channels, blocked by nozzles for gas and air, between which mixing chambers of the burners are located (see, for example, the description of the invention to the AS of the USSR No. 602555, class C21B 9/02 of 04/15/1978).
Недостатком данного устройства являются повышенное гидравлическое сопротивление как по газовому, так и по воздушным трактам, невысокий межремонтный срок службы, обусловленный большими колебаниями температур кладки горелки и температурными напряжениями, а также трудоемкий монтаж и значительные габариты.The disadvantage of this device is the increased hydraulic resistance in both gas and air ducts, low overhaul life, due to large fluctuations in the temperature of the burner masonry and temperature stresses, as well as laborious installation and significant dimensions.
Наиболее близким из известных по своей технической сущности и достигаемому результату является выбранный в качестве прототипа воздухонагреватель, содержащий кожух с куполом, имеющие футеровку, насадку, расположенный над ней штуцер горячего дутья, коллекторы газа и воздуха с подводящими штуцерами и каналами, при этом форкамера расположена в верхней части купола соосно с ним и имеет кожух с футеровкой, выполненной независимо от футеровки купола с самостоятельной опорой на кожух форкамеры, штуцер горячего дутья расположен над насадкой на расстоянии до его оси не менее одного диаметра его проходного сечения, коллекторы газа и воздуха расположены между кожухом и боковой стенкой The closest known by its technical essence and achieved result is an air heater selected as a prototype, containing a casing with a dome, having a lining, a nozzle, a hot blast fitting located above it, gas and air manifolds with inlet fittings and channels, while the prechamber is located in the upper part of the dome is coaxial with it and has a casing with a lining made independently of the lining of the dome with independent support on the casing of the prechamber; the hot blast fitting is located above the nozzle on a distance to its axis of at least one diameter of its bore, gas and air manifolds are located between the casing and the side wall
футеровки один над другим, а сообщающиеся с ним каналы выполнены в вертикальной боковой стенке футеровки форкамеры с возможностью подачи газа и воздуха непосредственно в форкамеру (см. патент РФ №2145637, кл. С21В 9/02, опубл. 20.02.2000).the lining is one above the other, and the channels connecting with it are made in the vertical side wall of the lining of the prechamber with the possibility of supplying gas and air directly to the prechamber (see RF patent No. 2145637, class C21B 9/02, publ. 02.20.2000).
К недостаткам устройства можно отнести неполное сгорание газа в форкамере, в результате чего продукты неполного сгорания осаждаются в каналах в насадки и резко снижается контактная поверхность площади теплообмена в воздухонагревателе.The disadvantages of the device include the incomplete combustion of gas in the prechamber, as a result of which the products of incomplete combustion are deposited in the channels in the nozzles and the contact surface of the heat exchange area in the air heater decreases sharply.
Технический результат от использования заявленного устройства заключается в повышении эффективности конструкции за счет обеспечения полного сгорания газа до входа в насадочную камеру, повышения к.п.д. и снижения сборочно-монтажных работ и эксплуатационных затрат.The technical result from the use of the claimed device is to increase the efficiency of the structure by ensuring complete combustion of gas before entering the nozzle chamber, increasing efficiency and lower assembly and operating costs.
Заявленная совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому техническому результату.The claimed combination of essential features is in direct causal relationship to the achieved technical result.
