SU1739166A1

SU1739166A1 - Радиационный нагреватель

Info

Publication number: SU1739166A1
Application number: SU904832560A
Authority: SU
Inventors: Владимир Васильевич Козырьков; Александр Сергеевич Смирнов; Ефим Вульфович Крейнин
Original assignee: Всесоюзное Научно-Производственное Объединение По Рациональному Использованию Газа В Народном Хозяйстве
Priority date: 1990-05-31
Filing date: 1990-05-31
Publication date: 1992-06-07

Abstract

Использование: в печах химико-термической обработки металла с контролируемой атмосферой. Сущность изобретени : радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух 1 с подвод щей и отвод щей ветв ми, установленное в подвод щей ветви горелочное устройство 2, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком 4 с источником воздуха и размещенную в отвод щей ветви нагревател , Нагреватель снабжен цилиндрическим стаканом 13с отверстием в днище , установленным на выходе концентрической обечайки 12 горелочного устройства 2 с образованием кольцевого зазора 11 со стен кой кожуха 1, и радиальными соплами 8, выполненными в стенке центральной трубы 5 в полости стакана 13 и имеющими суммарную площадь проходных сечений, составл ющую 0,42-0,45 от площади проходного сечени аксиального сопла 7. 2 ил. w Ё 10 12 14 15 VI СА Ю сь (

Description

Bozdyx

Фиг. 2

Изобретение относитс к устройствам радиационного нагрева и может быть использовано в печах химико-термической обработки металла с контролируемой атмосферой.

Известна многоветвева (W-образна ) радиационна труба, работающа по принципу двухстадийного сжигани (Крейнин Е. В., Кафырин Ю. П. Сжигание газа в радиационных трубах. - Л.: Недра, 1986-183 с.; стр. 102), содержаща излучающий кожух, в подвод щей ветви которого размещено го- релочное устройство, и снабженна перфорированной вставкой в отвод щей ветви.

Недостатком этой трубы вл етс то, что периферийный (настильный) подвод газа на горение вдоль внутренней поверхности кожуха вызывает повышенное сажевыделение, быстрый рост температуры факела в первой половине подвод щей ветви , что способствует повышению образование окислов азота (NOx).

Наиболее близкой к предлагаемой вл етс многоветвева OJ-образна ) радиационна труба (а.с. СССР № 580233 М.5С 21 D 9/00, 1975 г.). Радиационна U-образ- на труба (В. П. Михеев, В. Г. Гоман, Л. Г. Шульц, В. Е. Кривошеее, С. Е. Барк и Е. В. Крейнин - опубл. 15.11.77, Бюл. № 42), содержаща излучающих кожух с горелочным устройством в подвод щей ветви, состо щим из центральной трубы с аксиальным соплом с подводом в нее газа и через боковые отверсти трубы первичного воздуха, и установленной концентрично центральной трубе с кольцевым зазором дл ввода вторичного воздуха внутренней обечайкой, а также снабженна перфорированной вставкой в отвод щей ветви, служащей дл подачи воздуха дожигани . Подвод всего вторичного воздуха концентрично центральному потоку первичной газовоздушной смеси вызывает быстрый рост температур в первой половине подающей ветви и обуславливает наличие зон активного образовани окислов азота NOx.

Цель изобретени - снижение содержани окислов азота NOx в продуктах сгорани .

Дл этого радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух с подвод щей и отвод щей ветв ми, установленное в подвод щей ветви горелочное устройство, выполненное в виде центральной трубы с аксиальным газовым соплом и концентрической обечайки, размещенной в зазоре между кожухом и центральной трубой, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком с источником воздуха и размещенную в отвод щей ветви,

дополнительно снабжен цилиндрическим стаканом с отверстием в днище, установленным на выходе концентрической обечайки горелочного устройства с образованием

кольцевого зазора со стенкой кожуха, и радиальными соплами, выполненными в стенке центральной трубы в полости указанного стакана и имеющими суммарную площадь проходных сечений, составл ющую 0,420 0,45 от площади проходного сечени аксиального сопла.

На фиг. 1 изображен радиационный нагреватель; на фигуре 2 - горелочное устройство .

5 Радиационный нагреватель содержит излучающий кожух 1 с подвод щей и отвод щими ветв ми, горелочное устройство 2, установленнное в подвод щей ветви, перфорированную вставку 3 размещенную в

0 отвод щей ветви нагревател и сообщенную по воздуху с горелочным устройством 2 соединительным патрубком 4.

Горелочное устройство 2 имеет центральную трубу 5, присоедин емую к источ5 нику газа и сообщенную с воздушной частью через отверсти 6.

