CS240024B1

CS240024B1 - Glass melting burner regenerative cross flame furnace

Info

Publication number: CS240024B1
Application number: CS846311A
Authority: CS
Inventors: Arnost Grossmann; Ivana Zemanova; Vladimir Bizon
Original assignee: Arnost Grossmann; Ivana Zemanova; Vladimir Bizon
Priority date: 1984-08-21
Filing date: 1984-08-21
Publication date: 1986-02-13
Also published as: CS631184A1

Abstract

Řešení se týká oboru tavení skla. konkrétně problému prostorového uspořádání hořáku regenerativní příčně-plamenné pece. Hořák (1) je určen pro spalování plynného paliva. Hořák (1) sestává ze vzduchového kanálu (4) a vletové části (5) a podvletově umístěnými plynovými tryskami (6). Vzduchový kanál (4) zahrnuje horizontální část (7) a skloněnou část (8), přičemž poměr osové délky (ls) skloněné části (8) k celkové osově délce (lv) vzduchového kanálu (4) je 1/4 až 5/4. Vzhledem k horizontální rovině má skloněná část (8) sklon (-6) iJLenby (9) 18 ° až 28 °, sklon (/5) dna (10) 5 ® až 10 °. Plynové trysky (6) jsou v horizontální rovině nakloněny tak, že jejich osy (12) mají sklon 26 0 až 55 °. Využití hořáku (1) umožňuje snížení spotřeby paliva a omezení koroze žáromateriálu.The solution relates to the field of glass melting. specifically to the problem of spatial arrangement of the burner of a regenerative cross-flame furnace. The burner (1) is intended for combustion of gaseous fuel. The burner (1) consists of an air channel (4) and an inlet part (5) and gas nozzles (6) located under the inlet. The air channel (4) includes a horizontal part (7) and an inclined part (8), wherein the ratio of the axial length (ls) of the inclined part (8) to the total axial length (lv) of the air channel (4) is 1/4 to 5/4. With respect to the horizontal plane, the inclined part (8) has an inclination (-6) of the wall (9) of 18 ° to 28 °, and an inclination (/5) of the bottom (10) of 5 ® to 10 °. The gas nozzles (6) are inclined in the horizontal plane so that their axes (12) have an inclination of 26 0 to 55 °. The use of a burner (1) allows for reduced fuel consumption and reduced corrosion of the refractory material.

Description

Vynález se týká hořáku sklářské regenerativní příčně-plamenné pec.e, určeného pro spalování plynného paliva, který sestává ze vzduchového kanálu, zahrnujícího horizontální část, přechá zející do skloněné části, na kterou navazuje vletová část hořáku s podvletově uspořádanými plynovými tryskami.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a burner of a regenerative cross-flame furnace for the combustion of a gaseous fuel comprising an air passage comprising a horizontal portion extending into an inclined portion followed by an inlet portion of the burner with under-gas-arranged gas nozzles.

Sklářské regenerativní příčně-plamenné pece jsou opatřeny několika páry hořáků, umístěných proti sobě v bočních stěnách taviči části pece. Otápění pece probíhá tak, že funkce hořáků se střídají. Jedním hořákem střídavě po cca 30 minutách je vef den spalovací vzduch s plynem a hořák hoří a dalších cca 30 minut jsou tímtéž hořákem odtahovány spaliny, přičemž hoří protilehlý hořák. Horké spaliny jsou odtahovány do regenerátoru, kde předehřívají vzduch pro spalování. Předehřátý vzduch z regenerátoru je přiváděn do hořáku, kde se mísí s palivem, přiváděným do hořáku tryskami, umístěnými shora, ze stran anebo zes» podu vletu hořáku.The glass regenerative cross-flame furnaces are provided with several pairs of burners located opposite each other in the side walls of the melting portion of the furnace. The furnace is heated in such a way that the burner functions alternate. One burner alternately after about 30 minutes is the combustion air with gas and the burner burns, and for another 30 minutes the flue gas is drawn off with the same burner, while the opposite burner burns. The hot flue gases are drawn into the regenerator where they preheat the air for combustion. The preheated air from the regenerator is supplied to the burner, where it mixes with the fuel supplied to the burner through nozzles located from above, from the sides or from underneath the burner entrance.

