SU1133457A1 - Способ отоплени промышленных печей - Google Patents

Abstract

1. СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ, включающий введение через горелки в рабочее пространство топливовоздушной смеси последовательно чередующимис  расходными порци ми подстехиометрического и надстехнометрического составов, отличающийс  тем, что, с целью уменьшени  образовани  окислов азота и повышени  равномерности нагрева заготовок, расходную порцию надстехиометрического состава внедр ют в расходную порцию подстехиометрического состава , подава  ее со скоростью, большей скорости расходной порции подстехиометрического состава, при этом длительность подачи каждой порции составл ет 0,8- 1,0 от разности времени пробега ими полной длины рабочего пространства печи. 2. Способ по п. 1, отличающийс  тем, что коэффициент расхода воздуха устанавливают в подстехиометрической смеси с $ ( 0,5-0,8) а в надстехиометрической смеси

Description

САЭ ОО 4 СЛ i Изобретение относитс  к защите атмосферы от вредных выбросов и может быть использовано в нагревательных и термических печах черной и цветной металлургии и машиностроении. Известен способ подачи газов в рабочее пространство печи импульсами или последовательно чередующимис  расходными порци ми , что позвол ет вести малоокислительный и безокислительный нагревы стали 1. Однако равномерность нагрева загото-О вок при этом не улучшаетс . Наиболее близким к изобретению  вл етс  способ отоплени  промышленных печей , включающий введение через горелки в рабочее пространство топливовоздущной,5 смеси последовательно чередующимис  расходными порци ми подстехиометрического и надстехиометрического составов 2. Недостатками извесного способа  вл ютс  значительна  неравномерность температур по длине факелов, а следовательно, и20 низка  равномерность рагрева заготовок, Значительна  неравномерность температур вызывает также и рост образовани  окислов азота в атмосфере печи, что отрицательно сказываетс  на чистоте воздушного25 бассейна региона. Цель изобретени  - уменьшение образовани  окислов азота и повышение равномерности нагрева заготовок. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу отоплени  промышленных30 печей, включающему введение через горелки в рабочее пространство топливовоздущной смеси последовательно чередующимис  расходными порци ми подстехиометрического и надстехиометрического состаBOBj расходную порцию надстехиометричес- 5 кого состава внедр ют в расходную порцию подстехиометрического состава, подава  ее со скоростью, большей скорости расходной порции подстехиометрического состава, при этом длительность подачи каж-40 Дой порции составл ет 0,8-1,0 от разности времени пробега ими полной длины рабочего пространства печи. Кроме того, коэффициент расхода воздуха устанавливают в подстехиометрической смеси (0,5-0,8), а в надстехиометри-5 ческой смеси - (1,3-1,6). Предлагаемый способ отоплени  промышленных печей позволит при реализации его в пламенных печах сократить выбросы оксидов азота в атмосферу и улучшитьJQ равномерность нагрева заготовок. Процент образовани  окислов азота уменьшаетс  путем ликвидации пиков температуры в факелах. Равномерность нагрева заготовок повышаетс  из-за более равномерного по длине факела выгорани 55 топлива, что, в свою очередь, св зано с догоранием продуктов неполного горени  вдали от выходного сопла горелки. 113345 7 2 Способ реализуетс  следующим образом . g „ец через горелочные устройства ввод т чередующиес  порции топливно-окислительной смеси с различной реакционной способностью - подстехиометрические ( сильна  восстановительна  среда) и надстехиометрические (сильна  окислительна  среда) При движении вдоль линии тока факела в начальной стадии сжигани  идет процесс горени  в каждой порЦР ,Л отдельно. В надстехиометрической порццц „рр, большем избытке окислител  всту„дют в реакцию все горючие компоненты однако температура горени  топлива при этом более низка , чем в стехиометричес их смес х, что снижает образование оксидов азота. В подстехиометрической порции топливо сгорает частично и оксиды азота „ образуютс  из-за восстановительного характера среды. Так как смежные подстехиометрические и надстехиометрические порции ввод т с различной скоростью, то „ри движении вдоль линии тока от выхода из горелочного туннел  до дымоотвод щего канала порции, обладающие большей начальной скоростью, последовательно и равномерно внедр ют в порции, движущиес  с меньшей скоростью. В результате производ т равномерное смешение по длине рабочего пространства надстехиометрических „ подстехиометрических порций и постепенное дожигание оставшейс  части в подстехиометрических порци х, Согласно предлагаемому способу отоплени  промышленных печей получают значительное сокращение образовани  и выбросов в атмосферу оксидов азота в присутствии недожога топлива. Одновременно улучщаетс  равномерность нагрева металлических изделий в печах или равномерность обогрева других элементов, так как выравниваетс  температура по объему газовой фазы печи и исключаютс  локальные зоны с пиковыми значени ми температур, Величина коэффициента расхода возДУ з ( ) равна  0,5-0,8 в подстехиометрических порци х и 1,6-1,3 в надстехиометрических порци х выбрана из условий достижени  минимального образовани  оксиДОв азота при полном сжигании топлива в рабочем пространстве. При значени х ,5 трудно сжигать топливо без внешних источников тепла. При значени х ,8 чрезмерно возрастает количество образующихс  оксидов азота. Значение коэфф.