Выходной конец центральной трубы заканчиваетс аксиальным соплом 7, а в стенке выходного конца выполнены радиальные

0 сопла 8. Дл присоединени к источнику воздуха имеетс патрубок 9. Между излучающим кожухом 1 и корпусом горелочного устройства 2 установлена шайба 10 дл регулировани количества воздуха, подавае5 мого на горение, в подвод щую ветвь. Дл ограничени воздуха, подаваемого в перфорированную вставку, на соединительном патрубке 4 также установлена шайба.

В зазоре 11 между излучающим кожу0 хом 1 и центральной трубой 5 установлена концентрическа обечайка 12, снабженна на выходном конце цилиндрическим стаканом 13 с отверстием в днище, образующим кольцевой зазор 14 со стенкой кожуха 1,

5 причем аксиальное сопло 7 и радиальные сопла 8 в стенке центральной трубы 5 располагаютс в полости 15 цилиндрического стакана 13.

Радиационный нагреватель работает

0 следующим образом.

Часть подводимого посредством патрубка 9 к горелочному устройству 2 воздуха через соединительный патрубок 4 поступает в перфорированную вставку 3, что обес5 печивает горение в подвод щей ветви с некоторым общим недостатком воздуха и окончательное дожигание продуктов неполного горени в отвод щей предпоследней или последней ветви на воздушных стру х, вытекающих из перфорированной вставки

3. В результате этого происходит выравнивание температур подвод щей и отвод щей ветвей и высока экономичность трубы.

Газ подаетс в центральную трубу 5, куда через отверсти 6 поступает также пер- вичный воздух на образование первичной газовоздушной смеси, котора направл етс затем через аксиальное сопло 7 и через радиальные сопла 8 в полость 15 цилиндрического стакана 13.

Через кольцевое пространство между центральной трубой 5 и концентрической обечайкой 12 подаетс вторичный воздух, который на выходе вступает в процесс горени с частью первичной газовоздушной смеси, вытекающей через радиальные сопла 8, образу факел первой стадии горени .

Отношение суммарной площади проходных сечений радиальных сопл 8 и площа- ди проходного сечени аксиального сопла 7 выбрано в пределах 0,42-0,45. Это обеспечивает в первой стадии горени соотношение газа и воздуха, достаточное дл устойчивого зажигани и стабилизации го- рени , но не достаточное дл стехиометри- ческого полного сгорани , что исключает наличие максимума температуры, уменьшает количество свободного азота и образовани окислов азота NOX.

Из полученных экспериментальных данных следует, что при уменьшении величины отношени площади проходных сечений радиальных 8 и аксиальных 7 сопл ниже нижнего за вл емого предела (0,42) происходит резкое возрастание содержани окислов азота почти в 2 раза. При увеличении величины этого отношени выше 0,45 происходит нарушение условий стабилизации и горени в факеле первичной ста- дни, привод щее к полной неработоспособности.

К факелу первой стадии подмешиваетс выход ща из аксиального сопла 7 первична газовоздушна смесь, благодар чему соотношение газа и воздуха в этой стадии еще более уменьшаетс , обеспечива понижение температуры факела второй стадии.

что соответственно тормозит процессы образовани окислов азота.

Дожигание факела второй стадии начинаетс после подмешивани к нему третичного воздуха, выход щего из кольцевого зазора 14. Поскольку подмешивание настил ьн о подаваемого вдоль внутренней поверхности излучающего кожуха 1 воздуха происходит постепенно по длине, а процесс горени в объеме трубы сочетаетс с теплоотдачей от излучающего кожуха 1, в этой части вдоль подающей ветви также отсутствует резкое повышение температуры и значительно сокращаетс выход окислов азота. Благодар настильному подводу третичного воздуха обеспечиваетс охлаждение начальной части подвод щей ветви, а также раст гивание зоны горени за пределы подающей ветви, что обеспечивает повышение равномерности нагрева ветвей.

Claims

Формула изобретени

Радиационный нагреватель, содержащий излучающий кожух с подвод щей и отвод щей ветв ми, установленное в подвод щей ветви горелочное устройство, выполненное в виде центральной трубы с аксиальным газовым соплом и концентричной обечайки, размещенной в зазоре между кожухом и центральной трубой, и перфорированную вставку, сообщенную соединительным патрубком с источником воздуха и размещенную в отвод щей ветви, отличающийс тем, что, с целью снижени содержани окислов азота в продуктах сгорани , он дополнительно снабжен цилиндрическим стаканом с отверстием в днище, установленным на выходе концентричной обечайки горелочного устройства с образованием кольцевого зазора со стенкой кожуха, и радиальными соплами , выполненными в стенке центральной трубы в полости указанного стакана и имеющими суммарную площадь проходных сечений, составл ющую 0,42- 0,45 от площади проходного сечени аксиального сопла.

и

ill6

§ э §

СЗ tvj

G