CS232536B1

CS232536B1 - Burner flue gas duct

Info

Publication number: CS232536B1
Application number: CS835029A
Authority: CS
Inventors: Miroslav Berka
Original assignee: Miroslav Berka
Priority date: 1983-07-04
Filing date: 1983-07-04
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS502983A1

Abstract

Vynález se týká spalinového kanálu hořáku, které je vhodné zejména pro hořáky vysokorychlostní. Podstata vynálezu spočívá v tom, že těleso spalinového kanálu je vytvořeno z ochranného obalu ve tvaru válce, jehož výduska je opatřena dutinou kuželovitého tvaru, do níž vsazený hořákový kámen je sestavený z tvarovaného dílu, jímž je vymezený spalovací prostor, a z mezi- vložky, prstencovitého tvaru, k níž přiléhá těsnicí vložka z vláknitého keramického materiálu, která má rovněž prstencovitý tvar a je přivrácená k hořákovému ústí.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flue gas passageway which is particularly suitable for high speed burners. The essence of the invention is that the flue gas duct is formed from a cylindrical protective casing, the aperture of which is provided with a conical cavity, into which the burner stone is assembled from a shaped part by which the combustion chamber is defined, and from the intermediate, annular a shape to which a sealing insert of fibrous ceramic material abuts, which also has an annular shape and faces the burner orifice.

Description

Vynález se týká tělesa spalinového hořáku, jehož vnitřní prostor, v němž dochází ke spalování, má kuželovitý tvar a je vymezený tělesem, provedeným ž keramického materiálu a vsazeným do vyzdívky pecní stěny, k níž je připevněn hořák.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a flue gas burner body, the internal space of which is incinerated is conical in shape and is delimited by a body made of ceramic material and inserted in the furnace wall lining to which the burner is attached.

Spalinov.é kanály hořáků jsou různě tvarovány proto, aby jimi byl usměrněn tok spalin, aby byl vytvořen prostor pro dokonalé smíšení plynu se vzduchem a následné spálení směsi. Je rovněž možnéj že v prostoru spelinového kanálu dochází ke spálení směsi plynu se vzduchem a k usměrnění výtoku spálené směsi.The combustion channels of the burners are differently shaped to direct the flue gas flow, to provide space for perfect mixing of the gas with air and subsequent combustion of the mixture. It is also possible that the gas-air mixture is burnt in the space of the flue gas channel and the discharge of the burnt mixture is regulated.

Tato tělesa spalinových kanálů jsou na provedení nejnáročnější, nebot kromě vysoké teploty vzniká ve spalovacím prostoru kanálu také značný přetlak ve vytvořené spalovací komoře a v místě umístění kanálu dochází k poškození vyzdívky tělesa spelinového kanálu vlivem abraze od rychle proudících spalin.These flue channel bodies are the most demanding in design, since besides the high temperature, there is a considerable overpressure in the combustion chamber of the flue gas chamber and the lining of the flue channel body is damaged by abrasion from fast flowing flue gas.

Těleso spalinového kanálu musí být proto provedeno z velmi kvalitního materiálu, zejména z vysokorychlostních hořáků pracujících systémem zapnuto - vypnuto, kde se neustále střídají teplotní i tlakové poměry, nebol při zapnutém hořáku dochází ke spalováni plynové směsi, a tím k vývinu vysoké teploty a tlaku.The body of the flue gas duct must therefore be made of high-quality material, especially high-speed burners operating on-off, where the temperature and pressure conditions are constantly alternating, when the burner is switched on, the gas mixture burns and high temperature and pressure develop.

Při vypnutém hořáku naopak hoření přestává a spalinový kanál hořáku se ochlazuje a ustává tlakové namáhání stěn spalinového kanálu. Může dojít i k jeho prudkému ochlazením jestliže je jím přes hořák vpouštěn do pecního prostoru ochlazovací vzduch. Střídání tepelných a tlakových poměrů působí nepříznivě na materál, ze kterého je těleso spalinového kanálu hořáku zhotoveno, vzniká nebezpečí jeho poškození, dochází k jeho znehodnocení a k nutnosti výměny.On the other hand, when the burner is switched off, the combustion stops and the burner flue channel cools down and the compressive stress of the flue gas channel walls ceases. It can also be quenched by cooling air through the burner through the burner. The alternation of heat and pressure conditions has an adverse effect on the material from which the flue gas duct body of the burner is made, there is a risk of damage, its deterioration and the necessity of replacement.