ициента расхода окислител  в надстехиометрических порци х, равное 1,6-1,3  вл етс  следствием выбранных его значений дл  подстехиометрических порций из услови  необходимого общего количества окислител  дл  полного сжигани  топлива. Длительность ввода в печь каждой из подстехиометрических и надстехиометрических расходных порций, составл юща  долю 0,8-1,0 от разности времени пробега ими полной длины рабочего пространства,, выбрана из условий полного сжигани  топлива в печи и минимального образовани  оксидов азота . При значении этого соотношени  более 1,0 часть каждой подстехиометрической порции остаетс  не смешанной с окислителем надстехиометрических порций, что вызовет пульсирующий недожог топлива в печи. При значении этого соотношени  менее 0,8 полное смешение и сжигание смежных подстехиометрических и надстехиометрических расходных порций будет происходить задолго до выхода их из рабочего пространства, что вызовет повышение локальных температур при повышенной окислительной способности газовой среды и вследствие этого чрезмерный рост концентрации оксидов азота, окислени  металла , неравномерности нагрева тел в печи . Пример 1 Печь, дл  нагрева стальных заготовок перед прокатной производительностью ПО т/ч отапливаетс  природным газом с помощью горелок двухстади иного смешени . Длина рабочего пространства печи 30 м. Область пиковых температур находитс  на рассто нии 1-2 м от горелок . Концентраци  оксидов азота в отход щих дымовых газах 300 мг/м угар металла 1,2% Дл  осуществлени  предлагаемого способа в воздушный коллектор перед горелками ввод т дросселирующее подвижное устройство, снабженное управл емой системой двухпозиционного автоматического регулировани . Дл  подачи в печь над стехиометрической порции газовоздушной смеси дроссель устанавливают в открытое положение, при этом коэффициент расхода воздуха XH.. 1,6. Дл  подачи в печь подстехиометрической порции газовоздушной смеси и обеспечени  при этом коэффициентов расхода воздуха Лц 0,5 дроссель устанавливают в крайнее прикрытое положение. Средн   скорость газовоздушной смеси на срезе сопла горелки при этом минимальна (30 м/с). Средн   скорость движени  надстехиометрических порций в рабочем пространстве печи 30 .. м/с, подстехиометрических 12 м/с. Врем  «пробега надстехиометрической порцией рабочего пространства печи при этом€11. 1 с, подстехиометрической €н. 5 с.. На основании этого устанавливают длительность ввода в рабочее пространство каждой порции Со 1, Сл 4 с. В результате получают равномерное выгорание горючих компонентов топлива вдоль рабочего пространства. Концентраци  оксидов азота в отход щих дымовых газах 100 мг/м, угар металла 0,7%. Неравмомерность нагрева металла не обнаружена. Недожог топлива отсутствует. Пример 2. Печь дл  нагрева стальных заготовок перед прокаткой производительностью 180 т/ч отапливаетс  коксовым газом известным способом с помощью горелок двухстадийного смешени  и впрыском топлива при коэффициенте избытка воздуха на выходе из печи больп1е чем 1,0. Длина рабочего пространства печи 35 м. Средн   концентраци  оксидов азота в дымовых газах на выходе из печи 180 мг/м , угар металла 1,0%, средний недожог топлива 3%. Дл  осуществлени  предлагаемого способа в воздушный коллектор перед горелками ввод т дросселирующее подвижное устройство, снабженное управл емой системой двухпозиционного автоматического регулировани , обеспечивающей коэффициент расхода воздуха оСп. 0,8 в подстехиометрических порци х и«н 1,3 в надстехиометрических . Средн   скорость движени  подстехиометрических порций в рабочем пространстве печи 10 м/с, надстехиометрических 20 м/с. Врем  «пробега -подстсхиометрической порцией рабочего пространства печи при этом л . 3,5 с, палстсхиоо - метрической 1- -у , с. На основании этого устанавливают длигельность ввода в рабочее пространство каждой порции ,8(Сп-Тн) 1,4 с. В результате получают равномерное выгорание горючих компонентов топлива вдоль рабочего пространства. Копцентраци  оксидов азота в отход щих дымовых газах 80 мг/м , угар металла 0,. Не,равномерность пагрева металла пе обнаружена . Недожог топлива отсутствует. Пример 3. Печь дл  пагрева стальных, заготовок перед прокаткой производительностью 70 т/ч отапливаетс  природпококсовым смещенным газом с помощью двухпроводных горелок двухстадийного сжигани  топлива. Длина рабочего пространства печи 22. м. Концентраци  оксидов азота в отход щих дымовых газах 220 мг/м,. угар металла 1,1%, недожог топлива 1,5%. Дл  осуществлени  предлагаемого способа в воздушный коллектор перед горелками ввод т дросселирующее подвижное устройство, спабжеппое управл емой, системой двухпозиционного автоматического регулмровапи . В налстехиомстрических порци х обеспечивают коэффициент расхода воздуха . 1,5, а в подстехиометрических Лп - 0,6. Средн   скорость Движени  надстехиометрических порций в рабочем пространстве печи 40 м/с, подстехиометрических 15 м/с. Врем  «пробега надстехиометрической порцией рабочего пространства 0,55 с, подстехиометрической 1,5 с. На основании этого устанавливают длительность ввода каждой порции в печь €р 0,9() 0,9 с.

