Газовая горелка

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНв высокоскоростных горелках, облалаю щих повыенной устойчивостью факела. Цель изобретения - повышение качества сжигания топлива. Горелка работаетВ диапазоне регулирования тепловой мощности, равном 2,51, и поддержит вает устойчивость факела в процессе равномерного н полного выгораниятоплива во всем диапазоне регулирования. Смеситель 1 кислородсодержаще го газа имеет смесительную камеру 2,а стабилизатор (С) 3 пламени снабжен аапапьной свечой 4, установленной в нем сбоку. К С З примыкает цилиндрическая камера 5 сгорания, размещенная внутри огнеупорного горелочного камня. Отношение диаметра камеры 5 к выходному диаметру С 3 составляет 1,351,7 О, а отношение эффективнойк ее диаметру 1,2 3,7.Дпинагорелочногокамннсоставлает 1,2-2,0 эффективной ллины канеры 5. Такие соотношения размеров горелки обеспечивают улучшение устойчивости факела, уменьшение уровняЗЗГРНЗНЕННЯ В РЗСПЛЗВПЕННОЙ МДН И УМНЪШЕНИЕ ИЗНОСЗ камеры СГОВЗННЯ.Изобретение относится к высокоскоростньм газовым горелкам, обладающи повышенной устойчивостью факела.Цель изобретения повышение качества сжигания топлива.На фиг. 1 изображена газовая горелка, общий вид на фиг. 2 - камера сгорания на фиг. 3 - устройство шахтной плавильной печи на фиг. д разрез А-А на фиг. 3.Газовая горелка, работающая в диапазоне регулирования тепловой мощности 2,51 при поддержании устойчивого факела в процессе равномерного и полного выгорания газового топлива во всем диапазоне регулирования, содержит смеситель 1 кислородсодержащего газа с газообразным топливом со смесительной камерой 2, стабилизатор 3 пламени с выходным диаметром Пд,снабженный эапальной свечой 4, установленной сбоку в стабилизаторе 3 и предназначенной для поджигания смеси,цилиндрическую камеру 5 сгорания,примыкающую к стабилизатору 3 плане ни, с диаметром П 5 и эффективной длиной ЕЕ, размещенную внутри огнеупорного горелочного камня 6, имеющего длину ЬТ. .В горловине стабилизатора 3 пламени, снабженного отверстиями 7 и В для отбора проб горючей смеси, установлен стабилизирующий стержень 9. Кроме.того, газовая камера содержит трубопровод 10 для подачи кислородсодержащего газа (воздуха), снабженный перфорированной пластиной 11 и смотровьш отверстием 12,.закрыты прозрачным элементом 13. Трубопровод 10 подключен к смесительной камере 2,выполненной с перфорацией 14, размер и количество отверстий которой опреДЕПЯЭТ РЗСКОД ТОПЛНВВ.Вокруг смесительной камеры 2 расположена кольцевая камера 15 с.вкодным патрубком 16 для подачи газообразного топлива. Камера 5 сгорания монтируется на фланце 17, упираясь в буртик.18 стабилизатора 3 плаиени.В горелочном камне 6, выолненном из карбида кремния, установлена цилиндрическая гильза 19 толщной 1/2 дыйма(12,5 мм), изготовленная из твердого, абраэивностойкого огнеупорного материала, преимущественно 5 С, которы может длительное время вьщерживать температуру 15 д 0 С. Гиль 1642за 19 может быть выполнена как съемной, так и в виде единого элементас горелочным камнем 6. Применение гильзы 19 позволяет осуществлять за кмену изношенных или подвергшихсяэрозии элементов, причем можно также менять размеры камеры 5 сгорания в зависимости от изменения производительности печи. Горелка вьтопнена со следующим соотношениями размеровПр - выходной диаметр стабилизатора ПЛНМЕНН Ъ - эффективная длина камеры сгоранияНа фиг. 3 и А изображена шактная плавильная печь 20, содержащая желоб 21, а также соответствующие трубопроводы для питания нескольких горелок 22, расположенных по окружности в два ряда. Печь снабжена огнеупорной футеровкой 23, охваченной обшивкой 24, выполненной из соответствующегоМТЕРНЛа ПРВЦПОЧТНТЕЛЬНО СТЕПИ, Причем обшивка 2 д вьшолнена газоплот ной благодаря сварке. В доковьш стенках печи 20 выполнено несколько проходов 25 для горелок 22. Боковые стенки печи 20 в нижней части 26 выполнены скодящимися внутрь, а подина 27 наклонена к лтке 28. Кроме того, печь 20 содержит вентилятор29, регулирующую заслонку 30, распределнющую воздух по трубам 31, трубу 32 для подачи газообразного топлива,снабженную нагревателем 33, управляющие клапаны 34, болты 35, прижимающие горелочную плиту 36 каждой горел ки 22 плотно к обшивке 24.