Указанный технический результат достигается тем, что в воздухонагревателе, содержащем кожух с куполом, имеющие футеровку, насадку, расположенный над ней штуцер горячего дутья, коллекторы газа и воздуха с подводящими штуцерами и каналами, при этом форкамера расположена в верхней части купола соосно с ним и имеет кожух с футеровкой, выполненной независимо от футеровки купола с самостоятельной опорой на кожух форкамеры, штуцер горячего дутья расположен над насадкой на расстоянии до его оси не менее одного диаметра его проходного сечения, коллекторы газа и воздуха расположены между кожухом и боковой стенкой футеровки один над другим, а сообщающиеся с ним каналы выполнены в вертикальной боковой стенке футеровки форкамеры с возможностью подачи газа и воздуха непосредственно в форкамеру, насадка состоит из объемных унифицированных элементов, размещенных, по меньшей мере, в два ряда, контактирующих друг с другом по площади и высоте с образованием воздушных вертикальных и горизонтальных каналов ячеистой структуры, в которой вертикальные и горизонтальные каналы объединены в чередующиеся круговые и линейные секции, обеспечивающие возможность дополнительного конвективного нагрева воздуха за счет The specified technical result is achieved in that in an air heater containing a casing with a dome, having a lining, a nozzle, a hot blast fitting located above it, gas and air manifolds with supply fittings and channels, while the prechamber is coaxial with it and has a casing with a lining made independently of the lining of the dome with independent support on the casing of the prechamber, the hot blast fitting is located above the nozzle at a distance to its axis of at least one diameter of its passage section, to gas and air manifolds are located between the casing and the side wall of the lining one above the other, and the channels communicating with it are made in the vertical side wall of the lining of the prechamber with the possibility of supplying gas and air directly to the prechamber, the nozzle consists of volumetric unified elements placed at least in two rows in contact with each other in area and height with the formation of air vertical and horizontal channels of the cellular structure, in which the vertical and horizontal channels are combined into reduyuschiesya circular and linear sections, providing the possibility of additional convective heating air due
повышения контактной поверхности теплообмена, причем площадь поперечного сечения одного горизонтального канала составляет не менее 0,1 площади поперечного сечения одного вертикального канала, при этом объемные унифицированные элементы контактируют друг с другом по площади и высоте и размещены, по меньшей мере, в два ряда.increasing the contact surface of heat transfer, and the cross-sectional area of one horizontal channel is not less than 0.1 of the cross-sectional area of one vertical channel, while the volumetric unified elements are in contact with each other in area and height and are arranged in at least two rows.
Сравнение заявленного технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна", так как оно не известно из уровня техники.Comparison of the claimed technical solution with the prototype made it possible to establish compliance with its criterion of "novelty", since it is not known from the prior art.
Предложенное устройство является промышленно применимым существующими техническими средствами.The proposed device is industrially applicable existing technical means.
Таким образом, предложенное техническое решение соответствует установленным условиям патентоспособности полезной модели.Thus, the proposed technical solution meets the established conditions of patentability of a utility model.
Других известных технических решений аналогичного назначения с подобными существенными признаками заявителем не обнаружено.The other known technical solutions for a similar purpose with similar significant features by the applicant was not found.
На фиг.1 представлен воздухонагреватель, общий вид, на фиг.2 - разрез I-I на фиг.1, на фиг.3 - разрез II-II на фиг.1, на фиг.4 - насадочный блок без горизонтальных каналов, на фиг.5 - насадочный блок с горизонтальными каналами.Figure 1 shows the air heater, a General view, figure 2 is a section II in figure 1, figure 3 is a section II-II in figure 1, figure 4 is a nozzle block without horizontal channels, in fig. 5 - nozzle block with horizontal channels.
Воздухонагреватель содержит кожух 1 с футеровкой 2, насадку 3 с вертикальными и соединительными горизонтальными каналами для прохода продуктов горения и воздуха, а также штуцер 4 горячего дутья, расположенный над насадкой 3 на расстоянии не менее одного диаметра его проходного сечения.The air heater comprises a casing 1 with a lining 2, a nozzle 3 with vertical and connecting horizontal channels for the passage of combustion products and air, and a hot blast fitting 4 located above the nozzle 3 at a distance of at least one diameter of its passage section.
Купол 5 выполнен с расположенной соосно с ним форкамерой 6, имеющей кожух 7 и футеровку 8 с независимой опорой на кожух 9. В боковой стенке 10 форкамеры 6 выполнены каналы 11 для прохода газа и каналами 12 и 13 для прохода воздуха, соответственно сообщающиеся с расположенными друг под другом внутренними газовым и воздушным коллекторами 14, 15 и штуцерами 16 и 17 для подвода газа и воздуха.The dome 5 is made with a prechamber 6 located coaxially with it, having a casing 7 and a lining 8 with independent support on the casing 9. In the side wall 10 of the prechamber 6, channels 11 for gas passage and channels 12 and 13 for air passage, respectively communicating with each other, are arranged under another internal gas and air manifolds 14, 15 and fittings 16 and 17 for supplying gas and air.
