CS225496B1

CS225496B1 - Ceramic recuperator for the glass melting furnace

Info

Publication number: CS225496B1
Application number: CS823870A
Authority: CS
Inventors: Jozef Ing Jankech; Alexander Sebik
Original assignee: Jozef Ing Jankech; Alexander Sebik
Priority date: 1982-05-26
Filing date: 1982-05-26
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález se týká keramického rekupeřátora, najma pre sklářské pece, ktorý představuje dve skupiny kanálov pre médiá, medzi ktorými sa vymieňa teplo, pričom vertikálně kanály pre prietok média teplo odovzdávajúceho majú kruhový prierez a pozostávajú z radov súose uspoříadaných trubiek a přepojené horizontálně kanály pre prietok média teplo prijímajúceho tvoria etážovo usporiadané objímkové spojky trubiek tvarované v krajných oblastiach striedavo a odstupňované tak, že tvoria medzery pre kTukatý vzostupný prúd teplo prijímájúceho média, pričom rekuperátor zostáva z vrchného vysokotepelného dielu opatřeného vstupom do vertikálnych kanálov a výstupom z horizontálnych kanálov a zo spodného nízkotepelného dielu opatřeného prívodom teplo prijímajúceho média a odťahom teplo odovzdávajúceho média.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic repeater, in particular for glass furnaces, comprising two groups of media channels between which heat exchangers are provided, the vertical channels for heat transferring medium having a circular cross-section. the heat-receiving elements are stacked pipe couplings shaped in alternating regions and staggered so as to form gaps for the fluctuating ascending flow of heat-receiving medium, the heat exchanger consisting of an upper high-temperature part provided with an inlet to the vertical channels and an outlet from the horizontal channels and provided with a heat-receiving medium supply and a heat-transferring medium withdrawal.

Je známa rada. typov rekuperátorov, ktoré pozostávajú z o sústavy kovových alebo keramických kanálov , k torými prúdia horúce spaliny z pece, ohrievajú ich a tieto získané teplo předávájú spalOvaciemu vzduchu, ktorý preteká súprudne alebo protiprúdne inými kanálmi, připadne ich priečne obtéká.The advice is known. types of recuperators, consisting of a set of metal or ceramic ducts, through which hot flue gases flow from the furnace, heat them, and this heat is transferred to the combustion air flowing co-flowing or countercurrently through other ducts or bypassing them crosswise.

V DOS Č. 2.130.435 je popísáný a vyobrazený rekuperátor, v ktorom spalovací vzduch je vedený horizoirtalnymi kanálmi pozostávajúcimi z trubiek s přírubami, medzi ktorými a osemstrannými objímkami so štvorcovými vložkami je v medzerách vláknité tesnenie.IN DOS NO. 2.130.435 describes and depicts a recuperator in which the combustion air is guided by horizontal-channel channels consisting of flanged tubes between which there is a fibrous seal in the gaps between the rectangular sleeves and the octagonal sleeves.

Spaliny sú vedené vertikálnymi členitými kanálmi, ktorých steny tvoria trubky a objímky s vložkami. Trubky sú vytvarované s přírubami a spojené velmi členitými objímkami z dvoch kusov náročnými na výrobu.The flue gases are led through vertical, broken channels, the walls of which are formed by tubes and sleeves with inserts. The tubes are shaped with flanges and connected by highly articulated sleeves of two production-intensive pieces.

fialšou nevýhodnu je, že členité .kanály, ktorými prúdia spa- / liny, nie je možné spolahlivo čistit.A more violent disadvantage is that the rugged channels through which the flue gas flows cannot be reliably cleaned.

