SK19393A3 - Ceramic burner for a hot-blast stove of a blast furnace - Google Patents

Description

Vynález sa týka keramického plynového horáka pre výpalnikový ohrievač šachtovej pece. Je typické, že horák tohto typu má centrálny prívod plynu, ktorý ústi do centrálnej oblasti horákovej koruny, a do tejto centrálnej oblasti ústi taktiež bočný prívod vzduchu na oboch stranách prívodu plynu. Vynález sa tiež týka spôsobu ovládania takého keramického horáka.

Doterajší Btav techniky

Výpalníkové ohrievače, ktoré fungujú ako regeneračné , výpalníkové výmeníky pre ohrievanie prúdiaceho vzduchu v prípade ·; šachtovej pece, sú veľmi dobre známe. Horák, ktorý bol v úvode

·. opÍBaný, je známy z Európskej patentovej prihlášky EP-A-0306072.

j V prípade tohto známeho horáka existuje zámer znížit bod, v í ktorom je zmiešavacie vírenie ukončené, účinkom súvisiaceho i

i _o umiestenia vývodových otvorov prívodov plynu a vzduchu spolu s

I .· ŕ ; vyhĺbenínami v podobe drážok na pozdĺžnych stranách vývodových j . otvorov. Toto má pozitívny vplyv na stabilitu plameňa rovnako ako [ na rovnomernosť a úplnosť spaľovania palivového plynu.

i i Stupeň úplnosti spaľovania, tzv. zhorenia, závisí na tom, v akej výške nad horákom je zhorenie dosiahnuté, čím je inak vyjadrené to, že maximálne zhorenie je dosiahnuté iba v určitej ; výške nad horákom. Tendencia zhorenia ako vyjadrenie výšky nad horákom môže byť znázornená ako vzostupná krivka, ktorá sa asymptoticky približuje maximu zhorenia.

Podstata vynálezu

Cieľom vynálezu je zdokonaliť charakteristiky spaľovania predovšetkým v snahe dosiahnuť toho, aby sa krivka vzťahu zhorenia a výšky nad horákom stala strmejšia, čo inými slovami znamená, že je žiadúce, aby bolo dosiahnuté maximum zhorenia v, menšej výške nad horákom, alebo aby vyšši stupeň zhorenia pri spaľovaní bol dosiahnutý v rovnakej výške nad horákom.

V Búlade s vynálezom je vyvinutý keramický plynový horák pre výpalnikový ohrievač majúci horákovú korunu a prívody plynu a vzduchu, ktoré sú opatrené príslušnými výpustnými otvormi v uvedenej korune, pričom prívody plynu a vzduchu obsahujú centrálny prívod plynu, prinajmenšom dvojstranné prívody vzduchu, ktoré majú menované výpustné otvory na vzájomne opačných stranách príslušného výpustného otvoru uvedeného centrálného prívodu plynu, a prinajmenšom jeden centrálny prívod vzduchu majúci prinajmenšom jeden menovaný výpustný otvor v úsporiadaní uvádzaného centrálného prívodu plynu, ako je vidiet na pôdoryse. Centrálny prívod plynu smeruje vhodne hore k výpustnému otvoru v usporiadaní centrálneho prívodu plynu.

Je výhodné, keď centrálny prívod vzduchu ústi do centrálnej zóny horákovej koruny, do ktorej takisto ústi centrálny prívod plynu a bočné prívody vzduchu.

Centrálny prívod vzduchu vhodne vytvára dráhu prúdenia vzduchu v podobe T, pričom smerom nahor existuje ÚBek znázornený podobou nôžky tvaru T a hore na každej opačnej strane sú . situované ramenné časti v zmvBle tvaru T s príslušnými vzájomne opačne umiestenými výpustnými otvormi. Na základe tejto koštrukcie je dosiahnuté veľmi intenzívne zdvojenie miešania I vzduchu, ktoré vyvoláva rýchlejšie a lepšie spaľovanie plynu.

: Zdvojeným miešaním vzduchu označujeme mimoriadny zmiešavací eíekt centrálneho dodávania vzduchu e prívodom plynu.

