PL170595B1 - Sposób nagrzewania dmuchu wielkiego pieca i palnik do nagrzewania dmuchu wielkiego pieca PL - Google Patents

Abstract

1 . Palnik do nagrzewania dmuchu wielkiego pieca zawierajacy korone, w której sa usytuowane otwory wylotowe kanalów gazowych i powietrznych, przy czym kanal gazowy jest usytuowany centralnie, a kanaly powietrzne sa po obu jego bokach i maja otwory wylotowe umieszczone na obu przeciwleglych stronach otworu wylotowego kanalu gazowego, zna- mienny tym, ze wewnatrz kanalu gazowego (7) jest umieszczony srodkowy kanal powietrzny (3), który ma co najmniej jeden otwór wylotowy (4) usytuowany w kanale gazowym (7). 10. Sposób nagrzewania dmuchu wielkiego pieca, obejmujacy doprowadzanie strumienia gazu i powietrza do strefy srodkowej palnika, znamienny tym, ze od 1 0% do 2 0 % calkowitej ilosci dostarcza- nego powietrza doprowadza sie srodkiem strumienia gazu, a pozostala czesc powietrza, stanowiaca od 90% do 80% doprowadza sie po obu stronach strumienia gazu. FIG. 3 PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób nagrzewania dmuchu wielkiego pieca i palnik do nagrzewnicy dmuchu wielkiego pieca.

W znanych sposobach nagrzewania dmuchu wielkiego pieca, do palnika dostarcza się gaz, a po obu stronach strumienia gazu dostarcza się do strefy środkowej palnika powietrze. Sposób

170 595 ten nie zapewnia całkowitego spalania gazu, wskutek niedostatecznego wymieszania gazu i powietrza.

Typowe palniki do nagrzewania dmuchu wielkiego pieca mają środkowy kanał gazowy, który jest otwarty do środkowej strefy korony palnika oraz boczne kanały powietrzne po obu stronach kanału gazowego, które również są otwarte do środkowej strefy.

Znane są nagrzewnice, które działają jako regeneracyjne wymienniki ciepła dla ogrzewania powierza dmuchu wielkiego pieca. Palnik do tego typu nagrzewnicy jest opisany w europejskim opisie patentowym EP-A-0306072. W tym znanym palniku wzajemne usytuowanie otworów wylotowych kanałów gazowych i powietrznych, razem z wgłębieniami ukształtowanymi przez rowki na dłuższych powierzchniach otworów wylotowych, powoduje obniżenie punktu, w którym mieszanie turbulentne jest całkowite. Wskutek tego płomień jest stabilny i jednolity i następuje całkowite spalanie gazu opałowego. Stopień spalania, tak zwane wypalenie, jest zależny od wysokości ponad palnikiem, na której osiągnięty jest maksymalny stopień spalania. Zmiany stopnia spalania w funkcji wysokości ponad palnikiem mogą być przedstawione jako podnosząca się krzywa, która osiąga asymptotycznie maksymalny stopień spalania.

Celem wynalazku jest poprawa właściwości spalania zwłaszcza, aby krzywa funkcji stopnia spalania i wysokości ponad palnikiem stała się bardziej stroma. Innymi słowy dąży się do tego, aby maksymalny stopień spalania był uzyskiwany przy mniejszej wysokości ponad palnikiem lub większy stopień spalania gazu palnego był osiągnięty na tej samej wysokości ponad palnikiem.

Palnik do nagrzewania dmuchu wielkiego pieca, według wynalazku zawierający koronę, w której są usytuowane otwory wylotowe kanałów gazowych i powietrznych, przy czym kanał gazowy jest usytuowany centralnie, a kanały powietrzne są po obu jego bokach i mają otwory wylotowe umieszczone na obu przeciwległych stronach otworu wylotowego kanału gazowego, charakteryzuje się tym, że wewnątrz kanału gazowego jest umieszczony środkowy kanał powietrzny, który ma co najmniej jeden otwór wylotowy usytuowany w kanale gazowym.