Насадка 3 воздухонагревателя состоит из объемных унифицированных (взаимозаменяемых) элементов, размещенных, по меньшей мере, в два ряда, контактирующих друг с другом The nozzle 3 of the air heater consists of volumetric unified (interchangeable) elements placed at least in two rows in contact with each other
по площади и высоте с образованием воздушных вертикальных и горизонтальных каналов ячеистой структуры, в которой вертикальные и горизонтальные каналы объединены в чередующиеся круговые и линейные секции, обеспечивающие возможность дополнительного конвективного нагрева воздуха за счет повышения контактной поверхности теплообмена, при этом площадь поперечного сечения одного горизонтального канала составляет не менее 0,1 площади поперечного сечения одного вертикального канала, что, согласно тепловым расчетам, является наиболее эффективным, способствует увеличению поверхности теплообмена и препятствует конвективной потере вертикальных каналов вследствие возможного засорения при длительной эксплуатации воздухонагревателя.in area and height with the formation of vertical and horizontal air channels of a cellular structure, in which vertical and horizontal channels are combined into alternating circular and linear sections, which provide the possibility of additional convective heating of air by increasing the contact surface of heat transfer, while the cross-sectional area of one horizontal channel is not less than 0.1 cross-sectional area of one vertical channel, which, according to thermal calculations, is the most effective ivnym, it helps to increase the heat transfer surface and prevents convective loss of vertical channel due to possible clogging during prolonged operation of the heater.
Предпочтительно, чтобы в верхний коллектор подавался газ, а в нижний - воздух, что исключает возможность неполного сгорания газа и образование сажи, которая затем может оседать и забивать вертикальные 18 и горизонтальные 19 каналы ячеистой структуры насадки.It is preferable that gas be supplied to the upper collector and air to the lower collector, which eliminates the possibility of incomplete combustion of gas and the formation of soot, which can then settle and clog vertical 18 and horizontal 19 channels of the cellular structure of the nozzle.
Работает предложенный воздухонагреватель следующим образом.The proposed air heater works as follows.
В период нагрева воздух для горения по штуцеру 17 подается в воздушный коллектор 15, расположенный внутри воздухонагревателя между кожухом и футеровкой форкамеры под газовым коллектором 14, и через каналы 12, 13 в вертикальной стенке футеровки 2 поступает в форкамеру 6. Газ по штуцеру 16 подается в газовый коллектор 14, расположенный внутри воздухонагревателя между кожухом и футеровкой форкамеры 6 над воздушным коллектором 15, откуда через каналы 11 боковой стенки 10 поступает в форкамеру 6. Струи газа на выходе радиальных каналов 11 подсасывают находящийся в форкамере 6 воздух, происходит загорание газа в верхней части форкамеры от ее кладки, разогретой в период дутья. При направлении верхнего ряда воздушных струй по радиусу и вверх на угол до 30° условия начального перемешивания и загорания газа и воздуха улучшаются. В верхней части форкамеры образуется горячий закрученный поток газа, при этом температура в верхней части форкамеры достаточна для воспламенения газа.During the heating period, combustion air through the nozzle 17 is supplied to the air collector 15 located inside the air heater between the casing and the lining of the prechamber under the gas manifold 14, and through the channels 12, 13 in the vertical wall of the lining 2 enters the prechamber 6. Gas through the nipple 16 is fed into a gas manifold 14 located inside the air heater between the casing and the lining of the pre-chamber 6 above the air collector 15, from where it enters the pre-chamber 6 through the channels 11 of the side wall 10. The gas jets are sucked out at the outlet of the radial channels 11 the air that is in the pre-chamber 6, gas ignites in the upper part of the pre-chamber from its masonry, heated during the blasting period. When the upper row of air jets is directed along the radius and up to an angle of up to 30 °, the conditions for the initial mixing and ignition of gas and air are improved. A hot swirling gas flow forms in the upper part of the prechamber, while the temperature in the upper part of the prechamber is sufficient to ignite the gas.
