ПЕЧНОЕ ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к нефтехимическому и газоперерабатывающему оборудованию, а конкретно к печному горелочному устройству, которое используется в горелках нагревательных печей, преимущественно, нефтеперерабатывающих, нефтехимических и газовых производств, использующих жидкое или газообразное топливо.
Известно горелочное устройство, предназначенное для использования в металлургии для нагрева литьевого оборудования, содержащее головку в виде патрубка, отверстие которой имеет участок внутренней конической поверхности в форме усеченного конуса, продолжающийся со стороны меньшего основания конуса участка внутренней конической поверхности внутренней цилиндрической поверхностью с диаметром, соответствующим диаметру меньшего основания конуса участка внутренней конической поверхности, а также трубку, диаметр внутреннего отверстия которой не менее диаметра большего основания конуса участка внутренней конической поверхности головки (WO 2012084252 A1, МПК B29C 45/27, 2012).
Участок внутренней конической поверхности головки служит для уплотнения и разгона потока горючей смеси, а ее внутренняя цилиндрическая поверхность служит для стабилизации струи.
Головка жестко закреплена на торце трубки, причем головка и трубка имеют боковые стенки, выполненные с сообщающимися каналами, предназначенными для охлаждения тела горелочного устройство.
Это известное горелочное устройство не предназначено для печей и используется в режимах, требующих охлаждения горелочного устройства, что обуславливает выполнение сообщающихся каналов в головке и в трубке для охлаждения, которые существенно усложняют изготовление горелочного устройства, а, соответственно, повышают его стоимость.
Технический результат настоящей полезной модели заключается в расширении арсенала средств в виде печных горелочных устройств, позволяющих исключить высокий нагрев пода печи и непосредственно горелочных устройств, а также отличающихся простотой конструкции, простотой изготовления, монтажа в нагревательных печах и замены.
Этот технический результат достигается печным горелочным устройством, которое содержит:
- головку из жаропрочной стали в виде патрубка со сплошной стенкой, отверстие которой имеет участок внутренней конической поверхности в форме усеченного конуса, продолжающийся со стороны меньшего основания конуса участка внутренней конической поверхности внутренней цилиндрической поверхностью с диаметром, соответствующим диаметру меньшего основания конуса участка внутренней конической поверхности;
- выполненную со сплошной стенкой трубку из углеродистой стали, диаметр внутреннего отверстия которой не менее диаметра большего основания конуса участка внутренней конической поверхности головки.
Головка жестко закреплена сваркой со стороны одного из торцов трубки, а со стороны второго торца трубка выполнена с участком наружной резьбы для крепления печного горелочного устройства.
Головка в предпочтительном варианте осуществления полезной модели выполнена с наружной цилиндрической поверхностью со стороны, сопряженной с трубкой, продолжающейся в направлении второй стороны наружной поверхностью в форме усеченного конуса, сопряженной большим основанием конуса с наружной цилиндрической поверхностью головки. При этом торец головки со стороны меньшего основания конуса наружной поверхности в форме усеченного конуса имеет поверхность в форме кольца, наружный диаметр которого соответствует диаметру меньшего основания конуса наружной поверхности в форме усеченного конуса, а внутренний - диаметру внутренней цилиндрической поверхности головки.
Головка и трубка в наилучшем варианте осуществления полезной модели соединены сваркой с расположением сварочного шва по окружности снаружи по зоне контакта торцов головки и трубки.
Головка может быть изготовлена из жаропрочной стали, выбранной из группы, включающей стали марок 12Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20ХЗМВФ. Трубка может быть изготовлена из углеродистой конструкционной стали марки Ст10 или Ст20.
Возможность осуществления технического решения подтверждается конкретным примером выполнения печного горелочного устройства, вид сбоку которого показан на фиг 1 с частью трубки с закрепленной головкой в продольном разрезе.
Печное горелочное устройство содержит головку 1 и трубку 2.
