CS269911B1

CS269911B1 - The method of glass melting furnaces by gaseous fuel and apparatus for carrying out the process

Info

Publication number: CS269911B1
Application number: CS876564A
Authority: CS
Inventors: Milan Ing Csc Hofreitr; Jiri Ing Nejepinsky; Arnost Ing Grossmann; Petr Ing Dusatko
Original assignee: Hofreitr Milan; Nejepinsky Jiri; Arnost Ing Grossmann; Petr Ing Dusatko
Priority date: 1987-09-10
Filing date: 1987-09-10
Publication date: 1990-05-14
Also published as: CS656487A1

Abstract

Způsob a zařízení umožňuje operativně podle provozních zkušeností řídit směr plamene. Zajišťuje lepší promísení paliva se spalovaoím vzduchem, optimální přestup tepala do skloviny a snížení spotřeby paliva. Odstraňuje nežádouoí účinky nespáleného plynu, resp. plamene na hladinu skloviny nebo na vnitřní povrch vyzdívky sklářské tavioí peoe. Spalovaoi plyn se přivádí do proudu spalovaoího vzduchu nejméně ze dvou směrů tvořenýoh kombinací středovletového, podvletového,^nadvletového a bočního. Přitom se alespoň jeden pravoúhlý průmět směni proudu plynu do vertikální roviny (8) symetrie proudu spalovacího vzduchu liší od směru proudu spalovacího vzduohu. Poměr množství plynu přiváděného do jednottlivých směrů se udržuje na hodnotáoh, při kterých se dosáhne žádaného směru plamene. Zařízení se sestává z plynových trysek (7) tvořených kombinací nejméně dvou uspořádání zvolených ze skupiny zahrnujloí středovletové, podvletové, nadvletové a boční uspořádání.The method and device enable to control the direction of the flame operatively according to the operating experience. It ensures better mixing of the fuel with the combustion air, optimal heat transfer into the glass and reduction of fuel consumption. It eliminates the undesirable effects of unburned gas or flame on the glass surface or on the inner surface of the glass melting furnace lining. The combustion gas is fed into the combustion air stream from at least two directions formed by a combination of the central inlet, under-inlet, over-inlet and side. In this case, at least one orthogonal projection of the gas flow change into the vertical plane (8) of symmetry of the combustion air stream differs from the direction of the combustion air stream. The ratio of the amount of gas fed into the individual directions is maintained at values at which the desired flame direction is achieved. The device consists of gas nozzles (7) formed by a combination of at least two arrangements selected from the group including the central inlet, under-inlet, over-inlet and side arrangements.

Description

Vynález se týká způsobu otopu sklářských tavících peoí plynným palivem, při kterém se do proudu předehřátého spalovacího vzduohu symetricky'k vertikální roviné symetrie proudu spalovacího VZdUOhU přivádí opalovaný Plyn. Vynález se týká také zařízení k provádění způsobu, tvořeného zděným hořákem, napojeným na výméník tepla vzduchovým kanálem ukončeným vletem a ústícím do spalovacího prostoru tavioí pece, a symetricky k vertikální roviné symetrie vletu hořáku umístěnými plynovými tryskami ústícími do vletu nebo spalovacího prostoru.The invention relates to a method of heating glass melting furnaces with gaseous fuel, in which the heated gas is fed into the preheated combustion air stream symmetrically to the vertical plane of symmetry of the combustion air stream. The invention also relates to a device for carrying out the method, consisting of a brick burner connected to a heat exchanger by an air channel ending in an inlet and opening into the combustion space of the melting furnace, and symmetrically to the vertical plane of symmetry of the burner inlet by gas nozzles opening into the inlet or combustion space.

Jsou známy různé způsoby a uspořádání hořáků u plynem otápénýoh sklářských tavících pecí. Jejich nevýhodou Je, že při pevné konstrukci hořáků a konstantním celkovém množství přiváděného paliva a spalovacího vzduohu nelze řídit směr plamene, dochází k nedokoI nalétnu spalování hořlavých složek paliva, respektive vzniku redukčního hoření, následkemVarious methods and arrangements of burners for gas-heated glass melting furnaces are known. Their disadvantage is that with a fixed burner construction and a constant total amount of supplied fuel and combustion air, the direction of the flame cannot be controlled, resulting in incomplete combustion of the combustible components of the fuel, or the occurrence of reduction combustion, as a result of

Je pokles tepelné efektivnosti pece a snížení její životnosti.There is a decrease in the thermal efficiency of the furnace and a reduction in its service life.