В результате получают равномерное выгорание топлива вдоль линии тока факела. Концентраци  оксидов азота в отход щих дымовых газах 85 мг/м. Неравномерность нагрева металла не обнаружена. Недожог топлива отсутствует.

Предложенный способ отоплени  промышленных печей позволит сократить валовые выбросы оксидов азота в атмосферу в 2-3 раза и улучшить равномерность нагрева металла.

Claims (2)

1. СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ ПРОМ.Б1ШЛЕННЫХ ПЕЧЕЙ, включающий введение через горелки в рабочее пространство топливовоздушной смеси последовательно чередующимися расходными порциями подстехиометрического и надстехиометрического составов, отличающийся тем, что. с целью уменьшения образования окислов азота и повышения равномерности нагрева заготовок, расходную порцию надстехиометрического состава внедряют в расходную порцию подстехиометрического состава, подавая ее со скоростью, большей скорости расходной порции подстехиометрического состава, при этом длительность подачи каждой порции составляет 0,8— 1,0 от разности времени пробега ими полной длины рабочего пространства печи.

2. Способ по π. 1, отличающийся тем, что коэффициент расхода воздуха устанавливают в подстехиометрической смеси (0,5—0,8) а в надстехиометричеекой смеси (1,3-1,6).

GO GO 4^ СП