CS240025B1

CS240025B1 - Burner glass melting regenerative U-flame furnace

Info

Publication number: CS240025B1
Application number: CS846312A
Authority: CS
Inventors: Arnost Grossmann; Petr Dusatko; Ivana Zemanova
Original assignee: Arnost Grossmann; Petr Dusatko; Ivana Zemanova
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS631284A1

Abstract

Řešení se týká oboru taveni skla a řeší problém prostorového uspořádání hořáku regenerativní U-plamenné pece. Hořák (1) je určen pro spalování plynného paliva. Hořák (1) sestává ze vzduchového kanálu (4) a vletové části (5) s podvletově uspořádanými plynovými tryskami (6). Vzduchový kanál (4) zahrnuje horizontální část (7) a skloněnou část (8) přičemž poměr osové délky (lg) skloněné části (8) vzduchového kanálu (4) k celkové osové délce (Iv) vzduchového kanálu (4) je 1/4 až 3/4. vzhledem k horizontální rovině má skloněná část (8) sklon (^- ) klenby (9) 30 o až 35 0 sklon (Λ) dna (10) 10 ° až 15 °. Plynové trysky (6) mají sklon (/^) 15 o až 20 Využití hořáku (1) umožňuje snížení spotřeby paliva a omezeni koroze žáromateriálu.The solution relates to the field of glass melting and solves the problem of spatial arrangement of the burner of a regenerative U-flame furnace. The burner (1) is intended for combustion of gaseous fuel. The burner (1) consists of an air channel (4) and an inlet part (5) with gas nozzles (6) arranged under the inlet. The air channel (4) includes a horizontal part (7) and an inclined part (8), whereby the ratio of the axial length (lg) of the inclined part (8) of the air channel (4) to the total axial length (Iv) of the air channel (4) is 1/4 to 3/4. With respect to the horizontal plane, the inclined part (8) has a slope (^- ) of the vault (9) of 30 o to 35 0 and a slope (Λ) of the bottom (10) of 10 ° to 15 °. The gas nozzles (6) have an inclination (/^) of 15 o to 20. The use of the burner (1) allows for reduced fuel consumption and limited corrosion of the refractory material.

Description

Vynález se týká hořáku sklářské regenerativní U-plamenné pece, určeného pro spalování plynného paliva, který sestává·ze vzduchového kanálu, zahrnujícího horizontální část, přecházejí cí do skloněné části, na kterou navazuje vletová část hořáku s podvletově uspořádanými plynovými tryskami.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a burner of a regenerative U-flame furnace for the combustion of a gaseous fuel comprising an air passage comprising a horizontal portion extending into an inclined portion to which a fly-in portion of the burner is connected.

Regenerativní U-plamenné pece jsou opatřeny jedním párem hořáků, umístěných vedle sebe v čelní stěně taviči části pece. Využívá se vedení plamene ve tvaru horizontálně položeného písmene U nad hladinou skloviny. Plamen vychází vždy z jednoho hořáku, ve spalovacím prostoru pece se obrací a spaliny jsou odtahovány druhým hořákem. Po určité době, cca 30 minutách, /The regenerative U-flame furnaces are provided with one pair of burners located side by side in the front wall of the melting portion of the furnace. The flame guide in the shape of a horizontally placed letter U above the glass surface is used. The flame always comes from one burner, it turns in the combustion chamber of the furnace and the flue gas is drawn off by the second burner. After some time, about 30 minutes, /

se funkce obou hořáků vymění. Horké spaliny jsou odtahovány do regenerátoru, kde předehřívají vzduch pro spalování. Předehřátý vzduch z regenerátoru je přiváděn do hořáku, kde se mísí s palivem, přiváděným do hořáku tryskami, umístěnými shora, ze stran, nebo zespodu vletu hořáku.the function of both burners is changed. The hot flue gases are drawn into the regenerator where they preheat the air for combustion. The preheated air from the regenerator is supplied to the burner where it mixes with the fuel supplied to the burner through nozzles located from the top, side, or bottom of the burner entrance.

