SU1137106A1 - Фурменный прибор доменной печи - Google Patents

Abstract

1.ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОЖННОЙ ПЕЧИ, содержащий неподвижное и подвижное колень , сопло с форсункой, на выходном конце которой расположен профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал,- установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму, отличающийс  тем, что, с целью снижени  расхода кокса путем повышени  эффективности использовани  твердого топлива при исключении отложений золы на стенках канала Фзфмы , фурма снабжена пат рубками ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом прдъ- 9 ема винтовой линии 20-24. 2.Прибор ПОП.1, отличающийс  тем, что длина горизонтальной части насадка равна 2,54 ,0 калибрам форсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла фурмы на рассто нии 3-5 ее калибров.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии, в частности к доменному производству, и может быть испол зовано дл  раздельного согласованно го ввода газообразного и твердого топлива в фурменный прибор. Известны фурменные приборы, в которых ввод твердого топлива осуществл етс  форсункой, пропущенной через тело сопла или фурмы, а газообразного топлива через патрубки, расположенные в фурме l и 2 . Недостатками этих устройств  вл  ютс  низкий допустимый расход и невысока  эффективность использовани  твердого топлива из-за отсутстви  необходимой организации взаимодействи  топливных струй. Известен также фурменный прибор, содержащий подвижное и неподвижное колень , сопло с форсункой, проп; щенной через его тело на ось,и охлаждаемую фурму с патрубками ввода газообразного топлива в рабочий канал з . Недостатками известного прибора  вл ютс  наличие очаговых зон отложений золы на стенках рабочего кана ла фурмы и выходном сечении форсунки , а также отрицательное вли ние газообразного топлива на газифика-цию твердого топлива, что приводит к ограничению расхода твердого топлива , поскольку интенсивность образовани  отложений увеличиваетс  с ростом его расхода, и снижению эффективности использовани  твердого топлива, Золовые отложени  отрицательно вли ют на работу доменной печи, наруша  сложившиес  услови  распределени  дуть  по окружности печи, а также  вл ютс  причиной тихого хода и даже остановок печи дл  необходимого удалени  отложений. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  фурменньй прибор, содержащий неподвижное и по вижное колень , сопло с форсункой, на выходном конце которой расположе профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал, установленньй соосно с каналом соп ла, и водоохлаждаемую фурму. Рассто ние между сочленением сопла и фурмы с одной стороны и вы ходным отверстием патрубка подачи 62 топлива с другой стороны равно 1,7 диаметра сопла и обеспечивает предотвращение контакта струи газа с сочленением сопла и фурмы . Однако данна  конструкци  фурменного прибора не обеспечивает при совместной подаче твердого вида топлива и газообразного необходимую эффективность их подачи и не исключает недостатка отложени  золы при сгорании твердого топлива в виде угольной пыли на стенках рабочего канала фурмы. Цель изобретени  - снижение расхода кокса путем повьшени  эффективности использовани  твердого топлива при совместной подаче его в канал с природным газом при исключении отложений золы на стенках рабочего канала фурмы. Поставленна  цель достигаетс  тем, что в фурменном приборе, содержащем неподвижное и подвижное колень , сопло с форсункой, на вькодном конце которой расположен про- фильный насадок подвода углеводород-, ного топлива в рабочий канал, установленный соосно с каналом сопла, и водоохлаждаемую фурму, фурма снабжена патрубкаю ввода газа в ее канал , размещенными в виде многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24 . При этом длина горизонтальной части насадка равна 2,5-4,,О калибрам форсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла фурмы ,на рассто нии 3-5 ее калибров. На фиг. 1 показан фурменный прибор .доменной печи; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - развертка рабочей поверхности стакана фурмы от места ввода газа до выхода фурмы в печь (заштрихована область защищенна  газовой пленкой). I Фурменный прибор доменной печи содержит неподвижное 1 и, подвижное 2 колень , сопло 3 с форсункой 4, на выходном конце которой расположен профильный насадок 5 подвода углеводородного топлива в рабочий канал, установленный соосно с каналом сопЛа, и водоохлаждаемую фурму 6. Фурма снабжена патрубками 7 ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24 . Длина горизонтальной части насадка равна 2,5-4,0

31

калибрам форсунки, причем ее выходнор сечение расположено от рьша фурмы на рассто нии 3-5 ее калибров.

