способ регулирования гидравлического режима пламенной регенеративной печи

Формула изобретения

СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РЕЖИМА ПЛАМЕННОЙ РЕГЕНЕРАТИВНОЙ ПЕЧИ, оборудованной отсечными клапанами в газоходах, включающий изменение количества подачи атмосферного воздуха на горение и отсечные клапаны, отличающийся тем, что изменение количества атмосферного воздуха осуществляют подачей сжатого воздуха или пара через эжектор, установленный перед отсечным клапаном в направлении движения дымовых газов.

Описание изобретения к патенту

Изобретение может быть использовано в металлургической промышленности.

Наиболее близким по технической сущности является способ регулирования гидравлического режима пламенных печей, включающий подачу воздуха по воздухопроводу и топлива на горение, изменение расхода воздуха на аэродинамический шибер, создаваемый в отводящем тракте печи, причем общий расход воздуха на горение и на шибер поддерживают постоянным, при этом воздух на аэродинамический шибер отбирают из воздухопровода.

Однако данный способ повышает надежность регулирования давления в печи только в том случае, когда она имеет достаточный запас по тяге в течение компании, а применяемые отсечные клапаны обладают достаточной герметичностью.

Целью изобретения является обеспечение надежности регулирования давления в печах, газоходы которых оборудованы негерметичными клапанами.

На фиг.1 представлена схема регулирования гидравлического режима регенеративной печи; на фиг.2 - общий вид печи, аксонометрия.

Схема включает печь 1, вертикальный канал дымоотводящего тракта 2, регенератор 3, отводящий тракт 4, отсечной клапан 5, дымовую трубу 6 и эжектор 7.

Отходящие дымовые газы, ускоренные эжектором, при входе в отсечной клапан ударяются о направляющую стенку и их кинетическая энергия преобразуется в потенциальную, образуя в корпусе отсечного клапана положительное статическое давление (закон Бернулли). Запирающее действие отходящих газов определяют величину подсосов через клапан 5, от которых зависит расход и температура дыма.

Последние параметры непосредственно влияют на тягу, создаваемую дымовой трубой 6. Таким образом, измененное разрежение в дымопроводе и величина подсосов воздуха через отсечной клапан позволяют установить требуемое давление в печи. Кроме того, эжектор, установленный на расстоянии не менее трех гидравлических диаметров от отсечного клапана, создает в отсечном клапане аэродинамический шибер за счет торможения ударяющейся струи дымовых газов о направляющую стенку на входе в отсечной клапан.

Кроме воздуха для создания аэродинамического шибера в отсечном клапане может использоваться пар. Струя воздуха или пара, создаваемая эжектором, расположенным перед отсечным клапаном, создает дополнительную тягу, увеличивающую тягу в дымоотводящем тракте между рабочим пространством печи и эжектором.

В качестве примера рассмотрим печь оборудованную негерметичным отсечным клапаном типа "Нея". Эжектор, расположенный перед отсечным клапаном, должен быть рассчитан таким образом, чтобы он соответствовал сечению борова, а общая стоимость его установки и эксплуатации должны быть значительно меньше, чем стоимость высокой трубы, дающей равноценную тягу. Разрежение, создаваемое эжектором, зависит от мощности струи М_стр эжектора

M_стр= = V₁P₁ (1) где W₁ - скорость вылета струи, м/с;

Q₁ - масса эжектрирующего газа (пара или воздуха), кг;

V₁ - объем инжектанта, м³;

Р₁ - давление, Па.

Таким образом, если мощность струи зависит от произведения давления Р₁ на объем V₁ инжектанта, то можно взять малый расход при большом давлении и наоборот.

Определим разрежение, создаваемое эжектором

h = W_3см

(2) где Q₂ - количество дыма, кг/с;

W₂ - скорость дыма в дымовом канале перед смешением, м/с;

W₃ - скорость смеси на выходе из эжектора, м/с;

_см - плотность смеси на выходе из эжектора, кг/м³.

По закону Бернулли, если потерями на трение пренебречь, то

P₃+ = P₄+ (3) где Р₃ и Р₄ - статическое давление смеси перед входом в отсечной клапан и при входе в него, Па;

Подаваемый воздух на горение от вентилятора примем 200 м вод.ст., а разрежение в борове перед клапаном (-20) мм вод.ст.

Для ликвидации подсовов через неплотности в отсечном клапане необходимо иметь Р₄ 200 мм вод.ст.

Таким образом, чтобы соблюсти условие (3), подбираем соответствующую скорость W₃, а скорость дыма на входе в клапан W₄ вычисляем из уравнения неразрывности

W₃F₃ = W₄F₄ = const, (4)

отсюда

W₄= =

При количестве дыма 60 м³/с и количестве пара - эжектанта 1 м³/с

W₄ = W₄= = 20,3 м/c = 20,3 м/c.

Из формулы (3) определяем требуемую скорость дыма после разгона его эжектором

W₃= = = 26 м/c

Таким образом, уже при скорости W₃ = =26 м/с и более полностью исключаются подсосы воздуха через клапан "Нея", а при дальнейшем увеличении W₃ возможен переход на режим с частичной рециркуляцией дымовых газов.

Использование предлагаемого способа обеспечивает следующие преимущества: надежность регулирования давления в печи, когда отсутствует запас по тяге в течение компании; возможность создания условий для оптимальной тепловой работы печи, дымоходы которой оборудованы негерметичными отсечными клапанами; простота и дешевизна оборудования, необходимого для реализации способа.

При практическом использовании данного способа обнаружился дополнительный эффект, позволяющий осуществлять очистку дымовых газов в полости отсечного клапана, до очистки газа в специальных устройствах. Запыленные отходящие газы, ускоренные эжектрирующей струей пара, вызывают ускорение и частичную коагуляцию частиц пыли, которые, ударяясь о шиберную заслонку, отскакивают в противоположном направлении или соскальзывают вниз по поверхности.

Тем самым становится возможным осуществлять регулировку гидравлического режима печи путем отключения в определенные периоды времени части газоочистки, что позволяет существенно увеличить тягу, но без ущерба для очистки газа от пыли, так как часть фракций по этой очистке возьмет на себя оборудованный эжекторами отсечной клапан, снабженный коробом для сбора шлама.