SK8731Y1 - Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form - Google Patents

Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form Download PDF

Info

Publication number
SK8731Y1
SK8731Y1 SK50027-2019U SK500272019U SK8731Y1 SK 8731 Y1 SK8731 Y1 SK 8731Y1 SK 500272019 U SK500272019 U SK 500272019U SK 8731 Y1 SK8731 Y1 SK 8731Y1
Authority
SK
Slovakia
Prior art keywords
burner
shaft furnace
gaseous fuel
minerals
heat treatment
Prior art date
Application number
SK50027-2019U
Other languages
Slovak (sk)
Other versions
SK500272019U1 (en
Inventor
Marian Hlivák
Marek Mocný
Radoslav Keken
Ľubomír Kolesár
Original Assignee
Slovenske Magnezitove Zavody Akciova Spolocnost Jelsava V Skratke Smz A S Jelsava
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Slovenske Magnezitove Zavody Akciova Spolocnost Jelsava V Skratke Smz A S Jelsava filed Critical Slovenske Magnezitove Zavody Akciova Spolocnost Jelsava V Skratke Smz A S Jelsava
Priority to SK50027-2019U priority Critical patent/SK8731Y1/en
Publication of SK500272019U1 publication Critical patent/SK500272019U1/en
Priority to EP20167863.8A priority patent/EP3719397B1/en
Publication of SK8731Y1 publication Critical patent/SK8731Y1/en
Priority to RU2020112894A priority patent/RU2766115C2/en

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/02Premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air upstream of the combustion zone
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/62Mixing devices; Mixing tubes
    • F23D14/64Mixing devices; Mixing tubes with injectors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/70Baffles or like flow-disturbing devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/46Details, e.g. noise reduction means
    • F23D14/72Safety devices, e.g. operative in case of failure of gas supply
    • F23D14/78Cooling burner parts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D91/00Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for
    • F23D91/02Burners specially adapted for specific applications, not otherwise provided for for use in particular heating operations
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23NREGULATING OR CONTROLLING COMBUSTION
    • F23N5/00Systems for controlling combustion
    • F23N5/02Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium
    • F23N5/022Systems for controlling combustion using devices responsive to thermal changes or to thermal expansion of a medium using electronic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F27FURNACES; KILNS; OVENS; RETORTS
    • F27BFURNACES, KILNS, OVENS, OR RETORTS IN GENERAL; OPEN SINTERING OR LIKE APPARATUS
    • F27B1/00Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces
    • F27B1/08Shaft or like vertical or substantially vertical furnaces heated otherwise than by solid fuel mixed with charge
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23MCASINGS, LININGS, WALLS OR DOORS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION CHAMBERS, e.g. FIREBRIDGES; DEVICES FOR DEFLECTING AIR, FLAMES OR COMBUSTION PRODUCTS IN COMBUSTION CHAMBERS; SAFETY ARRANGEMENTS SPECIALLY ADAPTED FOR COMBUSTION APPARATUS; DETAILS OF COMBUSTION CHAMBERS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F23M2900/00Special features of, or arrangements for combustion chambers
    • F23M2900/05021Wall blocks adapted for burner openings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Furnace Details (AREA)

Abstract

The burner is located in the burner chamber (1) in the shaft furnace shell and has a supply line (2) connected to the gaseous fuel source. The burner includes a separator pad. The burner nozzle (3) is located inside the separator insert (4). Second end (9) of the separator insert (4) extends into the peripheral zone by which the burner chamber (1) is fed to the interior of the shaft furnace. The outer dimension of the separator insert (4) is smaller than the inner dimension of the burner chamber (1). Combustion air enters into the separator insert (4) where it is mixed with the gaseous fuel and then burns. The burner nozzle is located outside the peripheral zone, typically it will be more than 100 mm, preferably more than 250 mm from the inner edge of the burner chamber (1).The edge of the burner chamber (1) is protected against overheating and a more homogeneous temperature profile is achieved in the sintering zone of the shaft furnace, thereby minimizing the amount of unwanted adhesives and unburned charge.

Description

Oblasť technikyTechnical field

Technické riešenie sa týka horáka na spaľovanie plynného paliva, napríklad na spaľovanie zemného plynu, v šachtovej peci, kde sa vsádzka tepelne spracováva priamym pôsobením plameňa. Vsádzka, najmä v podobe rozomletého minerálu, sa vďaka spaľovaniu v novom horáku zohrieva rovnomernejšie, a pritom sa tvorí menej nebezpečných exhalátov.The technical solution relates to a burner for the combustion of gaseous fuel, for example for the combustion of natural gas, in a shaft furnace, where the charge is heat-treated by the direct action of a flame. The charge, especially in the form of ground mineral, is heated more evenly due to combustion in a new burner, while less dangerous exhalates are formed.

Doterajší stav technikyPrior art

V šachtových peciach, ktoré sú vykurované plynnýmpalivom, sa používa jeden centrálny horák alebo sústava horákov, ktoré sú rozmiestnené po obvode pece. Horák je zvyčajne pripevnený na vonkajšej strane plášťa pece a otvor na horák je vybavený výmurovkou, ktorá vytvára komoru. Ústie horáka s dýzou sa nachádza vnútri komory, v okrajovej zóne, ale ešte pred prechodomkomoiy do priestoru šachtovej pece, aby sa horák nepoškodil pohybom materiálu v peci. Do komory je privádzaný vzduch na spaľovanie a plameň horáka opaľuje okraj komory pri vstupe do priestoru pece, čo vedie k poškodzovaniu výmurovky.In shaft furnaces that are heated by gaseous fuel, a single central burner or a set of burners is used, which are distributed around the circumference of the furnace. The burner is usually mounted on the outside of the furnace shell and the burner opening is provided with a lining which forms a chamber. The mouth of the burner with the nozzle is located inside the chamber, in the peripheral zone, but before the transition to the space of the shaft furnace, so that the burner is not damaged by the movement of material in the furnace. Combustion air is supplied to the chamber and the burner flame burns the edge of the chamber at the entrance to the furnace space, which leads to damage to the masonry.

Posunutie horáka do komory smerom k vsádzke síce čiastočne rieši problémy s tepelným namáhaním komory, ale vedie k nedokonalému spaľovaniu, ktoré sa prejavuje zvýšeným množstvom CO na m3 spalín. Zároveň takého posunutie horáka dovnútra prispieva k nerovnomernému natavovaniu zrnitej vsádzky, pri ktorej je dominantným spôsobom prenosu tepla konvekcia a tá je podstatne ovplyvnená rýchlostným profilom plameňa.Moving the burner into the chamber towards the charge partially solves the problems with the thermal stress of the chamber, but leads to imperfect combustion, which is manifested by an increased amount of CO per m 3 of flue gas. At the same time, such an inward displacement of the burner contributes to the uneven melting of the granular charge, in which convection is the dominant mode of heat transfer and this is substantially influenced by the velocity profile of the flame.

Tieto protichodne pôsobiace problémy čiastočne rieši horák na spracovanie minerálov podľa spisu CN204434700, kde okrem spaľovacieho vzduchu je privádzaný vzduch na ochladzovanie, čo však vedie ku konštrukčne zložitému usporiadaniu. Horák podľa tohto spisu vyčnieva do priestoru pece, čo je pri vodorovne orientovanom horáku v šachtovej peci problematické a viedlo by k mechanickému poškodeniu ústia horáka vsádzkou. Tento problém čiastočne rieši usporiadanie podľa zverejnenia JPH093561, kde je ústie horáka zasunuté dovnútra komory, naďalej však predstavuje komplikované konštrukčné usporiadanie, ktoré je v hrubom hutníckom prostredí náchylné na poruchy. Komplikované je tiež riešenie podľa zverejneného spisu EP0660060, ktorý spaľuje popri plyne aj uhoľný prach.These opposing problems are partly solved by the mineral processing burner according to CN204434700, where, in addition to the combustion air, cooling air is supplied, which, however, leads to a structurally complex arrangement. According to this document, the burner protrudes into the furnace space, which is problematic with a horizontally oriented burner in the shaft furnace and would lead to mechanical damage to the burner mouth by the charge. This problem is partially solved by the arrangement according to publication JPH093561, where the burner orifice is inserted inside the chamber, but still represents a complicated construction arrangement which is prone to failures in a rough metallurgical environment. The solution according to the published document EP0660060, which burns coal dust in addition to gas, is also complicated.