Korzystnie środkowy kanał powietrzny ma swój co najmniej jeden otwór wylotowy w środkowej strefie korony palnika.

Korzystnie środkowy kanał powietrzny jest usytuowany centralnie w kanale gazowym.

Korzystnie środkowy kanał powietrzny ma kształt litery T i zawiera ustawioną pionowo do góry pierwszą część oraz ułożoną na wierzchołku poziomo, wystającą w bok na dwie strony, drugą część zakończoną otworami wylotowymi. Korzystnie środkowy kanał powietrzny zawiera część wystającą do góry i górną część wystającą na boki na dwie przeciwne strony części wystającej do góry, przy czym w czołowych powierzchniach tej górnej części są usytuowane otwory wylotowe.

Korzystnie kanał gazowy ma w obrębie korony obszar rozszerzający się do góry, zaś środkowy kanał powietrzny ma swój co najmniej jeden otwór wylotowy usytuowany na wysokości dolnego końca rozszerzającego się do góry obszaru kanału gazowego.

Korzystnie po przeciwległych stronach kanału gazowego rzędami jest usytuowanych wiele otworów wylotowych bocznych kanałów powietrznych, a środkowy kanał powietrzny ma wiele skierowanych w bok otworów wylotowych, usytuowanych wzdłuż rzędów otworów wylotowych bocznych kanałów powietrznych i naprzemianlegle z nimi.

Korzystnie korona palnika jest osadzona na przeciwległych ścianach bocznych, które zawierają boczne kanały powietrzne i na ściankach działowych, które odgradzają boczne kanały powietrzne od kanału gazowego, przy czym w ścianach bocznych i ścianach działowych z jednej strony oraz w koronie palnika z drugiej strony są zamocowane złącza typu wpust-pióro do utrzymywania korony palnika poziomo.

Korzystnie palnik jest co najmniej częściowo odlany z betonu.

Sposób nagrzewania dmuchu wielkiego pieca, według wynalazku, obejmujący doprowadzanie strumienia gazu i powietrza do strefy środkowej palnika, charakteryzuje się tym, że od 10% do 20% całkowitej ilości dostarczanego powietrza doprowadza się środkiem strumienia gazu, a pozostałą część powietrza, stanowiącą od 90% do 80% doprowadza się po obu stronach strumienia gazu.

170 595

Konstrukcja palnika zapewnia bardzo intensywne podwójne mieszanie powietrza, które powoduje szybsze i lepsze spalanie gazu. Przez podwójne mieszanie rozumie się dodatkowy efekt zmieszania dostarczonego centralnie powietrza w obrębie kanału gazowego. Górna część kanału środkowego może wystawać względem przepływu gazu pod kątem prostym. Powoduje to dalsze zintensyfikowanie efektu mieszania, ponieważ gaz wiruje wokół i wzdłuż zawieszonych części środkowego kanału powietrznego, które mogą być rozmyślnie nieopływowe, co dalej zwiększa efekt podwójnego mieszania z powietrzem.

Zamocowanie ścianek działowych zapewnia zabezpieczenie przed jakimkolwiek przesunięciem do wewnątrz i zaburzeniem przepływu w strefie środkowej.

Szczególnie korzystne jest to, że palnik jest co najmniej częściowo odlany z betonu. Stwierdzono, że tym samym oszczędza się znaczne koszty.

Ze względu na szybkie i całkowite mieszanie, palnik umożliwia zmniejszenie wysokości komory spalania i polepsza stopień spalania gazu palnego. Przy nadmiarze powietrza względem stechiometrycznej ilości wynoszącym 10%, polepszenie zmieszania może zmniejszyć emisję CO o wskaźnik 50.