Účelem hořáku je dosažení potřebné teploty v taviči Části při minimální spotřebě plynného paliva. -Funkce hořáku a především dokonalost míšení plynu se vzduchem, je závislá na jeho konstrukci. V literatuře popsané a prakticky realizované hořáky u těchto typů pecí jsou navrhovány nebo provedeny podle různých návodů, z nichž zvláště v poslední době se klade důraz na sklon hořáku, t.j. úhlu působení plynového a vzduchového proudu na hladinu skloviny.oó- sklon klenby hořáku má být větší než /3- sklon dna hořáku (časopis Steklo i keramika, č. S, 1578, str. 8 - 10). Pro regenerativní pec vytápěnou zemním ply nem je popsán hořák (časopis Steklo i keramika, č. 7, 1980, str. 29 - 30) se sklonem klenby hořáku 20 ⁰ až 29 °, sklonem dna 15 ° až 20 ⁰ a sklonem os podvletově umístěných hořákovýchThe purpose of the burner is to achieve the required temperature in the melter with minimum consumption of gaseous fuel. - The function of the burner and, above all, the perfection of mixing gas with air is dependent on its construction. The burners described and practically realized in these types of furnaces are designed or executed according to various instructions, of which recently the emphasis has been on the inclination of the burner, ie the angle of action of the gas and air stream on the glass surface. greater than β-slope of the bottom of the burner (Steklo i keramika magazine, No. S, 1578, pp. 8-10). For regenerative furnace is heated with natural ply nem described burner (magazine Steklo and ceramics, no. 7, 1980, pp. 29 to 30) inclined arch torch 20 ^0-29 ° Slope 15 ° to 20 ⁰ and the inclination axis underport located burner

240 025 trysek 5 ° až 10 °. Pro U-plamennou regenerativní pec je také uváděn sklon osy hořáku k horizontální rovině 10 ⁰ a sklon hořákových trysek 6 ⁰ (časopis Glastechnische Berichte, 41, 1968, str. 277-283).240 025 nozzles 5 ° to 10 °. For regenerative U-flame furnace is also reported burner axis inclination to the horizontal and the slope 10 ⁰ 6 ⁰ burner nozzles (magazine Glastechnische Berichte, 41, 1968, pp. 277-283).

Je známo i jiné konstrukční řešení hořáku, popsané v sovětském A.O. č. 537 038, kde hořák sklářské regenerativní pece sestává z horizontální části a vletového úseku s tryskou. Vletový úsek, skloněný k hladině skloviny má poměr délky klenby skloněné části k výšce hořáku 1,75 až 2,5 a poměr délky skloněné části dna k výšce hořáku 1 až 2.Another design of the burner described in the Soviet A.O. No. 537 038, wherein a glass regenerative furnace burner consists of a horizontal section and a jet section with a nozzle. The inlet section inclined to the enamel surface has a ratio of the arch length of the inclined portion to the height of the burner of 1.75 to 2.5 and a ratio of the length of the inclined portion of the bottom to the height of the burner of 1 to 2.

U dosud známých provedení hořáků není obvykle dosaženo úplného vyhoření hořlavých složek paliva, nebo dochází k vyhořívání plynu na hladině skloviny, eventuelně na povrchu vyzdívky hořáku, nebo klenbě těsně za hořákem. Tím se zvyšuje spotřeba plynného paliva, zhoršuje kvalita skloviny a zkracuje životnost pece.In the prior art burners, the complete burn-out of the combustible fuel components is not usually achieved, or the gas burns out on the glass surface, possibly on the surface of the burner lining, or the vault just behind the burner. This increases the consumption of gaseous fuel, degrades the quality of the glass and shortens the life of the furnace.

Fyzikálním modelováním a praktickým ověřením bylo zjištěno, že uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u· hořáku v provedení podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že vzhledem k horizontální rovině má klenba skloněné části vzduchového kanálu hořáku sklon 30 ⁰ až 35 ° a dno skloněné části sklon 10 ⁰ až 15 °. Osy plynových podvletově umístěných trysek mají sklon 15 ° až 20 ⁰ k horizontální rovině. Poměr osové délky skloněné části vzduchového kanálu hořáku k celkové osové délce vzduchového kanálu hořáku je 1/4 až 3/4.It has been found by physical modeling and practical verification that these disadvantages are eliminated or substantially reduced in the burner of the embodiment of the invention. Its principle consists in that, relative to the horizontal has an arch inclined section of the air duct of the burner inclination of 30 ⁰ to 35 ° and the bottom sloping portions 10 slope ^{from 0} to 15 °. The axes of the gas underport disposed nozzles are inclined from 15 ° to 20 ⁰ to the horizontal. The ratio of the axial length of the inclined portion of the burner air channel to the total axial length of the burner air channel is 1/4 to 3/4.

