CS240121B1

CS240121B1 - Glass melter burner recuperative U-flame furnace with inter-vault

Info

Publication number: CS240121B1
Application number: CS846310A
Authority: CS
Inventors: Arnost Grossmann; Petr Dusatko; Jan Granzer; Kamil Burian
Original assignee: Arnost Grossmann; Petr Dusatko; Jan Granzer; Kamil Burian
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS631084A1

Abstract

Zařízení se týká oboru tavení skla a řeší problém prostorového uspořádání hořáku rekuperativní U-plamenné pece s meziklenbou. Horák (1) je určen pro spalování plynného paliva. Hořák (1) zahrnuje vzduchový kanál (8) a vletovou část (9) s podvletově uspořádanými plynovými tryskami (10). Vzduchový kanál (8) je tvořen horizontální částí (11) a skloněnou částí (12), přičemž poměr osové délky (ls) skloněné části (12) k celkové osové délce (lv) vzduchového kanálu (8) je 1/4 až 3/4. Skloněná část (12) vzduchového kanálu (8) má vzhledem k horizontální rovině sklon (a) klenby (13) 18° až 23° a sklon (/i) dna (14) 3° až 10°. Plynové trysky (10) jsou řešeny tak, že k horizontální rovině mají sklon (χ) 20° až 25°. Využití hořáku umožňuje snížení spotřeby paliva a omezení koroze žáromateriálu.The device relates to the field of glass melting and solves the problem of spatial arrangement of the burner of a recuperative U-flame furnace with an intermediate arch. The burner (1) is intended for combustion of gaseous fuel. The burner (1) includes an air channel (8) and an inlet part (9) with gas nozzles (10) arranged under the inlet. The air channel (8) is formed by a horizontal part (11) and an inclined part (12), whereby the ratio of the axial length (ls) of the inclined part (12) to the total axial length (lv) of the air channel (8) is 1/4 to 3/4. The inclined part (12) of the air channel (8) has, with respect to the horizontal plane, an inclination (a) of the arch (13) of 18° to 23° and an inclination (/i) of the bottom (14) of 3° to 10°. The gas nozzles (10) are designed so that they have an inclination (χ) of 20° to 25° to the horizontal plane. The use of a burner allows for reduced fuel consumption and reduced corrosion of the refractory material.

Description

Vynález se týká hořáku sklářské tnyjcí rekuperativní U-plamenné pece s meziklěnbou, určeného pro spalování plynného paliva, který sestává ze vzduchového kanálu, zahrnujícího horizontální část, přecházející do skloněné části, na kterou, navazuje vletová část hořáku s podvletově uspořádanými plynovými tryskami.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a burner of a glass recuperative U-flame furnace with an intercube for combustion of a gaseous fuel comprising an air duct comprising a horizontal portion extending into an inclined portion followed by an inlet portion of the burner.

U sklářské tavící rekuperativní pece s mezíklenbou se využívá vedení plamene tvarem písmene U. Plamen vychází z hořáků, umístěných v čelili stěně pece, je veden nad tavícím prostorem ia odtahem, umístěným mezi hlavní klenbou pece a meziklenbou, spaliny jsou odtahovány do rekuperátoru, kde předehřívají vzduch. Předehřátý vzduch z rekuperátoru je přiváděn do hořáku, kde se mísí s palivem, přiváděným do hořáku trýskami, umístěnými shora, ze stran, anebo zespodu vletu hořáku.In the glass melting recuperative furnace with an intermediate vault, the U-shaped flame guide is used. air. The preheated air from the recuperator is fed to the burner, where it mixes with the fuel supplied to the burner through the jets located from above, from the sides, or from below the burner entry.

Účelem hořáku je dosažení potřebné teploty v taviči části při minimální spotřebě plynného paliva. Funkce horáku 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, tj. úhel působení vzduchového a plynového proudu na hladinu skloviny. «-sklon klenby hořáku má být větší než β-sklon dna hořáku, a pro rychlost spalin 5, 10 a 15 m/s uvádí Dzjurev (časopis Steklo i keramika, č. 8, 1978, str. 8 až 10) úhel sklonu hořáku (« +!/?} 2 = 20° až 23°. Mainer (publikace Sklářské pece SNTL 1975, str. 171) navrhuje pro spalování vysoce výhřevných plynů v rekuperativních pecích sklon hořáku 6’ až 10°, přičemž plynové trysky jsou umístěny ve dně hořáku, podvletově, a jejich osa svírá s horizontální rovinou úhel 50° až 55°.The 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 perfect mixing of the gas with air depends 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, i.e. the angle of action of the air and gas stream on the glass surface. «-The angle of the burner vault should be greater than the β-slope of the burner bottom, and for flue gas velocities of 5, 10 and 15 m / s, Dzjurev (Steklo i ceramics magazine, No. 8, 1978, pp. 8-10) («+! /?} 2 = 20 ° to 23 °. Mainer (SNTL Glass Furnaces 1975, p. 171) suggests a 6 'to 10 ° burner tilt for the combustion of high calorific gases in recuperative furnaces, with gas nozzles located in The bottom of the burner, under-pod, and their axis forms an angle of 50 ° to 55 ° with the horizontal plane.

