SU775519A1

SU775519A1 - Electric gas burner

Info

Publication number: SU775519A1
Application number: SU772514936A
Authority: SU
Inventors: Борис Георгиевич Подольский; Татьяна Аркадьевна Низовцева; Владимир Михайлович Калганов; Александр Федорович Малец
Original assignee: Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники
Priority date: 1977-08-08
Filing date: 1977-08-08
Publication date: 1980-10-30

Description

(54) ЭЛЕКТРОГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА(54) ELECTRO-GAS BURNER

Изобретение относитс к горелочным устройствам, предназначенным дл сжигани природного газа с цель получени высокотемпературной безокислительной или восстановительной атмосферы и может быть использовано в печах безокислительного нагрева, в агрегатах термохимической обработки различных материалов в защитной атмосфере, а также при осуществлении высокотемпературных процессо пр мого получени железа из рудного сырь . Известны электрогазрвыё горелки преимущественно дл - получени восстановительного таза, содержащие корпус-смеситель с примыкающей к по леднему камерой сгорани , по тордам которой установлены электроды с Недостатками.этих горелок вл етс то, что при наличии одной раз р дной камеры, сочетающей функции камеры сжигани первичного газа и камеры конверсии дополнительного г за, возможности процесса газовоздушной конверсии практически не могут быть -реализованы вследствие параллельного протекани стадий ко версии. Это влечен за собой недост точный выход восстановителей, повишенное содержание в восстановительном газе окислителей и остаточного метана, что указывает на неэффективное использование природного газа к низкое качество получаемого восстановительного газа. Получению в, из вестноп конструкции, электрогазовой горелки высококачественного восстановительного газа также преп тствует использование е качестве окислител воздуха, з р--; зультате чего в воссггновигельпом ,, газе содержитс большое гсоличаство балласта (N.) . Цель изобрегсии - повышение качества восстановительного газа. Поставленна цель достигаетс тем, что камера сгорани разделена газоплотными перегородками на три последовательно соединенные секции, в каждой из которых установлены электроды. Получение восстановительного газа в данной электрогазовой горелке осуществл етс последовательно в несколько стадий с самосто тельным подводом электроэнергии . Организаци газовых потоков в горелке позвол ет снижать суммарный коэффициент расхода воздуха по мере прохождени реагирующими коьшонентами отдельных зон горелки, а расположение электродов обеспечивает трехкратное электроусиление продуктов горени . Введение дополнительного газа в каждой из зон производ т Фурмами, что создает эффективное воздействие электрического разр да на вновь вводимый природный газ.The invention relates to burner devices designed to burn natural gas in order to obtain a high-temperature non-oxidizing or reducing atmosphere and can be used in non-oxidative heating furnaces, in thermochemical processing units of various materials in a protective atmosphere, as well as in high-temperature processes for producing iron from ore. raw materials. The burners are electrically predominantly used for the production of a regenerative pelvis, which includes a mixer housing with an adjacent combustion chamber, along the torsons of which electrodes with flaws are installed. With these burners, if there is one separate chamber, the combustor functions gas and the conversion chamber additional g for, the possibilities of the gas-air conversion process can hardly be realized due to the parallel flow of stages to the version. This entails an inadequate yield of reducing agents, the increased content of oxidizing agents and residual methane in the reducing gas, which indicates an inefficient use of natural gas to the low quality of the resulting reducing gas. The production of a high-quality reducing gas in an electric gas burner in a well-known design also prevents the use of air quality as an oxidizing agent; As a result, gas contains a large amount of ballast (N.). The purpose of the isobregia is to improve the quality of the reducing gas. The goal is achieved by the fact that the combustion chamber is divided by gas-tight partitions into three sections connected in series, each of which has electrodes. The production of a reducing gas in this electric gas burner is carried out sequentially in several stages with an independent supply of electricity. The organization of the gas flows in the burner reduces the total coefficient of air flow as the reaction zones pass through the individual zones of the burner, and the arrangement of the electrodes provides a three-fold electrical amplification of the combustion products. The introduction of additional gas in each of the zones is produced by the lances, which creates an effective effect of electrical discharge on newly introduced natural gas.