Zverejnenie EP0302417B1 opisuje postup, ktorý má brániť poškodeniu výmurovky komory pomocou centrálneho horáka s dvojitou konštrukciou, čo si však vyžaduje prípravu dvoch zmesí plynov, prvá zmes má vysokú výhrevnosť, druhá zmes nízku výhrevnosť. Takéto riešenie je komplikované na zabezpečenie paliva a nie je použiteľné v existujúcich komorách s malým priemeromEP0302417B1 describes a process for preventing damage to a chamber liner by means of a central burner with a double construction, which, however, requires the preparation of two gas mixtures, the first mixture having a high calorific value, the second mixture having a low calorific value. Such a solution is complicated to provide fuel and is not applicable in existing small diameter chambers

Je žiadané a nie je známe také konštrukčne jednoduché riešenie horáka, ktoré bude spaľovať plynné palivo s nízkymi emisiami, najmä nízkymi emisiami CO, bude rovnomerne prehrievať zrnitú vsádzku a zvýši životnosť horáka, horákovej komory a výmurovky.It is desirable and not known to design a burner solution that will burn gaseous fuel with low emissions, especially low CO emissions, evenly overheat the granular charge, and increase the life of the burner, burner chamber, and liner.

Podstata technického riešeniaThe essence of the technical solution

Uvedené nedostatky v podstatnej miere odstraňuje horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, kde horák je umiestnený v horákovej komore v stene šachtovej pece a má prívodné potrubie pripojené na zdroj plynného paliva, prívodné potrubie je zakončené dýzou horáka, ktorá je umiestnená mimo okrajovej zóny, kde okrajovou zónou sa komora napája na vnútro šachtovej pece, pričom do horákovej komory je privedený nútený prívod vzduchu na spaľovanie podľa tohto technického riešenia, ktorého podstata spočíva v tom, že zahŕňa podlhovastú oddeľovaciu vložku, ktorá je prvým koncom nasadená na prívodné potrubie tak, že dýza horáka sa nachádza vnútri oddeľovacej vložky, medzi prívodným potrubím a oddeľovacou vložkou je vytvorený aspoň jeden otvor spaľovacieho vzduchu, ktorý prepája prívod vzduchu s vnútomýmpriestoromoddeľovacej vložky, pričomdruhý koniec oddeľovacej vložky siaha do okrajovej zóny a vonkajší rozmer oddeľovacej vložky je menší ako vnútorný rozmer komory.These shortcomings are substantially eliminated by a burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form, where the burner is located in a burner chamber in the shaft furnace wall and has a supply pipe connected to a gaseous fuel source, the supply pipe terminating in a nozzle. a burner which is located outside the peripheral zone, where the chamber feeds into the interior of the shaft furnace, the forced chamber being supplied with a forced supply of combustion air according to this technical solution, the essence of which consists in comprising an elongate separating insert first end mounted on the supply pipe so that the burner nozzle is located inside the separating insert, at least one combustion air opening is formed between the supply pipe and the separating insert, which connects the air supply with the inner space of the separating insert, the other end separating for tensioning the insert extends into the edge zone and the external dimension of the separator is smaller than the internal dimensions of the chamber.

Pojmy „prvý“ a „druhý“ v tomto spise majú za úlohu odlíšiť dve protiľahlé strany telesa, nevyjadrujú dôležitosť a sú vzájomne zameniteľné. Pojem prvý je priradený strane, ktorá je prvá v smere prúdenia spaľovacieho vzduchu a tiež v smere prúdenia plynného paliva.The terms 'first' and 'second' in this document are intended to distinguish two opposite sides of a body, are not expressive of meaning and are interchangeable. The term first is assigned to the side which is first in the direction of flow of the combustion air and also in the direction of flow of the gaseous fuel.

Pojem oddeľovacia vložka označuje akékoľvek teleso, rúru, korónu, valec, puzdro, ktoré má súvislý vonkajší plášť schopný oddeliť vetvy prúdenia vzduchu, resp. spalín v horákovej komore. Samotný výrazvložka je potrebné chápať široko a vychádza z možnosti dodatočného vloženia do existujúcich konštrukcií horákov.The term separating insert refers to any body, tube, corona, cylinder, housing that has a continuous outer shell capable of separating the branches of the air flow, respectively. flue gas in the burner chamber. The term insert itself must be understood broadly and is based on the possibility of additional insertion into existing burner constructions.

Tvar priečneho prierezu oddeľovacej vložky zodpovedá prierezovému tvaru horákovej komoiy, zvyčajne má prierez tvar kruhu s nepresnosťami, ktoré zodpovedajú konkrétnemu typu výmurovky. Oddeľovacia vložka bude mať vo väčšine prípadov tvar valcového puzdra a zvyčajne bude vyrobená z ocele, výhodne zo žiaThe cross-sectional shape of the spacer corresponds to the cross-sectional shape of the burner chamber, usually the cross-section has the shape of a circle with inaccuracies that correspond to a particular type of lining. The separating insert will in most cases have the shape of a cylindrical housing and will usually be made of steel, preferably

S K 8731 Υ1 mvzdomej ocele. Vonkajší priemer valcovej oddeľovacej vložky je menší ako vnútorný priemer horákovej komory, výhodne je vonkajší priemer valcovej oddeľovacej vložky menší od vnútorného priemeru horákovej komory aspoň o 20 mm, aby sa vytvoril prierezový profil do statočný na prúdenie vzduchu medzi vonkajším povrchomoddeľovacej vložky avnútomýmpovrchomhorákovej komory.S K 8731 Υ1 stainless steel. The outer diameter of the cylindrical separating insert is smaller than the inner diameter of the burner chamber, preferably the outer diameter of the cylindrical separating insert is at least 20 mm smaller than the inner diameter of the burner chamber to create a bold cross-sectional profile for air flow between the outer surface of the separating insert and the inner surface of the burner chamber.

Podstatnou črtou predloženého technického riešenia je vytvorenie oddelených profilov prúdenia v horákovej komore pri nútenom prívode vzduchu do horákovej komory. Na privedenie vzduchu zvyčajne slúži potrubie, ktoré je cez koleno alebo cez T kus napojené na vonkajšiu stranu horákovej komory. Pomocou príruby na kolene alebo na T kuse je do horákovej komory vložený horák, pričomje nesený pnvodnýmpotrubímako nosník votknutý v prírube. Vzduch vháňaný do horákovej komory sa rozdeľuje tak, že časť vzduchu prechádza aspoň jedným otvorom medzi prívodným potrubím a oddeľovacou vložkou a vchádza do vnútorného priestoru oddeľovacej vložky, kde sa nachádza dýza horáka. Je výhodné, ak oddeľovacia vložka, prívodné potrubie a dýza horáka sa nachádzajú v jednej osi, resp. ich osi sa líšia len v rámci výrobných a montážnych nepresností.An essential feature of the presented technical solution is the creation of separate flow profiles in the burner chamber during the forced supply of air to the burner chamber. The supply of air is usually a pipe which is connected to the outside of the burner chamber via an elbow or a T-piece. By means of a flange on the knee or on the T-piece, a burner is inserted into the burner chamber, being carried by the original pipe as a beam embedded in the flange. The air blown into the burner chamber is distributed so that part of the air passes through at least one opening between the supply pipe and the separating insert and enters the inner space of the separating insert, where the burner nozzle is located. It is advantageous if the separating insert, the supply line and the burner nozzle are in one axis, respectively. their axes differ only in terms of manufacturing and assembly inaccuracies.