Tímto prostorovým uspořádáním hořáku je zabezpečeno dokonalé promísení paliva, txj. zemního plynu nebo svítiplynu se spalovacím vzduchem a příznivé proudění plamene a spalin nad hladinou tavené skloviny. Dosáhne se optimálního vyhoření plynu v prostoru nad sklovinou, čímž se sníží spotřeba paliva a také odstraní nežádoucí účinky nespáleného plynu na hladině skloviny, nebo na vnitřním povrchu vyzdívky sklářské taviči pece.This spatial arrangement of the burner ensures perfect mixing of the fuel, txj. natural gas or town gas with combustion air and favorable flame and flue gas flow above the molten glass surface. Optimum gas burnout in the space above the glass is achieved, thereby reducing fuel consumption and also eliminating the undesirable effects of unburned gas on the glass surface or on the inner surface of the lining of the glass melting furnace.

Příkladné provedení hořáku sklářské regenerativní U-plamenné pece podle vynálezu je popsáno dále a je schematickyAn exemplary embodiment of a burner of a regenerative U-flame furnace according to the invention is described below and is schematic

- 3 240 025 znázorněno na připojeném výkresu, představujícím hořák v podélném osovém řezu.3 240 025 is shown in the accompanying drawing, representing a burner in longitudinal axial section.

Hořák 1 je napojen na 'dále neznázorněný regenerátor 2 a vyúsíuje do částečně znázorněné tavící Části 2 pece. Zděný hořák 1 sestává ze vzduchového kanálu 4 a vletové části 5. ³ podvletově umístěnými plynovými tryskami G. Vzduchový kanál £ zahrnuje horizontální část 7, navazující na regenerátor 2, která přechází do skloněné Části 8, která vyúsíuje do vletové částiThe burner 1 is connected to a regenerator 2 (not shown) and terminates in a partially illustrated melting section 2 of the furnace. The brick burner 1 consists of an air duct 4 and a fly-in part 5, ³ with gas nozzles G located below the air. The air duct 6 comprises a horizontal part 7, connected to the regenerator 2, which passes into a sloping part 8 which opens into the fly-in part.

5. hořáku 1. Skloněná část 8 vzduchového kanálu £ hořáku 1 je nakloněna ve směru ke hladině skloviny. Sklon klenby j) skloněné části 8 je dán rozmezím 30 ⁰ až 35 ° vzhledem k horizontální rovině. Dno 10 skloněné části 8 má sklon /3 v rozmezí 10 * az 15 ° vzhledem k horizontální rovině. Kovové plynové trysky G, uložené v keramických tvarovkách 11 jsou uspořádány podvletově, t.j. jsou umístěny pod vletovou částí 5. hořáku 1. Plynové trysky 6 jsou nakloněny tak, že jejich osy 12, směřující ke klenbě 13 taviči části 3, mají k horizontální rovině sklon 3*15 ° až 205. The inclined portion 8 of the air channel 6 of the burner 1 is inclined in the direction of the glass surface. Slope arch j) of the sloped section 8 is set in the range of 30 ⁰ to 35 ° to the horizontal plane. The bottom 10 of the inclined portion 8 has an inclination β of between 10 ° and 15 ° relative to the horizontal. The metal gas nozzles G housed in the ceramic fittings 11 are arranged below the fly, i.e. they are located below the inlet part 5 of the burner 1. The gas nozzles 6 are inclined such that their axes 12 pointing towards the crown 13 of the melting portion 3 have inclination 3 * 15 ° to 20

Celková délka 1 vzduchového kanálu 4 hořáku 1 je dána souč tem osové délky 1^ horizontální části 7 vzduchového kanálu 4 a osové délky 1 skloněné části 8 vzduchového kanálu 4, tedy l_v= = l_b + 1 , Vzduchový kanál 4 hořáku 1 podle vynálezu je určen tak, že poměr osové délky 1 skloněné části 8 vzduchového kanás lu 4 k celkové osové délce 1 vzduchového kanálu 4 je v poměru 1/4 až 3/4, “The total length 1 of the air duct 4 of the burner 1 is given by the sum of the axial length 1 of the horizontal part 7 of the air duct 4 and the axis length 1 of the inclined part 8 of the air duct 4, i.e. l _v = 1 _b + 1. is determined so that the ratio of the axial length 1 of the inclined portion 8 of the air duct 4 to the total axial length 1 of the air duct 4 is in the ratio of 1/4 to 3/4, "

Iíořák funguje následovně.The iris works as follows.

