CS242148B1

CS242148B1 - Ceramic tube recuperator especially for glass melting furnaces

Info

Publication number: CS242148B1
Application number: CS848653A
Authority: CS
Inventors: Jiri Kaspar; Milan Weidlich
Original assignee: Jiri Kaspar; Milan Weidlich
Priority date: 1984-11-13
Filing date: 1984-11-13
Publication date: 1986-04-17
Also published as: CS865384A1

Abstract

Řešení se týká především oboru vý roby skla, zejména tavení a řeší problém využití tepla spalin k předehřívání spalovacího vzduchu, vedeného do hořáku, v keramickém trubkovém rekuperátoru s horizontálními trubkami pro vedení spalovacího vzduchu a vertikálními kanály pro vedení spalin, které trubky obtékají. Monolitické horizontální trubky (4) jsou uloženy svými konci v obvodovém zdivu (3) rekuperátoru (2) nebo jako samostatné sekce a jsou napojeny na přívodní koiťioru Í9) a výstupní komoru (10) kovovými spojkami (5) s těsněním (6) ze žá ruvzdorných keramických vláken, umístě nými mimo kanály (11) pro vedení spalin a napojenými na dilatační články (7). Vynález lze táž využít i v jiných odvětvích průmysluIn particular, the invention relates to the art roby glass, especially melting and solving the problem utilizing the exhaust gas heat to preheat the combustion the air to the burner, in a ceramic tube recuperator with horizontal pipes for combustion air and vertical channels for flue gas pipes that flow around. Monolithic horizontal tubes (4) \ t they are supported by their ends in the perimeter wall (3) Recuperator (2) or as separate section and are connected to the inlet and a metal outlet chamber (10) couplings (5) with a gasket (6) made of steel of refractory ceramic fibers, positioned outside the flue gas ducts (11) and connected to dilatation elements (7). The invention can also be used in others industries

Description

Vynález se týká keramického trubkového rekuperátoru,zejména pro sklářské taviči pece, sestávajícího z nejméně jedné sekce zahrnující obvodové zdivo a výplň, sestávající z řady horizontálních trubek pro vedení spalovacího vzduchu napojených na přívodní a výstupní komoru, přičemž prostor mezi horizontálními trubkami tvoří členité kanály pro vedení spalin napojené jednak na výstup spalin z taviči pece, jednak na odtah spalin do komína·BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic tubular recuperator, in particular for glass melting furnaces, comprising at least one section comprising peripheral masonry and a filler consisting of a series of horizontal combustion air ducts connected to an inlet and outlet chamber. flue gas connected to the flue gas outlet from the melting furnace and flue gas to the chimney ·

Je známa řada teplosměnných agregátů typu rekuperátoru, sestávajících ze soustavy kanálů, kterými proudí horké spaliny z pece, ohřívají je, a tyto získané teplo předávají spalovacímu vzduchu, který protéká souproudně nebo protiproudně jinými kanály, případně je příčně nebo kombinovaně obtéká. Při jejich konstrukci je třeba řešit četné technické problémy související s jejich životností, zejména s mechanickou pevností, dilatací, těsností, zanášením úlety ze spalin a odolností proti opotřebe ni.A number of heat exchangers of the recuperator type are known, consisting of a set of ducts through which hot flue gases flow from the furnace, heat them, and transfer this heat to combustion air which flows co-current or countercurrent through other ducts or bypasses them crosswise or combined. Their construction requires numerous technical problems related to their service life, especially mechanical strength, dilatation, tightness, flue dust clogging and wear resistance.

Jeden z typů představuje keramický trubkový rekuperétor, používaný ve sklářském průmyslu, popsaný a vyobrazený v autorském osvědčení č. 225 496. Výplň rekuperátoru tvoří vertikální trubky, kterými proudí shora dolů horké spaliny, a horizontální kanály, kterými se vede klikatě zdola nahoru spalovací vzduch. Přepážky mezi horizontálními kanály tvoří objímkové spojky vertikálních trubek se středovým otvorem pro trubky. Objímkové spojky jsou trojího provedeni, přičemž přechodo* vé, β okrouhlými okraji s patkami umožňují v mezerách mezi nimi průchod spalovacího vzduchu z níže položených horizontál nich kanálů do výše položených. Mezi objímkovými spojkami aOne type is a ceramic tubular heat exchanger used in the glass industry, described and illustrated in the author's certificate No. 225 496. The heat exchanger filler consists of vertical pipes through which hot flue gas flows from top to bottom and horizontal channels through which the combustion air flows zigzagging. The bulkheads between the horizontal ducts form the sleeve couplings of the vertical tubes with the central tube opening. The sleeve couplings are of triple design, with the transitional β-round edges with the feet allowing the combustion air to pass from the lower horizontal channels to the higher ones in the gaps between them. Between sleeve couplings and