Vzduch privedený dovnútra oddeľovacej vložky primáme slúži na zmiešanie s plynným palivom vychádzajúcim z dýzy horáka, zmes vzduchu a plynného paliva sa následne spaľuje tak, že k horeniu dochádza vnútri oddeľovacej vložky a pokračuje vnútri šachtovej pece, kde plameň prechádza a priamo pôsobí v zrnitej vsádzke. Vnútri šachtovej pece je doháranie plynného paliva podporené vzduchom, ktoiý obteká oddeľovaciu vložku a do tejto fázy plnil len funkciu chladenia povrchu horákovej komoiy. Táto vetva vzduchu tiež ochladzovala vonkajší povrch oddeľovacej vložky, aby sa predišlo jej prehriatiu a mechanickému kolapsu. Vzduch, ktorý prúdi a ochladzuje vonkajší povrch oddeľovacej vložky, sa zároveň predhrieva pred vstupom do spaľovacieho priestoru v peci.The air introduced into the separating insert is primarily used for mixing with the gaseous fuel exiting the burner nozzle, the mixture of air and gaseous fuel is subsequently combusted so that combustion occurs inside the separating insert and continues inside the shaft furnace, where the flame passes and acts directly in the granular charge. Inside the shaft furnace, the uptake of gaseous fuel is aided by air, which bypasses the separating insert and, until this phase, has only served to cool the surface of the burner chamber. This air branch also cooled the outer surface of the spacer to prevent overheating and mechanical collapse. At the same time, the air flowing and cooling the outer surface of the separator element is preheated before entering the combustion space in the furnace.

Dýza horáka je umiestnená mimo okrajovej zóny, ktorou sa komora napája na vnútro šachtovej pece, zvyčajne sa bude nachádzať viac ako 100 mm, výhodne viac ako 300 mm od okraja komory. Tomu bude zodpovedať dĺžka oddeľovacej vložky, ktorá siaha spred Aýzy horáka až do okrajovej zóny komory, výhodne až k samotnému kraju komory. V tomto vnútornom priestore najskôr dochádza k miešaniu prúdiaceho plynného paliva a prúdiaceho spaľovacieho vzduchu, následne k spaľovaniu, pričom však v rámci dĺžky komory nedochádza k priamemu pôsobeniu plameňa na výmurovku komory. To sa zásadnýmspôsobompiejavuje na zvýšení trvanlivosti výmurovky komory.The burner nozzle is located outside the edge zone through which the chamber is fed to the interior of the shaft furnace, usually more than 100 mm, preferably more than 300 mm from the edge of the chamber. This will correspond to the length of the separating insert, which extends from the front of the burner nozzle to the edge zone of the chamber, preferably to the very edge of the chamber. In this interior space, the flowing gaseous fuel and the flowing combustion air are first mixed, followed by combustion, but the flame does not act directly on the lining of the chamber within the length of the chamber. This has a significant effect on increasing the durability of the chamber lining.

Nútené vháňanie vzduchu do horákovej komory podľa tohto technického riešenia vedie k obtekaniu vonkajšej strany oddeľovacej vložky. Vďaka tomu je povrch horákovej komory účinne chladený aj v okrajovej zóne, kde doteraz vznikalo kritické teplotné zaťaženie. Vzduch obtekajúci vonkajšiu stranu oddeľovacej vložky sa na jej konci dostáva do kontaktu s horiacim plameňom, kde môže zároveň podporovať druhý stupeň horenia plynného paliva. Sekundárny spaľovací vzduch je pred horením vnútri šachtovej pece použitý najskôr na chladenie.The forced injection of air into the burner chamber according to this technical solution leads to the bypass of the outer side of the separating insert. Thanks to this, the surface of the burner chamber is efficiently cooled even in the peripheral zone, where a critical thermal load has been created so far. The air flowing around the outer side of the separating insert comes into contact with the burning flame at its end, where it can at the same time support the second stage of combustion of the gaseous fuel. The secondary combustion air is first used for cooling before burning inside the shaft furnace.

Dôležitou výhodou predloženého technického riešenia je aj použiteľnosť horáka v existujúcich šachtových peciach bez nutnosti úprav ich konštrukcie a bez nutnosti úprav rozvodu vzduchu. Existujúce rozvody vzduchu sú konštruované bez rozdelenia spaľovacieho vzduchu a vzduchu na chladenie povrchu horákovej komory. V tomto technickom riešení postačí vymontovať pôvodný horák a na rovnakú prírubu primontovať nový horák s oddeľovacou vložkou, kde horák je zasunutý do horákovej komory tak, že dýza je mimo okrajovej zóny a priestor spred Aýzy horáka až k okrajovej zóne je prekrytý oddeľovacou vložkou. K rozdeleniu spaľovacieho vzduchu a vzduchu na chladenie povrchu horákovej komory dochádza vďaka novej konštrukcii horáka. Na nastavenie prietokových pomerov týchto dvoch vetiev prúdenia sa výhodne využije prierezová geometria prvého konca oddeľovacej vložky. Bude výhodné, ak otvor spaľovacieho vzduchu je tvorený priestorom medzi vonkajším povrchom prívodného potrubia a vnútorným otvorom prvého konca oddeľovacej vložky.An important advantage of the presented technical solution is also the usability of the burner in existing shaft furnaces without the need to modify their construction and without the need to modify the air distribution. Existing air ducts are designed without a separation of combustion air and air to cool the burner chamber surface. In this technical solution, it is sufficient to remove the original burner and mount a new burner with a separating insert on the same flange, where the burner is inserted into the burner chamber so that the nozzle is outside the edge zone and the space in front of the burner nozzle to the edge zone is covered with a separating insert. The separation of the combustion air and the cooling air of the burner chamber surface takes place thanks to the new design of the burner. The cross-sectional geometry of the first end of the separating insert is preferably used to adjust the flow rates of these two flow branches. It will be advantageous if the combustion air opening is formed by a space between the outer surface of the supply pipe and the inner opening of the first end of the separating insert.

Pri vynaliezaní predloženého technického riešenia sa ukázalo výhodné, ak prvý koniec oddeľovacej vložky má kužeľovitý tvar, ktorý následne nadväzuje na valcové teleso pokračujúce až k druhému koncu oddeľovacej vložky. Kužeľový tvar zmenšuje škrtenie prúdiaceho vzduchu a usmerňuje prúd vzduchu smerom k povrchu horákovej komory. Na začiatku oddeľovacej vložky môžu byť umiestnené pripojovacie prvky, napríklad aspoň tri skrutky, ktorými sa oddeľovacia vložka pripevní k prívodnému potrubiu paliva. Medzikruhový priestor ohraničený vonkajším povrchom prívodného potrubia a vnútomýmotvoromprvého konca oddeľovacej vložky tvorí otvor spaľovacieho vzduchu, do ktorého zasahujú drieky skrutiek. Takéto riešenie sa ukázalo ako jednoduché a dostatočne stabilné, skratky po uvoľnení nebránia rozobratiu horáka a dýza horáka pri demontáži bez problémov prejde cez otvorprvého konca oddeľovacej vložky.In inventing the present technical solution, it has proven advantageous if the first end of the separating insert has a conical shape, which then connects to a cylindrical body extending to the second end of the separating insert. The conical shape reduces the throttling of the flowing air and directs the air flow towards the surface of the burner chamber. At the beginning of the separating insert, connecting elements can be arranged, for example at least three screws, by which the separating insert is fastened to the fuel supply line. The annular space delimited by the outer surface of the supply pipe and the inner opening of the first end of the separating insert forms a combustion air opening into which the screw shanks engage. Such a solution has proved to be simple and sufficiently stable, the shortcuts after release do not prevent the disassembly of the burner and the burner nozzle passes without difficulty through the opening of the first end of the separating insert during disassembly.

Zlepšený účinok a vyššia životnosť oddeľovacej vložky sa dosiahne usporiadaním, pri ktorom má oddeľovacia vložka na svojom vonkajšom povrchu rebrá. Rebrá sú vo výhodnomusporiadaní rozmiestnené v pravidelných rozstupoch a sú rovnobežné s pozdĺžnou osou oddeľovacej vložky. Rebrá majú dĺžku dosahujúcu aspoň 20 % dĺžky, výhodne aspoň 40 % dĺžky oddeľovacej vložky. Rebrá nielen usmerňujú prúdenie vzduchu, ale zároveň zvyšujú mechanickú aj tepelnú odolnosť telesa oddeľovacej vložky proti nadmerným deformáciám, ktoré vznikajú ako dôsledok tepelnej rozťažnosti. Nerovnomerné teplotné pole pri spaľovaní spoAn improved effect and a longer service life of the separating insert is achieved by an arrangement in which the separating insert has ribs on its outer surface. The ribs are preferably spaced at regular intervals and are parallel to the longitudinal axis of the spacer. The ribs have a length of at least 20% of the length, preferably at least 40% of the length of the spacer. The ribs not only direct the flow of air, but also increase the mechanical and thermal resistance of the body of the separating insert against excessive deformations that occur as a result of thermal expansion. Uneven temperature field during combustion of spo