Z regenerátoru 2 proudí předehřátý vzduch vzduchovým kanálem 4 do vletové části 2. hořáku 1, kde se začíná mísit s plynným palivem, např, zemním plynem. Zemní plyn je do vletové části 5. hořáku 1 přiváděn jednou nebo více plynovými tryskami 6.From the regenerator 2, preheated air flows through the air duct 4 to the inlet part 2 of the burner 1, where it begins to mix with the gaseous fuel, e.g., natural gas. Natural gas is supplied to the inlet part of the burner 1 by one or more gas nozzles 6.

U hořáku 1 podle vynálezu potom předehřátý vzduch v ústí vzduchového kanálu £,’t^-j. v místě přechodu vzduchového kanálu 4 do vletové části dosahuje rychlosti 8 až 10 m/s při 800 ⁰ C až 1200 ⁰ C. Zemní plyn v ústí plynových trysek G, t.j. v místě, kde proud plynu opouští plynovou trysku 6 dosahuje rychlosti 30 až 40 m/s. Bezprostředně za vletovou částí 5. hořáku 1In the burner 1 according to the invention, the preheated air at the mouth of the air duct 6, 10 'is then formed. reaches a velocity of 8 to 10 m / s at 800 ^° C to 1200 ^° C at the passage of the air duct 4 to the inlet section. Natural gas at the mouth of the gas nozzles G, i.e. where the gas stream leaves the gas nozzle 6 reaches a speed of 30 to 40 m / s. Immediately behind the inlet part of the 5th burner 1

240 potom probíhá intenzivní spalování hořlavých nu, umožněné především dobrým smísením plynu tové části 2* Navrženým uspořádáním hořáku 1 složek zemního ply se vzduchem ve vle je zajištěno, že hořlavé složky zemního plynu vyhoří dříve, než opustí prostor pod klenbou 13 tavící části J a vyhoří přibližně v místě, kde vedení plamene se obrací k odtahujícímu hořáku. Do odtahu potom odchází' spaliny, obsahující pouze produkty hoření a nehořlavé látky. Současně se zamezuje přímému kontaktu hořících složek plynu s hladinou skloviny, což může vést k porušení redox rovnováhy ve sklovině a nežádoucímu zabarvení skloviny. Je také omezen styk hořících složek plynu s žáromateriálem v okolí za vletovou částí 2 hořáku 1 a žáromateriálem tavící části 2 pece, takže se snižuje koroze těchto tepelně namáhaných částí pece.240, then intensive combustion of the combustible nu due to the good mixing of the gas portion 2 is ensured. The proposed arrangement of the burner 1 of the natural gas components with the air in the air ensures that the combustible natural gas components burn out before leaving the space below the vault 13 of the melting part J approximately at the point where the flame guide is facing the withdrawing burner. Exhaust gases containing only combustion products and non-combustible materials are then discharged into the exhaust. At the same time, direct contact of the burning gas components with the glass level is avoided, which can lead to a disturbance of the redox equilibrium in the glass and an unwanted discoloration of the glass. The contact of the burning gas components with the refractory material in the vicinity of the inlet portion 2 of the burner 1 and the refractory portion 2 of the furnace is also limited, so that corrosion of these thermally stressed furnace parts is reduced.

Claims

A burner of a melting regenerative U-flame furnace for the combustion of a gaseous fuel comprising an air channel comprising a horizontal section extending into a sloping section to which the inlet portion of the burner is connected with the under-gas-arranged gas nozzles, characterized in that the crown (S) of the inclined portion (8) of the air duct (4) of the burner (1) has an inclination (<&) of 30 ° to 35 °, the bottom (10) of the inclined portion (8) of the air duct (4) of the burner (1) (/ 3) 10 ⁰ to 15 and the gas nozzle axes (12) have an inclination (j-) of 15 ° to 20 °, the ratio of the axial length (1) of the inclined portion (8) of the air duct (4) to the total axial the length (l _y ) of the air channel (4) is 1/4 to 3/4.