способ газового отопления печей с воздушной атмосферой

Формула изобретения

Способ газового отопления печей с воздушной атмосферой, включающий сжигание газа в импульсном режиме в потоке воздуха в горелке с регенератором и передачу тепла в рабочее пространство печи, отличающийся тем, что сжигание газа в импульсном режиме ведут в потоке воздуха, забранного из рабочего пространства печи, продукты сгорания газа пропускают через регенератор, аккумулируя в нем тепло продуктов сгорания и нагревая им поток свежего воздуха, подаваемого в рабочее пространство печи.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к печной теплотехнике и может быть применено в металлургии, машиностроении, сельском хозяйстве и других отраслях народного хозяйства, располагающих печным хозяйством.

Существует способ газового отопления печей с контролируемой (в том числе и воздушной) атмосферой, основанный на применении различного рода теплообменников (радиационных и дымогарных труб, воздушных котлов и т.п.). Способ включает сжигание газа в горелках и получение продуктов сгорания, которые направляют в теплообменники, размещенные в рабочем пространстве печи, где обеспечивают передачу тепла продуктов сгорания газа в атмосфере рабочего пространства печи через стенку теплообменника, разделяющую эти среды и препятствующую их смешению [1]

Недостатком способа является его низкая экономичность, связанная со значительными потерями тепла с продуктами сгорания, покидающими печь, небольшой срок службы теплообменников из-за прогорания, особенно при высоких температурах печи, а также сложность и громоздкость системы отопления.

Известен способ газового отопления печей с контролируемой (в том числе и воздушной) атмосферой [2] Он включает сжигание газа в импульсном режиме в потоке воздуха в горелке с регенератором и передачу тепла в рабочее пространство печи посредством теплообменника.

Недостатком способа является повышенный расход топлива печью и энергии на привод тягодутьевых устройств, в также общие повышенные затраты на отопление из-за необходимости периодических замен и ремонта теплообменников, размещаемых в рабочем пространстве печи.

Предлагается способ отличается от прототипа тем, что воздух для сжигания газа забирают из рабочего пространства печи, продукты сгорания газа пропускают через регенератор, аккумулируя в нем тепло продуктов сгорания, а передачу этого тепла в рабочее пространство обеспечивают потоком свежего воздуха, нагреваемого в регенераторе и подаваемого в рабочее пространство печи.

Техническим результатом предлагаемого способа является снижение энергопотребления, слагаемого из расхода топлива и энергозатрат на привод тягодутьевых устройств, а также общее сокращение удельных затрат на нагрев заготовок за счет устранения части затрат, связанной с периодической сменой и ремонтом теплообменников, размещаемых внутри рабочего пространства печи.

Сущность предложенного способа отопления заключается в следующем.

Отбор воздуха на горение из рабочего пространства печи освобождает от необходимости его подогрева для эффективного сжигания газа в горелке, одновременно устраняя из конструкции системы теплообменники, воздухонагреватели, затраты на сооружение которых значительно влияют на стоимость нагрева заготовок.

Обеспечивая температуру нагрева воздуха в регенераторе более высокой, чем ту, которую имел воздух, отобранный из печи на горение газа, производят отопление печи, а изменяя соотношение периодов нагрева регенератора дымовыми газами и периода его охлаждения свежим воздухом, направленным в печь, регулируют тепловую мощность отопления печи, причем, чем продолжительнее период нагрева, тем большую тепловую мощность можно развить в системе отопления печи и наоборот.

Прямое отопление печи нагретым в регенераторе свежим воздухом, в отличие от известных косвенных способов отопления, снижает расход топлива, сокращает энергозатраты на тягодутьевые устройства печи и общие материальные затраты за счет устранения той их части, которая связана с периодической заменой и ремонтом теплообменников, размещаемых внутри рабочего пространства печи.

Пример 1. Провели опробование предложенного способа отопления применительно к воздушно-циркуляционной печи для нагрева заготовок (слитков) из алюминиевых сплавов производительностью 5 т/ч. Температура в рабочем пространстве печи 500^oC; среда воздух. Печь отапливали природным газом с теплотой сгорания 35000 кДж/нм³.

Пример 2. Воздушно-циркуляционную печь для нагрева заготовок из алюминиевых сплавов с производительностью 5 т/ч отапливали по способу, соответствующему прототипу. Параметры работы печи те же, что и в примере 1.

Результаты опробования представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет снизить расход топлива на 8-9% повысив коэффициент его использования за счет прямого нагрев печи, снизить мощность привода тяго-дутьевых устройств на 47-52% Кроме того, значительно снизить удельные затраты на отопление за счет исключения необходимости использования дорогостоящих теплообменников.