SU142669A1

SU142669A1 - Methodical recuperative furnace for metal heating

Info

Publication number: SU142669A1
Application number: SU728899A
Authority: SU
Inventors: Л.А. Шульц
Original assignee: Л.А. Шульц
Priority date: 1961-04-25
Filing date: 1961-04-25
Publication date: 1961-11-30

Description

Известны методические печи, в которых производ т безокислительный нагрев металла открытым пламенем с применением коксового газа и металлических рекуператоров дл подогрева воздуха. В таких печах сжигание газа производ т в высокотемпературных зонах при значительном подогреве воздуха и коэффициенте расхода его около 0.5. Нейтральные или слабо восстановительные продукты неполного горени дожигают в низкотемпературной зоне.Methodical furnaces are known in which non-oxidizing heating of a metal by an open flame is carried out using coke oven gas and metal recuperators for heating air. In such furnaces, gas is burned in high-temperature zones with significant heating of the air and its consumption coefficient of about 0.5. Neutral or weakly reducing products of incomplete combustion are burned in the low-temperature zone.

Предлагаема методическа печь отличаетс от известных тем, что позвол ет использовать дл безокислительного нагрева природный газ. Природный газ конвертируетс путем нагрева его вместе с вод ным паром, получаемым за счет тепла отход щего дыма. Тепло, поглощенное при разложении метана, вод ным паром выдел етс в печи при горении. Сжигание газа производ т с помощью инжекционных горелок при коротком факеле.The proposed furnace is different from the known ones in that it allows the use of natural gas for non-oxidative heating. Natural gas is converted by heating it together with the steam produced by the heat of the exhaust smoke. The heat absorbed by the decomposition of methane with water vapor is released in the furnace during combustion. Gas is burned using injection torches with a short flare.

Такое выполнение методической печи дл безокислительного нагрева металла с использованием природного газа обеспечивает снижение удельных расходов топлива и позвол ет применить безокислительный нагрев на действующих печах, выполненных с керамическими рекуператорами дл подогрева воздуха и отапливаемых смещанным газо.м путем сжигани его в инжекционных горелках.Such an embodiment of a method furnace for non-oxidative heating of a metal using natural gas reduces the specific fuel consumption and allows non-oxidative heating to be applied on existing furnaces made with ceramic recuperators for heating air and heated by displaced gas meters by burning it in injection burners.

Ка фиг. 1 показана предлагаема методическа печь; на фиг. 2- инжекционна горелка дл коротко-факельного сжигани газа.Kah FIG. 1 shows the proposed method furnace; in fig. 2- injection burner for short flare gas combustion.

В предлагаемой печи подогрев воздуха до 750-950° осуществл ют в керамическом рекуператоре 1. Природный газ подогревают до температуры 500-650° в низкотемпературном конвективном металлическом рекуператоре 2 и затем до в высокотемпературном радиационном рекуператоре 3. Природный газ нагреваетс в.месте с вод ным паром, получаемым в испарителе 4 за счет тепла отход щегоIn the proposed furnace, air heating up to 750-950 ° is carried out in a ceramic recuperator 1. Natural gas is heated to a temperature of 500-650 ° in a low-temperature convective metal recuperator 2 and then to a high-temperature radiation recuperator 3. Natural gas is heated along with water steam generated in the evaporator 4 due to the heat of waste

№ 142669- 2 дыма , при отношении jCH4 к Н20 приблизительно 1:1. Пар собираетс в паросборнике 5 и затем поступает в пароперегреватель 6.No. 142669-2 smoke, with a ratio of jCH4 to H20 of approximately 1: 1. Steam is collected in a steam trap 5 and then fed to a steam superheater 6.

Применение двухстад 1Йного постепенного нагрева нар ду с хорошим теплоиснользованием создает нормальные температурные услови , дл работы керамического и газового рекуператоров.The use of a two-stage gradual heating, along with good thermal utilization, creates normal temperature conditions for the operation of ceramic and gas recuperators.

Газовый рекуператор имеет тенловоспринимающие зоны 7, расположенные в борове и омыв-йемые продуктами сгорани , где смесь движетс с большой скоростью, нагрева сь до заданной температуры, а также зоны 8 химических реакций, протекающих с малой скоростью смеси с применением катализаторов или без их применени , где в основном И происход т реакции конверсии при частичном остывании смеси.The gas recuperator has tenlow-receiving zones 7 located in a hog and washed with combustion products, where the mixture moves at high speed, heating to a predetermined temperature, as well as zone 8 of chemical reactions that take place at low speed with or without the use of catalysts, where, in the main, conversion reactions occur during the partial cooling of the mixture.