S K 8731 Υ1 jené s turbulcntným prúdením plynov môže viesť ku krúteniu a vybočovaniu telesa oddeľovacej vložky, rebrovanie pomáha zvýšiť tuhosť oddeľovacej vložky. Vprípade nadmernej deformácie, ktorá vedie ažkopretiu oddeľovacej vložky o povrch komory, rebrá zaistia zachovanie medzery medzi oddeľovacou vložkou a povrchom komory. Rebrá zároveň zväčšujú efektívny teploprenosný povrch a napomáhajú centrovaniu horáka v komore pri montáži. Vonkajší priemer oddeľovacej vložky spolu s rebrami je menší, nanajvýš rovnaký ako vnútorný priemer horákovej komory.S K 8731 j1 only with turbulent gas flow can lead to twisting and deflection of the spacer body, ribbing helps to increase the rigidity of the spacer. In the event of excessive deformation which results in the spacer being pressed against the surface of the chamber, the ribs ensure that the gap between the spacer and the surface of the chamber is maintained. At the same time, the ribs increase the effective heat transfer surface and help center the burner in the chamber during assembly. The outer diameter of the separating insert together with the ribs is smaller, at most equal to the inner diameter of the burner chamber.

Možnosti nastavenia spaľovacích vlastností horáka spočívajú najmä v návrhu rozmerov jednotlivých častí horáka. Podstatný vplyv pri danom prietoku plynu a vzduchu má voľba vnútorného priemeru kužeľa oproti priemeru horákovej komory a oproti priemeru prívodného potrubia plynu. Dôležitý je tiež návrh veľkosti prierezu medzikružia, ktoré sa nachádza medzi plášťom oddeľovacej vložky a vnútorným povrchom horákovej komory. S veľkosťou medzikružia súvisíaj voľba výšky rebier.The possibilities of setting the combustion properties of the burner consist mainly in the design of the dimensions of the individual parts of the burner. The choice of the inner diameter of the cone over the diameter of the burner chamber and over the diameter of the gas supply line has a significant effect on a given gas and air flow. It is also important to design the size of the cross-section of the intermediate ring, which is located between the shell of the separating insert and the inner surface of the burner chamber. The choice of the height of the ribs is related to the size of the intermediate ring.

Na vlastnosti a tvar spaľovacej zóny má vplyv tiež umiestnenie dýzy v rámci dlzky horákovej komory. Ako výhodné sa ukázalo usporiadanie, pri ktorom je dýza s otvormi na plyn umiestnená v oblasti ohraničenej dĺžkou od 25 % do 80 % hrúbky steny šachtovej pece v smere zvonka dovnútra, čo zodpovedá vzdialenosti Αγτ^ od 100 do 500 mm od vnútra šachtovej peci. Vďaka tejto dĺžke (oproti 50 mm v stave technike) dochádza k podstatnej homogenizácii spaľovania ešte pred kontaktom spalín so vsádzkou. Následne doháranie plynu vo vsádzke umožňuje sekundárny, chladiaci vzduch, ktorý prúdi medzi oddeľovacou vložkou a vnútorným povrchom spaľovacej komory.The properties and shape of the combustion zone are also affected by the location of the nozzle within the length of the burner chamber. An arrangement has proved to be advantageous in which the nozzle with gas openings is located in an area delimited by a length of from 25% to 80% of the wall thickness of the shaft furnace from the outside inwards, which corresponds to a distance Αγτ ^ of 100 to 500 mm from the inside of the shaft furnace. Thanks to this length (compared to 50 mm in the prior art), the combustion is substantially homogenized before the flue gases come into contact with the charge. Subsequently, the completion of the gas in the charge is enabled by the secondary, cooling air which flows between the separating insert and the inner surface of the combustion chamber.

Vhodná voľba geometrie jednotlivých častí oddeľovacej vložky vedie k jednoduchej konštrukcii s vysokou spoľahlivosťou a životnosťou. Aby sa mohli meniť prietokové pomery, môže mať niektorý prvok oddeľovacej vložky meniteľnú geometriu, napríklad otvor spaľovacieho vzduchu môže byť vybavený clonou s premenlivým škrtením.Appropriate choice of geometry of individual parts of the separating insert leads to a simple construction with high reliability and durability. In order to be able to vary the flow conditions, some element of the separating insert may have a variable geometry, for example the combustion air opening may be provided with a diaphragm with a variable throttle.

Aby sa rozšírili regulačné možnosti horáka, môže mať samostatné prívody vzduchu dovnútra oddeľovacej vložky a vzduchu do medzery medzi oddeľovacou vložkou a vnútornou plochou horákovej komory. Pri takomto usporiadaní sa môže samostatne regulovať množstvo primárneho spaľovacieho vzduchu a množstvo chladiaceho spaľovacieho vzduchu, ktorý zvonka obteká oddeľovaciu vložku. Vo výhodnom usporiadaní môže byť horák vybavený snímačom teploty, napríklad infračerveným snímačom teploty, ktorého hlava je umiestnená v studenej zóne, napríklad na vonkajšej prírube horákovej komory. Meranie teploty v okrajovej zóne umožňuje hodnotiť proces horenia a následne sa môžu teplotné polia regulovať zmenou množstva sekundárneho vzduchu.In order to expand the control possibilities of the burner, it can have separate air inlets inside the separating insert and air into the gap between the separating insert and the inner surface of the burner chamber. With such an arrangement, the amount of primary combustion air and the amount of cooling combustion air that flows around the separating insert from the outside can be regulated separately. In a preferred embodiment, the burner may be provided with a temperature sensor, for example an infrared temperature sensor, the head of which is located in a cold zone, for example on the outer flange of the burner chamber. Measuring the temperature in the peripheral zone makes it possible to evaluate the combustion process and subsequently the temperature fields can be regulated by changing the amount of secondary air.

Pri skúškach horáka podľa tohto technického riešenia v existujúcej šachtovej peci s pôvodnýmrozvodom vzduchu a zemného plynu sa ukázalo, že emisie CO poklesli z hodnoty 4 000 mg CO/m3 na hodnotu pod 2000 mg CO/m3. Okraj komory nemal žiadne známky prehriatia a v slinovacej zóne šachtovej pece sa dosiahol homogénnejší teplotný profil, vďaka čomu sa minimalizovalo množstvo nežiaducich zlepencov a nedopálenej vsádzky. Dôležitým prínosom predloženého technického riešenia je optimalizácia viacerých protichodných parametrov tepelného spracovania zrnitej vsádzky bez zásahov do konštrukcie existujúcej šachtovej pece. Predovšetkým dochádza k poklesu emisií CO a k súčasnému zníženiu tepelného opotrebovania horákovej komory.Tests of the burner according to this technical solution in the existing shaft furnace with the original air and natural gas distribution showed that the CO emissions decreased from 4,000 mg CO / m 3 to below 2000 mg CO / m 3 . The edge of the chamber showed no signs of overheating and a more homogeneous temperature profile was achieved in the sintering zone of the shaft furnace, thus minimizing the amount of unwanted conglomerates and unburned charge. An important benefit of the presented technical solution is the optimization of several conflicting parameters of heat treatment of the granular charge without interfering with the construction of the existing shaft furnace. In particular, there is a decrease in CO emissions and at the same time a reduction in the thermal wear of the burner chamber.

Konštrukčne jednoduchá a prevádzkovo spoľahlivá oddeľovacia vložka spôsobuje obmedzenie prítoku spaľovacieho vzduchu do priestoru s dýzou, vytvára samoregulačný objem spaľovacej zóny vo vnútornom priestore oddeľovacej vložky a tiež usmerňuje obtok vzduchu, ktorý chladí povrch komory. Okrem uvedených technických predností je výhodou riešenia jednoduché použitie v existujúcich šachtových peciach bez nutnosti investične náročných úprav konštrukcie šachtovej pece a príslušných rozvodov.The structurally simple and operationally reliable separating insert restricts the inflow of combustion air into the nozzle space, creates a self-regulating volume of the combustion zone in the inner space of the separating insert and also directs the air bypass which cools the chamber surface. In addition to the above technical advantages, the advantage of the solution is simple use in existing shaft furnaces without the need for investment-intensive modifications to the construction of the shaft furnace and the relevant distribution.