Горелка работает следУЮЩнм об разом. р Кислородсодержащий газ подаютчерез трубопровод 10 в смесительную камеру 2, куда из кольцевой камеры 15 через перфорацию 1 д подается газообразное топливо. Далее смесь кислородсодержащего газа с газообразнм топливом подается в стабилизатор 3ПЛНМЕНИ, на ВЫОД НЭ КОТОРОГО ПОД жнгается запальной свечой А и сгорает-предназначено для регулирования степени расширения горючей смеси,когда она проходит стабилизатор 3 и поступает в камеру 5 сгорания. Это рЕГУЛНрУеНОЕ РЗСШИРВНН ОЙЕСПЕЧНВЕЕТ воспламенение и посадку пламени на уступ, образованный стабилизатором 3 и сечением камеры 5 сгорания. При надлежащем соблюдении размеров каме ры 5 сгорания, в именно в отношении стабилизатора 3 (П 5/Пр), можно обеспечить устойчивый факел, ТеМСВМЫМ ПОДДВРЖНВЗЯ ПЛЗВИПЬНУЮ СПОСОБНОСТЬ ГОРВЛКН На ОПТНЗЛЬНОМ УРОВНЕ, СОЗДЗ ван факел,-который плавит металл в первую очередь за счет конвекции.Поддержание устойчивого факела является необходнмьш условием, поскольку длинное неустойчивое пламя ХЗРЗКТЭРНЗУЕТСЯ ОТНОСИТЕЛЬНО НИЗКОЙ степенью выгорания топлива с кислородом. ТЗКОЕ ППЭМЯ ПОЗВОЛЯЕТ ОТКЛЗДЫВаТЬСН бОЛЬШЕМУ КОЛНЧЭСТВУ МВДИ Вкамере, при ЭТОМ ВОЗЭЗСТЕТ содержа НИЕ 1 СИСЛОРОДЗ В меди ДЕ НЭЖЕЛЗТЕЗЕЬНОго уровня. В. противоположность этот му, короткое стабильное пламя характеризуется эначительно большей пол Тнотой выгорания топлива внутри камеры.5 сгорания. Еще одни следствием неполного выгорания топлива является существенное изменение температуры по горелочному камню 6, что вызывает неравномерный износ огнеупора сокращая ресурс его работы.Предпочтительным диапазоном отнот шеннй диаметров камеры 5 сгорания и выходного диаметра стабилизатора 3Отношение эффективной длины камеры 5 сгорания к диаметру гильзы 19геометрию камеры 5 сгорания, способСТВУЮЩУЮ СГОРЗННЮ И ПОДДЕРЖЗНИЮ НаГ ретыми стенок камеры 5 по всей иг длине. Это соотношение зависит оттепловой мощности (БТЕ/ч) (Кал/ч) го релки причем при увеличении тепловой мощности необходимое отношение уменьшается. Таким образом, диапазон.1,2-3,7 можно считать подходяшим для предлагаемого изобретения, причен наилучшие результаты получают при отношении (Ьд/15) в диапазоне 1,8537 О.а оптимальным является диапазон 2,5-3,5, например 3,0 для малоразмерных горелок тепловой мощностью менее 10 х 105 БТЕ/Ч (0454 Гкал/ч),например 05 х 1 О 4 х 1 О БТЕ/ч (0126 1,0 Гнал/ч). Для горелок большей мощности, например больше 10 х 1 О БТЕ/ч (0 д 54 Гнал/ч)предпочтнтепь ным диапазоном является 1,2-1,7,например 1,3-1,6. .Отношение суммарной длин горелоч ного камня 6 (Ъг) камеры 5 сгорания к эффективной длине ЪЕ (Ъ/Ь) обеспечиваетто, что гильза 19 заданной длины обеспечивает получение необходимых результатов для конкретной горелки. Наилучшие результаты получают, когда указанное отношение меняется в диапазоне 12200 при этом длина огнеупорного горелочного камня 6 составляет около 11 дюймов (29 мм),а гильза 19, выполненная из карбида кремния, имеет длину 6-9 дюймов(190 мм), что обеспечивает величину соотношения 1,47.Другим существенны параметром является скорость протекания продуктов сгорания через камеру 5. В предс лагаемои горелке скорость продуктов сгорания на выщоде из нее приблизительно в два раза больше, чем в из вестных горелках. Это достигается путем поддержаня указанных соотношений при увеличенном выгорания топ пива.Таким образом, соотношение размеров горелки в соответствии с предда гаены изобретением.благодаря котот. рому получается оптимальная камера 5 сгорания, способствует улучшениюустойчивости факела в диапазоне ЬН 50 чего регулирования тепловой мощностик уменьшению уровня загрязнения в расплавленной меди, а также к существенному уменьшению износа камеры1. Газовая горелка, работающая в диапазоне регулрования тепловой мощности 2,51 при поддержании устой ным диаметром Вд, снабженньй запаль- 1642чиного факела в процессе равнойер- повышения качества сжигания топлива,иого н полного выгорания газового горелка выполнена со следующими со Топлива ВО ВСМ ДНЭПНЗОНЕ ПЭГУЛНрО ОТНОШЕНИЯМвзння, содержащая смеситель кислород Влизатору пламени цлнндрнческую ка- 1 5меру сгорания с диаметром В, и эф 2 Горелка по п. 1,.о т л н ч а фектнвной длиной ЬЕ рамещонную ю щ а н с я тем, что длина горелоч внутри огнеупорного горелочного ного камнякамня, имеющего длину ЪТ о т л и ч а ю щ а я ся тем, что, с целью Ьг (1220)ЪЕ.