CS216752B1

CS216752B1 - Nozzle for ontake of mixture of the natural gas with the primary air in the glassmaker melting furnaces

Info

Publication number: CS216752B1
Application number: CS198981A
Authority: CS
Inventors: Zdenek Hradecky; Zdenek Lejska
Original assignee: Zdenek Hradecky; Zdenek Lejska
Priority date: 1981-03-18
Filing date: 1981-03-18
Publication date: 1982-11-26

Abstract

Vynález se týká vytápění sklářských tavících pecí s regenerací nebo rekuperaci tepla a řeší problém efektivnosti spalování a tepelné účinnosti v těchto pecích. Podstata vynálezu spočívá v tom, že vnější vzduchová trubice 3, v níž je soustředně uložena vnitřní plynová trubice 2, je připojena přívodem 12 na výměník 14 tepla přímo nebo přes zděný hořák 13. Protože tryska 1 je tepelně značně namáhána a vystavena korozivaím vlivům, je vnitřní povrch trysky 1 vyložen žáruvzdornou keramickou vrstvou 15 s vnější povrch je obložen vrstvou 16 tepelně izolačního materiálu. Výtokem zemního plynu z plynové trubice 2 vzniká na vstupu do směšovací komory 5 podtlak, kterým se v množství regulovaném nastavením válcového uzávěru 8 nasává přívodem 12 část. sekundárního předehřátého vzduchu. Obě média se smísí a hubicí 6 proudí směs do zděného hořáku 13 nebo přímo do pece.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The invention relates to the heating of glass melts heat recovery or heat recovery furnaces and solves the problem of combustion efficiency and heat efficiency in these furnaces. The essence of the invention is that it is external an air tube 3 in which it is concentrically mounted an internal gas tube 2 is connected by means of an inlet 12 to the heat exchanger 14 directly or through the heat exchanger 14 over the brick burner 13. Because the nozzle 1 is thermally stressed and exposed to corrosion the internal surface of the nozzle 1 is unloaded a refractory ceramic outer layer 15 the surface is lined with a layer 16 of thermal insulation material. Natural gas discharge from gas the tube 2 is formed at the inlet of the mixing chamber 5 underpressure, which is adjusted in a controlled amount by sucking in the cylinder shutter 8 inlet 12 part. secondary preheated air. The two media are mixed and the nozzle 6 is mixed the mixture flows into the brick burner 13 or directly into the furnace.

Description

Vynález se týká trysky pro přívod směsi zemního plynu s primárním vzduchem do sklářských tavících pecí, sestávající z vnitřní plynové trubice uložené soueee ve vnější vzduchové trubici s regulačním uzávěrem, směšovací komory a hubice, v níž je uložena regulační vložka.The invention relates to a nozzle for supplying a mixture of natural gas with primary air to a glass melting furnace, comprising an inner gas tube housed in an outer air tube with a regulating closure, a mixing chamber and a nozzle in which the regulating insert is housed.

Na rozdíl od vytápění sklářských tavících pecí tzv. chudými, tj. nízkokalorickými plyny, při kterém se předehřívé spalovaný plyn, např. generátorový, i spalovací vzduch, u vytápění tzv. bohatými plyny, tj. středněkalorickými a hlavně vysokokalorickými, např. zemním plynem, se předehřívé pouze sekundární spalovací vzduch a do jeho proudu se vede směs plynu a primárního vzduchu pomocí trysek v tzv. vrchním, bočním nebo spodním, případně nadvletovém nebo pod- ^c-tovém vyústění, jak je popsáno v publikaci V.Mainere Sklářské pece (vydalo SNTL Praha 1967) na str. 150 až 155.Unlike heating of glass melting furnaces by so-called poor, ie low-caloric gases, in which preheated combustion gas, eg generator and combustion air, is heated by so-called rich gases, ie medium-caloric and mainly high-caloric, eg natural gas, only the secondary combustion air is preheated and a mixture of gas and primary air is led into the stream by means of nozzles in the so-called top, side or bottom, possibly over- or under-orifice, as described in V.Mainere Glass Furnaces ( published by SNTL Praha 1967) on pages 150 to 155.