V LAS Č. 25 10 893 je popísané a vyobrazené riešenie konštrukcie rekuperátpra, v ktorom sústava vertikálnych kanálov s vlnovítým vnútorným povrchom pre spalovací vzduch a horizontálnych kanálov .štvorhranného prierezu pre spaliny je vytvořená skládáním špeciálne tvarovaných do seba zapadajúcich tvárnic, ktoré majú pri uložení tvar na bok položeného U. Spalinové kanály sa dajú dobré čistit, tvárnice majú však velmi členitý tvar, vyžadujúci zložité a nákladné tvarovanie a každá nepřesnost v tvare alebo uhle má za následok netěsnosti s jej nepriaznivými dčsledkami pri prevádzke.V LAS Č. 25 10 893 describes and depicts a recuperator construction in which a set of vertical ducts with a corrugated internal surface for combustion air and horizontal ducts. A square section for flue gas is formed by folding specially shaped interlocking blocks having a U-shaped side when laid The flue gas ducts can be cleaned well, but the blocks have a very rugged shape, requiring complicated and costly shaping, and any inaccuracy in shape or angle results in leakage with its adverse operating results.

Mimotoho oba vpředu citované spisy neberú do úvahy, že rekuperátorové dielce sú v Saleko vačšej miere namáhané vo vysokotepelnej časti než v nízkotepelnej.In addition, the two documents cited above do not take into account that the recuperative components in Saleko are more stressed in the high-temperature part than in the low-temperature part.

Čo vedie k tomu, že bučí je celý rekuperátor zostavený z dielov z vysokoodolných materiálov a tým je celá stavba velmi nákladná, alebo sú z lačnějších, avšak menej odolných materiálóv a potom je ich životnost nízká.This leads to the fact that the whole recuperator is made up of parts made of high-resistant materials and thus the whole construction is very expensive, or they are made of less expensive but less resistant materials and then their service life is low.

Rozdelenie rekuperátora pre sklářské taviace pece na dva diely je popísané v čs. autorských osvedčeniach č. 147.088 a 156.811. Rekuperátor sa skládá z vrchnéj vysokotepelne j časti opatrenej vstupom do vertikálnych kanálov a výstupom z horizontálnych kanálov a zo spodnej nízkotepelnej časti opatrenej prívodom spalovacieho vzduchu a odtahom spalin.The division of the recuperator for glass melting furnaces into two parts is described in MS. of author's certificates no. 147.088 and 156.811. The recuperator consists of an upper high-temperature part provided with an inlet to the vertical ducts and an outlet from the horizontal ducts and a lower low-temperature part with an inlet for combustion air and flue gas exhaust.

Zostava je zhrubé znázorněná v čs. autorskom osvědčení č. 191.053· Spaliny sa vedú zhora do vertikálnych kanálov tvořených radmi súoso usporiadaných trubiek a od nich sa ohrieva spalpvaci vzduch, ktorý ich obtéká, čiastočne protiprúdne přepojenými horizontálnymi kanálmi tvořenými v etážach uspoříadanými objímkovými spojkami, ktoré sú trojakého druhu. Ich základný tvar s kruhovým výrezom pre trubku je pri spósobený miestu uloženia a funkcii. Na. vrchu rekuperátora sú vrchné uzatváracie objímkové spojky štvorhranné s nástavcom pre vstup spalin, uprostřed medzistenové objímkové spojkybeznástavca a v krajových častiach přechodové objímkové spojky s gulatým okrajom a pátkami medzi ktorými sú medzery pre striedavo odstup ňované vedenie klukato vzostupného prúdu spalovacieho vzduchu do vyšších etáží a Sálej až do hořákového vletu taviacej pece.The assembly is roughly shown in MS. author certificate no. 191.053 · Combustion gases are led from above into vertical ducts consisting of rows of coaxially arranged tubes and from them the combustion air is circulated which flows around them, partially countercurrently connected horizontal ducts formed by multi-layered collar couplings of triple kind. Their basic shape with a circular cutout for the tube is due to the location and function. On the. At the top of the heat exchanger there are rectangular upper sleeve couplings with a flue gas inlet, in the middle of the wall-type sleeve couplings of the stand and in the marginal parts of the transition sleeve couplings with rounded edges and legs. of the burner inlet of the melting furnace.

Trubky tvoriace vertikálně kanály v spodnom nízkotepelnom dieli sú hladké bez osadenia a sú vyrobené zo šamotu.The tubes forming the vertical channels in the lower low-temperature part are smooth without stepping and are made of fireclay.