Przedmiot wynalazku jest uwidoczniony w przykładzie wykonania na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia wykres spalania w funkcji wysokości ponad palnikiem palnika znanego z eP-A-0306072 i palnika według wynalazku, fig. 2 - palnik nagrzewnicy dmuchu w widoku od góry, fig. 3 - palnik z fig. 2 w przekroju poprzecznym wzdłuż linii 1-1.

Usytuowanie i działanie palnika w komorze spalania nagrzewnicy dmuchu jest dobrze znane i nie ma potrzeby tutaj wyjaśniać ich szczegółowo.

Na figurze 1 pionowa oś przedstawia stopień spalania jako procentową część całkowitego spalania.

Krzywa 1 ilustruje stopień spalania charakterystyczny dla znanego palnika z EP-A0306072, a krzywa 2 przedstawia stopień spalania palnika według wynalazku. Dzięki podwójnemu zmieszaniu z powietrzem, osiąganemu w palniku według wynalazku, jest osiągany maksymalny stopień spalania (bliższy 100%) i wyższy stopień jest otrzymywany na niższej wysokości ponad palnikiem. Zawartość CO w gazach spalinowych, która może być osiągnięta w znanych palnikach przy maksymalnym stopniu spalania jest rzędu 5000 ppm CO. W przedstawionym palniku według wynalazku ten udział może być zmniejszony do około 100 ppm CO.

Na figurach 2 i 3 przedstawiono przykład wykonania palnika według wynalazku. Palnik ma środkowy kanał gazowy 7, który ma ujście w środkowej strefie 9 korony palnika. Każdy boczny kanał powietrzny 8 ma szereg wylotowych otworów 6 po przeciwległych stronach środkowego kanału gazowego 7. W obrębie środkowego kanału gazowego 7 jest usytuowany środkowy kanał powietrzny 3, który jest umieszczony pionowo do góry i ma wierzchołkową część, która powoduje zmianę kierunku przepływu powietrza na poziomy. Powietrze wydobywa się w bok, przez otwory wylotowe 4 do strumienia gazu. Taka konstrukcja środkowego kanału powietrznego 3 zapewnia przepływ powietrza w wzdłuż toru w kształcie litery T. Jak widać na fig. 2, gaz wydostaje się do góry przez szczeliny 5. Otwory wylotowe 4 środkowego kanału powietrznego 3 są usytuowane pomiędzy odpowiednimi otworami wylotowymi 6 bocznych kanałów powietrznych 8 wzdłuż każdego rzędu tych ostatnich, to znaczy otwory wylotowe 4 środkowego kanału powietrznego 3 i otwory wylotowe 6 bocznych kanałów powietrznych 8 są usytuowane naprzemianlegle względem siebie.

Na figurze 3 można zauważyć, że boczne otwory wylotowe 4 środkowego kanału powietrznego 3 są na tej samej wysokości, na której jest początek rozszerzającej się do góry części kanału gazowego 7.

Jakakolwiek tendencja do przesunięcia do wewnątrz ścianki działowej 11, odgradzającej boczny kanał powietrzny 8 od środkowego kanału gazowego 7 jest niwelowana przez złącze 12 na pióro i wpust, łączące przylegające powierzchnie elementów 10 korony palnika oraz przylegające powierzchnie najniższych elementów 10 i podpierającej ścianki działowej 11 z korpusem palnika 13. Korpus palnika 13 i ścianki działowe 11 mogą być odlane z betonu. Środkowy kanał powietrzny 3 jest, w tym przypadku, zbudowany z segmentów stalowych, których zewnętrzne krawędzie są osadzone w betonie, a ich wewnętrzne krawędzie tworzą kanał przepływu powietrza. W celu utworzenia górnej, umieszczonej pod kątem

170 595 prostym części, na górze pionowej części środkowego kanału powietrznego 3 umieszczono poprzeczną belkę tworząc kanał w kształcie litery T.

Elementy 10 korony palnika składają się, w tym przypadku, z trzech warstw ułożonych na sobie. Elementy 10 są wcześniej odlane w formach z ogniotrwałego betonu.