Účelem hořáků je dosažení potřebné teploty v taviči části při minimální spotřebě plynného paliva. Funkce hořáku 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, t.j. úhlu působení vzduchového a plynového proudu na hladinu skloviny. ©6 - sklon klenby hořáku má být větší než /3- sklon dna hořáku, a pro rychlost spalin 5, 10 a 15 m/s uvádí Dzjurev (časopis Štěklo i keramika č. 8, 1978, str. 8 10) úhel sklonu hořáku (U +/3)/2 20 ⁰ až 23 °. Mainer (publikace Sklářské pece, SNTL 1975, st#. 153)navrhuje pro regenerativní příčně-plamenné pece, vytrpěné vysoce výhřevným plynnýmThe purpose of the burners 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 gas and air is dependent 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, ie the angle of action of the air and gas stream on the glass surface. © 6 - burner crown inclination should be greater than 3--burner bottom inclination, and for flue gas velocities of 5, 10 and 15 m / s, Dzjurev (Štěklo i ceramics magazine No. 8, 1978, p. 8 10) indicates the burner inclination angle (U + / 3) / 2 20 ⁰ ° to 23 °. Mainer (Glass Furnaces, SNTL 1975, st. 153) proposes for regenerative cross-flame furnaces suffering from high calorific gas

IAND

240 024 palivem, hořák se sklonem osy plynového proudu 10 ⁰ + 4 ⁰ k hladině skloviny. Pro regenerativní pec vytápěnou zemním plynem je popsán hořák (časopis Štěklo i keramika č. 7,' 1980, str. 29 30) se sklonem klenby hořáku 20 ⁰ až 25 °, sklonem dna hořáku 15 ⁰ až 20 ⁰ a sklonem osy podvletově umístěných hořákových trysek 5 ⁰ až 10 °.240024 fuel burner with an inclination axis of the gas stream 10 ⁰ 4 + ⁰ to the surface of enamel. For regenerative furnace heated by gas, it is described a burner (magazine STEKLO and ceramics no. 7, "1980, pp. 29 30) inclined arch torch 20 ^{from 0} to 25 °, the slope of the bottom of the burner 15 ^0-20 ⁰ and the inclination axis underport mounted burner nozzles 50 ⁰ to 10 °.

Je známo i jiné konstrukční řešení hořáku, popsané v sovětském A. 0. 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.There is also known another design of a burner as described in US-A-0 537 038, where a glass burner of a 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 není obvykle dosaženo úplného vyhoření hořlavých složek paliva nebo dochází k vyhořívání plynu na hladině skloviny, eventuelně na povrchu vyzdívky hořáku nebo klenbě těsně za hořákem. Tím se zvětšuje spotřeba plynného paliva, zhoršuje kvalita skloviny a zkracuje životnost pece.In the prior art burners, the complete burn-out of the combustible fuel components is usually not achieved, or the gas burns out on the glass surface, possibly on the surface of the burner lining or the vault 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 nevýhod)'· se odstraní nebo podstatně omezí u hořáku v provedení podle vynálezu. Jeho podstata spočívá v tom, že vzhledem k horizontální rovině má klenba skloněné části vzduchového kanálu hořáku sklon 18 ⁰ až 28 ⁰ a dno skloněné části sklon 3 ⁰ až 10 °. Osy podvletově umístěných plynových trysek mají sklon 26 ⁰ až 35 ° k horizontální rovině. 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 principle consists in that, relative to the horizontal has an arch inclined section of the air duct of the burner inclination of 18 ⁰ to 28 ⁰ and the bottom of the sloping portion 3 inclination ^{from 0} to 10 °. The axes of the under-gas spaced gas nozzles have an inclination of 26 ⁰ to 35 ° 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.