Твердое топливо через форсунку 4 и профильный насадок 5 подаетс  на ось сопла 3 по ходу дуть  и, смешива сь , поступает в рабочий канал охлаждаемой фурмы 6. Раскрытие струи твердого топлива сопровождаетс  его горением. В рабочем канале охлаждаемой фурмы 6 через патрубки 7 ввода газообразного топлива, размещенные по спирали по типу многозаходного винта, в периферийные слои дуть  подаетс  газообразное топливо, создающее между потоком дуть  и холодной поверхностью канала фурмы промежуточный закрученный поток. Смесь твердого и газообразного топлива с дутьем поступает в фурменную зону, где завершаютс  процессы горени  и ,газификации.

Подача газообразного топлива по спирали по типу многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24 обеспечивает, во-первых, аэродинамическую защиту внутреннего стакана фурмы от отложений золы и истирающего действи  твердого топлива , во-вторых, за счет большей реакционной способности газообразного топлива на пути твердого топлива создаетс  бескислородна  область, что тормозит развитие золообразовани , в-третьих, за счет организации движени  газообразного топлива в пе риферийной зоне не искажаетс  центральна  часть потока. Разделение потоков твердого и газообразного топлив позвол ет более полно осуществить процесс газификации, частиц твердого топлива и за счет этого повысить эффективность его использовани , Лополнительна  турбулизаци  потока газообразного топлива позвол ет повысить эффективность его использовани . Кроме того, при вводе газообразного топлива по спирали с углом подъема винтовой линии 20-24° достигаетс  минимальный коэффициент аэродинамического сопротивлени  газоподвод щего тракта, что обеспечивает дополнительное увеличение расхода газообразного топлива при существующем его давлении в магистрали .

Следует отметить, что подача газообразного топлива по спирали по

71064

типу многозаходного винта с углом подъема винтовой линии может быть использована и при отсутствии твердого топлива. В этом случае за счет 5 уменьшени  развити  пиролиза газообразного топлива с вьщелением сажистого углерода повышаетс  коэффициент замены кокса газообразным топливом.

Подача твердого топлива через iO форсунку, выходной конец которой снабжен профильньм насадком, установленным соосно осевой линии сопла, горизонтальна  часть которого выполнена длиной 2,5-4,0 калибрам

f5 форсунки, позвол ет исключить отложени  на ее поверхности и за счет стабилизации аэродинамики потока дуть  повысить э(М)ективность использовани  твердого топлива, 20 В теневой, т.е. расположенной с противоположной по отношению к потоку дуть , стороне выступающей в рабочий канал сопла части форсунки возникают вихри, действие которых 5 распростран етс  на рассто ние не более 2,5 калибров форсунки. Так как длина выходного горизонтального участка профильного насадка 5 равна 2,5-4,0 калибрам форсунки, то выходQ ное сечение последнего вынесено за пределы действи  вихрей теневой стороны и по его периметру установитс  давление, равное давлению в фурме, вследствие чего отрицательное действие вихревой теневой стороны форсунки устран етс . Дополнительные вихри, возникающие за выходным сечением насадка 5, не привод т к отложению золы из-за отсутстви  горени 

частиц пьши, поскольку циркул ци  происходит во внутренней обедненной кислородом и непрерывно охлаждаемой холодной струей воздуха и твердого топлива части факела.