Trubky vo vrchnej vysokotepelnej časti sú priečne rebrované s osadením na koncoch a sú vyrobené z taveného liateho žiaruvzdorného materiálu. Objímkové spojky v oboch častiach rekuperátora, medzistenové i přechodové sú zo Šamotu a majú na vnútornej zvislej stene prstencový výbežok o ktorého vrchnú a spoónú plochu sa opierajú konce trubiek. Prstencový výbežok je týmto častou svojho povrchu v priamom styku so spalinami.The tubes at the top of the high-temperature portion are transverse ribs at the ends and are made of fused cast refractory material. The sleeve couplings in both parts of the heat exchanger, split wall and transition are made of fireclay and have on the inner vertical wall an annular projection on whose upper and lower surface the tube ends are supported. The annular projection is thus part of its surface in direct contact with the flue gas.

Toto prevedenie dostatočné vyhovuje v spodnej nízkotepelnej časti, ktorá je menej tepelne namáhaná a menej vystavená vplyvom korózie. Avšak vo vrchnéj vysokotepelnej časti objímkové spojky, hlavně ich prstencový výbežok, pridružujúci trubky v odstupe sú příliš tepelne namáhané a vystavené silným korózhym účinkom spalin.This embodiment is satisfactory in the lower low-temperature part, which is less heat-stressed and less exposed to corrosion. However, in the upper high-temperature part of the sleeve coupling, mainly their annular projection, the associated pipes at a distance are too thermally stressed and exposed to strong corrosion effects of the flue gas.

Následkom týchto účinkov sa tieto prstence veTmi rýchlo bortia, porušuje sa stabilita trubiek a dochádza k úniku predohriateho vzduchu do komína.As a result of these effects, these rings collapse very quickly, the stability of the pipes is impaired and preheated air escapes into the chimney.

Dósledkom je zhoršenie spaTovania v peci, zhoršenie tahových podmienok v komíne a skrátenie životnosti rekuperátora i taviacej pece.As a result, the combustion in the furnace is deteriorated, the draft conditions in the chimney are worsened and the heat exchanger and the melting furnace are shortened.

Uvedené nevýhody sa odstránie alebo podstatné obmedzi© u rekuperátora v převedení podTa vynálezu, ktorého podstata spočívá v tom, že trubky vertikálnych kanálov vo vrchnéj vysokotepelnej časti sú uložené na sebe a vytvárajú vodorovný tesniaci spoj,.ktorý je úplné obklopený vnútornou zvislou stěnou objímkovej spojky opetrenej v hornej Časti vybráním. Přitom výška vnútornej zvislej steny objímkovej spojky je o 2 až 6 % menšia než dvojnásobok výška osadenia trubky.These disadvantages are eliminated or substantially reduced by the recuperator in the embodiment of the invention, which consists in that the vertical duct tubes in the upper high-temperature part are stacked and form a horizontal sealing joint completely surrounded by the inner vertical wall of the sleeve coupling at the top by selecting. The height of the inner vertical wall of the sleeve coupling is 2 to 6% less than twice the shoulder height of the pipe.

Uložením trubiek podTa vynálezu sa zníži počet tesniacich plóch na polovicu. Přitom objímkové spojky móžu byť vyrobené zo šamotu, ale pri tejto skladbě neprichádzajú do priameho styku s koróznymi najteplejšími spalinami, čo má priaznivý vplyv na ich životnost a tým na životnost rekuperátora a taviaceho agregátu *i jeho spaTovacie poměry. Stykové plochy trubiek nie sú poškodzované skorodovaným samotom a je možné ich znova použit’ v číalšej kampani sklářské j taviecej pece.By placing the pipes according to the invention, the number of sealing surfaces is halved. The sleeve couplings can be made of fireclay, but they do not come into direct contact with the corrosive hottest flue gases, which has a favorable effect on their service life and hence on the service life of the heat exchanger and melting unit * and its combustion conditions. The contact surfaces of the tubes are not damaged by corroded solitude and can be reused in a further glass melting furnace campaign.

