Форсунка для ввода жидкого топлива в фурменный прибор доменной печи

Форсунка для ввода жидкого топлива в фурменный прибор доменной печи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскмх

Соцмалмстмчвскмх

Республмк

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ (>ti 587298

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 18.10.76 (21)2416595/22-0 с присоединением заявки №(23) Приоритет (43) Опубликовано 05,01 78 Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания 10.01.78 (51) М. Кл.

23 13 11/10

С 21 B 7/16

Государственный комитет

Совета Ниннстроа СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 662 951 .2:

:669,162.221,4 (088.8) В. М. Удилов, Ю. П, Митюшин, Г, Ф. Гребенкина, Л. В. Лаптева и В. М, Бабошин (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный научно-исследовательский институт металлургической теплотехники (54) ФОРСУНКА ДЛЯ ВВОДА ЖИДКОГО ТОПЛИВА

В ФУРМЕННЫЙ ПРИБОР QOMEHHOA

ПЕЧИ

Изобретение относится к области черной металлургии, в частности к технике вдувания жидких топлив, преимущественно мазута, в полость фурмы или сопла легкосъемными форсунками. .5

Наиболее близкой к описываемой по тех- нической сущности и достигаемым результатам является форсунка для ввода жидкого топлива в доменную печь, включающая сверхзвуковое сопло, в расширяющейся ча- 10 сти которого выполнены отверстия для вво» да жидкого топлива, Она обеспечивает качественное распыление топлива, Форсунка включает выполненную из жаропрочной стали наружную трубу, оканчивающуюся диффу- 15 зором, По оси трубы установлена топливоподводяшая трубка, конец которой снабжен фигурным наконечником, состоящим из расширяющейся и сужающейся частей. Наконеч ник входит в диффузор наружной трубы и, перемешаясь вдоль его, обеспечивает изменение размеров проточной части сопла. Между внутренней поверхностью трубы и поверхностью наконечника образуется кольцевое сужающееся-расширяюшееся сопло, обес- 25 печиваюшее получение сверхзвуковой скорости, На противоположном конце наружной трубы выполнены механизм перемешения топливоподводяшей трубки и узел уплотнения ее (1). Основным недостатком форсунки является повышенное сажеобразование вследствие неравномерного распределения распыленнопо топлива в дутье. При вводе топлива по оси фурмы даже в конце фурменной зоны оно занимает только центральную

I часть потока дутья и вследствие отсутствия кислорода, цод воздействием высокихтемператур, подвергается пиролизу с образованием большого количества сажи. Установка форсунки под углом к оси фурмы также не обеспечивает равномерного распределения топлива в дутье. Кроме того, отмечается

I неудовлетворительная надежность при работе в реальных условиях эксплуатации доменной печи вследствие забивания узкой кольцевой щели сверхзвукового кольцевого сопла твердыми частицами продуктов коррозии трубопроводвв, сварочным гратом, а также твердыми смолообразными отложениями, которые образуются при простреливании узкой

587298 кольцевой щели распылителя струйками мазута при попапаиии их на поверхности сопла.

Напежность работы сопла снижается также из-аа обгорания петалей сопла и закоксования их вслепствие расположения сопла в высокотемпературной полости фурменного прибора.

Отмечается также сложность изготовления и эксплуатации этих форсунок. Механизм перемещения и узел уплотнения топливопо10 пающей трубки усложняет форсунку и при работе требует постоянного к себе вниманияя.

Цель изобретения — уменьшение выхопа сажистого углеропа с одновременным повышением надежности работы форсунки, упрощением конструкции и условий эксплуатации. Это постигается тем, что в преплагаемой форсунке сверхзвуковое сопло с кольцевым сечением проточной части заменяется классическим сверхзвуковым соплом Лаваля, которое устанавливается в выхлопную трубу, оканчивающуюся съемной распрепелительной головкоой с выполненными поп углами 75-105 к ее оси отверстиями пля р5 ввоца препварительно распыленного топлива в путье.