Je známa řada způsobů, které Jsou zaměřeny na odstranění předchozích nevýhod. Patří mezi ně konstrukční úpravy sklonu hořáku, tj. úhlu působení vzduchového a plynového proudu η» hladinu skloviny, Jak Je popsáno například v publikaci Mainer: Sklářské pece, SNTL 1975, sir. 153, kde jo pro příčně pí amonná pece, vytápěné vysoce výhřevným plynným palivem navržen hořák se sklonem osy plynového proudu 10° - 4° k hladině skloviny.A number of methods are known that are aimed at eliminating the previous disadvantages. These include structural modifications of the burner inclination, i.e. the angle of action of the air and gas stream η» the glass surface, as described, for example, in the publication Mainer: Glass Furnaces, SNTL 1975, sir. 153, where a burner with an inclination of the gas stream axis of 10° - 4° to the glass surface was designed for a transversely inclined ammonium furnace heated with a high-heating gaseous fuel.

Konstrukční řešení hořáku sklářské tavioí regenerativní příčně plamenné pece řeší problém otopu geometrickým uspořádáním hořáku, kde podle čs. autorského osvědčení č. 240 024 klenba skloněné části vzduchového kanálu vzhledem k horizontální rovině má sklon 18° • 28°, dno skloněné části vzduchového kanálu hořáku sklon 3° až 10° a osy plynových trysek mají sklon 26° až 35°, přičemž poměr osové délky skloněné části vzduchového kanálu k celkové osové délce vzduchového kanálu je 1/4 až 3/4.The design solution of the burner of the glass melting regenerative transverse flame furnace solves the problem of heating by the geometric arrangement of the burner, where according to the Czechoslovak author's certificate No. 240 024 the vault of the inclined part of the air channel with respect to the horizontal plane has an inclination of 18° • 28°, the bottom of the inclined part of the burner air channel has an inclination of 3° to 10° and the axes of the gas nozzles have an inclination of 26° to 35°, while the ratio of the axial length of the inclined part of the air channel to the total axial length of the air channel is 1/4 to 3/4.

Tato řeieni však neumožňují operativně, podle provozních situací řídit směr plamene, protože jejich geometrické uspořádání je pevné, tj. neměnné.However, these solutions do not allow for operational control of the flame direction according to operating situations, because their geometric arrangement is fixed, i.e. unchangeable.

Mezi řešení, ktorá umožňují změnu směru plamene, patří různé konstrukční úpravy trysek pro možnost výkyvného nastavení v horizontálním i vertikálním směru, například z článku R.S.Ponta: Combustion systems and Glass Melting v časopise Glass, č. 3 z r. 1983, str. 96.Solutions that allow the flame direction to be changed include various design modifications of the nozzles for the possibility of swinging in both horizontal and vertical directions, for example from the article by R.S. Pont: Combustion systems and Glass Melting in the magazine Glass, No. 3 from 1983, p. 96.

Nevýhodou těchto řešení jo nutnost ručního nasměrování trysky v obtížných pracovních podmínkách a přisávání chladného vzduohu netěsnostmi v hořákovém kameni. V A.O. SSSR č. 1196585 jo popsán způsob spalování paliva ve sklářské peci, kde z celkového množství paliva přiváděného z jedné strany hořákového vletu se 40 až 80 $ paliva přivádí Jedním centrálním přívodem a zbytek několika vějířovitě kolem centrálního přívodu rozmístěnými periferními přívody. Tento způsob neumožňuje řídit směr plamene, protože výsledná hybnost paliva protíná výslednou hybnost spalovacího vzduohu pod neměnným úhlem.The disadvantage of these solutions is the need to manually direct the nozzle in difficult working conditions and the suction of cold air through leaks in the burner stone. In A.O. USSR No. 1196585 a method of burning fuel in a glass furnace is described, where from the total amount of fuel supplied from one side of the burner inlet, 40 to 80% of the fuel is supplied through one central inlet and the rest through several peripheral inlets arranged in a fan pattern around the central inlet. This method does not allow controlling the direction of the flame, because the resulting momentum of the fuel intersects the resulting momentum of the combustion air at a constant angle.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí způsobem podle tohoto vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že spalovaný plyn se přivádí do proudu spalovacího vzduohu nejméně ze dvou směrů, tvořených kombinací středovletového, podvletového, nadvletového a bočního. Alespoň jeden provoúhlý průmět směru proudu plynu do vertikální roviny symetrie proudu spalovacího vzduohu se liší od směru proudu spalovacího vzduchu a poměr množství plynu přiváděného do Jednotlivých směrů se udržuje na hodnotách, při kterých se dosáhne žádaného směru plamene.The above disadvantages are eliminated or significantly reduced by the method according to the present invention, the essence of which lies in the fact that the combustion gas is fed into the combustion air stream from at least two directions, formed by a combination of the central inlet, the under-inlet, the over-inlet and the side. At least one right-angle projection of the gas flow direction onto the vertical plane of symmetry of the combustion air stream differs from the direction of the combustion air stream and the ratio of the amount of gas fed into the individual directions is maintained at values at which the desired flame direction is achieved.

