Корисна модель відноситься до пальникових пристроїв теплотехнічних агрегатів і може бути використана в металургійній промисловості, а саме для обертових печей випалу цементного клінкеру, керамзиту, вапна.
Заявляється конструкція газового пальника для обертових печей формує стійкий довгий факел без зриву полум'я, забезпечує ефективне спалювання палива за рахунок збільшення інтенсивності турбулізації і швидкості потоку газу.
Газовий пальник для обертових печей, що містить корпус з патрубком підведення газу з центральним сопловим отвором, розташованим в його конічної торцевої вихідний частини, встановленим по осі корпусу рухомим дроселем з частковим виходом за обріз соплового отвору корпусу пальника з утворенням з ним кільцевого зазору, згідно корисної моделі дросель виконаний у вигляді назад-двоконусного центрального тіла, при цьому кут конусності торцевої вихідний частини корпусу дорівнює куту конусності центрального тіла в напрямку зі сторо и виходу з пальника і становить 15 ° -21 °, кут конусності центрального тіла в напрямку з боку входу в сопло пальника становить 35 ° -50 °, крім того максимальна величина діаметра центрального тіла в місці з'єднання зворотних конусів збігається з торцевих перетином вихідного сопла і становить 0,8-0,9 величини внутрішнього діаметра корпусу.
Корисна модель відноситься до пальникових пристроїв теплотехнічних агрегатів і може бути використана в металургійній промисловості, а саме для обертових печей випалу цементного клінкеру, керамзиту, вапна.
Відома газовий пальник, що містить паливний канал з патрубками для подачі газу та повітря, і з вихідним соплом, за межами якого встановлено чашоподібний рассекатель, закріплений на нерухомій штанзі, що проходить по осі паливного каналу (А.с. СРСР №1262198, F 23 D 14 / 00, опубл. 17.10.1986).
Певною газовому пальнику застосування чашоподібного розсікача не приводить до організації стійких турбулентних газодинамічних структур, тому спостерігається недостатнє перемішування палива та повітря, значний недожог палива і при глибокому регулюванні переміщенням розсікача відбувається відрив факела, що знижує ефективність спалювання палива, підвищена витрата палива.
Відома газовий пальник, що містить газовий канал, який має тангенціальний газоподводящей і центральний повітряний патрубки і, встановлений за вихідним сопловим отвором горілчаного каналу, рухливий конусний відбивач (А.с. СРСР №1229518, F 23 D 14/00, опубл. 07.05.1986) .
Певною газовому пальнику незважаючи на додаткову турбулізацію при тангенціальному підводі палива в пальниковий канал спостерігається неефективне спалювання палива, його підвищена витрата, зниження потужності печі.
Найбільш близькою до заявляється корисної моделі є газовий пальник для обертових печей, що містить корпус з патрубком підведення газу з центральним сопловим отвором, розташованим в його конічної торцевої
Певною газовому пальнику регулювання параметрів факела здійснюється зміною тиску газу в пальнику за рахунок зміни прохідного соплового перетину за допомогою переміщення дроселя. Однак швидкість витікання газу недостатня висока, турбулізація потоку в кінцевому підсумку не забезпечує достатній ступінь змішування палива з повітрям, що призводить до нераціонального спалюванню палива, утворення короткої довжини факела з низькою стійкістю горіння факела.
Технічною задачею, на розв'язання якої спрямована заявляється корисна модель, є підвищення ефективності спалювання палива за рахунок збільшення інтенсивності турбулізації і швидкості потоку газу, формування більшої довжини факела і його температури, створення стійкості горіння факела без зриву полум'я.
Поставлена задача вирішується тим, що у відомій газовій горілці для обертових печей, що містить корпус з патрубком підведення газу з центральним сопловим отвором, розташованим в його конічної торцевої вихідний частини, встановленим по осі корпусу рухомим дроселем з частковим виходом за обріз соплового отвору корпусу пальника з утворенням з ним кільцевого зазору, згідно корисної моделі, дросель виконаний у вигляді назад-двоконусного центрального тіла, при цьому кут конусності торцевої вихідний частини корпусу дорівнює куту до нусності центрального тіла в напрямку з боку виходу з пальника і становить 15 ° -21 °, кут конусності центрального тіла в напрямку з боку входу в сопло пальника становить 35 ° -50 °, крім того максимальна величина діаметра центрального тіла в місці з'єднання зворотних конусів збігається з торцевих перетином вихідного сопла і становить 0,8-0,9 величини внутрішнього діаметра корпусу.
Забезпечення найкращого змішування палива з повітрям можливо лише при високошвидкісному закінчення палива з горілчаного пристрою. Забезпечити таке високошвидкісне витікання газу можна застосовуючи пальник заявляється конструкції з дроселем у вигляді назад-двоконусного центрального тіла. Прискорення газового потоку при цьому відбувається за рахунок обтікання тупого кута, утвореного з'єднанням двох зворотних конусів центрального тіла, і чисто зовнішнього вільного розширення потоку відразу за зрізом сопла. Швидкості витікання забезпечують найбільш оптимальні умови змішування, що забезпечує підвищення ефективності спалювання палива. При цьому товщина прикордонного шару при таких умовах обтікання не допускає розриву структури потоку, що забезпечує формування довгого факела з великою стійкістю горіння без зриву полум'я, що особливо важливо для стабільної роботи обертових печей.