Prehľad obrázkov na výkresochOverview of figures in the drawings

Technické riešenie je bližšie vysvetlené pomocou obrázkov 1 až 5. Výobrazený tvar oddeľovacej vložky, spôsob jej pripevnenia, ako aj rozmerové pomery jednotlivých častí horáka sú len príkladom a nemajú byť vysvetľujúce ako znaky obmedzujúce rozsah ochrany.The technical solution is explained in more detail with the aid of Figures 1 to 5. The illustrated shape of the separating insert, the method of its attachment, as well as the dimensional ratios of individual burner parts are only examples and should not be explained as features limiting the scope of protection.

Na obrázku 1 je prierez horákovou komorou šachtovej pece s vloženým horákom Šípka s písmenom A vyznačuje prívod vzduchu, šípka s písmenom G označuje prívod plynu.Figure 1 is a cross-section of the burner chamber of a shaft furnace with an inserted burner. The arrow with the letter A indicates the air supply, the arrow with the letter G indicates the gas supply.

Na obrázku 2 je axo no metrický pohľad na zvarenec oddeľovacej vložky bez dýzy.Figure 2 is an axo-metric view of the weldment of the separating insert without a nozzle.

Obrázok 3 vyobrazuje zvarenec oddeľovacej vložky bez dýzy pri bočnompohľade, následne na obrázku 4 je zobrazený rez zvarencom oddeľovacejvložky v mieste A-A.Figure 3 shows a weldment of the separating insert without a nozzle in a side view, subsequently Figure 4 shows a section of the weldment of the separating insert at the location A-A.

Na obrázku 5 je zobrazená horáková komora šachtovej pece s vloženým horákom, kde sú vytvorené dve samostatné vetvy prívodného vzduchu na spaľovanie vnútri oddeľovacej vložky a na vzduch obtekajúci vonkajší povrch oddeľovacej vložky.Figure 5 shows a burner chamber of a shaft furnace with an inserted burner, where two separate branches of supply air are formed for combustion inside the separating insert and on the air flowing around the outer surface of the separating insert.

S K 8731 Υ1S K 8731 Υ1

Príklady uskutočneniaExamples of embodiments

Príklad 1Example 1

V tomto príklade podľa obrázka 1 je horák použitý v šachtovej peci na tepelné spracovanie magnezitovej rudy pomletej do zrnitej formy. Šachtová pec má po obvode viaceré horákové komory 1 s horákmi zasunutými do steny šachtovej pece. Pôvodná konštrukcia zahŕňa rozvod núteného prívodu vzduchu s potrubímpo obvode plášťa šachtovej pece. Potrubie je umiestnené pod úrovňou horákových komôr 1. Zo vzduchového potrubia je na mieste pod komorou 1 vytvorená odbočka smerom k horákovej komore 1, odbočka končí T kusom Jedna vetva T kus a je zaústená do horákovej komory 1, druhá vetva T kus a vytvára prírubový koniec určený na priskrutkovanie príruby 10 horáka. Toto usporiadanie tvorí pôvodnú konštrukciu, ktorá je bez úprav použitá na spoluprácu s novým horákom podľa tohto technického riešenia. To prináša výhodu minimálnych úprav pri nasadení horáka podľa tohto technického riešenia.In this example according to Figure 1, a burner is used in a shaft furnace for the heat treatment of magnesite ore ground into a granular form. The shaft furnace has several burner chambers 1 around the circumference with burners inserted into the wall of the shaft furnace. The original design involves the distribution of a forced air supply with piping around the perimeter of the shaft furnace shell. The pipe is located below the level of the burner chambers 1. A branch towards the burner chamber 1 is formed from the air duct below the chamber 1, the branch ends with a T-piece. One branch is a T-piece and opens into the burner chamber 1, the other branch is a T-piece and forms a flange end intended for screwing on the burner flange 10. This arrangement forms the original construction, which is used without modifications to cooperate with the new burner according to this technical solution. This brings the advantage of minimal modifications when installing the burner according to this technical solution.

Horák zahŕňa prívodné potrubie 2, ktoré je vsadené do príruby 10 určenej na priskrutkovanie k prírubovému koncu T kusa. Prívodné potrubie 2 je plynotesné spojené s prírubou 10 a tento spoj nesie tiaž horáka ako votknutého nosníka. Na druhej strane je prívodné potrubie 2 zakončené dýzou 3, ktorá je v tomto príklade tvorená koncovkou so šiestimi otvormi. Otvory v dýze 3 sú rovnomerne vedené lúčovito do priestoru v uhle 45° od vodorovnej osi. Pozícia dýzy 3 v horákovej komore 1 je určená dĺžkou prívodného potrubia 2 od roviny príruby 10, pozícia dýzy 3 je v tomto príklade nastavená tak, že dýza 3 sa nachádza približnE 150 mm od okraja horákovsj komory 1.The burner comprises a supply line 2, which is inserted into a flange 10 intended to be screwed to the flange end T of the piece. The supply pipe 2 is gas-tightly connected to the flange 10 and this connection also bears the weight of the burner than the embedded beam. On the other hand, the supply pipe 2 is terminated by a nozzle 3, which in this example is formed by an end with six holes. The openings in the nozzle 3 are guided evenly into the space at an angle of 45 ° from the horizontal axis. The position of the nozzle 3 in the burner chamber 1 is determined by the length of the supply pipe 2 from the plane of the flange 10, the position of the nozzle 3 in this example being set so that the nozzle 3 is approximately 150 mm from the edge of the burner chamber 1.

Horák má oddEľovaciu vložku 4, ktorá má tslsso zvarené z viacsiých častí zo žjamvzdomsj ocsls, výhodne z ocsls STN 17255. Zvarsnsc má pretiahnutý podlhovastý tvar. Prvý konisc 8 zahŕňa kuŽBľ 7 s krátkym nákružkom, ktoiý má tri otvory so závitmi na skrutky. Vnútorný rozmer prvého konca 8, teda vnútorný pricmEr nákružku a kuŽEľovEj časti je väčší, ako js vonkajší prisniEr prívodného potrubia 2 a medzera medzi nimi tvorí otvor 5 spaľovacieho vzduchu. Pomocou pripojovacích prvkov, tu v podobe troch skrutiek, je oddeľovacia vložka 4 pripevnená a vy stredená proti prívodnému potrubiu 2. Na kužeľ 7 nadväzuje valcová časť telesa oddeľovacej vložky 4. Valcová časť pokračuje až k okrajovej zónekomoiy 1, kde tvorí druhý koniec 9.The burner has a separating insert 4, which is heat-sealed from a plurality of parts of heat-sealing steel, preferably of steel STN 17255. The welding has an elongated elongate shape. The first cone 8 comprises a short collar 7 which has three screw threaded holes. The inner dimension of the first end 8, i.e. the inner diameter of the collar and the conical part, is larger than the outer diameter of the supply pipe 2 and the gap between them forms the combustion air opening 5. By means of connecting elements, here in the form of three screws, the separating insert 4 is fastened and centered against the supply pipe 2. The conical 7 is followed by a cylindrical part of the separating insert body 4. The cylindrical part continues to the edge zone 1, where it forms the second end 9.

Na vonkajšej valcovej ploche oddeľovacej vložky 4 sú privarené rovnomerne rozmiestnené rebrá 6 z pásoviny. V tomto príklade má oddeľovacia vložka 4 10 rebier 6, ktoré siahajú až k druhému koncu 9.On the outer cylindrical surface of the separating insert 4, evenly spaced ribs 6 of web are welded. In this example, the separating insert 4 has 10 ribs 6 which extend to the other end 9.

V tomto príklade má horáková komora 1 priemer približne 98 mm Pri pôvodnej konštrukcii horáka dochádzalo k tepelnej deštrukcii výmurovky v okrajovej zóne komoiy 1 už pri polohe dýzy 3 vo vzdialenosti 50 mm od okraja komory 1. Použitím nového horáka podľa tohto príkladu sa zväčšila vzdialenosť dýzy 3 od okraja horákovej komoiy 1, predĺžila sa dráha zmiešavania zemného plynu so spaľovacím vzduchom, došlo k podstatnému zníženiu emisií CO a zároveň k rovnomernejšiemu tepelnému spracovaniu vsádzky.In this example, the burner chamber 1 has a diameter of approximately 98 mm. In the original burner design, the lining in the edge zone of the chamber 1 was thermally destroyed at the nozzle position 3 at a distance of 50 mm from the edge of the chamber 1. Using a new burner according to this example from the edge of the burner chamber 1, the path of mixing natural gas with the combustion air has been extended, there has been a substantial reduction in CO emissions and at the same time a more even heat treatment of the batch.