Vzhledem k tomu, že ta část spalinového kanálu, kde dochází ke spalování plynové směsi, je různě tvarována, zpravidla tak, že je zmenšen výstupní otvor kvůli dosažení potřebné rychlosti vytékajících spalin, je oprava poškozeného tělesa spalinového kanálu neproveditelná a musí dojít k jeho výměně. Výměna je velmi náročná a zpravidla při ní dochází k poškození okolní vyzdívky, at je těleso spalinového kanálu osazeno přímo do vyzdívky, pece nebo do kovového pouzdra. Při poškození vjzdívky v případě použití tělesa spalinového kanálu v kovovém pouzdře dochází k deformaci pouzdra a při vyjímání se okolní vyzdívka poěkozuje.Since the part of the flue gas channel where the gas mixture is combusted is differently shaped, generally so that the outlet opening is reduced in order to achieve the required flue gas flow rate, repairing the damaged flue gas channel body is impracticable and must be replaced. Replacement is very difficult and usually damages the surrounding lining, whether the flue channel body is fitted directly into the lining, furnace or metal housing. Damage to the liner when the flue channel body is used in a metal casing causes the casing to deform and the surrounding lining is damaged when removed.

Kromě toho, jestliže dojde k vytvoření trhliny *v tělese spalinového kanálu, dochází k výronu žhavých spalin na kovové opláštění a k následnému úplnému nebo částečnému zničení tělesa spalinového kanálu, takže je dále nepoužitelný. Výron žhavých spalin směrem k plášti pece pak znamená postupné znehodnocování okolní vyzdívky, která není dimenzována pro tak vysokou teplotu, zejména v části izolační, až dojde k částečné havárii vyzdívky a často i pláště v okolí defektu. Podle charakteru defektu může dojít k havárii ve velmi krátké době, a je-li poškození v okolí kovového ústí hořáku, dochází i ke znehodnocení hořáku, takže je nutno provést výměnu bu3 celého, nebo části hořáku.In addition, if a crack is formed in the flue gas duct body, the hot flue gas emits to the metal sheathing and subsequently completely or partially destroyed the flue gas duct body, so that it is no longer usable. The discharge of the hot flue gas towards the furnace shell then means the gradual degradation of the surrounding lining, which is not designed for such a high temperature, especially in the insulating part, until the lining and often the jacket around the defect occur. Depending on the nature of the defect, the accident may occur in a very short time, and if the damage is around the metal orifice of the burner, the burner will be degraded, so it is necessary to replace either all or part of the burner.

Vzhledem k vysoké teplotě ve spalovacím prostoru spalinového kanálu musí být hmota tělesa spalinového kanálu značná a jeho výměna je nákladná a nesnadná.Due to the high temperature in the combustion chamber of the flue gas duct, the mass of the flue gas duct body must be large and expensive to replace.

Tyto nevýhody z velké části odstraňuje těleso spalinového kanálu hořáku podle vynálezu jehož vnitřttí prostor, v němž dochází ke spalování, má kuželovitý tvar a je vymezený tělesem, provedeným z keramického materiálu a vsazeným do vyzdívky pecní stěny, k níž je připevněn hořák. Podstata vynálezu spočívá v tom, že těleso spalinového kanálu je vytvořeno z ochranného obalu ve tvaru válce, jehož výduska je opatřena dutinou kuželovitého tvaru, do níž vsazený hořákový kámen je sestavený z tvarovaného dílu, jímž je vymezený spelovací prostor, a z mezivložky prstencovitého tvaru, k níž přiléhá těsnicí vložka z vláknitého keramického materiálu, která má rovněž prstencovitý tvar a je přivrácená k hořákovému ústíThese drawbacks are largely overcome by the burner channel body of the burner of the invention, the interior of which is incinerated, conical in shape and delimited by a body made of ceramic material and embedded in the furnace wall lining to which the burner is attached. SUMMARY OF THE INVENTION The flue gas duct body is formed from a cylindrical protective sleeve, the lining of which is provided with a cone-shaped cavity, in which the burner stone is formed of a shaped part defining the combustion chamber and an annular intermediate liner. a sealing insert of fibrous ceramic material, which also has an annular shape and faces the burner mouth, adjoins

232 536232 536

Výhoda spalinového kanálu podle vynálezu spočívá v tom, že jednotlivé díly, z nichž je složeno těleso spalinového kanálu, jsou konstruovány tak, že je možno je připravit pro montáž jako hotové díly, nebo je možno je zhotovit přímo na místě montáže podle toho, z jakého jsou materiálu a co je z hlediska technologie montáže výhodnější.The advantage of the flue gas duct according to the invention is that the individual parts of which the flue gas duct body is composed are designed so that they can be prepared for assembly as finished parts or can be made directly at the assembly site, depending on which they are material and what is advantageous in terms of assembly technology.