При ввопе форсунки в фурменный прибор сопло Лаваля располагаетая в зоне низких температур, а распределяющая головка ус- Зо танавливается соосно с фурмой. Уменьшение сажистого углерода достигается равномерным распрепелением предварительно распыленного топлива в дутье за счет использования распрепелйтельной головки. В зави- З5 симости от диаметра и углов наклона оч» верстий головки струйки эмульсии проникают на необходимую глубину путьевого потока, обеспечивают эффективный попвоп кислоропа к отдельным каплям топлива и эффективную а газификацию его. Отклонение углов наклона осей отверстий распределительной головки

or запанного пиапазона их изменений привопит к снижению равномерности распрепеления топлива в путье из-за пригибания" топ- 45 ливных струй поп пействием путьевого потока к оси фурмы и сосредоточения топлива в осевой зоне факела, Использование в преплагаемой форсунке сопла Лаваля, вынесенного при работе ее из 50 высокотемпературной полости фурменного, прибора, практически исключает вероятность засорения проточной части сопла из-за увеличения линейных размеров горловины сопла в радиальном направлении. Коксование от- 55 верстий пля выхода мазута полностью исключается, так как они расположены в зоне низких температур. Дробление топлива улучшается из-за устранения вероятности "простреливания" струями топлива кольцевого зазор в связи с его небольшой толщиной, Расстояние от места ввопа струйки топлива по противоположной стороны значительно больше. Даже в случае "простреливания струйки топлива встречаются на оси сопла и пополнительно дробятся на капли за счет энергии струи. Защищенное от воэпействия высоких температур сопло, расположенное вне полости фурменного прибора, при эксплуатации форсунки сохраняет свои размеры и чистоту обработки в течение плительного времени.

Этим обеспечивается постоянство качества распыливания топлива. При эксплуатации форсунки с соплом Лаваля, рассчитанным на работу при номинальном режиме, расходы топлива и распылителя регулируются изменен ием их пара мет ров.

На чертеже схематично представлена преплагаемая форсунка пля ввода жидкого топлива в фурменный прибор поменной печи.

Форсунка включает сопло Лаваля 1, в расширяющейся части которого выполнены отверстия 2 пля ввопа жипкого топлива в поток распылителя, Напротив отверстий с наружной стороны корпуса сопла 1 выполнена кольцевая проточка 3. Сопло плотно устанавливается в выхлопную трубу 4 и жестко крепится на ее конце гайкой 5. На пругом конце выхлопной трубы 4 расположена съемная распределительная головка 6 с отверстиями 7. На трубе 4 напротив проточки 3 сопла находится патрубок 8.

Форсунка работает слепующим образом.

Распылитель попается в сопло Лаваля, гпе и преобретает сверхзвуковую скорость.

Жидкое топливо через патрубок 8, кольцевую проточку 3 и отверстия 2 вводится в поток распылителя, гпе поп возпействием энергии сверхзвукового потока распылителя, а также за счет ударной волны скачков уплотнения происходит .распыление топлива.

Препварительно распыленное топливо транспортируется по выхлопной трубе 4 к месту его ввода и через отверстия 7 распрепелительной головки 6 внепряется в путьевой поток °

Высокая эффективность преплагаемой форсунки поптвержпена опытами по сравнению с 7-ю конструкциями форсунок на огневом стенде ВНИИМТ в идентичных условиях, близких к работе на реальной поменной печи (путье t 1000-1100 С И = 200

250 м/сек). Обеспечивая наименьшую интегральную величину выхода сажистого углерода, преплагаемая форсунка облапает высокой напежностью при работе. Применение классического сопла Лавали исключает засорение его тверпыми частицами и отложениями, Данная форсунка не эакоксовывается при ввепении ее в поток горячего

587298

Составитель Б. Раковский

Редактор О. Филиппова Текред М. Келемеш Корректор С. Гараснняк

Заказ 114/28 Тираж 741 Подписи ое

0НИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 дутья на глубину 700 — 800 мм, В преплагаемой форсунке снижаются требования к матерна ам ее деталей. Сопло было изготовлено иэ брояэы. Предлагаемая форсунка проста в изготовлении и работе, обеспечивает малый выход сажистого углерода и надежную работу в течение длительного времени.

В настоящее время изготавливается промышленный стенц на доменной печи hb 1

Караганцинского металлургического комбината для промышлеяного опробования рассматриваемой форсунки в реальных условиях и определении оптимальных режимов ее работы.

Ф ормула изобретения

Форсунка для ввода жидкого топлива в фурменный прибор доменной печи, включающая сопло Лаваля с отверстиями в расширяющейся насацке, о т л и ч а ю щ а яс я тем, что, с целью.повышеяня полного сгорания топлива и упрощения конструкции форсунки, сопло Лаваля снабжеяо сьемной

1о распределительной головкой, установленной . на торце сопла, и щупающей расяоложеняые под углом 75-105 к ее оси отверстий.

Источники информации, принятые. во внимание при экспертизе:

15 l. Патент Франции % 2120474, кл, С 21 В 7/16, 1,972. б