В период нагрева сгоревшие газы проходят через вертикальные каналы 18 насадки 3, частично попадая в горизонтальные соединительные каналы 19, вследствие чего нагреваемый воздух в насадке 3 получает дополнительный нагрев. В случае засорения одного из каналов продукты горения переходят через соединительные каналы 19 в соседние вертикальные каналы, сохраняя работоспособным участок канала до места перекрытия, и осуществляют дополнительный нагрев воздуха.During the heating period, the burnt gases pass through the vertical channels 18 of the nozzle 3, partially falling into the horizontal connecting channels 19, as a result of which the heated air in the nozzle 3 receives additional heating. In case of clogging of one of the channels, the combustion products pass through the connecting channels 19 into adjacent vertical channels, keeping the channel section operable to the point of overlap, and perform additional heating of the air.
При дальнейшем движении в газовый поток внедряются радиально расположенные струи воздуха из каналов 13, обеспечивая подачу воздуха к центру газового потока. Общая закрутка потока при этом уменьшается. Затем в поток поступают струи воздуха из каналов 12, которые подают воздух к периферийной части потока и снова увеличивают закрутку потока. В результате происходит интенсивное выгорание газа в форкамере, которое заканчивается в середине конусной части купола.With further movement, radially arranged air jets from channels 13 are introduced into the gas stream, providing air supply to the center of the gas stream. The total swirl of the flow is reduced. Then, air jets from channels 12 enter the stream, which supply air to the peripheral part of the stream and again increase the swirl of the stream. As a result, intense burning of gas occurs in the prechamber, which ends in the middle of the conical part of the dome.
Распределение продуктов горения по насадке сильно зависит от закрутки потока, при этом наибольшие скорости наблюдаются в центральной части сечения насадки, а минимальные скорости закрутки потока имеют место на периферии, что вызывает неравномерное распределение продуктов сгорания по площади насадки. В дутьевой период холодное дутье поступает в насадку 3 снизу и, проходя ее вверх по вертикальным каналам 18, нагревается. Кроме того, частично проходя через соединительные каналы 19, осуществляется дополнительный нагрев воздуха. В случае воздушной непроходимости одного из вертикальных каналов 18 воздух по соединительным горизонтальным каналам 19 проходит в соседние вертикальные каналы и осуществляет дополнительный нагрев. Нагретое дутье выходит под купол 5 и отводится через штуцер 4 горячего дутья к потребителю для нагрева теплоносителя до требуемых температур.The distribution of the combustion products over the nozzle strongly depends on the flow swirl, with the highest speeds observed in the central part of the nozzle cross section, and the minimum flow swirl speeds occur on the periphery, which causes an uneven distribution of the combustion products over the nozzle area. In the blasting period, the cold blast enters the nozzle 3 from below and, passing it upward along the vertical channels 18, heats up. In addition, partially passing through the connecting channels 19, additional heating of the air is carried out. In the case of air obstruction of one of the vertical channels 18, the air through the connecting horizontal channels 19 passes into the adjacent vertical channels and carries out additional heating. The heated blast leaves under the dome 5 and is discharged through the hot blast fitting 4 to the consumer to heat the coolant to the required temperatures.
В период дутья, вследствие высокой температуры горячего дутья в форкамере поддерживается температура кладки, достаточная для зажигания газа. Однако общий уровень температур и перепад температур в кладке форкамеры между газовым и дутьевым периодами будет меньше, что обеспечит высокую термическую стойкость кладки форкамеры.During the blasting period, due to the high temperature of the hot blasting in the prechamber, the masonry temperature is maintained sufficient to ignite the gas. However, the overall temperature level and the temperature difference in the masonry of the prechamber between the gas and blast periods will be less, which will ensure high thermal stability of the masonry of the prechamber.
Все это позволит увеличить межремонтный срок службы воздухонагревателя и сократить эксплуатационные затраты.All this will increase the overhaul life of the heater and reduce operating costs.
Данная конструкция воздухонагревателя является наиболее перспективной по полноте и экономичности сжигания газа, стойкости футеровки и фукционированию.This design of the air heater is the most promising in terms of completeness and efficiency of gas combustion, lining resistance and fuctioning.