Przy uruchomieniu palnika, kanałem gazowym 7 dostarcza się gaz palny, a powietrze konieczne do spalania dostarcza się środkowymi kanałami powietrznymi 3 i bocznymi kanałami powietrznymi 8, korzystnie w proporcji od 10% do 20% kanałami środkowymi 3 i 90% do 80% kanałami bocznymi 8.

FIG. 3

170 595

FIG. 1

FIG. 2

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz.

Cena 2,00 zł

Claims (10)

1. Zastrzeżenia patentowe

   1 Palnik do nagrzewania dmuchu wielkiego pieca zawierający koronę, w której są usytuowane otwory wylotowe kanałów gazowych i powietrznych, przy czym kanał gazowy jest usytuowany centralnie, a kanały powietrzne są po obu jego bokach i mają otwory wylotowe umieszczone na obu przeciwległych stronach otworu wylotowego kanału gazowego, znamienny tym, że wewnątrz kanału gazowego (7) jest umieszczony środkowy kanał powietrzny (3), który ma co najmniej jeden otwór wylotowy (4) usytuowany w kanale gazowym (7).
2. 2. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że środkowy kanał powietrzny (3) ma swój co najmniej jeden otwór wylotowy (4) w środkowej strefie korony palnika.
3. 3. Palnik według zastrz. 2, znamienny tym, że środkowy kanał powietrzny (3) jest usytuowany centralnie w kanale gazowym (7).
4. 4. Palnik według zastrz. 3, znamienny tym, że środkowy kanał powietrzny (3) ma kształt litery T i zawiera ustawioną pionowo do góry pierwszą część oraz ułożoną na wierzchołku poziomo, wystającą w bok na dwie strony, drugą część zakończoną otworami wylotowymi (4).
5. 5. Palnik według zastrz. 3, znamienny tym, że środkowy kanał powietrzny (3) zawiera część wystającą do góry i górną część wystającą na boki na dwie przeciwne strony części wystającej do góry, przy czym w czołowych powierzchniach tej górnej części są usytuowane otwory wylotowe (4).
6. 6. Palnik według zastrz. 3, znamienny tym, że kanał gazowy (7) ma w obrębie korony obszar rozszerzający się do góry, zaś środkowy kanał powietrzny (3) ma swój co najmniej jeden otwór wylotowy (4) usytuowany na wysokości dolnego końca rozszerzającego się do góry obszaru kanału gazowego (7).
7. 7. Palnik według zastrz. 6, znamienny tym, że po przeciwległych stronach kanału gazowego (7) rzędami jest usytuowanych wiele otworów wylotowych (6) bocznych kanałów powietrznych (8), a środkowy kanał powietrzny (3) ma wiele skierowanych w bok otworów wylotowych (4), usytuowanych wzdłuż rzędów otworów wylotowych (6) bocznych kanałów powietrznych (8) i naprzemianlegle z nimi.
8. 8. Palnik według zastrz. 6, znamienny tym, że korona palnika jest osadzona na przeciwległych ścianach bocznych (13), które zawierają boczne kanały powietrzne (8) i na ściankach działowych (11), które odgradzają boczne kanały powietrzne (8) od kanału gazowego (7), przy czym w ścianach bocznych (13) i ścianach działowych (11) zjednej strony oraz w koronie palnika z drugiej strony są zamocowane złącza (12) typu wpust-pióro do utrzymywania korony palnika poziomo.
9. 9. Palnik według zastrz. 1, znamienny tym, że jest co najmniej częściowo odlany betonu.
10. 10. Sposób nagrzewania dmuchu wielkiego pieca, obejmujący doprowadzanie strumienia gazu i powietrza do strefy środkowej palnika, znamienny tym, że od 10% do 20% całkowitej ilości dostarczanego powietrza doprowadza się środkiem strumienia gazu, a pozostałą część powietrza, stanowiącą od 90% do 80% doprowadza się po obu stronach strumienia gazu.