Príklad 2Example 2

V tomto príklade podľa obrázka 3 je prívodné potmbie 2 posuvne uložené v nátrubku, ktorý je privarený k prírube 10. Uloženie je utesnené dvojicou tesniacich krúžkov. Toto spojenie prenáša tiaž votknutého horáka do príruby 10 a zároveň umožňuje meniť polohu dýzy 3 v komore 1, teda umožňuje meniť vzdialenosť dýzy 3 od okraja komory 1.In this example according to Figure 3, the supply sleeve 2 is slidably mounted in a sleeve which is welded to the flange 10. The mounting is sealed by a pair of sealing rings. This connection also transfers the stuck burner to the flange 10 and at the same time makes it possible to change the position of the nozzle 3 in the chamber 1, thus making it possible to change the distance of the nozzle 3 from the edge of the chamber 1.

V otvore 5 spaľovacieho vzduchu je umiestnená plechová clona, ktorou sa môže meniť účinný prierez vtoku spaľovacieho vzduchu dovnútra oddeľovacej vložky 4.A metal screen is located in the combustion air opening 5, by means of which the effective cross section of the combustion air inlet inside the separating insert 4 can be varied.

Príklad 3Example 3

V tomto príklade je oddeľovacia vložka 4 zostavená z troch častí, ktoré sú následne zvarené do jedného telesa. Tri časti sú v tomto príklade pomenované ako plášť 11, valcová rúra 12 a kužeľ 7. Stredná časť pozostáva z valcovej rúry 12, v ktorej strede je umiestnený valcový náboj 13. Os valcového náboja 13 je v podstate zhodná s osou valcovej rúiy 12, osi sa môžu uhlovo a rozmerovo odchyľovať v rámci bežnej výrobnej tolerancie. Náboj 13 je privarený k trom vystred’ovacím krídlam 14, ktoré majú v tomto príklade lichobežníkový tvar. Krídla 14 sú privarené na vonkajší obvod náboja 13 s uhlovo rovnakým rozstupom a na opačných koncoch sú privarené na vnútorný povrch valcovej rúry 12. V inom príklade môže byť použitý odlišný počet krídiel 14 alebo môže byť použitý aj iný nosný element, ktoiý zaistí centrické umiestnenie dýzy 3 vnútri valcovej rúiy 12.In this example, the separating insert 4 is composed of three parts, which are subsequently welded into one body. The three parts in this example are named as the shell 11, the cylindrical tube 12 and the cone 7. The middle part consists of a cylindrical tube 12 in the middle of which a cylindrical hub 13 is located. The axis of the cylindrical hub 13 is substantially coincident with the axis of the cylindrical tube 12. they may deviate angularly and dimensionally within normal manufacturing tolerances. The hub 13 is welded to three centering wings 14, which in this example have a trapezoidal shape. The wings 14 are welded to the outer circumference of the hub 13 at an angularly equal spacing and welded to the inner surface of the cylindrical tube 12 at opposite ends. In another example, a different number of wings 14 may be used or another support element may be used to provide a centric nozzle location. 3 inside the cylindrical tube 12.

Valcová rúra 12 je v tomto príklade krátka, jej dĺžka približne zodpovedá dĺžke náboja 13, aby sa spoje mohli zvárať bežným zváracím náradím, ktoré by sa inak nedalo vložiť do dlhej dutiny s malým priemerom Po privarení náboja 13 do stredu valcovej rúiy 12 sa k jednému čelu valcovej rúiy 12 privarí valcový plášť 11 horáka s rebrami 6. V tomto príklade má plášť 11 rovnaký vonkajší priemer ako valcová rúra 12. Na plášti 11 sú pozdĺžne privarené rebrá 6. V tomto príklade majú rebrá 6 prierez 4x6 mm a siahajú od konca oddeľovacej vložky 4 do približne polovice dlzky oddeľovacej vložky 4. Počet rebier 6 v tomto príklade je 10 a sú rovnomerne uhlovo rozmiestnené po obvode. Na opačnej strane je kvalcovej rúre 12 s vystiedenýmnábojom 13 privarený kužeľ 7. Kužeľ 7 má vonkajší priemer zhodný s priemerom valcovej rúiy 12, s ktorou je obvoThe cylindrical tube 12 is short in this example, its length approximately corresponding to the length of the hub 13, so that the joints can be welded with conventional welding tools which would not otherwise be inserted into a long cavity with a small diameter After welding the hub 13 to the center of the cylindrical tube 12. The cylindrical shell 11 of the burner 12 is welded to the cylindrical shell 11 of the burner with ribs 6. In this example, the shell 11 has the same outer diameter as the cylindrical tube 12. Ribs 6 are longitudinally welded to the shell 11. In this example, the ribs 6 have a cross section of 4x6 mm inserts 4 to approximately half the length of the separating insert 4. The number of ribs 6 in this example is 10 and are evenly angularly spaced around the circumference. On the opposite side, a cone 7 is welded to the quality tube 12 with a discharged hub 13. The cone 7 has an outer diameter identical to the diameter of the cylindrical tube 12 with which the

S K 8731 Υ1 dovo zvarený a smerom k opačnému koncu je kužeľ 7 zúžený na priemer, ktorý je väčší ako vonkajší priemer prívodného potrubia 2 plynu, čím sa vytvorí prierez medzikružia, cez ktoiý je vzduch vháňaný k dýze 3. Toto medzikružie tvorí otvor5 spaľovacieho vzduchu.S K 8731 d1 is welded and towards the opposite end, the cone 7 is tapered to a diameter which is larger than the outer diameter of the gas supply pipe 2, thus forming a cross-section of the intermediate ring through which air is blown to the nozzle 3. This intermediate ring forms the combustion air opening 5.

Vonkajší priemer plášťa 11 vrátane rebier 6 je v tomto príklade približne o 1 mm menší, ako je vnútorný priemer horákovej komoiy 1, čo umožňuje ľahké zasunutie horáka do horákovej komoiy 1 a prípadné trvalé deformácie po pôsobení tepla nespôsobujú problémy pri demontáži horáka. Rebrá 6 zabezpečujú vytvorenie medzery medzi horákom a vnútorným povrchom horákovej komory 1, čím sa chráni výmurovka v tepelne kritickom mieste. Vzduch vháňaný do horákovej komory 1 prúdi nielen medzikružím k dýze 3, ale je kužeľom 7 usmernený do priestoru medzi plášťom 11 a vnútorným povrchom horákovej komoiy 1, čím sa ochladzuje výmurovka steny pri horákovej komore 1. Tento vzduch nevstupuje do procesu horenia v horákovej komore 1, ale až vnútri vsádzky, čím sa zväčšuje a zrovnomerňuje zóna horenia.The outer diameter of the casing 11, including the ribs 6, is in this example approximately 1 mm smaller than the inner diameter of the burner chamber 1, which allows the burner to be easily inserted into the burner chamber 1 and any permanent deformations after heat do not cause burner disassembly problems. The ribs 6 ensure the creation of a gap between the burner and the inner surface of the burner chamber 1, thus protecting the lining at a thermally critical point. The air blown into the burner chamber 1 flows not only through the intermediate ring to the nozzle 3, but is directed by a cone 7 into the space between the casing 11 and the inner surface of the burner chamber 1, thus cooling the wall lining at the burner chamber 1. This air does not enter the combustion process in the burner chamber 1. , but only inside the batch, which enlarges and evenens the combustion zone.

Po zvarení oddeľovacej vložky 4 je zvaienec pripevnený k prívodnému potrubiu 2 plynu tak, že do vystredeného valcového náboja 13 je zo strany kužeľa 7 vložený koniec prívodného potrubia 2 so závitom a z opačnej strany je naskrutkovaná dýza 3. Osadenie na vy sústruženom telese dýzy 3 priľahne na čelo valcového náboja 13. Týmto usporiadaním sa dosiahne votknuté upevnenie horáka na prívodné potrubie 2 plynu. Pri montáži je prívodné potrubie 2 vedené v otvore príruby 10, ktorou sa zvonka uzatvára horáková komoraAfter welding the separating insert 4, the coil is attached to the gas supply pipe 2 in such a way that the threaded end of the supply pipe 2 is inserted into the centered cylindrical hub 13 from the cone side 7 and the nozzle 3 is screwed on the opposite side. the front of the cylindrical hub 13. With this arrangement, an embossed attachment of the burner to the gas supply line 2 is achieved. During assembly, the supply pipe 2 is led in the opening of the flange 10, which closes the burner chamber from the outside.