Выполненные тепловые расчеты показывают, что применение насадки с вертикальными и соединительными горизонтальными каналами с образованием ячеистой структуры позволяет повысить температуру дутья в среднем на 60°С при одинаковой высоте насадки, при этом возможно снизить ее высоту в среднем на 1,5 м при одинаковой расчетной температуре дутья.The performed thermal calculations show that the use of nozzles with vertical and connecting horizontal channels with the formation of a cellular structure makes it possible to increase the temperature of the blast by an average of 60 ° C at the same nozzle height, while it is possible to reduce its height by an average of 1.5 m at the same calculated temperature blast.
Таким образом, применение данного устройства обеспечивает повышение эффективности конструкции за счет обеспечения полного сгорания газа до входа в насадочную камеру, повышение к.п.д. и снижение сборочно-монтажных работ и эксплуатационных затрат.Thus, the use of this device provides an increase in the efficiency of the structure by ensuring complete combustion of gas before entering the nozzle chamber, increasing the efficiency and reduced assembly and operating costs.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007116051/22U RU65890U1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | AIR HEATER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007116051/22U RU65890U1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | AIR HEATER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU65890U1 true RU65890U1 (en) | 2007-08-27 |
Family
ID=38597420
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007116051/22U RU65890U1 (en) | 2007-04-28 | 2007-04-28 | AIR HEATER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU65890U1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015094011A1 (en) | 2013-12-18 | 2015-06-25 | Закрытое Акционерное Общество "Калугин" | Shaftless air heater |
RU2736818C1 (en) * | 2020-05-01 | 2020-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Shaftless air heater |
-
2007
- 2007-04-28 RU RU2007116051/22U patent/RU65890U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015094011A1 (en) | 2013-12-18 | 2015-06-25 | Закрытое Акционерное Общество "Калугин" | Shaftless air heater |
RU2554239C1 (en) * | 2013-12-18 | 2015-06-27 | Закрытое Акционерное Общество "Калугин" | Shaftless air heater |
RU2736818C1 (en) * | 2020-05-01 | 2020-11-20 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Shaftless air heater |
WO2021221536A1 (en) * | 2020-05-01 | 2021-11-04 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт металлургической теплотехники" (ОАО "ВНИИМТ") | Shaftless blast heater |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009008758A1 (en) | Air heater | |
CN102230626A (en) | Flat-tube self-preheating burner of flow splitting plate | |
CN101694297A (en) | Forced-draft burner and method for regularizing side-combustion high-temperature preheated air of square-box furnace | |
CN101608793A (en) | Air and gas double heat accumulating type burner | |
CN101024859B (en) | Ball-shape top-burning type hot-air furnace with annular-arranged vertical up-spray burner | |
CN207716416U (en) | The continous way Self-heat-storage flameless burner of the double preheatings of air/gas | |
RU65890U1 (en) | AIR HEATER | |
CN110864289A (en) | Multistage preheating dual-mode low-NOx self-preheating burner | |
RU2215792C1 (en) | Air heater | |
CN202361375U (en) | Combustor for combustion in multihole cone with quick swirling flow mixing device | |
CN201547782U (en) | Reforming box-type furnace side combustion high-temperature pre-heated forced-draft burner | |
RU2145637C1 (en) | Air heater | |
CN107906516A (en) | A kind of continous way Self-heat-storage flameless burner of the double preheatings of air/gas | |
CN202082934U (en) | Flat-tube self-preheating burner of flow splitting plate | |
RU77865U1 (en) | AIR HEATER | |
RU70256U1 (en) | AIR HEATER | |
RU69069U1 (en) | AIR HEATER | |
RU2316600C2 (en) | Air heater | |
CN100578085C (en) | Multiple fire hole flame-free ceramic burner | |
CN102051425A (en) | High-wind-temperature hot blast heater with automatic air preheater | |
CN201962308U (en) | High blast temperature hot blast heater with self-preheating device for air | |
CN202415583U (en) | Hot-blast stove with upwards spraying air and rotational-flow mixed combusting apparatus and coal gas nozzles uniformly distributed in ring channel | |
CN201032343Y (en) | Spherical top burning hot-blast stove with ring disposal vertical upward spraying combustor | |
CN210463577U (en) | High-temperature hot blast stove with heat exchange body for direct heat exchange | |
CN103968384B (en) | The burner apparatus exchanged heat using high-temperature flue gas |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20080429 |