ГОРЕЛКА ДЛЯ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРИМЕНЕНИЯ

Полезная модель, относится к горелке для промышленного применения в процессах расплавления и нагрева.
Такие горелки находят применение главным образом при производстве чугуна и стали, например, в вагранках, для предварительного подогрева ковша, в дуговых печах, вращающихся барабанных печах, нагревательных печах и/или мартеновских печах.
Из уровня техники известны горелки, которые работают на жидком топливе, например, на мазуте, причем жидкое топливо распыляется посредством подачи природного газа и в этом распыленном состоянии вводится в рабочее пространство печи и сжигается. Такие горелки могут использоваться только как газотопливные горелки на жидком топливе, причем к тому же требуется, чтобы подача природного газа продолжалась и после прекращения подачи жидкого топлива в течение определенного промежутка времени, пока все остающееся в горелке жидкое топливо не сгорит.
Результатом такого режима работы является относительно высокое потребление энергии, и при этом не возможно гибкое управление процессом горения.
Исходя из данного уровня техники, решаемой задачей является создание горелки вышеупомянутого типа, которая может использоваться как горелка на жидком топливе или как газовая горелка, или как газотопливаня горелка, в которой возможен
простой переход на альтернативные виды топлива и способы работы, и при использовании которой обеспечивается экономия энергии.
Для решения этой задачи предложена горелка, как представлено в пункте 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления приведены в зависимых пунктах.
Горелка предпочтительно работает на мазуте, который подводится по подводящему трубопроводу, причем существенным признаком горелки является двойное распыление жидкого топлива, которое обозначено соответственно как первичное и вторичное распыление. Первичное распыление осуществляется у впуска в горелку в смесительной камере. В качестве распыляющего средства могут применяться все газообразные среды, например, сжатый воздух, пар, природный газ и тому подобное. Если в качестве распыляющего средства применяется пар, то он должен быть перегрет по возможности на 50°С.
В частности, при подаче пара в качестве распыляющего средства смесь жидкого топлива с паром подается со скоростью звука через сопло из смесительной камеры в рабочее пространство горелки. Вторичное распыление происходит только у устья горелки. В целях вторичного распыления также предпочтительно может подаваться пар через второй трубопровод подачи газа. В то время как первичное распыление в процессе работы горелки осуществляется всегда, вторичное распыление варьируется в соответствии с желательной длиной пламени. При полной активации обоих режимов распыления обеспечивается создание короткого, широкого и сильного пламени. При отключении вторичного
распыления и при работе только с использованием первичного распыления обеспечивается создание длинного пламени. За счет регулировки количества топлива, подвергнутого вторичному распылению, осуществляется изменение длины пламени. Увеличение этого количества приводит к уменьшению длины пламени и измельчению капель жидкого топлива и, аналогичным образом, к обратному результату при уменьшении количества топлива, подвергнутого вторичному распылению. Когда в основном работают с более длинным пламенем, можно за счет вторичного распыления при сжигании различных видов жидкого топлива соответствующим образом регулировать степень распыления и тем самым размер капель жидкого топлива. Вследствие высокой выходной скорости (равной скорости звука) смеси, состоящей из жидкого топлива и струи пара, создается разрежение, так что печные газы (воздух для сжигания) всасываются и дополнительно смешиваются со смесью, состоящей из жидкого топлива и пара. В результате достигается равномерное распределение температур в печи и теплопередача. Таким образом, горелка может на месте настраиваться таким образом, чтобы она выполняла соответствующие требования процессов в печи.
Дополнительная газовая горелка состоит из распределительного коллектора с множеством трубок для ввода газа, на конце которых горючий газ выходит со скоростью звука через газовые сопла с закручиванием или без закручивания. За счет множества отдельных сопел увеличивается площадь контакта между веществами, участвующими в горении, и достигается лучший эффект смешивания. Кроме того, и в этом случае за счет высокой скорости выпуска
создается разрежение, вследствие чего печные газы или воздух для сжигания всасываются и хорошо перемешиваются с горючими газами.
Обе фазы топлива, участвующие в горении, могут по отдельности использоваться как на 100% или также в смеси в соотношении, например, 1 к 10. Переход из режима жидкого топлива в режим газообразного топлива или из режима газообразного топлива в режим жидкого топлива может происходить в любое время без прерываний и повышения или снижения потребления энергии.