Vlastní montáž tělesa spalinového kanálu se provádí tak, že do dutiny ve výdusee ochranného obalu jsou postupně vsazovány a zatmeleny díly hořákového kamene, a to tvarovaný díl, který vymezuje spalovací prostor, mezivložke a těsnicí vložka. Montáž jednotlivách dílů může být prováděna směrem od hořáku k pracovnímu prostoru pece nebo opačně.The assembly of the flue gas duct body is carried out in such a way that the burner stone parts are gradually inserted and sealed into the cavity in the outlet of the protective cover, namely a shaped part which defines the combustion space, intermediate liner and sealing insert. The assembly of the individual parts can be carried out from the burner to the furnace working space or vice versa.

Takto provedené těleso spalinového kanálu je vhodné zejména tehdy, jsou-li na peci použity vysokorychlostní hořáky.The flue channel body thus designed is particularly suitable when high-speed burners are used in the furnace.

Kuželovitý tvar dutiny ve výdusee ochranného obalu umožňuje lepší utěsnění hořákového kamene, těsnicí vložky i ochranného obalu.The conical shape of the cavity in the outlet of the protective sleeve allows for better sealing of the burner stone, gasket and protective sleeve.

Další výhoda tělesa spalinového kanálu podle vynálezu spočívá v tom, že jeho provedením dochází k úspoře ušlechtilého materiálu tělesa spalinového kanálu, nebol je z něho proti původnímu provedení zhotoven pouze tvarovaný díl, jímž je vymezený spalovací prostor a mezivložka prstencovitého tvaru. Na tento materiál jsou kladeny vysoké nároky, vyplývající z toho, že dochází k extrémnímu tepelnému zatížení materiálu, které je způsobené vysokou teplotou, která vzniká při hoření paliva. Stěny spalinového kanálu jsou vystaveny vysokému tlaku, působení spalin vytékajícím vysokou výtokovou rychlostí a častému střídání teplot od maxima k minimu.A further advantage of the flue gas duct body according to the invention is that it results in the saving of the noble material of the flue gas duct body, since it is not only a shaped part, which is a defined combustion space and an annular-shaped intermediate liner. This material is subject to high demands resulting from the extreme heat load of the material, which is caused by the high temperature produced by the fuel combustion. The walls of the flue gas channel are subjected to high pressure, flue gas flowing out at a high discharge rate and frequent temperature variations from maximum to minimum.

Ochranný obal zajišťuje, že při poškození hořákového kamene nedojde k výronu spalin do vyzdívky pece. Na kvalitu materiálu ochranného obalu nejsou proto kladeny tak značné nároky, protože není vystaven namáhání tlakem spalin a střídáním teplot.The protective cover ensures that if the burner stone is damaged, the flue gas does not escape into the furnace lining. Therefore, the quality of the protective packaging material is not so high as it is not subjected to the stresses of the flue gas and temperature variations.

Kromě toho plní ochranný obal i funkci izolační.In addition, the protective cover also has an insulating function.

Těsnicí vložka je zpravidla provedena z vláknitých keramických materiálů, u kterých se využívá jejich vlastností jako stlačitelnost, tvarová stálost při vysokých teplotách, těsnicí účinek. Těsnicí vložka zabraňuje úniku spalin na plášl pece, nebol její objem má snahu se rozpínat v důsledku relaxačních vlastností vláken při vypálení organického pojivá a prostor, ve kterém je s předpětím namontována, tak dokonale utěsní.The sealing insert is generally made of fibrous ceramic materials, in which its properties such as compressibility, shape stability at high temperatures and sealing effect are utilized. The gasket prevents the flue gas from leaking into the furnace casing, since its volume tends to expand due to the relaxation properties of the fibers when the organic binder is fired and thus seals the space in which it is preloaded perfectly.

Mezivložka a těsnicí vložka jsou provedeny jako celistvá tvarovka prstencovitého tvaru, vyrobená s výho-ou z vakuově tvářených keramických vláken.The intermediate liner and the gasket are designed as an integral annular fitting made preferably of vacuum-formed ceramic fibers.

Toto provedení je vhodné, jsou-li na peci použity jiné typy hořáků než hořáky s vysokou výtokovou rychlostí spalin.This embodiment is suitable when other types of burners are used on the furnace than burners with a high flue gas discharge rate.

Těleso spalinového kanálu podle vynálezu je znázorněno ns obr. 1 až 3.The flue channel body according to the invention is shown in FIGS. 1 to 3.

