SU1693069A1 - Способ ввода газообразного топлива в фурменный прибор шахтной печи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к доменному производству , и может использоватьс  при вдувании в доменные печи газообразного топлива. Целью изобретени   вл етс  сокращение расхода кокса за счет повышени  эффективности сжигани  вдуваемого газообразного топлива. Дл  достижени  цели топливо ввод т в дутьевое сопло через его боковую поверхность в виде моноструи, составл ющей с осью сопла угол 24-27° . Место ввода газообразного топлива отстоит от выходного отверсти  фурмы на рассто ние 11-17 калибров струи газа. При таком вводе газова  стру  доходит до центра воздушной струи и к моменту выхода ее из фурмы в рабочее пространство печи образует с дутьем однородную смесь, что способствует по- вышению полноты сгорани  газа и увеличивает газопропускную способность фурменного прибора. 2 ил., 2 табл.

Description

Изобретение относитс  к черной металлургии , в частности к доменному производству , и может быть использовано на доменных печах, работающих с вдуванием газообразного топлива в воздушные фурмы.

Целью изобретени   вл етс  сокращение расхода кокса за счет повышени  эффективности сжигани  топлива и путем увеличени  пропускной способности тракта , температурного уровн  в центральной зоне фурменного прибора и однородности образующейс  топливовоздушной смеси.

На фиг. 1 показаны сопло и воздушна  фурма, вид со стороны ввода газообразного топлива в сопло; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Сущность способа заключаетс  в том, что газообразное топливо ввод т в поток гор чего дуть  в виде моноструи через боковую поверхность дутьевого сопла под углом 24-27° к оси сопла и на рассто нии 11-17 калибров струи газообразного топлива от выходного сечени  фурмы.

Высокотемпературное обогащенное кислородом дутье 1 (фиг. 2) поступает в полость дутьевого сопла 2 фурменного прибора, проходит через фурму 3 и через ее выходное сечение 4 истекает в рабочее пространство печи. Через боковую повесхность сопла 2 под углом о. 24-27° к его оси ввод т монострую газообразного топлива 5, например природного газа, на рассто нии

Os

чэ со о

Оч

о

L 11-17 калибров струи газа от выходного сечени  фурмы.

При таком вводе газообразного топлива обеспечиваютс  услови  дл  оптимального газодинамического режима проникновени  моноструи газа в относ щий поток дуть  и минимальные тепловые потери от гор щего факела. Ввод топлива 5 круглой струей через боковую поверхность дутьевого сопла 2 обеспечивает проникновение струи практически до оси сопла за счет кинетической энергии холодной струи, при этом происходит слабое расширение газовой струи и осу- ществл етс  массообмен за счет молекул рной диффузии вещества струи в снос щий поток дуть .

Ввод топлива под углом а 24-27° обеспечивает проникновение газа струей расширенного сечени  до оси сопла 2 и плавный поворот этой струи по центру дутьевого канала в направлении выходного сечени  фурмы с развитым турбулированным гор щим факелом вдоль продольной оси фурменного прибора.

При угле ввода а 24° обеспечиваетс  достаточна  однородность смеси газодутьевых компонентов за счет сохранени  турбулентного состо ни  поперечного сечени  факела, при этом турбулентность равномерно распростран етс  в продольном направлении , а поворот факела на продольную ось дутьевого канала носит плавный характер с пр молинейным распределением турбулентной газовой струи по оси фурменного прибора в относ щем обтекающем потоке дуть .

При угле ввода а 27° граница взаимодействи  газового факела с дутьевым потоком начинает слабо искривл тьс , степень искривлени  усиливаетс  при большей величине угла. Снос щий эффект практически сохран етс  в пределах а 24-27°. Линии тока дуть  слабо деформированы и несущественен тормоз щий эффект, присущий встречному взаимодействию газового потока с дутьевым.

При уменьшении угла ввода топлива, например, до величины 23° однородность смеси заметно измен етс  по сечению дутьевого канала. Это вызвано искривлением гор щего факела вдоль продольной оси фурменного прибора с колебательным процессом взаимодействи  с дутьевым потоком по длине.