1. Dýza 3 má v tomto príklade osem otvorov, ktorými zemný plyn pod tlakom vy teká do prúdu vzduchu.1. In this example, the nozzle 3 has eight openings through which natural gas flows under pressure into the air stream.

V tomto príklade je dýza 3 umiestnená približne 300 mm od vnútorného okraja šachtovej pece.In this example, the nozzle 3 is located approximately 300 mm from the inner edge of the shaft furnace.

Príklad 4Example 4

V tomto príklade podľa obrázka 5 je pôvodný rozvod vzduchu upravený tak, že sú vytvorené dve vetvy núteného prívodu vzduchu so samostatnými regulačnými ventilmi. Prvou vetvou je vzduch privádzaný dovnútra oddeľovacej vložky 4, druhá vetva vzduchu je pripojená do medzery medzi oddeľovacou vložkou 4 a vnútomýmpovrchomhorákovej komoiy 1. Na prírube 10 je umiestnená hlava infračerveného teplomera.In this example according to Figure 5, the original air distribution is modified so that two forced air supply branches are formed with separate control valves. The first branch is the air supplied inside the separating insert 4, the second branch of the air is connected to the gap between the separating insert 4 and the inner surface of the burner chamber 1. An infrared thermometer head is placed on the flange 10.

Vďaka samostatnej regulácii dvoch vetiev vzduchu sa môže meniť objem chladiaceho sekundárneho vzduchu pri zachovaní stecheometrického pomeru vzduchu pri horení vnútri oddeľovacej vložky 4.Thanks to the separate regulation of the two air branches, the volume of the cooling secondary air can be varied while maintaining the stoicheometric ratio of the combustion air inside the separating insert 4.

Priemyselná využiteľnosťIndustrial applicability

Priemyselná využiteľnosť je zrejmá. Podľa tohto technického riešenia je možné priemyselne a opakovane vyrábať horák na spaľovanie plynného paliva a používať ho v šachtovej peci, najmä v šachtových peciach na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, kde sa na vsádzku pôsobí priamo plameňomIndustrial applicability is obvious. According to this technical solution, it is possible to industrially and repeatedly produce a burner for burning gaseous fuel and use it in a shaft furnace, especially in shaft furnaces for heat treatment of minerals in granular form, where the charge is directly exposed to the flame

S K 8731 Υ1S K 8731 Υ1

Zoznam vzťahových značiek a skratiekList of reference symbols and abbreviations

- komora- storage room

- prívodné potrubie- supply pipe

3 - dýza3 - nozzle

- oddeľovaciavložka- separating insert

- otvor spaľovacieho vzduchu- combustion air opening

- rebro- rib

- kužeľ- cone

8 - prvý koniec8 - first end

- druhý koniec- the other end

- príruba- flange

-plášťbumper skin

- valcová rúra- cylindrical tube

13 - náboj13 - charge

Claims (17)

NÁROKY NA OCHRANUCLAIMS FOR PROTECTION 1. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, kde horák je umiestnený v horákovej komore (1) v plášti šachtovej pece a má prívodné potrubie (2) pripojené na zdroj plynného paliva, prívodné potrubie (2) je zakončené dýzou (3), ktorá je umiestnená mimo okrajovej zóny, ktorou sa horáková komora (1) napája na vnútro šachtovej pece, pričom do horákovej komory (1) je privedený nútený prívod vzduchu na spaľovanie, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa oddeľovaciu vložku (4), ktorá je prvým koncom (8) nasadená na prívodné potrubie (2) tak, že dýza (3) horáka sa nachádza vnútri oddeľovacej vložky (4), druhý koniec (9) oddeľovacej vložky (4) siaha do okrajovej zóny, medzi oddeľovacou vložkou (4) a vnútornou plochou horákovej komory (1) je medzera na prúdenie vzduchu smerom do šachtovej pece, pričom dovnútra oddeľovacej vložky (4) a k vonkajšiemu povrchu oddeľovacej vložky (4) je privedený prívod vzduchu.A burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, wherein the burner is located in a burner chamber (1) in the shaft furnace shell and has a supply line (2) connected to a gaseous fuel source, supply line ( 2) is terminated by a nozzle (3) which is located outside the edge zone through which the burner chamber (1) is fed to the interior of the shaft furnace, a forced supply of combustion air being introduced into the burner chamber (1), characterized in that it comprises the separating insert (4), which is fitted with the first end (8) to the supply line (2) so that the burner nozzle (3) is located inside the separating insert (4), the second end (9) of the separating insert (4) extends into the edge zone, between the separating insert (4) and the inner surface of the burner chamber (1) there is a gap for the flow of air towards the shaft furnace, with the inside of the separating insert (4) and the outer surface of the separating of the insert (4) is an air supply. 2. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že medzi prívodným potrubím (2) a oddeľovacou vložkou (4) je vytvorený aspoň jeden otvor (5) spaľovacieho vzduchu, ktorý prepája nútený prívod vzduchu s vnútomýmpriestorom oddeľovacej vložky (4).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to Claim 1, characterized in that at least one combustion chamber opening (5) is formed between the supply line (2) and the separating insert (4). of air, which connects the forced air supply with the inner space of the separating insert (4). 3. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 1, vyznačujúci sa tým, že má samostatné prívody vzduchu dovnútra oddeľovacej vložky (4) a vzduchu do medzery medzi oddeľovacou vložkou (4) a vnútornou plochou horákovej komory (1).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to claim 1, characterized in that it has separate air inlets inside the separating insert (4) and air into the gap between the separating insert (4) and the inner surface of the burner chamber (1). 4. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž3, vyznačujúci sa tým, že tvar priečneho prierezu oddeľovacej vložky (4) zodpovedá prierezovému tvaru horákovej komory (1).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the cross-sectional shape of the separating insert (4) corresponds to the cross-sectional shape of the burner chamber (1). 5. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 4, vyznačujúci sa tým, že oddeľovacia vložka (4) má kruhový priečny prierez.Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to Claim 4, characterized in that the separating insert (4) has a circular cross section. 6. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž5, vyznačujúci sa tým, že medzera medzi oddeľovacou vložkou (4) a vnútornou plochou horákovej komory (1) je aspoň 10 mm, výhodne aspoň 20 mmBurner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the gap between the separating insert (4) and the inner surface of the burner chamber (1) is at least 10 mm , preferably at least 20 mm 7. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž6, vyznačujúci sa tým, že dýza (3) je vzdialená od vnútorného okraja komory (1) aspoň 100 mm, výhodne aspoň 250 mmBurner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the nozzle (3) is at least 100 mm away from the inner edge of the chamber (1), preferably at least 250 mm 8. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 7, vyznačujúci sa tým, že oddeľovacia vložka (4) má na prvom konci (8) kužeľ (7), na ktorý nadväzuje valcová rúra (12) a plášť (11), pričom plášť (11) siaha až k druhému koncu (9).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the separating insert (4) has a cone (7) at the first end (8), followed by a cylindrical tube (12) and a jacket (11), the jacket (11) extending to the other end (9). 9. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 8, vyznačujúci sa tým, že oddeľovacia vložka (4) zahŕňa náboj (13) určený na nasadenie na prívodné potrubie (2), pričom náboj (13) je pomocou aspoň jedného krídla (14) pripevnený vnútri valcovej rúry (12).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to claim 8, characterized in that the separating insert (4) comprises a hub (13) intended to be fitted to the supply line (2), the hub (13) is fixed inside the cylindrical tube (12) by means of at least one wing (14). 10. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov laž9, vyznačujúci sa tým, že oddeľovacia vložka (4) má na vonkajšom povrchu aspoň tri rebrá (6) orientované v smere pozdĺžnej osi.Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 9, characterized in that the separating insert (4) has at least three ribs (6) oriented on the outer surface in the longitudinal direction. axis. 11. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 10, vyznačujúci sa tým, že rebrá (6) siahajú od druhého konca (9) aspoň do 20 % dĺžky oddeľovacej vložky (4), výhodne aspoň do 40 % dĺžky oddeľovacej vložky (4).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to claim 10, characterized in that the ribs (6) extend from the other end (9) to at least 20% of the length of the separating insert (4) , preferably up to at least 40% of the length of the separating insert (4). 12. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 11, vyznačujúci sa tým, že oddeľovacia vložka (4) je zvarenec, výhodne zvarenec z ohňovzdornej ocele.Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for the heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the separating insert (4) is a weldment, preferably a refractory steel weldment. 13. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1, 2, 4 až 12, vyznačujúci sa tým, že prietokový prierez otvoru (5) spaľovacieho vzduchu na prvom konci (8) dosahuje do 40 % prierezu horákovej komory (D-Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1, 2, 4 to 12, characterized in that the flow cross section of the combustion air opening (5) at the first end (8) ) reaches up to 40% of the cross-section of the burner chamber (D- 14. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 13, vyznačujúci sa tým, že otvor (5) spaľovacieho vzduchu má premenlivú geometriu.Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to Claim 13, characterized in that the combustion air opening (5) has a variable geometry. 15. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov 1 až 14, vyznačujúci sa tým, že prívodné potrubie (2) je spojené s prírubou (10), ktorá je pripevnená do rozvodu vzduchu v osi horákovej komory (1).Burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 14, characterized in that the supply line (2) is connected to a flange (10) which is fixed to air distribution in the axis of the burner chamber (1). S K 8731 Υ1S K 8731 Υ1 16. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zrnitej forme, podľa nároku 15, vyznačujúci sa tým, že spojenie príruby (10) s prívodným potrubím (2) je posuvné avzájomne utesnené aspoňjednýmtesniacim krúžkomBurner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for heat treatment of minerals in granular form, according to Claim 15, characterized in that the connection of the flange (10) to the supply line (2) is slidable and mutually sealed by at least one sealing ring 17. Horák na spaľovanie plynného paliva v šachtovej peci, najmä na tepelné spracovanie minerálov v zr5 nitej forme, podľa ktoréhokoľvek z nárokov lažló, vyznačujúci sa tým, že zahŕňa snímač teploty v okrajovej zóne, výhodne optický snímač teploty.A burner for burning gaseous fuel in a shaft furnace, in particular for the heat treatment of minerals in granular form, according to any one of claims 1 to 10, characterized in that it comprises a temperature sensor in the peripheral zone, preferably an optical temperature sensor.
SK50027-2019U 2019-04-03 2019-04-03 Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form SK8731Y1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50027-2019U SK8731Y1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form
EP20167863.8A EP3719397B1 (en) 2019-04-03 2020-04-02 Burner for combustion of gaseous fuels in shaft furnace, especially for heat processing of minerals in granular form
RU2020112894A RU2766115C2 (en) 2019-04-03 2020-04-03 Burner for combusting gaseous fuel in a shaft furnace, primarily for heat treatment of minerals in the granular form

