БАЛОЧНАЯ МНОГОСОПЛОВАЯ ГОРЕЛКА ШАХТНОЙ ПЕЧИ

Полезная модель относится к промышленности строительных материалов и может быть использована в устройствах для подачи газа и воздуха в шахтные известково-обжигательные печи.
Известна балочная многосопловая горелка шахтной печи, содержащая водоохлаждаемый кожух, расположенные в кожухе цилиндрические корпуса с соплами и размещенные в корпусах с осевым зазором трубчатые воздушный и газовые коллекторы с соплами для подачи воздуха и газа, причем сопла цилиндрического корпуса воздушного коллектора снабжены насадками, установленными с образованием с соплами воздушного коллектора регулируемых кольцевых зазоров, наклонных относительно осевых зазоров под углом 40-45° (А.с. SU. №894300, кл. F27B 1/00, 1981 г.).
Срок службы этих горелок незначителен, так как на внутренней поверхности нижней части водоохлаждаемого кожуха образуются солевые отложения из-за низкой скорости движения воды.
Наиболее близкой к полезной модели по технической сущности и достигаемому результату является балочная многосопловая горелка шахтной печи, содержащая водоохлаждаемый кожух, в котором расположены воздушный и газовый коллекторы с соплами для подачи воздуха и газа, и верхний патрубок для отвода воды, причем, она дополнительно снабжена подводящим и сливным коллекторами, расположенными в нижней части водоохлаждаемого кожуха, при этом подводящий коллектор соединен с диффузорами для подвода воды, а сливной коллектор соединен через колено с верхним патрубком и через запорную арматуру с нижними патрубками для отвода воды, причем верхняя часть поперечного сечения водоохлаждаемого кожуха выполнена в виде треугольника, а нижняя - в виде прямоугольника, в основании которого установлена разделяющая пластина с образованием щелевидного зазора со стороны, противоположной подводящему коллектору,
(патрубку для подвода воды), а воздушный и газовый коллекторы жестко скреплены диафрагмами (патент RU №42098, кл. F27В 1/00, опубл. 2004.11.20).
Недостатками данной конструкции является ее низкая стойкость, из-за повышенного износа боковых стенок водоохлаждаемого кожуха и сварочных швов от постоянного трения по ним движущегося вниз обжигаемого материала, а также низкая эффективность охлаждения, так как не используется ресурс перепада температур между подаваемыми по коллекторам, проходящим внутри горелки, газа и воздуха, из-за недостаточной поверхности теплообмена между ними и охлаждающей водой.
Задачей создания полезной модели является повышение стойкости балочной многосопловой горелки шахтной печи и повышение эффективности ее охлаждения.
Поставленная задача достигается тем, что в балочной многосопловой горелке шахтной печи, содержащей водоохлаждаемый кожух, в котором расположены патрубки для подвода и отвода воды, газовый и воздушные коллекторы, жестко скрепленные диафрагмами, с соплами для подачи газа и воздуха, при этом верхняя часть поперечного сечения водоохлаждаемого кожуха выполнена в виде треугольника, а нижняя - в виде прямоугольника, в основании которого установлена разделяющая пластина с образованием щелевидного зазора со стороны, противоположной патрубку для подвода воды, согласно полезной модели, основание нижней части водоохлаждаемого кожуха выполнено выступающим за габариты его боковых стенок с образованием полок, закрепленных ребрами жесткости, а газовый и воздушные коллекторы оснащены теплообменными кольцами.
Предлагаемая полезная модель с указанной совокупностью конструктивных признаков позволяет достичь новый технический результат - это создание надежной конструкции устройства, позволяющей повысить ее стойкость и оптимизировать температурный режим работы балочной многосопловой
горелки, и тем самым увеличить межремонтный период обжиговой печи.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в балочной многосопловой горелке для шахтной печи основание водоохлаждаемого кожуха выполнено выступающим за габариты его боковых стенок с образованием полок и позволяет образовать в нижней части водоохлаждаемого кожуха карман. Обжигаемый материал, двигаясь вниз, и скользя по стенкам балки, задерживается на выступающих полках основания водоохлаждаемого кожуха, где и накапливается, являясь защитой от износа для боковых стенок и сварочных швов кожуха. Оснащение воздушных и газового коллекторов теплообменными кольцами приводит к увеличению площади теплообмена между охлаждающей водой и воздушными и газовым коллекторами, которые имеют температуру движущихся по ним энергоносителям - воздуха и газа, температура которых ниже, чем температура охлаждающей воды, и повышает эффективность охлаждения устройства.
На фиг.1 изображена балочная многосопловая горелка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А.
Балочная многосопловая горелка состоит из водоохлаждаемого кожуха 1, в котором расположены патрубки для подвода воды 2 и патрубки для отвода воды 3, газовый коллектор 4 и воздушные коллекторы 5, жестко скрепленные диафрагмами 6, с соплами 7 для подачи газа и воздуха. Газовый и воздушные коллекторы 4 и 5 оснащены теплообменными кольцами 8. Верхняя часть поперечного сечения водоохлаждаемого кожуха 1 выполнена в виде треугольника, а нижняя в виде прямоугольника, в основании 9 которого установлена разделяющая пластина 10 с образованием щелевидного зазора 11 со стороны, противоположной патрубку для подвода воды 2. Основание 9 водоохлаждаемого кожуха 1 выполнено выступающим за габариты его боковых стенок 12 с образованием полок 13, закрепленных ребрами жесткости 14.
Балочная многосопловая горелка устанавливается на стенке шахтной печи и работает следующим образом.
Материал, например известняк, загружается в шахтную печь сверху, опускается вниз и обтекает балочную многосопловую горелку. Охлаждающая вода из патрубка для подвода воды 2 поступает в полость между основанием 9 и пластиной 10, где и происходит обмен теплом, а затем через щелевидный зазор 11 подогретая вода, поменяв направление движения на противоположное, движется вдоль коллекторов 4 и 5, жестко скрепленных диафрагмами 6 и оснащенных теплообменными кольцами 8, и заполняет все внутреннее пространство водоохлаждаемого кожуха 1. В коллекторы 4 и 5 подается газ (например, природный) и воздух с температурой ниже, чем температура охлаждающей воды, находящаяся в водоохлаждаемом кожухе 1, которая при контакте с теплообменными поверхностями коллекторов 4 и 5 с кольцами 8 отдает им тепло, тем самым охлаждается и нагревает подводимые по ним энергоносители - газ и воздух. Затем через патрубки для отвода воды 3, охлаждающая вода удаляется из водоохлаждаемого кожуха 1. Подвергаясь действию высоких температур, создаваемых горящим газом, подаваемым через сопла для подачи газа 7, материал обжигается и через специальное разгрузочное устройство выгружается снизу шахтной печи. Боковые стенки 12 и полки 13 с ребрами жесткости 14 образуют карман для обжигаемого материала, который здесь накапливаясь, защищает от износа боковые стенки 12 и угловой сварочный шов водоохлаждаемого кожуха 1.
Таким образом, при реализации данной полезной модели повысилась стойкость многосопловой балочной горелки шахтной печи и эффективность ее охлаждения.
Заявляемое устройство промышленно применимо в шахтных известково-обжигательных печах предприятий черной металлургии.