При увеличении угла ввода топлива, например , до величины 28° взаимодействие газа с дутьем приобретает активный характер с искривлением фронта по границе контакта реагирующих компонентов с

по влением циркул ционных контуров и неорганизованных вихревых зон. В результате турбулизаци  приобретает неравномерный локальный характер со

значительным тормоз щим эффектом, что сопровождаетс  ростом гидравлического сопротивлени  на 5-8%.

Ввод моноструии топлива под углом « 24-27° на рассто нии 1 11-17 калибров

струи от выходного сечени  фурмы приводит к равномерному поперечному взаимодействию реагирующих компонентов и повышению степени однородности по длине дутьевого канала в пределах фурменного

прибора.

Ввод в дутье на рассто нии 11 калибров струи обеспечивает достаточную однородность смеси в пределах фурменного прибора , достигаемую равномерным радиальным

взаимодействием центрального топливного потока с обтекающим дутьевым.

Ввод газа в дутье на рассто нии 17 калибров обеспечивает высокую однородность смеси при допустимой величине

гидравлического сопротивлени  тракта ее транспортировки.

Уменьшение указанного рассто ни  менее нижнего предела, например при рассто нии 10 калибров струи, приводит к выносу

процесса смешени  за пределы фурменного прибора, при этом степень однородности снижаетс  на 6-10%.

Удаление места ввода газа на рассто ние более 17 калибров струи,например на

рассто ние 18 калибров газовой струи, приводит к повышению гидравлического сопротивлени  дутьевого тракта на 8-10% за счет противодействи  активно взаимодействующих топливодутьевых компонентов в пределах фурменного прибора с возросшей степенью неорганизованной турбулизэции в выходной части фурмы.

При вводе газа в дутьевое сопло по предлагаемому способу достигаетс  увеличение пропускной способности тракта на 10-20%, температурного уровн  в центральной зоне дутьевого тракта после смешени  дуть  с газом, а также степени однородности смеси перед выходом ее в

рабочее пространство печи.

Пример. Способ опробован на опытном стенде ИЧМ. Использовали экспериментальный образец сопла, конструкци  которого предусматривала возможности

варьировани  угла ввода реагентов и рассто ни  от точки ввода до усть  фурмы. Опытным путем подтверждены предлагаемые пределы угла ввода топлива в сопло и рассто ни  от точки ввода до усть  фурмы

Результаты экспериментов приведены в табл, 1 и 2.

Опыты проводили при следующих параметрах дуть  и природного газа: дутье - атмосферный воздух; температура дуть  1000°С; давление дуть  1 атм; давление газа 3 ати; расход газа 100 м3/ч; диаметр в свету трубки дл  ввода газа 32 мм. Замер ли следующие параметры: расход дуть  (V), температура отход щих газов на выходе из фурмы (Т), содержание метана в дымовых газах (CH/i), теплосъем на Фурме (Q). В первой серии опытов (табл. 1) варьировали угол ввода природного газа в дутье (а), во второй серии (табл. 2) - рассто ние от места ввода газа до среза фурмы (L).

Использование изобретени  позвол ет за счет повышени  эффективности сжигани  вдуваемого природного газа снизить расход кокса на 0,5-1,5%.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Способ ввода газообразного топлива в

   фурменный прибор шахтной печи, включающий подачу газообразного топлива в виде сплошной круглой струи, в поток дуть  через дутьевое сопло, отличающийс  тем, что, с целью сокращени  расхода кокса

   0 за счет повышени  эффективности сжигани  топлива и путем увеличени  пропускной способности тракта, температурного уровн  в центральной зоне фурменного прибора и однородности топливовоздушной смеси,

   5 струю газообразного топлива ввод т через боковую поверхность дутьевого сопла под углом 24-27° к его оси на рассто нии 11-17 калибров струи от выходного сечени  фурмы .

   Таблица 1

   Примечание. L 14 калибров.

   Примечание, а.- 25 .

   дЈ

   Фиг./

   Таблица 2

   А

   А-А

   Высокотемперсг/ урнее fym&e

   &US.2.