Je známo i jiné konstrukční řešení hořáku, popsané v sovětském autorském osvědčení 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 is also disclosed, as described in Soviet author's certificate No. 537 038, where the burner of a glass regenerative furnace consists of a horizontal part and a jet section with a nozzle. The inlet section inclined to the glass 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 však není obvykle dosaženo úplného vyhoření hořlavých složek paliva, nebo dochází k vyhořívání plynu na* hladině skloviny, eventuálně na povrchu vyzdívky hořáku a meziklenbě těsně za hořákem. Tím se zvyšuje spotřeba plynného paliva, zhoršuje kvalita skloviny a zkracuje životnost pece.In the prior art burners, however, the complete burn-out of the combustible fuel components is not usually achieved, or the gas burns out at the molten glass level, possibly on the surface of the burner lining and the dome 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 skloněná část vzduchového kanálu hořáku má sklon klenby 18° až 23° a sklon dna 3° až 10°, vždy k horizontální rovině. Osy podvletově umístěných plynových trysek mají vzhledem k horizontální rovině sklon 20° až 25°. 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 essence is that the inclined portion of the burner air channel has an arch inclination of 18 ° to 23 ° and a bottom inclination of 3 ° to 10 °, each to a horizontal plane. The axes of the gas nozzles located below the ground have an inclination of 20 ° to 25 ° with respect to the horizontal plane. 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.

Hořák zabezpečuje dokonalé pronášení paliva, tj. zemního plynu nebo svítiplynu se spalovacím vzduchem a příznivé proudění plamene a spalin nad_: hladinu tavené skloviny. Uspořádání hořáku umožňuje dokonalé vyhoření plynu v prostoru nad sklovinou, čímž se snižuje jeho spotřeba a odstraní se nežádoucí účinky nespáleného plynu. Příkladné provedení hořáku sklářské rekuperativní U-plamenné pece podle vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojeném výkresu, představujícím hořák v podélném osovém řezu.The burner ensures a perfect flow of fuel, ie natural gas or coal gas with combustion air, and a favorable flow of flame and flue gases above _{: the} level of molten glass. The arrangement of the burner allows perfect burn-out of the gas in the space above the glass, thus reducing its consumption and eliminating the undesirable effects of unburned gas. An exemplary embodiment of a recuperative U-flame glass furnace burner according to the invention is described below and is schematically shown in the accompanying drawing, representing a burner in longitudinal axial section.

Hořák 1 je napojen přívodem 2 vzduchu na blíže neznázorněný rekuperátor 3 a vyúsťuje do částečně znázorněné tavící části 4 pece s meziklenbou 5. Odtah 6 spalin od' dělu je meziklenbu 5 od-částečně znázorněné hlavní klenby 7 tavící části 4.The burner 1 is connected via an air inlet 2 to a recuperator 3, not shown, and results in a partially illustrated melting portion 4 of the furnace with an intermediate vault 5. The flue gas exhaust 6 from the cannon is an intermediate vault 5 from the partially illustrated main vault 7 of the melting portion 4.

Zděný hořák 1 sestává ze vzduchového kanálu 8 a vletové části 9 s podvletově uspořádanými plynovými tryskami 10. Vzduchový kanál 8 zahrnuje horizontální část 11, navazující na přívod 2 vzduchu a přecházející do skloněné části 12, která vyúsťuje do vletové části 9 hořáku 1. Skloněná část 12 vzduchového kanálu 8 hořáku 1 je nakloněna ve směru ke hladině skloviny. Sklon a klenby 13 skloněné části 12 je dán rozmezím 18° až 23° vzhledem k horizontální rovině. Dno 14 skloněné části 12 má sklon β v rozmezí 3° až 10° vzhledem k horizontální rovině. Kovové plynové trysky 10, uložené v keramických tvarovkách 15, jsou uspořádány podvletově, tj. jsou umístěny pod vletovou částí 9 hořáku 1. Plynové trysky 10 jsou nakloněny tak, že jejich osy 16, směřující k meziklenbě 5, mají k horizontální rovině sklon χ 20° až 25°.The brick burner 1 consists of an air duct 8 and a fly-in portion 9 with gas nozzles 10 arranged below the air. The air duct 8 comprises a horizontal portion 11, connected to the air inlet 2 and passing into the inclined portion 12 which opens into the fly-in portion 9 of the burner. 12 of the air duct 8 of the burner 1 is inclined in the direction of the glass surface. The inclination and vaults 13 of the inclined portion 12 are given by a range of 18 ° to 23 ° relative to the horizontal plane. The bottom 14 of the inclined portion 12 has an inclination β in the range of 3 ° to 10 ° with respect to the horizontal plane. The metal gas nozzles 10 housed in the ceramic fittings 15 are arranged below the fly, i.e. they are located below the inlet part 9 of the burner 1. The gas nozzles 10 are inclined such that their axes 16 pointing towards the intermediate vault 5 have a slope χ 20 ° to 25 °.