Je známa řada trysek, sestávajících v podstatě ze dvou souosých trubic s regulačními uzávěry směšovací komory a hubice, v niž je uložena regulační vložka, nejčastěji kuželovitého tvaru. Primární tlakový vdóuch k ředění proudu spalovaného plynu se vede vnější trubicí, jak je znázorněno např. v DOS č. 17 51 285, nebo vnitřní trubicí,· jak je popsáno v popisu vynálezu k čs. autorskému osvědčení č. 173.817. V článku V.Šefla a Ing. J.Kašpara Nový způsob otopu sklář ských tavících vanových pecí (časopis Sklář e keramik č.9/1980 str.266) je pojednáno o krátkých injektorových plynových tryskách, v nichž se zemní plyn ředí primárním studeným etmosferic’vzduchem, který si tryska proudem spalovaného zemního plynu sama přisaje.A series of nozzles is known, consisting essentially of two coaxial tubes with the regulating caps of the mixing chamber and the nozzle in which the regulating insert, most often conical in shape, is received. The primary pressure port for diluting the stream of combustion gas is passed through an outer tube, as shown, for example, in DOS No. 17 51 285, or through an inner tube, as described in the description of the invention to U.S. Pat. Certificate No. 173.817. In the article by V.Šefl and Ing. J. Kašpar The new way of heating glass melting bath furnaces (magazine Sklář e keramik no.9 / 1980 p.266) is discussed about short injector gas jets in which natural gas is diluted with primary cold etmosferic air, which nozzle is flowing through the stream natural gas itself sucks.

Nevýhodou trysek s použitím tlakového vzduchu je minimální tlak lOOkPa, přičemž je nttno vzduch ve směsi s plynem zahrát na provozní teplotu pece, tj. 1.450 až 1.500 °C a tím se zvyšuje spotřeba paliva o 2 až 3,5 ϊ. U injektorových trysek není nutné dodávat tlakový vzduch, avšak nasávaný studený vzduch rovněž zhoršuje ekonomiku provozu pece. Hlavni nevýhodou je, že i při použití trysek uvnitř zděných hořáků je nttno i nadále pracovat s vysokým přebytkem sekundárního spalovacího vzduchu v množství 15 až 30 %, přičemž výše procenta závisí ne konstrukc a velikosti zděného hořáku ε délce spalovacího prostoru. Vysoký přebytek vzduchu snižuje teplot» plamene, zhoršuje podmínky přestupu tepla z plamene na vsýzku a zvětšuje komínovou ztrátu. Tím se zhoršuje celková tepelná bilance pece.A disadvantage of nozzles using compressed air is the minimum pressure of 100kPa, whereby the air mixed with the gas can be heated to the furnace operating temperature, i.e. 1.450 to 1.500 ° C, thereby increasing fuel consumption by 2 to 3.5 ϊ. With injector nozzles it is not necessary to supply compressed air, but the intake cold air also worsens the economy of the furnace operation. The main disadvantage is that even when using nozzles inside the brick burners, it is still possible to operate with a high excess of secondary combustion air in the amount of 15 to 30%, the percentage being dependent on the design and size of the brick burner ε the length of combustion space. A high excess of air lowers the flame temperature, worsens the heat transfer conditions from the flame to the charge, and increases the chimney loss. This deteriorates the overall heat balance of the furnace.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u trysky v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vnější vzduchová trubice je připojena přívodem na výměník tepla, přičemž vnitřní povrch trysky je vyložen žáruvzdornou keramickou hmotou a vnější povrch trysky je pokryt vrstvou tepelně izolačního materiálu.These disadvantages are eliminated or substantially reduced by the nozzle of the embodiment of the invention, characterized in that the outer air tube is connected to the heat exchanger inlet, the inner surface of the nozzle is lined with a refractory ceramic and the outer surface of the nozzle is covered with .

Tryska umožňuje zvýšit stupeň předtoísění zemního plynu s předehřátým vzduchem až na 27 % teoretického množství vzduchu potřebného pro spalování zemníno plynu. Vytvořená směs předehřátého vzduchu s plynem má teplotu blízkou teplotě počátku termického rozkledu zemního plynu na uhlík e vodík a tím se docílí vysoké emisivity plemene zemního plynu v peci při současném snížení přebytku sekundárního spelovecino vzduchu pod 5 %. Výsledkem je snížení specifické potřeby teple při současném zvýšení tavícího výkonu pece. Vnitřní výstelka chrání trysku před korozivními účinky směsi horkého vzduchu a plynu a vnější izolace ji chrání před tepelnými ztrýtami.The nozzle allows to increase the degree of pre-mixing of natural gas with preheated air up to 27% of the theoretical amount of air required for combustion of natural gas. The pre-heated air-gas mixture formed has a temperature close to the onset temperature of natural gas to carbon and hydrogen, thereby achieving a high emissivity of the natural gas breed in the furnace while reducing the excess spelovecino air below 5%. The result is a reduction in the specific heat demand while increasing the melting capacity of the furnace. The inner liner protects the nozzle from the corrosive effects of the hot air / gas mixture and the external insulation protects it from heat loss.