K provádění tohoto způsobu otopu sklářských tavících peoí plynným palivem slouží zařízení podle tohoto vynálezu, Jehož podstata spočívá v tom, že plynové trysky tvoří kombinaci nejméně dvou uspořádání, zvolených ze skupiny, zahrnující středovletové, podvletové, nadvletové a boční uspořádání.To implement this method of heating glass melting pots with gaseous fuel, a device according to the present invention is used, the essence of which is that the gas nozzles form a combination of at least two arrangements selected from the group including center-inlet, under-inlet, over-inlet and side arrangements.

Způsob a zařízení podle vynálezu umožňuje operativně podle provozních zkušeností řízení směru plamene a tedy i zajištění 00 největšího přestupu tepla do skloviny, snižuje spotřebu paliva a odstraňuje nežádoucí účinky nespáleného plynu, respektive plamene na hladinu skloviny nebo na vnitřní povrch vyzdívky sklářské tavioí pece. Také zvětšuje poCS 269 911 Bl vrch kontaktu paliva se vzduohem a zajišťuje lepší promísení paliva se spalovacím vzduchem, a tím i dokonalejší vyhoření plynu v prostoru na sklovinou, protože spalování ve sklářských tavičích pecích probíhá vždy při určitém přebytku spalovacího vzduchu a za dokonalé spalování lze považovat situaci, při které palivo v daném prostoru zcela vyhoří při stechiometriokéci poměru mezi plynem a vzduchem.The method and device according to the invention enables operational control of the flame direction according to operational experience and thus ensuring the greatest heat transfer to the glass, reduces fuel consumption and eliminates undesirable effects of unburned gas, or rather flame, on the glass surface or on the inner surface of the glass melting furnace lining. It also increases the fuel-air contact area and ensures better mixing of the fuel with combustion air, and thus more complete combustion of the gas in the space above the glass, because combustion in glass melting furnaces always takes place with a certain excess of combustion air and a situation in which the fuel in a given space burns out completely at a stoichiometric ratio between gas and air can be considered perfect combustion.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále na připojených výkresech, kde na obr. 1 je nárysný osový řez vzduchovým kanálem a částí pece s nadvletovým a podvletovým uspořádáním plynových trysek, na obr. 2 je nárysný osový řez vzduchovým kanálem a částí pece s bočním a podvletovým uspořádáním plynových trysek, na obr. 3 je půdorysný řez v rovině A-A z obr. 2, na obr. 4 je nárysný osový řez vzduchovým kanálem a částí pece s nadvletovým a bočním uspořádáním plynových trysek, na obr. 5 Je další varianta provedení s bočním, nadvletovým a podvletovým uspořádáním plynových trysek, na obr. 6 Je varianta provedení se středovletovým a nadvletovým uspořádáním plynových trysek a na obr. 7 je varianta provedení se středovletovým, nadvletovým a podvletovým uspořádáním plynových trysek.An exemplary embodiment of the invention is further described in the attached drawings, where Fig. 1 is a front axial section of the air channel and part of the furnace with an over-inlet and under-inlet arrangement of gas nozzles, Fig. 2 is a front axial section of the air channel and part of the furnace with a side and under-inlet arrangement of gas nozzles, Fig. 3 is a plan view in plane A-A from Fig. 2, Fig. 4 is a front axial section of the air channel and part of the furnace with a side and under-inlet arrangement of gas nozzles, Fig. 5 is another variant of the embodiment with a side, over-inlet and under-inlet arrangement of gas nozzles, Fig. 6 is a variant of the embodiment with a center-inlet and under-inlet arrangement of gas nozzles, and Fig. 7 is a variant of the embodiment with a center-inlet, over-inlet and under-inlet arrangement of gas nozzles.

Jsou možné i jiné další kombinace v rámci myšlenky předmětu vynálezu.Other combinations are possible within the scope of the invention.