í ' Centrálny prívod vzduchu má vhodnú konštrukciu obsahujúcu smerom nahor vedenú časť, na ktorej vrchole je horná časť, ktorá I smeruje do strán prečnievajúcim spôsobom na oboch opačných : stranách tejto hore vedenej časti, pričom táto horná časť má na l

t .

i t

f _s i

i svojich opačných stranách čelá, v ktorých sú konštruované ! výpustné otvory centrálneho prívodu vzduchu. Takto môže byť táto ! horná časť smerovaná k prúdu plynu v pravom uhle. Výsledkom tohto t

! je skutočnosť, že zmieäavanie je ďalej zintenzívňované, pretože ΐ plyn víri proti a pozdĺž presahujúcich dielov centrálneho prívodu . I vzduchu, ktorý nemusí byť zámerne aerodynamický, čo opäť zdokonaľuje efekt zdvojeného miešania vzduchu v tomto procese.

V jednom usporiadaní keramického horáka podľa vynálezu má centrálny prívod plynu smerom hore sa rozširujúcu oblasť v uvedenej horákovej korune, pričom výpustné otvory alebo otvory centrálneho prívodu vzduchu sú umiestnené vo výške úrovne dolného konca Bmerom hore sa rozširujúcej oblaBti. Výsledkom tohoto môže byť, že výsledok zmiešavania je ešte viac zdokonaľovaný.

¹ Jednotlivé bočné prívody vzduchu majú určitý počet i

j výpustných otvorov vhodne usporiadaných na opačných stranách •J centrálneho prívodu plynu a, ako je vidieť na pôdoryse, má centrálny prívod vzduchu určitý počet výpustných otvorov, ktoré smerujú do strán a sú usporiadané v takých pozíciách, kde pozdĺžne smery radov výpustných otvorov bočných prívodov vzduchu j sú príslušne striedavo zoradené vo vzťahu k pozíciám výpustných ! ' otvorov centrálneho prívodu vzduchu. Zmyslom toho je snaha ešte viac zintenzívniť miešanie plynu a vzduchu.

j Efektívna stavba keramického horáka je vytvorená vtedy, keď celkové usporiadanie tohto horáka obsahuje proti sebe postavené vonkajšie bočné steny, ktoré ohraničujú bočné prívody vzduchu, a prehradzovacie steny, ktoré oddeľujú bočné prívody vzduchu od centrálneho prívodu plynu, pričom stavba horákovej koruny spočíva i · na týchto bočných a prehradzovacích stenách tak, aby do seba ! vzájomne zapadali konštrukčné prvky výčnelkov a drážok bočných a • prehradzovacích stien na jednej strane a stavby horákovej koruny f

i na strane druhej, takže za tejto situácie je stavba horákovej

J

I ; koruny umiestená horizontálne·. Výsledkom toho je skutočnosť, že í prehradzovacej Btene je zamedzený akýkoľvek pohyb dovnútra bez toho, aby došlo k porušeniu prúdu v centrálnej zóne.

.i • ! _ Mimoriadne dobré výsledky sú dosahované pri použití horáka v súlade s týmto vynálezom, ak je tento horák vyrobený prinajmenšom čiastočne z betónu liateho do formy. Bolo zistené.

j že tento spôsob zabezpečuje podstatné zníženie výdavkov na zhotovenie.

SúčaBťou vynálezu je takisto spôsob pracovného ovládania

I i zhora uvedeného keramického horáka. Predovšetkým je výhodné, keď j z celkového objemu dodávaného vzduchu prechádza centrálnym ΐ prívodom vzduchu 10 až 20 % a zvyšok je privádzaný bočnými

I i prívodmi vzduchu na oboch stranách centrálneho prívodu plynu.

Prehľad obrázkov na výkrese

I **

J Usporiadanie podľa vynálezu bude teraz vysvetlené pomocou

I príkladu bez obmedzovacích požiadaviek s odkazom na pripojené i nákresy, na ktorých:

Obr. 1 znázorňuje tendenciu zhorenia z hľadiska funkčnosti výšky nad horákom v prípade známeho horáka podľa EP-A-0306072 a i

i . opisovaného horáka podľa vynálezu.