Příklad převedeni© rekuperátora podía vynálezu je popísáný 3alej a schematicky znázorněný na připojených výkresoch v ktorých představuje obr. 1 celkový nárysný rez rekuperátors obr. 2 čiastočný pódorysný rez rekuperátora v roviněAn exemplary embodiment of a recuperator according to the invention is described below and schematically shown in the accompanying drawings in which FIG. 1 is a front elevational view of the recuperators, FIG. 2 shows a partial plan view of a heat exchanger in a plane

A-A z obr. 1 obr. 3 detailný rez vertikálnym kanálom obr. 4 detailný rez spojením trubiek vertikálneho kanálu vo vysokotepelnej častiA-A of FIG. 1, FIG. 3 is a detailed cross-sectional view of the vertical channel; FIG. 4 is a detailed cross-sectional view of the connection of the vertical channel tubes in the high temperature portion

Na čiastočne znázorněná sklársku tsviacu pec 1_ s odťahom spalin 2 , horákovým vletom 3 a palivovou tryskou je připojený keramický rekuperátor /obr. 1/ pozostávajúci z vrchnej vysokotepelnej časti 6 a spodnej nízkotepelnej Časti 2· Vysokotepelná časť 6 má vstupy 8 teploodovzdávajúceho média t.j. spalin z odtahu 2_ a výstupy _9 teploprijímajúceho média t.j. spaTovacieho vzduchu, ústiaceho do hořákového vletu 2· Spodná, nízkotepelná časť 2 ύθ opatřená prívodom 10 teploprijímajúceho média t.j. spaTovacieho vzduchu a odtahom 11 teploodovzdavajúceho média t.j. spalin do komína.A ceramic heat exchanger is connected to the partially illustrated glass melting furnace 7 with flue gas evacuation 2, a burner inlet 3 and a fuel nozzle. 1 / consisting of an upper high-temperature portion 6 and a lower low-temperature portion 2 · The high-temperature portion 6 has inlets 8 of the heat transfer medium, i. flue gas from the exhaust 2 and the outlets 9 of the heat-receiving medium, i. combustion air flowing into the burner port 2 · The lower, low-temperature part 2 ύ is provided with an inlet 10 of the heat-receiving medium, i. combustion air and the exhaust 11 of the heat transfer medium, i. flue gas to the chimney.

Výplň rekuperátora 2 tvoria vertikálně kanály 12, ktorými prúdia zhora dolu horúce spaliny a horizontálně kanály n, ktorými sa vedie kTukato zdola nahor spalovací vzduch.The heat exchanger 2 is filled vertically by channels 12 through which hot flue gas flows from above and horizontally by channels n through which combustion air is conveyed to the bottom.

Vertikálně kanály 12 majú kruhový prierez a tvoria ich rady súosých trubiek 14 /obr. 3/, ktoré sú v spodnej nízkotepelnej časti 2 napr. zo šamotu a vo vrchnej vysokotepelnej časti sú z taveného liateho žisruvzdorného materiálu a sú opatřené po vonksjšom obvode priečnymi rebrami 15 a ne koncoch osadením 1 6. Navzájom přepojené horizontálně kanály j_3 s členitým prierezom tvoria šamotové objímkové spojky 17 trubiek 1 4. Samotné objímkové spojky 17 so středovým otvorom 18 sú v podstatě trojakého prevedenia: vrchné uzatváracie /obr. 3/ so štvorcovými okrajmi 19 a nátrubkami 20, medzistenové /obr. 2/ so Štvorhrannými okrajmi 19 bez nátrubkov 20 a přechodové, s okrúhlymi okrajmi 21 a patkami 22 umožňujúcimi v medzerách 23 medzi nimi priechod spaTovacieho vzduchu z nižšie položených horizontálnych kanálov 13 do vyššie položených.The vertical channels 12 have a circular cross-section and are formed by a series of concentric tubes 14 / FIG. 3), which are in the lower low-temperature part 2 e.g. from chamotte and in the upper high-temperature part are made of molten cast refractory material and are provided with transverse ribs 15 and not at their ends with shoulder 16 on the outer circumference. with the central opening 18 are of essentially triple design: the top closure / FIG. 3 / with square edges 19 and sleeves 20, inter-wall / FIG. 2 / with rectangular edges 19 without sleeves 20 and transition, with round edges 21 and feet 22 allowing, in the spaces 23 between them, combustion air to pass from the lower horizontal channels 13 to the higher horizontal ones.