Соответствующую изобретению горелку можно поэтому использовать без конструктивных изменений в следующих режимах.
Горелка на 100% жидкого топлива, горелка на 100% газообразного топлива, горелка на смеси жидкого и газообразного топлива, горелка на смеси жидкого топлива с кислородом, горелка на смеси газообразного топлива с кислородом, горелка на смеси жидкого и газообразного топлива с кислородом и только как кислородная горелка. Особыми преимуществами при добавлении к смеси кислорода или в качестве кислородной горелки при процессах горения являются экономия энергии, увеличение выпуска продукции, повышение производительности, гибкое управление процессом, снижение объемов отходящих газов, лучшая очистка отходящих газов и меньшие капиталовложения на оснащение горелки.
Пример выполнения соответствующей заявленному решению горелки показан на чертежах и описан ниже более подробно. На чертежах показано:
Фиг.1 - соответствующая заявленному решению горелка в условиях использования в промышленной печи;
Фиг.2 - горелка, показанная отдельно, в продольном
центральном разрезе;
Фиг.3 - горелка по фиг.2 на виде по направлению стрелки III.
На фиг.1 схематично показана футеровка 1 промышленной печи, причем ссылочной позицией 2 обозначено внутреннее рабочее пространство печи. Через отверстие в футеровке 1 вводится горелка, обозначенная в целом ссылочной позицией 3, причем горелка в области футеровки 1 и в области, выступающей в рабочее пространство 2 печи, окружена охлаждающей рубашкой 4.
Элементы горелки 3 показаны на фиг.2.
Изображенная горелка 3 является комбинацией горелки на жидком топливе с газовой горелкой. Горелка на жидком топливе имеет впускной штуцер 5, например, для мазута, к которому примыкает расположенный у впускного штуцера трубопровод 6 подачи жидкого топлива. Этот трубопровод 6 подачи жидкого топлива входит в смесительную камеру 7 и концентрично окружен трубопроводом 8 подачи первого газа, в который через впускной штуцер 9 подается, например, перегретый пар. В выпускном отверстии смесительной камеры 7 предусмотрено первое сопло 10, которое примыкает к трубке 11 горелки, которая входит в рабочее пространство 2 печи. В устье предусмотрено второе сопло 12. Трубка 11 горелки концентрично окружена трубопроводом 13 вторичного газа, в который через соединительный штуцер 14 подается, например, перегретый пар и который сообщается со вторым соплом 12 и через это сопло с рабочим пространством 2 печи. С этой горелкой на жидком топливе объединена газовая горелка, которая имеет распределительный коллектор 17, в который с помощью соединительного штуцера 16 подается природный газ и от
которой отходит несколько трубок 15 для подачи газа, которые рядом с вторым соплом 12 горелки на жидком топливе также сообщаются с рабочим пространством 2 печи. Трубки 15 распределены по поверхности трубки 13 горелки и заканчиваются все рядом с вторым соплом 12 горелки на жидком топливе.
Трубопровод 13 второго газа и газовые трубки 15 окружены трубой 18 охлаждающей рубашки в области, которая при работе горелки подвергается воздействию печной температуры. Труба 18 охлаждающей рубашки имеет соединительный штуцер 19 для подвода охлаждающей воды и соединительный штуцер 20 для отвода охлаждающей воды.
Концентрично каждой трубке 15 для подачи газа размещен дополнительный трубопровод 21 подачи газа, в который через соединительный штуцер 22 подается кислород. Трубки 15 для подачи газа и дополнительный трубопровод 21 заканчиваются вместе на стороне, обращенной к рабочему пространству 2 печи. Дополнительно на конце трубок 15 для подачи газа и трубопровода 21 подачи кислорода размещено смесительное сопло 22. Как видно из фиг.2, соединительные штуцеры 9, 14, 22, 16, 19, 20 все выполнены одинаково направленными и проходят радиально относительно трубопровода 3 второго газа или параллельных ему труб.
Предложена горелка, которая обеспечивает возможность различных режимов работы с использованием жидкого топлива, и/или газа, и/или с использованием кислорода, причем реализована компактная конструктивная форма, и гарантирован в значительной степени не создающий помех режим работы.
Полезная модель не ограничивается представленным примером выполнения, а допускает изменения "в объеме приведенного раскрытия.
Все новые признаки в отдельности или в комбинации, приведенные в описании и/или на чертежах, должны рассматриваться как существенные для раскрытия сущности решения.