На фиг. 1 изображен общий вид электрогазовой горелки в разрезе на фиг. 2 приведена схема ее электропитани .FIG. 1 shows a general view of an electrogas burner in section in FIG. 2 shows the scheme of its power supply.

Электрогазова горелка содержит корпус-смеситель 1 с примыкающей к последнему камерой сгорани 2, по торцам которой установлены электроды 3. Камера сгорани 2 разделена газоплотными перегородками 4 и 5 на три последовательно соединенные секции б, 7, 8. В каждую секцию электроэнерги подводитс через пару электродов .9 , установленных на изол торах 10. Подвод дополнительного газа осуществл етс через фурму 11.The electrogas burner contains a mixer housing 1 with an adjacent combustion chamber 2, the ends of which are equipped with electrodes 3. The combustion chamber 2 is divided by gas-tight partitions 4 and 5 into three successively connected sections b, 7, 8. Each section of electricity is supplied through a pair of electrodes .9 installed on insulators 10. Additional gas is supplied through a lance 11.

Поток продуктов горени направл етс в электродное пространство через сопловое сужение 12. Организаци элек трического разр да в секци х осуществл етс с помощью токог высокой частоты, получаемых в ламповом генераторе 13. электропитание горелки может производитьс как от трехфазной сети 14 переменного тока, так и от трех независимых источников посто нного напр жени . Дл защиты системы электропитани горелки от проникновени токов высокой частоты в схеме предусмотрены конденсаторы 15.The flow of combustion products is directed to the electrode space through a nozzle constriction 12. The organization of the electric discharge in the sections is carried out using a high-frequency current obtained in the lamp generator 13. The burner can be powered both from the three-phase AC network 14 and from three independent sources of constant voltage. To protect the power supply system of the burner from the penetration of high frequency currents, capacitors 15 are provided in the circuit.

Электрогазова горелка работает следующим образом.Electrogas burner works as follows.

Первичный газ и воздух п .-.даютс в корпус-смеситель 1 с коэффициентом расхода воздуха, обеспечивающим устойчивое горение газовоздушной смеси (оС 0,7-1,0) в камере сгорани 2. В продукты горени добавл етс дополниРгельный газ через фурму 11, который конвертируетс , взаимодейству с продуктами сгорани (СО- и ), Завершение процесса конверсии происходит во второй секции 7, где содерхсание восстановителей (СО и Н,) возрастает, а остаточного метана снижаетс , приближа сь к равновесным значени м.Primary gas and air pp. Are delivered to mixer housing 1 with an air flow rate ensuring stable combustion of the gas-air mixture (° C 0.7-1.0) in the combustion chamber 2. Additional combustion gas is added to the combustion products, which is converted, interacting with combustion products (CO- and), the completion of the conversion process takes place in the second section 7, where the content of reducing agents (CO and H) increases and the residual methane decreases, approaching equilibrium values.

После этого во второй секции вновь провод т конверсию природного газа и непрореагировавшего метана с вод ным паром (или другим окислителем, не содержшдем балласт)( благодар чему происходит улучшение состава конвертированного газа за счет снижени в нем содержани газа. Подведение электрической энергии осуществл етс через электроды, установленные в каждой из секций. Газоплотные перегородки, установленные перед электродными участками, служат дл After that, the second section again converts natural gas and unreacted methane with water vapor (or other oxidizing agent that does not contain ballast) (due to which the composition of the converted gas is improved by reducing its gas content. Electric power is supplied through electrodes installed in each of the sections. Gas-tight partitions installed in front of the electrode sections serve for

улучшени перемешивани в зонах и подачи газа в последующую секцию с опрелеленной скоростью. Кроме того, во второй секции 7 происходит завершение предшествующих процессов (вступает в реакцию конверсии остаточный метан продуктов первой конверсионной ступени).improved mixing in zones and gas supply to the next section at a certain rate. In addition, in the second section 7, the preceding processes are completed (the residual methane products of the first conversion stage enter into a conversion reaction).