Celková délka l_v vzduchového kanálu 8 hořáku 1 je dána součtem osové délky l_hhorizontální části 11 vzduchového kanálu 8 a osové délky l_s skloněné části 12 vzduchového kanálu 8, tedy l_v = l·, + l_s. Vzduchový kanál 8 hořáku 1 podle vynálezu je určen tak, že poměr osové délky l_s skloněné části 12 vzduchového kanálu 8 k celkové osové délce l_v vzduchového kanálu 8 je v poměru 1/4 až 3/4.The total length l _{in the} air duct 8 of the burner 1 is given by the sum of the axial length l _{h of the} horizontal portion 11 of the air duct 8 and the axis length l _{with the} inclined portion 12 of the air duct 8, i.e. l _v = l ·, + 1 _s . The air duct 8 of the burner 1 according to the invention is determined such that the ratio of the axial length l _{with the} inclined portion 12 of the air duct 8 to the total axial length l _{in the} air duct 8 is in the ratio of 1/4 to 3/4.

Hořák funguje následujícím způsobem.The burner operates as follows.

Z rekuperátoru 3 proudí předehřátý vzduch přívodem 2 vzduchu do vzduchového kanálu 8 hořáku 1 a dále do vletové části 9 hořáku 1, kde se začíná mísit s plynným palivem, například zemním plynem. Zemní plyn je do vletové části 9 hořáku 1 přiváděn jednou nebo více plynovými tryskami 10. U hořáku 1 podle vynálezu potom předehřátý vzduch v ústí vzduchového kanálu 8, tj. v místě přechodu vzduchového kanáluFrom the recuperator 3, preheated air flows through air supply 2 to the air duct 8 of the burner 1 and further to the inlet portion 9 of the burner 1, where it begins to mix with gaseous fuel, for example natural gas. Natural gas is supplied to the inlet portion 9 of the burner 1 by one or more gas nozzles 10. In the burner 1 according to the invention, preheated air at the mouth of the air channel 8, i.e. at the point of the air channel transition

4 0 5 do vletové části 9, dosahuje rychlosti 6 až 11 m/s při 800 °C až 1 200 °C. Zemní plyn v ústí plynových trysek 10, tj. v místě, kde proud zemního plynu opouští plynovou trysku 10, dosahuje rychlosti 20 až 40 m/s. Bezprostředně za vletovou částí 9 hořáku 1 potom probíhá intenzívní spalování hořlavých složek zemního plynu, umožněné především dobrým smísením zemního plynu se vzduchem ve vletové části 9 hořáku 1. Navrženým uspořádáním hořáku 1 je zajištěno, že hořlavé složky zemního plynu vyhoří dří21 ve, než opustí prostor pod meziklenbou 5, takže do odtahu 6 odchází spaliny, obsahující pouze produkty hoření a nehořlavé látky. Současně se zamezuje přímému kontaktu hořících složek zemního plynu s hladinou skloviny, což může vést k porušení redox rovnováhy ve sklovině a nežádoucímu zabarvení skloviny. Je také značně omezen styk hořících složek zemního plynu s žáromateriálem meziklenby 5, takže se snižuje koroze těchto tepelně namáhaných částí pece.40 to the port 9, reaching a speed of 6-11 m / s at 800 ° C to 1200 ° C. The natural gas at the mouth of the gas nozzles 10, i.e. at the point where the natural gas stream exits the gas nozzle 10, reaches a velocity of 20 to 40 m / s. Immediately downstream of the inlet portion 9 of the burner 1, intense combustion of the combustible components of natural gas is possible, primarily due to the good mixing of natural gas with air in the inlet portion 9 of the burner 1. The designed arrangement of the burner 1 ensures that the combustible components of the gas burns 21 before leaving below the intermediate wall 5, so that exhaust gases containing only combustion products and non-combustible substances are discharged into the exhaust 6. At the same time, direct contact of the burning natural gas components with the enamel level is avoided, which can lead to a disturbance of the redox equilibrium in the enamel and an undesirable coloration of the enamel. The contact of the burning components of the natural gas with the refractory material of the intermediate vault 5 is also greatly reduced, so that the corrosion of these thermally stressed parts of the furnace is reduced.

Claims

SUBJECT

Recuperative U-flame glass furnace burner for gaseous fuel combustion consisting of an air duct comprising a horizontal portion extending into an inclined portion followed by an inlet portion of a burner with an under-gas-arranged gas nozzle, characterized in that: in the horizontal plane, the vault (13) is inclined

YNALEZU parts (12) air duct (8) burner (1) inclination (a) 18 ° to 23 °, bottom (14) inclined parts (12) air duct (8) burner (1) inclination (β) 3 ° to 10 And the gas nozzle axes (16) have an inclination (s) of 20 ° to 25 °, wherein the ratio of the axial length (1 _s ) of the inclined portion (12) of the air duct (8) to the total axial length (l _v ) of the air duct (8) is 1/4 to 3/4.