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SK50027-2019U SK8731Y1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form

Publications (2)

Publication Number Publication Date
SK500272019U1 SK500272019U1 (en) 2019-11-05
SK8731Y1 true SK8731Y1 (en) 2020-04-02

Family

ID=68382001

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SK50027-2019U SK8731Y1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3719397B1 (en)
RU (1) RU2766115C2 (en)
SK (1) SK8731Y1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114812191A (en) * 2022-03-09 2022-07-29 五冶集团上海有限公司 Construction method for refractory ramming material of burner channel of roasting furnace

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5242996Y2 (en) * 1972-08-26 1977-09-30
DE3725559C1 (en) 1987-08-01 1989-04-13 Sauerlaendische Kalkindustrie Gmbh, 5790 Brilon, De
RU2039320C1 (en) * 1992-05-19 1995-07-09 Государственный научно-исследовательский институт санитарной техники и оборудования зданий и сооружений Burner for combustion of liquid and gasiform fuel
DE4341752C2 (en) 1993-12-08 1995-11-02 Rheinische Braunkohlenw Ag Process and central burner for heating shaft furnaces
JPH093561A (en) * 1995-06-19 1997-01-07 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Mineral concentrating burner for self-flash smelting furnace and operation using the same
US5975887A (en) * 1997-01-24 1999-11-02 Gordon-Piatt Energy Group, Inc. Compact hi-spin gas burner assembly
KR100271820B1 (en) * 1998-04-09 2000-11-15 Hur Nam Seok Industrial gas burner
GB9812975D0 (en) * 1998-06-16 1998-08-12 Graveson Energy Management Ltd Burner
JP2001355814A (en) * 2000-06-14 2001-12-26 Osaka Gas Co Ltd Burner
US7143610B2 (en) * 2001-03-23 2006-12-05 Vitro Global, S.A. Method and system for feeding and burning a pulverized fuel in a glass melting furnace, and burner for use in the same
US20020134287A1 (en) * 2001-03-23 2002-09-26 Olin-Nunez Miguel Angel Method and system for feeding and burning a pulverized fuel in a glass melting furnace, and burner for use in the same
CA2521018A1 (en) * 2005-08-12 2007-02-12 Proto-Technics, Inc. Turbulence burner with vortex structures
RU2303759C1 (en) * 2005-12-26 2007-07-27 Северо-Кавказский горно-металлургический институт (Государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ)) Well furnace for producing granulated roasted calcium acid
CN101900334B (en) * 2009-06-01 2012-04-04 王文庭 Rotary premixed gas burner of pottery kiln
CN101900335B (en) * 2009-06-01 2012-02-22 王文庭 Premixing gas burner for brick blank drying line
US10125983B2 (en) * 2013-02-14 2018-11-13 Clearsign Combustion Corporation High output porous tile burner
CN104482538A (en) * 2014-12-04 2015-04-01 北京京诚凤凰工业炉工程技术有限公司 Burner for radiant tube
CN204434700U (en) 2015-01-20 2015-07-01 铜陵有色金属集团股份有限公司金冠铜业分公司 The concentrate burner of smelting furnace

Also Published As

Publication number Publication date
EP3719397C0 (en) 2023-09-20
EP3719397A1 (en) 2020-10-07
RU2766115C2 (en) 2022-02-08
EP3719397B1 (en) 2023-09-20
RU2020112894A3 (en) 2021-10-21
SK500272019U1 (en) 2019-11-05
RU2020112894A (en) 2021-10-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR900000949B1 (en) Combustion burner
EP1422473A1 (en) U-tube diffusion flame burner assembly having unique flame stabilization
US20100050912A1 (en) Method for controlling the operation of a rotary furnace burner
SK8731Y1 (en) Burner for combustion of gaseous fuel in a shaft furnace, especially for heat treatment of minerals in granular form
AU2010329886A1 (en) Burner unit for steel making facilities
US4536152A (en) High-velocity gas burners
CN105509049B (en) A kind of high speed blowing combustion device for adapting to pluralities of fuel
JP5461520B2 (en) Combustion tool with quarl block and injector, assembly of the tool and furnace with the tool
CA2832674C (en) Burner arrangement and burner assembly
CN211060108U (en) Gas and combustion-supporting gas premixing burner
CN103672888B (en) Igniter burner
ITBO20120436A1 (en) COMBUSTION EQUIPMENT WITH HEAT RECOVERY IN PARTICULAR FOR CERAMIC OVENS
CN103115360B (en) The short flame high temperature industrial combustor of combustion gas
AU573863B2 (en) Gas burner
CN215490977U (en) Annular vertical kiln
CN203116019U (en) Combustion gas short-flame and high-temperature industrial combustor
US9441543B2 (en) Gas turbine combustor including a premixing chamber having an inner diameter enlarging portion
CN220038458U (en) Total oxygen burner and glass kiln
EP1016822A1 (en) Combustion air feeder for high heat release burner of kilns
RU32862U1 (en) Gas-burner
RU2622357C1 (en) Gas flat flame burner with integrated radiation recuperator
FI126234B (en) Burner arrangement, burner assembly, duct elements, gas circulation duct for belt sintering furnace, metallurgical furnace and method for maintaining the burner arrangement
CA1227411A (en) Gas burner
JPH0356733Y2 (en)
JP2008213012A (en) Molten metal retaining furnace