Zdšný hořák připojený na neznázoměný výměník tepla je ukončen vzduchovým kanálem _í< který ústí vletem ji do spalovacího prostoru 4 částečně znázorněné taviči pece £ nad hladinou 6 skioviny. Do vletu 2 uebo spalovacího prostoru 4 ústí plynové trysky 2 ^v různých uspořádáních. Kombinace uspořádání plynových trysek 2 ⁹⁰ volí vždy tak, že spalovaný plyn se přivádi do proudu spalovacího vzduchu nejméně ze dvou směrů tvořených kombinací středovletového, podvletového, nadvletového a bočního uspořádání, přičemž alespoň jeden pravoúhlý průmět směru proudu plyne do vertikální roviny 8 symetrie proudu spalovacího vzduchu se liší od směru proudu spalovacího vzduchu. Tomuto požadavku vyhovují příkladná provedeni s kombinacemi nadvletového a podvletového uspořádání, bočního a podvletového uspořádání, nadvletového a bočního uspořádání, nadvletového, podvletového a bočního uspořádání, nadvletového a středovletového uspořádání a středovletového, nadvletového a podvletového uspořádání.The external burner connected to the heat exchanger (not shown) is terminated by an air channel _í< which opens through the inlet ji into the combustion space 4 of the partially illustrated melting furnace £ above the surface 6 of the glass. Gas nozzles 2 ⁱⁿ various arrangements open into the inlet 2 or combustion space 4. The combination of arrangements of the gas nozzles 2 ⁹⁰ is always chosen such that the combusted gas is fed into the combustion air stream from at least two directions formed by a combination of the central inlet, under-inlet, over-inlet and side arrangements, with at least one orthogonal projection of the flow direction flowing into the vertical plane 8 of symmetry of the combustion air stream differing from the direction of the combustion air stream. This requirement is met by exemplary embodiments with combinations of over-and-under arrangement, side-and-under arrangement, over-and-side arrangement, over-and-under, under-and-side arrangement, over-and-center arrangement, and center, over-and-under, under-and-under arrangement.

Zařizeni funguje následovně:The device works as follows:

Předehřátý vzduch proudí vzduchovým kanále ,2 do vletu 2 ^{a do} spalovacího prostoru 4^ kde se mísí s plynným palivem, například zemním plynem. Celkové přiváděné množství paliva je rozděleno podle uspořádání do podvletového, nadvletového, středovletového nebo bočního přívodu, a tak je možno měnit směr plamene a dosáhnout optimální efektivnosti pece. Například je-li spalovaný plyn přiváděn do proudu spalovacího vzduchu současně nadvletovými a podvletovým! tryskami. Potom v případě, že plamen směřuje do klenby, je poměr paliva přiváděného do Jednotlivých směrů upraven tak, aby vzrostlo množství plynu přiváděného do nadvletových trysek na úkor množství plynu přiváděného do podvletových trysek. Poměr množství plynu přiváděného do podvletových a nadvletových trysek se upravuje tak dlouho, až je dosaženo požadovaného směru plamene.Preheated air flows through the air duct 2 into the inlet 2 ^{and into} the combustion chamber 4, where it mixes with gaseous fuel, for example natural gas. The total amount of fuel supplied is divided according to the arrangement into the under-inlet, over-inlet, middle-inlet or side inlet, and thus it is possible to change the direction of the flame and achieve optimal furnace efficiency. For example, if the combustion gas is supplied to the combustion air stream simultaneously through the over-inlet and under-inlet nozzles. Then, if the flame is directed into the vault, the ratio of fuel supplied to the individual directions is adjusted so that the amount of gas supplied to the over-inlet nozzles increases at the expense of the amount of gas supplied to the under-inlet nozzles. The ratio of the amount of gas supplied to the under-inlet and over-inlet nozzles is adjusted until the desired flame direction is achieved.

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1. A method of heating glass melting furnaces with gaseous fuel, in which the combustion gas is fed into the preheated combustion air stream symmetrically to the vertical plane of symmetry of the combustion air stream, characterized in that the combustion gas is fed into the combustion air stream from at least two directions, formed by a combination of the central inlet, the under-inlet, the over-inlet and the side, while at least one orthogonal projection of the flow direction into the vertical plane (8) of symmetry of the combustion air stream differs from the direction of the combustion air stream and the ratio of the amount of gas fed into the individual directions is maintained at values at which the desired flame direction is achieved.

2. A device for carrying out the method according to point 1, consisting of a brick burner connected to a heat exchanger and an outlet air channel ending with an inlet into the combustion space of the melting furnace and gas nozzles placed symmetrically to the vertical plane of symmetry of the burner inlet.

CS 269 91 1 B1 ml opening into the inlet or combustion space, characterized in that the gas nozzles (7) form a combination of at least two arrangements selected from the group comprising central inlet, under inlet, over inlet and side arrangements.