Tímto prostorovým uspořádáním hořáku je zabezpečeno doko-¹nalé promísení paliva, t.j. zemního plynu nebo svítiplynu se spalovacím vzduchem a příznivé proudění plamene a spalin nad . hladinou tavené skloviny, čímž je umožněn co nejlepší přestup tepla do skloviny. Dosáhne se optimálního vyhoření plynu v prostoru nad skiovinou, čímž se sníží spotřeba paliva a odstraní nežádoucí účinky nespáleného plynu na hladině skloviny nebo na vnitřním povrchu vyzdívky sklářské taviči pece.This spatial arrangement of the burner ¹ is secured doko- misfiring mixing of the fuel, i.e. natural gas or coal gas with the combustion air and an advantageous flow over the flame and flue gases. level of the molten glass, thereby allowing the best possible transfer of heat to the glass. Optimum gas burnout is achieved in the space above the ski, thereby reducing fuel consumption and eliminating the undesirable effects of unburned gas on the glass surface or on the inner surface of the lining of the glass melting furnace.

- 3 240 024- 3 240 024

Příkladné provedení hořáku sklářské regenerativní příčněplamenné pece podle vynálezu je popsáno dále a je schematicky znázorněno na připojeném výkresu, představujícím hořák v podélném osovém řezu.An exemplary embodiment of a glass burner of a regenerative cross-fired furnace 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 na dále neznázorněný regenerátor 2 a vyúsťuje do částečně znázorněné taviči části 2 P®ce. Zděný ho-; řák 1 sestává ze vzduchového kanálu 4 a vletové části 2 ⁸ podvletove umístěnými plynovými tryskami 6, Vzduchový kanál j- je tvořen horizontální částí 2, navazující na regenerátor 2, která přechází do skloněné části 8, která vyúsťuje do vletové části 2 hořáku 1. Skloněná Část 8 vzduchového kanálu 4 hořáku 1 je nakloněna směrem ke hladině skloviny. Sklon klenby 2 skloněné části 8 je dán rozmezím 18 ⁰ až 28 °j vzhledem k horizontální rovině. Dno 10 skloněné Části 8 má sklon £ v rozmezí 3 ⁰ až 10 vzhledem k horizontální rovině. Kovové plynové trysky 6, uložené v keramických tvarovkách 11,jsou uspořádány podvletově, t.j. jsou umístěny pod vletovou částí 2 hořáku 1. Plynové trysky 6 jsou nakloněny tak, že jejich osy 12, směřující ke klenbě 13 taviči části k horizontální rovině sklon 2^ 26 ° 35 °.The burner 1 is connected to a regenerator 2 (not shown) and results in a partially illustrated melting part 2 Pce. Masonry ho-; Rak 1 consists of the air passage 4 and the port section 2 underport ⁸ arranged gas nozzles 6, air channel j is formed by a horizontal part 2 adjoining the regenerator 2, which merges into the sloping portion 8 which opens into the port 2 of the burner portion of the first Bowed The portion 8 of the air duct 4 of the burner 1 is inclined towards the glass surface. The slope of the arch 2 inclined portion 8 is set in the range of 18 ⁰ to 28 j ° to the horizontal. The bottom 10 of the sloping part 8 has a slope 6 in the range of ³⁰ to 10 with respect to the horizontal plane. The metal gas nozzles 6, embedded in the ceramic fittings 11, are arranged below the fly, i.e. they are located below the inlet part 2 of the burner 1. The gas nozzles 6 are inclined so that their axes 12 pointing towards the vault 13 33 °.

Celková délka 1_γ vzduchového kanálu 4 hořáku 1 je dána sou čtem osové délky ^horizontální části 7 vzduchového kanálu 4 a osové délky 1 skloněné části 8 vzduchového kanálu 4» tedy 1 = 1. + 1 Vzduchový kanál 4 hořáku 1 podle vynálezu je určen-tak, že poměr osové délky 1 skloněné části S vzduchového kanálu 4 k celkové osové délce 1 vzduchového kanálu 4 j^{e v} poměru 1/4 až 3/4.The total length 1 _{γ of the} air duct 4 of the burner 1 is given by the sum of the axial length 4 of the horizontal part 7 of the air duct 4 and the axis length 1 of the inclined part 8 of the air duct 4. such that the ratio of the axial length of the inclined section S 1 the air channel 4 to the total axial length of the air duct 1 4 j ^EV 1/4 to 3/4.