Головка 1 изготовлена из жаропрочной стали в виде патрубка со сплошной стенкой, отверстие 3 которой имеет участок 4 внутренней конической поверхности в форме усеченного конуса, продолжающейся со стороны меньшего основания 5 конуса участка 4 внутренней конической поверхности внутренней цилиндрической поверхностью 6 с диаметром, соответствующим диаметру меньшего основания 5 конуса участка 4 внутренней конической поверхности.
Трубка 2 изготовлена со сплошной стенкой из углеродистой стали с диаметром внутреннего отверстия 7 не менее диаметра большего основания 8 конуса участка 4 внутренней конической поверхности головки 1.
Головка 1 жестко закреплена сваркой (сварной шов 9) со стороны первого торца 10 трубки 2 с расположением сварочного шва 9 по окружности снаружи по зоне контакта торца головки 1 и торца 10 трубки 2. Со стороны второго торца 11 трубка 2 выполнена с участком 12 наружной резьбы для крепления печного горелочного устройства.
Участок 4 внутренней конической поверхности головки 1 служит для уплотнения и разгона потока горючей смеси, а ее внутренняя цилиндрическая поверхность 6 служит для стабилизации струи.
Головка 1 выполнена с наружной цилиндрической поверхностью 13 со стороны, сопряженной с трубкой 2, продолжающейся в направлении второй стороны головки 1 наружной поверхностью 14 в форме усеченного конуса, сопряженной большим основанием с наружной цилиндрической поверхностью 13 головки 1.
Торец 15 головки 1 со стороны меньшего основания конуса наружной поверхности 14 имеет поверхность в форме кольца, наружный диаметр которого соответствует диаметру меньшего основания конуса наружной поверхности 14, а внутренний - диаметру внутренней цилиндрической поверхности 6 головки 1.
Печные горелочные устройства (для обозначения может использоваться понятие «газовый ствол») закрепляются в горелках (на чертежах не показана), которые устанавливаются в амбразуры, расположенные в поду печи (на чертежах не показана). Оси печных горелочных устройств вертикальны и топливовоздушные потоки направлены вверх. Горелка состоит из корпуса, газового коллектора, газоподводящих патрубков и печных горелочных устройств в количестве, как правило, шести штук. В каждой горелке печные горелочные устройства располагаются на равном расстоянии по окружности. Печь может предусматривать установку горелок с общим количеством горелочных устройств не менее 150 штук.
Головка 1 печного горелочного устройства находится в непосредственной близости от факела и подвергается сильному термическому воздействию. При нагревании на внутренней поверхности отверстия (4, 6) головки 1 могут протекать процессы, вызывающие химическую коррозию (или способствующие химической коррозии), поэтому головка 1 изготавливается из жаропрочной стали, способной длительное время противостоять термическому и химическому воздействию. В частности, головка 1 может быть изготовлена из жаропрочных сталей марок 12Х1МФ, 25Х2М1Ф, 20X3МВФ, либо из аналогичных по свойствам сталей.
Трубка 2 печного горелочного устройства располагается в печи в охлаждаемой воздухом зоне и изготавливается из углеродистой стали, менее жаростойкой и более дешевой по сравнению с жаростойкой сталью. В частности, трубка 2 может быть изготовлена из углеродистых конструкционных сталей марок Ст10, Ст20, либо из аналогичных сталей.
Печные горелочные устройства, выполненные в соответствии с настоящей полезной моделью, позволяют снизить нагрев пода печи и исключить коробление его обшивки и иного оборудования, располагающегося в зоне пода печи.
Выполненное в соответствии с полезной моделью печное горелочное устройство позволяет избежать интенсивных рециркуляционных токов на начальном участке газовой струи в топочном пространстве печи и, следовательно, замедлить процесс воспламенения топлива. Обеспечивается снижение температуры печных горелочных устройств и пода печи. Обеспечивается возможность быстрого ремонта горелки заменой печного горелочного устройства благодаря участку 12 наружной резьбы.
В зависимости от условий эксплуатации печи легко может изменяться длина печного горелочного устройства, а в зависимости от используемого топлива - иные геометрические размеры печных горелочных устройств.
Приведенный пример осуществления полезной модели не является исчерпывающим, возможны иные варианты осуществления полезной модели, соответствующие объему патентных притязаний.