Medzi objímkovými spojkami 17 sú rozpěrky 24 /obr. 3/.Between the sleeve couplings 17 there are spacers 24 / fig. 3 /.

rr

Objímkové spojky 1? v spodnej nízkotepelnej češti, 2 majú ne vnútornej zvislej stene 25 prstencové výstupky 26 , o ktoré sa opierajú čelá trubiek 14» objímkové spo.iky 17 vo vrchnej vysokotepelnej časti 6 nemajú prstencový výstupok 26., ale majú v hornej časti vybranie 27 /obr. 4/ pre případné utesnenie spoja. Trubky 14 vo vrchnej vysokotepelnej časti 6. sú uložené na sebe a vytvářejú vodorovný tesniaci spoj 28, ktorý je úplné obklopený vnútornou zvislou stěnou 25 objímkovéj spojky 17»Sleeve couplings 1? in the lower low-temperature cleaning means 2, the inner vertical wall 25 has annular protrusions 26 on which the ends of the sleeves 14 of the sleeve clips 17 in the upper high-temperature part 6 do not have an annular protrusion 26 but have a recess 27 at the top. 4 / to seal the joint. The tubes 14 in the upper high-temperature part 6 are stacked and form a horizontal sealing joint 28 which is completely surrounded by the inner vertical wall 25 of the sleeve coupling 17 ».

Výška vnútornej zvislej steny 25 je menáia o 2 až 6 % ako dvojnásobok výšky osadenia 16 trubky 14«The height of the inner vertical wall 25 is 2 to 6% more than twice the height of the shoulder 16 of the pipe 14 '.

Rekuperátor funguje následovně:The recuperator works as follows:

Spaliny prúdía odťahom 2 do vstupov 8, sú usměrňované nátrubkami 20 do vertikálnych kanálov 12 a ohrievajú trubky 14, najprv vo vrchnej vysokotepelnej časti 2, potom spaliny, ktoré odovzdali podstatnú časť svojho tepla, prúdia dó odtahu 11 a Sálej do komína. Spalovací vzduch sa vedie prívodom 10 do horizontálnych kanálov 13 a prúdi kl’u kato nahor, pričom přijímá teplo od trubiek 14 a predohria ty vzduch sa vedie výstupom £ do hořákového vletu 2 sklářské j taviacej pece j_ . Vo vrchnej vysokotepelnej časti 6 neprichádzajú spaliny do styku s objímkovými spojkami 17«The flue gas flows through the exhaust 2 into the inlets 8, is directed by the sleeves 20 into the vertical ducts 12 and heats the pipes 14, first in the upper high-temperature part 2, then the flue gases which have transferred a substantial part of their heat flow to the chimney 11. The combustion air is fed through the inlet 10 to the horizontal channels 13 and flows upwardly, receiving heat from the pipes 14 and preheating the air through the outlet 6 to the burner port 2 of the glass melting furnace. In the upper high-temperature part 6 the flue gases do not come into contact with the sleeve couplings 17 «.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

Ceramic recuperator, in particular for glass melting furnaces, comprising two groups of media channels between which heat exchange is carried out, wherein the vertical channels for the flow of heat transfer medium have a circular cross-section and consist of rows of coaxially arranged tubes and interconnected horizontal channels for the flow multi-spaced pipe couplings shaped in alternating regions and staggered so as to form gaps for a slippery upward heat flow in the collecting medium, wherein the recuperator consists of an upper high temperature section provided with vertical channel inlets and horizontal channel outlets and a lower low temperature section provided with a heat-receiving medium supply and a heat-transferring medium withdrawal, characterized in that the tubes (14) of the vertical channel (12) in the upper high-temperature part (6) of the recuperator (5) are stacked and form a horizontal sealing joint (28) which is completely surrounded by the inner vertical wall (25) of the sleeve coupling (17) provided with a recess (27) in the upper part, wherein the height of the inner vertical wall (25) of both the sleeve coupling (17) is less up to 6% as two times the occurrence of the shoulder (16) of the pipe (14).