Na obr. 1 je podélný řez tělesem spalinového kanálu, jehož hořákovým kamenem je vymezen prostor spalovací komory, která mé tvar komolého kužele a je opatřena výstupním otvorem ve tvaru válce, který má menší průměr, než je průměr spalovací komory.FIG. 1 is a longitudinal cross-sectional view of a flue gas duct body with a burner stone delimiting a combustion chamber space having a frustoconical shape and having a cylindrical outlet having a smaller diameter than the combustion chamber diameter.

Na obr. 2 je podélný řez ochranným obalem spalinového kanálu, jehož výduska je opatřena dutinou kuželovitého tvaru.Fig. 2 is a longitudinal cross-sectional view of a protective cover of a flue gas duct having a lumen having a conical shape.

Na obr. 3 je podélný řez tělesem spalinového kanálu, jehož spalovací prostor, vymezený hořákovým kamenem, je kuželově otevřený.FIG. 3 is a longitudinal cross-sectional view of the flue gas duct body, the combustion chamber of which is delimited by the burner stone and is conically open.

Ve vyzdívce X pecní stěny je uspořádáno těleso 2_ spalinového kanálu. Těleso χ spelinového kanálu je vytvořeno z ochranného obalu X ve tvaru válce, jehož výduska £ je opatřena dutinou χ kuželovitého tvaru. Do dutiny X je vsazený hořákový kámen 6_. Hořákový kámen χ je sestavený z tvarovaného dílu χ, kterým je vymezený spalovací prostor χ.A flue channel body 2 is arranged in the furnace wall lining X. The body χ of the flue gas channel is formed of a cylindrical protective shell X whose lining 8 is provided with a conical-shaped cavity χ. The burner stone 6 is inserted into the cavity X. The burner stone χ is composed of a shaped part χ, which defines the combustion space χ.

Dalěím dílem hořákového kamene X je mezivložka χ prstencovitého tvaru. K mezivložce X přiléhá těsnicí vložka 1 0. provedená z vláknitého keramického materiálu, která má rovněž prstencovitý tvar a je přivrácená k hořákovému ústí 11 schématicky znázorněného hořáku 12. který je připevněn k pláěti 13 pece. ·Another part of the burner stone X is the interlining χ of an annular shape. Adjacent to the intermediate liner X is a sealing insert 110 made of fibrous ceramic material which is also annular in shape and faces the burner mouth 11 of a schematically illustrated burner 12 which is attached to the furnace sheath 13. ·

Tvarovaným dílem X hořákového kamene X je vymezen spalovací prostor χ spalovací komory XX, která má tvar komolého kužele a je opatřena výstupním otvorem 15 ve tvaru válce, * který má menší průměr, než je průměr spalovací komory 14.The combustion chamber χ of the combustion chamber XX, which has a truncated cone shape and is provided with a cylindrical outlet 15 having a smaller diameter than the diameter of the combustion chamber 14, is defined by the shaped part X of the burner stone X.

V jiném provedení je možné, aby spalovací prostor X, vymezený hořákovým kemenem X, byl kuželově otevřený směrem do pracovního prostoru 16 pece a mezivložka χ a těsnicí vložka 10 byly provedeny jako celistvá tvarovka 17 prstencovitého tvaru, která může být vyrobeno z vakuově tvářených keramických vláken.In another embodiment, it is possible for the combustion space X defined by the burner quartz X to be conically open towards the furnace working space 16 and the intermediate liner χ and the gasket 10 are formed as an integral fitting 17 of annular shape which can be made of vacuum formed ceramic fibers .

Všechny součásti, z nichž je sestaveno těleso 2_ spalinového kanálu, jsou spojeny keramickým tmelem 18.All the components of which the flue channel body 2 is assembled are connected by a ceramic sealant 18.

Claims

Flue gas duct of a burner, the internal combustion chamber of which is conical in shape and is delimited by a body made of ceramic material and inserted into the furnace wall lining to which a burner is attached, characterized in that the flue duct body (2) is formed from a protective sleeve (3) in the form of a cylinder, the lining (4) is provided with a conical-shaped cavity (5), into which the burner stone (6) is inserted consisting of a shaped part (7) defining a combustion space (8) ) and an intermediate ring (9) of annular shape adjoining a sealing insert (10) of fibrous ceramic material which also has an annular shape and faces the burner mouth (11).

Flue gas duct of burners according to claim 1, characterized in that the intermediate liner (9) and the sealing insert (10) are designed as an integral annular fitting (17), preferably made of vacuum-formed ceramic fibers.