Така конструкци газового рекуператора обеспечивает необходимую полноту химического процесса при надежной работе его.Such a gas heat exchanger design provides the necessary completeness of the chemical process with its reliable operation.

Сжигание газа начинаетс в инжекционных горелках 5, работающих на режиме самовоспламенени , обеспечивающем: сжигание газа при коротком факеле и исключение возможности образовани в печч .локальных факельных зон с окисл ющей атмосферой; подогрев воздуха в керамическом рекуператоре; ликвидацию ограничений, возникающих при работе обычных инжекционных горелок.Combustion of gas begins in injection burners 5, operating in an auto-ignition mode, which provides: gas combustion with a short torch and the elimination of the possibility of formation of local flare zones in the furnace with an oxidizing atmosphere; air heating in a ceramic recuperator; the elimination of restrictions arising from the operation of conventional injection burners.

Предлолченна горелка (фиг. 2) выполнена на условии работы при режиме самовоспламенени . Размеры горелки завис т от мощности, характеристики газов, турбулентной скорости выгорани смеси, теоретической температуры горени и р да посто нных, определ емых на практике.The pre-ignited burner (Fig. 2) is made on the condition of operation under the auto-ignition mode. The dimensions of the burner depend on the power, the characteristics of the gases, the turbulent burn-out rate of the mixture, the theoretical combustion temperature and the range of constants determined in practice.

Смеситель /О камеры горени выполнен в кладке горелочного торца из огнеупорных материалов и имеет постепенно (неравномерно) расшир ющеес сечение. Смеситель 10 и газовые сопла // выполнены из фасонных блоков 12 корунда или высокоглиноземистого кирпича.The mixer / O of the combustion chamber is made in the laying of the burner end of refractory materials and has a gradually (unevenly) expanding section. The mixer 10 and gas nozzles // are made of shaped blocks 12 of corundum or high-alumina brick.

В св зи с высоким подогревом газа, увеличением его массы (примерно в 2 раза при СН4: : 1) и повыщением давлени смесч перед горелкой до 3000 : 5000 мм. вод ст. (давлепие пара и природного газа практически ограничиваетс лишь стойкостью рекуператора) инжектирующа мощность газа значительно повыситс по сравнению с существующей на крупных печах, работающих на смешанном газе с керамическими рекуператорами.In connection with the high heating of the gas, an increase in its mass (about 2 times at CH4:: 1) and an increase in the pressure of the mixture in front of the burner to 3000: 5000 mm. waters art. (The pressure of steam and natural gas is practically limited only by the resistance of the heat exchanger) The injecting power of the gas will be significantly increased compared to the existing capacity of large furnaces operating on mixed gas with ceramic heat exchangers.

Дожигание продуктов неполного горени в методической зоне осуществл етс посредством впуска воздуха через сопла 13, позвол ющие регулировать угол наклона струй, обеспечивающих нужный режим , дожигани и давлени в печи. Воздух к соплам подаетс холодным от отдельного вентил тора.The afterburning of products of incomplete combustion in the methodical zone is carried out by means of air intake through the nozzles 13, which allow to adjust the angle of inclination of the jets that provide the desired mode, afterburning and pressure in the furnace. The air to the nozzles is supplied cold from a separate fan.

Институт Стальпроект отмечает, что предложение в части конверсии метана с вод ным паром за счет тепла отход щего дыма вл етс рациональным и должно быть использовано в промышленности.The Institute Steelproject notes that the proposal in terms of methane conversion with water vapor due to the heat of the exhaust smoke is rational and should be used in industry.

Предмет изобретени Subject invention

Методическа рекуперативна печь дл нагрева металла открытым пламенем, отличающа с тем, что, с целью использорани дл ее отоплени природного газа, его конвертируют вод ным паром с применением дл подогрева парогазовой смеси трубчатого рекуператора и инжекционных горелок дл сл игани конвертированного газа.A methodical recuperative furnace for heating a metal with an open flame, characterized in that, in order to use natural gas for heating it, it is converted with water vapor using a tubular heat exchanger and injection burners for heating the converted gas to heat the gas-vapor mixture.