; Obr. 2 znázorňuje keramický horák podľa vynálezu v pôdoryse.

Obr. 3 znázorňuje prierez podľa priamky 1-1 obr. 2.

Príklad vytvorenia vynálezu

Usporiadanie a ovládanie horáka v spaľovacej komore výpalníkového ohrievača šachtovej pece je veľmi dobre známe a nemusí byť tu detailne vysvetľované.

Štúdiom obr. 1 zistíme, že horizontálna os udáva výéku nad horákom a vertikálna os vyjadruje zhorenie vo zmysle ] percentuálneho vyjadrenia dokonalého spaľovania. Krivka L predstavuje charakteristiku zhorenia v prípade známeho horáka ' podľa EP-A-0306072, krivka 2. znázorňuje to isté, ale v prípade i

i opisovaného horáka podľa vynálezu. Vplyvom zdvojeného miešania ; vzduchu dosiahnutého v prípade horáka podľa vynálezu je výsledné

I maximálne zhorenie vyššie (skoro 100 % ) a tento vyšší stupeň i

zhorenia je docieľovaný v menšej výške nad horákom. Obsah CO v spaľovaných plynoch, ktorý môže byť dosiahnutý pri maximálnom zhorení v prípade známeho horáka je v zmysle príslušnej veličiny

5.000 ppm CO. V prípade použitia opisovaného horáka podľa ! vynálezu môže byť táto frakcia znížená približne na 100 ppm CO.

Obr. 2 a 3 znázorňujú usporiadanie horáka podľa vynálezu.

Horák má centrálny prívod plynu Z, ktorý ústi do centrálnej zóny

S horákovej koruny. Jednotlivé bočné prívody vzduchu S majú rad výpustných otvorov & na opačných stranách centrálneho prívodu plynu Z. V centrálnom prívode plynu Z je situovaný centrálny prívod vzduchu 3< ktorý smeruje vertikálne hore k hornej časti, kde sa smer prúdu vzduchu mení na horizontálny, takže vzduch vychádza do strán z vývodov 4 do prúdu plynu. Takto absolvuje prúd vzduchu v centrálnom prívode vzduchu dráhu v tvare T. Ako je vidieť na obr. 2. plyn vychádza hore z medzier £>. Ako je vidieť na pôdoryse pri pohľade zhora, sú vývody 4 umiestené medzi ovládacími otvormi pozdĺž každej z ich radu, tzn. že vývody 4 a otvory

Na sa v príslušných pozíciách vzájomne Btriedajú.

obr, 3 môže byť vidieť, že bočné vývody 4 centrálneho prívodu vzduchu 3 sa nachádzajú v takej výške, kde

Ba začína prívod plynu rozširovať smerom hore.

Akákoľvek tendencia posunutia dovnútra v prípade prehradzovacích stien U.

oddeľujúcich bočné prívody vzduchu S od centrálneho prívodu plynu

Z je eliminovaný konštrukčným spojením výčnelkových a drážkových spojov 12 na priliehajúcich čelách prvkov 10 horákovej koruny, teda spojením priliehajúcich čiel najnižších prvkov 10 s čelami podporných prehradzovacích stien 11 a telesa horáka 13· Teleso horáka 13 a prehradzovacej steny 11 môžu byť zhotovené liatim žiaruvzdorného betónu. Centrálny prívod vzduchu 3 sa skladá v tomto prípade z oceľovej časti, ktorá má vonkajšie hrany zaliate v betóne a vnútorné hrany slúžia k vedeniu centrálneho prúdu vzduchu.

Horná do pravého uhla konštruovaná završujúca časť noeníka tvare môže byť napríklad nasadená na vrchol vertikálne j časti centrálneho prívodu vzduchu.

Prvky horákovej koruny sa v tomto prípade skladajú z troch vrstiev položených na seba.

Tieto prvky môžu byť vopred zhotovené naliatím žiaruvzdorného betónu do foriem.