Hořák funguje následovně.The burner works as follows.

Z regenerátoru 2 proudí předehřátý vzduch vzduchovým kanálem 4 do'vletové části 2 hořáku 1, kde se začíná mísit s plyn ným palivem, např. zemním plynem. Zemní plyn je do vletové části 2 hořáku 1 přiváděn jednou nebo více plynovými tryskami 6.Pre-heated air flows from the regenerator 2 through the air duct 4 to the fly portion 2 of the burner 1 where it begins to mix with the gaseous fuel, e.g., natural gas. Natural gas is supplied to the inlet part 2 of the burner 1 by one or more gas nozzles 6.

U hořáku 1 podle vynálezu potom předehřátý vzduch v ústí vzdu* chového kanálu 4» t.j. v místě přechodu vzduchového kanálu 4 do vletové části 2* úosahuje rychlosti 8 až 12 m/s při 800 °-^C až 1200 Zemní plyn v ústí plynových trysek 6, t.j. v místěn .-4240 024 kde proud plynu opouští plynovou trysku j>, dosahuje rychlosti .30 až 50 m/s. Bezprostředně za vletovou částí £ hořáku _1 potom probíhá intenzivní spalování hořlavých složek zemního plynu, umožněné především dobrým smísením plynu se vzduchem ve vletové části £. navrženým uspořádáním hořáku 1 je zajištěno, že hořlavé složky zemního plynu vyhoří dříve, než opustí prostor pod klenbou 13 tavící části 3, takže do odtahujících hořáků 1, umístěných v protilehlé, boční stěně tavící části £jodchází spaliny, obsahující pouze produkty hoření a nehořlavé 'látky.In the burner 1 according to the invention, the preheated air at the mouth of the air duct 4, i.e. at the point of the passage of the air duct 4 to the port portion 2, reaches a velocity of 8 to 12 m / s at 800 ° C to 1200 6, i.e. at a location of -4240,024 where the gas stream exits the gas nozzle reaches a velocity of 30 to 50 m / s. Immediately downstream of the inlet portion of the burner 1, intense combustion of the combustible components of natural gas is then possible, in particular due to the good mixing of the gas with air in the inlet portion. By the designed arrangement of the burner 1 it is ensured that the combustible components of natural gas burn before they leave the space below the crown 13 of the melting part 3, so that exhaust gases containing only combustion products and non-combustible products are discharged into the withdrawing burners 1. substances.

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 omezen styk hořících složek zemního plynu s žáromateriálem v okolí tAt 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 balance in the enamel and an undesirable coloration of the enamel. The contact of the burning components of natural gas with the refractory material in the vicinity of t is also limited

za vletovou částí 5 hořáku 1 a žáromateriálem klenby 13 tavící části £, takže se snižuje koroze těchto tepelně namáhaných částí pece.downstream of the inlet part 5 of the burner 1 and the refractory material 13 of the melting part 6, so that the corrosion of these thermally stressed parts of the furnace is reduced.

Claims

OBJECT OF THE INVENTION

240 024

A burner of a melting regenerative cross-fired furnace for the combustion of a gaseous fuel comprising an air duct comprising a horizontal portion extending into a sloping portion followed by a burner inlet with an under-gas-arranged gas nozzle, characterized in that: planarly, the dome (9) of the inclined portion (8) of the air duct (4) of the burner (1) has an inclination (λ i) of ⁰ to 28 °, the bottom (10) of the inclined portion (8) of the air duct (4) of the burner (1) slope (/ 3) 3 ^with up to 10 ⁰ to the axis (12) of gas nozzles (6) tend (3 * ·) 26 ⁰ to 35 °, the ratio of the axial length (1) the sloping portion (8) of the air channel (4) the total axial length (l _y ) of the air channel (4) is 1/4 to 3/4.