5 при рассто нии выходного сечени  насадка от усть  фурмы, равном 3-5 калибрам фурмы, создаютс  оптимальные услови  дл  равномерного распределени  твердого топлива в поперечном сечении струи дуть  и газификации его частиц, что обеспечивает максимальную эффективность использовани  твердого топлива. В этих услови х гранит золовых отложений

5 проходит на рассто нии 1-2 калиб- ров фурмы от ее усть . Наличие аэро- динамической защиты закрученного газообразного топлива уменьшает отложени  золы за счет охлаждени  жидких частиц и замедлени  процессов горени  в среде с восстановительным потенциалом. При истечении осасимметричной струи параллельно стенке внешн   граница струи на уровне оси остаетс  практически пр молинейной на участке длиной 11 (где Од - диаметр газового сопла) с углом раскрыти  ci (с учетом снос щего эффекта потока дуть  внешн   граница, обращенна  к потоку, будет прижиматьс  к оси, что приведет к уменьшению угла раскрыти  и снижению веро тности набегани  струй на соседний ввод). Дл  обеспечени  надежной аэродинамической запщты поверхности внутреннего стакана фурмы дальнобойност газовой струи должна быть максималь цой. При этом за счет окружного движени  газа в пристеночной зоне разница скоростей дуть  и газа оста етс  на максимальном уровне, что улучшает их смешение. При увеличени угла наклона ввода газа в виде пол ограниченной струи от 11 до 24 про исходит снижение коэффициента сопро тивлени  от 180 до 60 (11-180; 15105; 24-60), причем при угле наклона 20-24° значение коэффициента сопротивлени  остаетс  на уровне 65 60. Следовательно, по услови м обес печени  максимальной дальнобойности и разности скоростей потока дуть  газа угол наклона винтовой линии равный 24  вл етс  предельным. Распределение давлени  вокруг на чального сечени  струи, обтекаемой потоком, аналогично распределению давлени  при обтекании цилиндра (им  вл етс  выходной конец форсунки): перед струей (цилиндром) создаетс  небольшой подпор, а за струей (цилиндром ) - довольно сильное разрежение , причем выравнивание давлени  за струей (цилиндром) происходит примерно на рассто нии 2,5 калибров от центра отверсти . В результате перепада давлени  между основным потоком и потоком в затененной зоне за выходным сечением пьшеугольной форсунки создаетс  вихрева  зона. Циркулиру  со значительно меньшей скоростью, чем скорость основного потока, частицы угольной пыли дополнительно перемешиваютс  с высоконагретым дутьем и гор т, образу  в затененной зоне устойчивый фронт пламени,Капли -золы, циркулиру  в затененной зоне, забраеывакугс  на холодную поверхность выходного сечени  форсунки и прилипают к нему, что приводит к обгоранию последнего и нарушению аэродинамики пьшеугольной струи. Таким образом; в результате усовершенствовани  подводов твердого и газообразного топлив в фурменный прибор организуетс  оптимальна  схема сжигани  топливных струй, что обеспечивает устранение золовых отложений на поверхност х форсунки и фурмы и более полную газификацию частиц твердого топлива. Это позвол ет увеличить расход твердого, топлива и повысить эффективность его использовани , что приводит к снижению расхода кокса.

ВВод газоо озного топлива

иг.З

Claims (2)

1.ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР ДОМЕННОЙ ПЕЧИ, содержащий неподвижное и подвижное коленья, сопло с форсункой, на выходном конце которой расположен профильный насадок подвода углеводородного топлива в рабочий канал,- установленный соосно с каналом сопла,_х и водоохлаждаемую фурму, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода кокса путем повышения эффективности использования твердого топлива при исключении отложений золы на стенках канала фурмы, фурма снабжена патрубками ввода газа в ее канал, размещенными в виде многозаходного винта с углом подъема винтовой линии 20-24°.

2.Прибор по п.1, отличающийся тем, что длина горизонтальной части насадка равна 2,54,0 калибрам форсунки, причем ее выходное сечение расположено от рыла фурмы на расстоянии 3-5 ее калибров.

S-Uo.. 1137106

1 137106