Za účelom pracovného ovládania horáka je spaľovatelný plyn vedený do prívodu plynu Z a spaľovanie podporujúci vzduch potrebný pre horenie je dodávaný do prívodov 3 a 8 v uprednostňovanom pomere 10 až 20 v prípade prívodu 3 a 80 až 80 % v prípade bočných prívodov Vplyvom rýchleho a úplného zmiešavania potom horák umožňuje znížiť výšku spaľovacej komory a zdokonaliť zhorenie spaľovaného plynu. Pri prekročení dodávky vzduchu o 10 % vo vzťahu k stechiometricky vyžadovanému objemu vzduchu môže zdokonalené miešanie vzduchu znížiť emisie CO o faktor 50.

Claims (10)

1 Keramický -plynový- horák pre výpalníkový ohrievač Gnajúci horákovú korunu opatrenú výpustnými otvormi prívodu plynu a prívodov vzduchu,kde v tomto horáku existuje centrálny prívod plynu a bočný prívod vzduchu, ktoré majú výpustné otvory na oboch protiľahlých stranách výpustných otvorov uvedeného prívodu plynu, vyznačujúci sa tým, že je opatrený centrálnym prívodom vzduchu (3), ktorý má výpustný otvor alebo otvory (4) v prívode plynu (7).

2. Keramický plynový horák podľa nároku 1, vyznaču j úci Ba tým, že centrálny prívod vzduchu í 3) má výpustný otvor (otvory) (4) v centrálnej zóne horákovej koruny.

3. Keramický plynový horák podľa nároku 1 alebo 2,v y z n a č u- i j ú c i sa t ý m, že centrálny prívod vzduchu (3) je vedený centrálne v prívode plynu (7).

4. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 3, vyznačujúci sa tým,že centrálny prívod vzduchu (3) určuje smery dráhy vzduchu v podobe T , keď vzduch stúpa nahor v nohe tvaru T a potom pokračuje do strán v ramenách tvaru T v dvoch vzájomne opačných emeroch k výpustným otvorom (4) .

5. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 4, vyznačujúci sa tým, že centrálny prívod vzduchu (3) má konštrukciu obsahujúcu smerom nahor vedenú časť a hornú Časť nasmerovanú do strán presahujúcim Bpôsobom na oboch stranách spomenutej nahor vedenej časti, pričom výpustné otvory (4) sú umiestené na bočných čelách hornej časti.

6. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 5, vyznačujúci sa t ý m , že prívod plynu (7) má smerom nahor sa rozširujúcu oblasť v horákovej korune a centrálny prívod vzduchu (3) má svoj výpustný otvor (výpustné otvory) (4) vo výške dolného konca tejto smerom nahor sa rozširujúcej oblasti.

7. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 6, vyznačujúci sa tým, že všetky bočné prívody vzduchu (8) sú opatrené určitým počtom výpustných otvorov (6) usporiadaných v príslušných radoch na opačných stranách prívodu plynu (7) a centrálny prívod vzduchu (3) má určitý počet do strán nasmerovaných výpustných otvorov (4) , ktoré sa v pozdĺžnom smere spomenutých radov striedajú vo vzťahu k výpustným otvorom (6) príslušných bočných prívodov vzduchu (8).

8. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7. vyznačujúci sa tým, že stavba horákovej komory je posadená na náprotivných bočných stenách (13) horáka, ktoré ohraničujú bočné prívody vzduchu (8) a na tieto bočné tieto bočné aj stavby zapadajúcim zabezpeč© -

9. Keramický plynový horák podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 8, vyznačujúci sa tým, že tento horák je prinajmenšom sčasti vyrobený z betónu liateho do foriem.

10. Spôsob ovládania keramického plynového horáka pre výpalníkový ohrievač podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 9,vyznačujúci sa tý m, že z celkového objemu vzduchu dodávaného do procesu horenia prechádza čaBť v rozsahu 10 až 20 % centrálnym prívodom vzduchu (3) a zvyšok prechádza cez bočné prívody vzduchu (8).

prehradzovacích prívody vzduchu Bteny (13) a stenách (11), (8) od prívodu prehradzovacíe ktoré oddeľujú plynu (7) , a že steny (11), ale horákovej koruny sú opatrené vzájomne do seba konštrukčným usporiadaním výstupkov a drážok, pre nie horizontálneho usadenia horákovej koruny.