В последней секции 8 происходит подогрев продуктов конверсии и окончательное усреднение газа по составу и температуре в предсопловом участке камеры подогрева.In the last section 8, the conversion products are heated and the final gas is averaged by composition and temperature in the pre-nozzle section of the heating chamber.

В секци х 6 и 7 подводима электрическа энерги расходуетс на телопотребление процессов конверсии, что ограничивает рост температуры на этом участке, повышает ее ресурс Основной подогрев восстановительного газа происходит в секции 8. Часть тепловых потерь этой камеры утилизируетс реагирующими компонентами секции 7 через перегородку 5. Аналогичный процесс происходит между секци ми б, 7 и 8,что способствует уменьшению теплопотерь в окружающую среду.In sections 6 and 7, the supplied electrical energy is consumed for the telescope consumption of conversion processes, which limits the temperature rise in this area, increases its resource. The main heating of the reducing gas occurs in section 8. Part of the heat loss of this chamber is utilized by the reacting components of section 7 through the partition 5. Similar The process takes place between sections 6, 7, and 8, which helps to reduce heat loss to the environment.

Подвод электрюэнергии в каждую секцию осуществл етс одновременно сильноточным разр дом посто нногв или переменного тока промышленной частоты и высоковольтным разр дом переменного тока высокой частоты. Посто нный или переменный трехфаэ ный ток подводитс к сети 14 и поступает через три катушки св зи высокочастотнрго трансформатора к электродам электрогазовой горелк1йо , .Electric power is supplied to each section at the same time by high-current discharge of constant or alternating current of industrial frequency and high-voltage discharge of alternating current of high frequency. A constant or alternating three-phase current is supplied to the mains 14 and supplied through three coils of a high-frequency transformer to the electrogas electrodes.

Высокочастотна энерги , получаема в ламповом генераторе 13, поводитс в катушках св зи высокочастотного трансформатора и совместно силовым электрическим током подаетс к электродам 3, обеспечива усточивое функционирование разр да в широком диапазоне подводимой к горелке электрической мощности . Регулировка электрического режима горелки осуществл Р етс изменением св зи в высокочастотном трансформаторе лампового генратора 13. Конденсаторы 15 Замыкают высокочастотную цепь электросхемы на землю и преп тствуют попаданию токов высокой частоты в источник элтропитани горелки.The high-frequency energy received in the lamp generator 13 is conducted in the coils of the high-frequency transformer and jointly supplied with a power electric current to the electrodes 3, ensuring a stable discharge operation in a wide range of electrical power supplied to the burner. The adjustment of the electric mode of the burner is carried out by changing the connection in the high-frequency transformer of the lamp generator 13. Capacitors 15 Close the high-frequency circuit of the electrical circuit to the ground and prevent the high-frequency currents from entering the burner power supply.

Предлагаема электрогазова горелка позволит получить при использовании в качестве окислител воздуха восстановительный газ с компонентами (Н«+СО)55-бО%, (Н„0+С0з) 1-3% ПРИ) температуре, регулируемой в пределах 1300-2000 С. При производительности горелки по природному газу 50-70 ее электропитание можно осуществл ть непосредственно от низковольтной сети переменного тока 380 В. РаспределениеThe proposed electric gas burner will allow to obtain, using air as an oxidizer, a reducing gas with components (Н «+ СО) 55-БО%, (Н„ 0 + С0з) 1-3% AT) temperature adjustable within 1300-2000 С. natural gas burner capacity 50-70, it can be powered directly from a 380V low-voltage network. Distribution

Claims

Claim

An electric-gas burner, mainly for producing a reducing gas, containing a mixer body adjacent to the last combustion chamber, electrodes are installed at the ends of which are characterized in that, in order to improve the quality of the reducing gas, the combustion chamber is divided into three gas-tight partitions. series-connected sections. in each of which electrodes are additionally installed.