[1]Полезная модель относится к промышленной теплоэнергетике и может быть использована для отопления газом шахтных известково-обжигательных печей большой производительности.
[2]Известна балочная многосопловая горелки шахтной печи, содержащая водоохлаждаемый кожух, расположенные в кожухе воздушные и газовые коллекторы с соплами для раздельной подачи в печь газа и воздуха. (Авт. свид. СССР, №894300, МПК F27B 1/00, 1981 г.)
[3]Недостатком является высокая неравномерность распределения продуктов сгорания по сечению шахты, неполное сгорание топлива из-за отсутствия предварительного смешения воздуха и газа, низкая интенсивность тепломассообмена продуктов горения с известняком.
[4]Наиболее близкой по технической сущности является балочная горелка шахтной печи, содержащая водоохлаждаемый корпус с патрубками для подачи и отвода воды, в котором расположены воздушный и газовый коллекторы с соплами для раздельной подачи воздуха и газа в топку. (Патент на полезную модель №42098 МПК7 F27B 1/00, 2004 г.).
[5]Недостатком данного устройства являются большие (до 10%) потери с недожогом топлива, из-за неполного сгорания газа и потерь на охлаждение балки и отсутствие равномерного распределения продуктов сгорания по сечению печи.
[6]Технический результат, достигаемый заявленной полезной моделью, заключается в повышении экономичности использования газообразного топлива, в более равномерном распределении продуктов сгорания по сечению печи для получения извести более высокого качества, в увеличении межремонтного периода работы печи.
[7]Технический результат достигается тем, что футерованная водоохлаждаемая балка для подачи газ и воздуха в печь, с патрубками для подвода и отвода воды, выполнена труба в трубе с зазором для прохождения охлаждающей воды, имеет горелки по торцам и выходное окно, выполненное в нижней части и снабженное огнепреградителем, установленным внутри балки. Выходное окно может быть ограничено внутри балки двумя огнепреградителями, установленными в ее поперечном сечении. Выходное окно может быть выполнено в верхней части балки в виде отдельных отверстий, над которыми установлен козырек с зазором для выхода газовоздушной смеси из балки.
[8]На фиг.1 показана предлагаемая балочная горелка, на фиг.2, фиг.3, - варианты исполнения предлагаемой балочной горелки.
[9]Балочная горелка шахтной печи для обжига известняка состоит из футерованной водоохлаждаемой балки 1, выполненной труба в трубе с зазором 2 для прохождения охлаждающей воды и расположенными вблизи ее торцов патрубком для подвода воды 3, патрубком для отвода воды 4. На торцах футерованной водоохлаждаемой балки 1 расположены торцевые газовые горелки 5. В нижней части футерованная водоохлаждаемая балка 1 имеет
[10]выходное окно 6, для вариантов на фиг.1 и фиг.2. Для варианта на фиг.1 выходное окно 6 снабжено огнепреградителем 7, установленным внутри балки. Для варианта на фиг.2 выходное окно 6 ограничивают два огнепреградителя 7, установленные внутри балки, в ее поперечном сечении. Для варианта на фиг.3 выходное окно 6 для выхода газовоздушной смеси из балки, находится в верхней ее части, выполнено в виде щели между балкой и козырьком 8. Огнепреградитель 7 выполнен в виде отдельных отверстий.
[11]Балочная горелка шахтной печи для обжига известняка работает следующим образом. Топливный газ и воздух поступают в горелки 5, установленные по торцам футерованной водоохлаждаемой балки 1. При необходимости регулировки температуры горения смеси в горелки 5 подаются рециркулирующие продукты сгорания. Из горелок 5, смесь поступает в футерованную водоохлаждаемую балку 1. Охлаждающая вода поступает в зазор 2 между трубами балки через входной патрубок 3, нагревается от внешней трубы, отдает тепло внутренней трубе и удаляется через выходной патрубок 4. Это снижает потери тепла топлива с охлаждающей водой. Далее для варианта на фиг.1 из футерованной водоохлаждаемой балки через выходное окно 6 с огнепреградителем 7 горючая смесь выходит в объем печи. Высокая скорость, низкая температура смеси внутри балки 1 и огнепреградитель 7 не допускают воспламенения смеси внутри балки 1. Размещение огнепреградителя 7 внутри балки 1 в низкотемпературном потоке газо-воздушной смеси, обеспечивает его надежное охлаждение. Огнепреградитель 7 исключает «проскок» пламени внутрь балки 1. В слой
[12]кускового известняка, находящегося в печи поступает подготовленная к сгоранию газо-воздушная смесь. Это исключает недожог топлива в межкусковом пространстве известняка.
[13]Эффективность предлагаемой конструкции балочной горелки в отношении тепломассо - обменных процессов взаимодействия пламени с известняком может быть повышена, если горелка позволит создать пульсирующий поток продуктов сгорания газа. Для этого, как показано на фиг.2, два огнепреградителя 7 устанавливаются навстречу друг другу, внутри балки 1, в ее поперечном сечении по обеим сторонам выходного окна 6. При таком варианте конструктивного решения балочной горелки имеют место пульсации пламени в выходном окне балки, которые способствуют выравниванию температуры газов в поперечном сечении печи и интенсифицирует тепло-массообменные процессы сгорания топлива и обжига известняка. В пространстве между огнепреградителями 7 и выходным окном 6 скорость не воспламенившейся газовоздушной смеси меньше скорости распространения пламени. Это обеспечивает «проскок» пламени из печи внутрь пространства балки 1 между огнепреградителями 7. Но как только это происходит, скорость потока между огнепреградителями 7 внутри балки резко возрастает из-за повышения температуры потока внутри балки, становится выше скорости распространения пламени, и горение смеси переносится в печь, за пределы выходного окна 6. Таким образом, в слой кускового известняка, находящегося в печи, из балки 1 поступает пульсирующий поток продуктов сгорания, который
[14]способствует выравниванию температуры газов в поперечном сечении печи, интенсифицирует процессы сгорания топлива и обжига известняка.
[15]Для варианта исполнения на фиг.3 горелка работает также, как в варианте исполнения на фиг.1, с той разницей, что максимум температур факела, выходящего из выходного окна 6 (фиг.3) находится выше балки 1, нагрев которой от пламени в этом случае менее интенсивен из-за частичной экранизации ее козырьком 8, охлаждаемым выходящей из балки газовоздушной смесью. Охлаждение козырька, происходит за счет газо-воздушной смеси под козырьком. Так как предлагаемая балка выполнена из бесшовных труб, меньше вероятность ее повреждения по сравнению со сварными конструкциями.
[16]Таким образом, предлагаемая балочная горелка шахтной печи для обжига известняка обеспечивает более равномерное распределение продуктов сгорания по сечению печи для получения извести более высокого качества, более экономичное использования газообразного топлива и увеличение межремонтного периода работы печи.