Tryska v provedení podle vynálezu je popsána dále a schematicky znázorněna na připojeném výkrese, představujícím nárysný osový řez tryskou a její napojení na zdroj předehřátého vzduchu .The nozzle according to the invention is described below and schematically shown in the accompanying drawing, representing a front axial section of the nozzle and its connection to a source of preheated air.

Tryska £ sestává z vnitřní plynové trubice 2, která je souose uložena ve vnější vzduchové trubici £, která přes kuželovité zúžení 4 ústí do směšovací komory 2 ukončené hubicí j6, v níž je regulační vložka £ ve tvaru kuželky. Ve vnější vzduchové trubici J je otočný válcový uzávěr 8 ze žáruvzdorné keramiky s otvorem 9. ^{8 3} ovládací pákou 10. Vnější vzduchová trubice £ má otvor 11, na který je napojen přívod 12 předehřátého vzduchu, který ústí do vnitřku zděného hořáku 13 napojeného na výměník 14 tepla, tj. regenerátor nebo ?rhkuperátor. Vnitřek trysky 1 včetně přívodu 12 předehřátého vzduchu je vyložen'vrstvou 15 ze žáruvzdorné keramiky, např. slinutého korundu a vnější povrch tryuky 1 včetně přívodu 12 předehřátého vzduchu je pokryt vrstvou 16 tepelně izolačního materiálu, např. žáruvzdorného vlákna. Vnitřní plynová trubice 2 je s výhodou chlazena, např, vodou.The nozzle 4 consists of an inner gas tube 2 which is coaxially mounted in an outer air tube 6 which, via a conical constriction 4, opens into a mixing chamber 2 terminated by a nozzle 16 in which the regulating insert 6 is in the shape of a cone. In the outer air tube 11 there is a rotatable cylindrical cap 8 made of refractory ceramic with an opening 9, ^{8 with the} control lever 10. The outer air tube 8 has an opening 11 to which a preheated air inlet 12 is connected which opens into the interior of the brick burner 13 connected to the exchanger. 14, ie a regenerator or a heat exchanger. The interior of the nozzle 1 including the preheated air inlet 12 is lined with a layer 15 of refractory ceramics, eg sintered corundum, and the outer surface of the nozzle 1 including the preheated air inlet 12 is covered with a layer 16 of heat insulating material, eg refractory fiber. The inner gas tube 2 is preferably cooled, e.g. with water.

Tryska 1 funguje následovně:Nozzle 1 works as follows:

Vnitřní plynovou trubicí 2 se přivádí pod tlakem 10 až 100 kPa žehni plyn. Výtokem zemního plynu z plynové trubice 2 vzniká.na vstupu do směšovací komory 2 podtlak.. Účinkem tohoto podtlaku vzniká sání, kterým se v množství regulovaném nastavením válcového uzávěru 8 nasává přívodem 12 část sekundárního předehřátého vzduchu bu5 ze zděného hořáku 13 nebo přímo z výměníku 14 tepla. Obě média, předehřátý vzduch i zemní plyn se ve směšovací komoře 2 smísí a. hubicí 6 proudí směs do směšovací komory zděného hořáku 13 pece nebo přímo do neznázorněného spalovacího prostoru pece, podle způsobu vyústěni trysky do pece.Gas is passed through the inner gas tube 2 at a pressure of 10 to 100 kPa. The outflow of natural gas from the gas tube 2 creates a vacuum at the inlet of the mixing chamber 2. This vacuum creates a suction in which a quantity of secondary preheated air is sucked in through the inlet 12 from a brick burner 13 or directly from the exchanger 14. heat. Both the preheated air and the natural gas are mixed in the mixing chamber 2 and the mixture flows through the nozzle 6 into the mixing chamber of the brick furnace burner 13 or directly into the furnace combustion chamber (not shown), according to the nozzle orifice.

Claims

Nozzles for supplying a mixture of natural gas and primary air to a glass melting furnace, consisting of an inner gas tube disposed coaxially in an outer air tube with a regulating cap, a mixing chamber and a nozzle receiving a regulating insert, characterized in that the outer air tube ( 3) is connected via an inlet (12) to a heat exchanger (14), the inner surface of the nozzle (1) being lined with a refractory ceramic layer (15) and the outer surface of the nozzle (1) covered with a layer (16) of thermal insulation material.