188899. lajstromszámú szabadalom • Elrendezés főleg Siemens-Martin-kemencében használatos nagynyomású égőfejek folyamatos tisztítására
1 188 899 2 A találmány tárgya elrendezés főleg Siemens ~M art in-kemencében használatos nagynyomású égőfejek folyamatos tisztítására, amely égőfejekkel gáznemü és/vagy folyékony tüzelőanyag égethető el. Regeneratív előmelegítésű ipari kemencék, főleg Siemens —Martin-kemencék működtetésénél — amelyek gáznemű és/vagy folyékony tüzelőanyag elégetésére nagynyomású égőfejekkel vannak ellátva — a stabil és teljes égés biztosítására és az égők, valamint a bevezető vezetékek szükséges biztonságának elérésére szükséges az égésfolyamat szüneteíési fázisaiban a kritikus fúvókakeresztmetszeteket tisztítani. A Siemens—Martin-kemencék égőfejeinek biztos és hatékony tisztítása ezért körülményes, mert egyrészt az égéstermék nagy portartalma meggyorsítja az égőfejfúvókán a lerakódást és másrészt a túlfolyó tüzelőanyag — amely minden átállításnál hibás szerelvények miatt keletkezhet — a kritikus fúvókametszetet elállíthatja. Biztonságtechnikai okokból az égők leállítása után elengedhetetlenül szükséges azok folyamatos tisztítása annak érdekében, hogy a teljes égő- és vezetékrendszerben a robbanásállapot lehetőségét kizárjuk. A DD-PS 100.530 sz. NDK-beli szabadalmi leírásból ismert olyan tisztítási eljárás, amelynél az égés szünetelésekor az égőfejek öblítése sűrített levegővel vagy gőzzel, ill. e két öblítőszer kombinációjával történik. Ez a tisztítási eljárás csak akkor vezet kielégítő eredményre, ha nagymennyiségű Öblítőgáz kerül felhasználásra, mivel az öblítőgáz már az égő előtt expandálódik és emiatt a szükséges áramlási impulzus a kis áramlási sebesség következtében csak az áthaladó nagymennyiséggel valósítható meg. Ebben az esetben az öblítő közeget egy vagy több csatlakozó csonkon keresztül vezetik az égőhöz. Ezután az öblítőszer az égőn annak tengelyirányában átáramlik azzal a céllal, hogy az esetleg meglevő íúláramló tüzelőanyagot veszélytelenül kivezesse és a lerakódást az égőfejfúvókán megelőzze. Az említett tisztítási mód alkalmazásánál a szükséges sűrített levegő és gőzmennyiség előkészítése költséges. Azonkívül az öblítőgáz nagy mennyisége hátrányosan hat a kemencefolyamatra, valamint az ipari kemence elszívási viszonyaira. Az ismert megoldás, amelynek során a regeneratív felfutott ipari kemence átállításakor az égőfejeket a kemencetérből kiveszik, biztonságtechnikai okokból szintén igényli az égőfejek sűrített levegővel vagy gőzzel való öblítését, mivel ez az eljárás csak az égőfejfúvókán keletkező lerakódást csökkenti. Az öblítőszer előkészítésének nagy költsége mellett ez a megoldás nagy szabályozó- és eszköztechnikai ráfordítást igényel. Az égőfejek a kemencetérből való ütemszerű kiszerelése és az ezt követő kézi tisztítása a biztonságtechnikai okokból szükséges öbütőmédium előkészítésének nagy költsége mellett nehéz fizikai munkát igényel. Az ipari kemence üzemeltetésénél az üzemszünetek nagy időtartama megnövelt üzemköltségre vezet. A 15 08 145 sz. NSZK-beli közzétételi iratból ismert, hosszirányba mozgatható, kalapácsszerű tisztítószerszám nagynyomású égőfejeknél nem alkalmazható, mivel ez a műszaki megoldás csak egyszerű szerkezetű égőfejeknél alkalmazható és biztonságtechnikai okokból szintén nagymennyiségű öblítőgázt igényel. A regeneratívan felfűtött ipari kemencékben használatos égőfejek tisztítására eddig alkalmazott módszerek csak az öblítőszer nagy költsége mellett biztosítják az égőfejek kritikus fúvókakeresztmetszetének tisztántartását, valamint a biztonságtechnikai követelmények részbeni betartását. A találmány célja a nagynyomású égőfejek folyamatos tisztítására felhasznált öblítőszer mennyiségének csökkentése, valamint az égőfejek és a vezetékrendszerek biztonságának növelése. A csökkentett öblítőszermennyiség oly módon javítja a kemence felsőrészben az áramlási viszonyokat, hogy az ipari kemence teljesítménye a fajlagos hőfelhasználás egyidejű csökkentésével emelkedik és a tűzálló anyag élettartama a kemence felsőrészben nő. Az öblítőszer üzemköltségének csökkentése mellett az ipari kemence gazdaságosabbá válik. A találmány feladata, hogy az öblítőszer meghatározott nyomással történő speciális befúvásával az égőfejek tisztításának és biztonságának olyan hatását érjük el, hogy függetlenül a nagynyomású égőfejek alkalmazási feltételeitől és üzemelési időtartamától, a mindenkor igényeit lángalak elérésekor a gáznemű és/vagy folyékony tüzelöszer stabil és teljes elégését, valamint a kemencetérben jobb hőátadási viszonyokat biztosítunk. A kitűzött feladat megoldására olyan elrendezést dolgoztunk ki, amelynél az égőfejek önmagában ismert keverőkamrájában - előnyösen gőzhalmazállapotú öblítőszer számára - az égőfej hossztengelyén az áramlási irány mentén csövet helyezünk el, amely az égőfej keverőkamrájában kúpalakúan szűkülő fúvókában végződik és a fúvóka az égőfej nagyságától függően az égőfej impulzusának 1/50- étől 1/30-áig terjedő impulzuserőhöz. illeszkedően van kialakítva. Az égőfej nagysága az alkalmazott égőfej teljesítményét meghatározza. A kemencetípustól és az égőfej használati feltételeitől függően különböző teljesítményű égőfejeket alkalmaznak. Az égőfej I impulzusa az alábbi összefüggéssel jellemezhető : I = m ■ c ahol m — másodpercenként kiáramló tömeg (kg/s), c - kiáramlás sebesség (m/s). Kritikus kiáramlási sebesség és az égőfej fúvókáján keletkező kritikus nyomása - amely nagyobb, mint a kemencetérben levő ellennyomás — esetén az égőfej impulzusa az alábbi összefüggéssel fejezhető ki: I = m,nnx-Ckri. + fúC’'Pl~Po) ahol mmax - másodpercenkénti maximális kiáramló tömeg (kg/s). 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6C 65 2