Виконання кута конусності торцевої вихідний частини корпусу рівним куту конусності центрального тіла в напрямку з боку виходу з пальника і мають значення 15 ° -21 ° дозволяє формувати на виході з сопла пальника високу ступінь турбулізації потоку, що забезпечує ефективне перемішування палива з повітрям і стійкість довгого факела в широкому діапазоні регулювання.
При використанні центрального тіла з кутом конусності в напрямку з боку виходу з пальника менше 15 ° і більше 21 ° при недотриманні умови рівності його і кута конусності торцевої вихідний частини корпусу не відбувається високого ступеня турбулізації потоку, що не дозволяє досягти поставленої задачі по підвищенню ефективності спалювання палива.
Виконання кута конусності центрального тіла в напрямку з боку входу в сопло пальника рівним 35 ° -50 ° дозволяє мінімізувати втрати на тертя і уникнути значних втрат тиску при формуванні критичного перетину кільцевого зазору, утвореного центральним тілом і звужується соплом корпусу. При використанні центрального тіла з кутом конусності в напрямку з боку входу в сопло пальника менше 35 ° і більше
50 ° відбувається зростання швидкості і коефіцієнта витрати, порушення роботи кільцевого сопла.
Виконання центрального тіла з максимальною величиною діаметра в місці з'єднання зворотних конусів, що збігається з торцевих перетином вихідного сопла, і рівним 0,8-0,9 величини внутрішнього діаметра корпусу призводить до утворення на виході з сопла пальника високого ступеня турбулізації потоку, що забезпечує ефективне перемішування палива з повітрям і стійкість довгого факела без зриву полум'я в широкому діапазоні регулювання.
Використання центрального тіла з максимальною величиною діаметра менше 0,8 і більше 0,9 величини внутрішнього діаметра корпусу, не дотримання умови збігу максимального діаметра центрального тіла з торцевих перетином вихідного сопла не дозволяє досягти поставленої задачі по підвищенню ефективності спалювання палива.
Опис корисної моделі ілюструється схемою газового пальника для обертових печей.
Газовий пальник містить корпус 1 з патрубком підведення газу 2 і центральним сопловим отвором 3. Корпус 1 має конічну торцеву вихідну частину 4. По осі корпусу встановлено обернено-двоконусну центральне тіло 5, утворене з'єднанням підстав конуса 6 з боку входу в сопло пальника і конуса 7 з боку виходу з пальника. У місці з'єднання зворотних конусів 6 і 7, що збігається з торцевих перетином конічної вихідний частини 4 корпусу 1, центральне тіло має максимальний діаметр ДЦ, рівний 0,8-0,9 величини внутрішнього діаметра Дк корпусу 1. Кут конусності α 1 торцевої вихідний частини 4 корпусу 1 дорівнює куту конусності α 2 конуса 7 центрального тіла 5 з боку виходу 4 з пальника і становить 15 ° -21 °. Кут конусності α 3 конуса 6 центрального тіла 5 з боку входу в сопло 3 дорівнює 35 ° -50 °.
На схемі додатково умовно показана межа факела 8.
Газовий пальник працює наступним чином. У корпус 1 через патрубок 2 подають газоподібне паливо, яке надходить на сопло 3. При цьому назад-двоконусну центральне тіло 5 встановлюють у пусковий становище, рухаючи його всередину за зріз центрального соплового отвору 3. Потім подають повітря і запалюють факел 8. Після запалювання регулювання параметрів факела 8 здійснюється зміною витрат палива і повітря, що подається через патрубок 2, і переміщенням центрального тіла 5. При робочому режимі пальника центральне тіло 5 встановлюють у таке становище, щоб максимальний діаметр в ме ті сполуки підстав зворотних конусів 6 і 7 центрального тіла 5 збігався з торцевих перетином вихідний частини 4. При такому положенні забезпечується висока швидкість витікання газу, що дозволяє здійснити більш ефективне змішання палива з повітрям за рахунок турбулізації в активній зоні рециркуляції. При цьому утворюється стійкий довгий факел, як при запалюванні, так і при регулюванні.
Приклад конкретного виконання
Була виготовлена і випробувана пальник пропонованої конструкції з наступними параметрами її конструктивних елементів:
діаметр вихідного сопла корпусу
внутрішній діаметр корпусу
При використанні газового пальника для обертових печей розпал печі скоротився за часом на 3 години, що дозволило заощадити паливо близько 1500 м 3 / год. Форма факела пальника чітка, має стабільний фронт горіння. Довжина факела також збільшилася, що дозволило перенести зону високих температур в
зону екзотермічніреакцій, в зв'язку з цим покращилася спекаемость матеріалу, знизилося налипання матеріалу на футеровку і замазування печі. Пальник заявляється конструкції має високу швидкість вильоту газу полум'я, що забезпечує гарне змішування повітря з газом.
Результати випробувань газових пальників приведені в таблиці 1. Заявлювана конструкція газового пальника для обертових печей формує стійкий довгий факел без зриву полум'я, забезпечує ефективне спалювання палива за рахунок збільшення інтенсивності турбулізації і швидкості потоку газу.
Відношення максимального діаметра центрального тіла до внутрішнього діаметру корпусу
Кут конусності центрального тіла в напрямку з боку входу а пальник, град.
Кут конусності центрального тіла в напрямку з боку виходу з пальника, град.