IAND

242 148 vertikálními trubkami musí být dilatační spáry, které nezarur čují těsnost rekuperátoru a zkondenzované emise ze spalin a úlety kmene se nalepují na vnitřní povrch trubek, zhoršují prostup tepla a je nutno je pracně odstraňovat, jak je popsáno např. v čs. autorském osvědčení č. 191 053.242 148 vertical pipes must be expansion joints that do not block the heat exchanger tightness and condensation emissions from flue gases and trunk flue stick to the inner surface of the pipes, deteriorate heat transfer and must be laboriously removed, as described eg in MS. Certificate No. 191 053.

V DáS 21 30 435 je popsán a vyobrazen rekuperátor zahrnující obvodové zdivo a výplň, která sestává z řady horizontálních trubek pro vedení spalovacího vzduchu, napojených na přívodní, rozdělovači a výstupní komoru napojenou na hořák. Prostor mezi horizontálními trubkami tvoří kanály pro vedení spalin napojené ve vrchní části na výstup spalin z pece a ve spodní části na odtah spalin do komína. Horizontální trubky jsou opatřeny kónickými přírubami s rovnou čelní plochou, kterou trubky k sobě přiléhají a jsou spojeny oemihrannými objímkovými kameny sestávajícími ze dvou polovin. Kameny jsou tvarovány β drážkami a pery, pomocí nichž do sebe zapadají a tvoří diagonální řady, *In US 21 30 435, a recuperator comprising peripheral masonry and a filler is described and consists of a series of horizontal combustion air conduits connected to an inlet, manifold and outlet chamber connected to the burner. The space between the horizontal pipes is formed by flue gas ducts connected in the upper part to the flue gas outlet from the furnace and in the lower part to the flue gas exhaust to the chimney. The horizontal tubes are provided with conical flanges with a flat face, which the tubes are adjacent to each other and are connected by angular socket rings consisting of two halves. Stones are shaped by β grooves and tongues to fit together to form diagonal rows, *

které podpírají trubky, a mezery mezi nimi jsou zaplněny výplňkovými kameny. K obvodovému zdivu pak přiléhají okrajové kameny. Kameny vytvářejí jednotlivé sekce napojené na společný výstup spalin z pece a odtah spalin do komína. Kameny jsou tvarově složité, musí být ve třech odlišných provedeních a členité je i těsnění z keramických vláken mezi trubkami ve spojích, které jsou uvnitř výplně rekuperátoru a jsou tudíž tepelně i mechanicky namáhány.that support the tubes, and the gaps between them are filled with padding stones. Edge stones then adjoin the perimeter walls. The stones form individual sections connected to a common flue gas outlet from the furnace and flue gas exhaust to the chimney. The stones are complicated in shape, they must be in three different designs and the ceramic fiber seal between the tubes in the joints, which are inside the heat exchanger filler and is therefore thermally and mechanically stressed, is also broken.

Uvedené nevýhody se odstraní nebo podstatně omezí u rekupe rétoru v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že monolitické horizontální trubky jsou uloženy svými konci v obvodovém zdivu a jsou napojeny na přívodní komoru a výstup ní komoru monolitními kovovými spojkami umístěnými mimo kanály pro vedení spalin a napojenými na dilatační články.These drawbacks are eliminated or substantially reduced in the rhetorical reassortment of the present invention, wherein the monolithic horizontal tubes are mounted at their ends in peripheral masonry and connected to the inlet chamber and outlet chamber by monolithic metal couplings located outside the conduit ducts. flue gas and connected to expansion cells.

Hlavní výhodou rekuperátoru v provedení podle vynálezu je,že horizontální trubky pro vedení spalovacího vzduchu jsou z jednoho kusu a tudíž odpadá jejich vzájemné spojování, což má příznivý vliv na těsnost rekuperátoru. Připojovací prvky horizontálních trubek jsou jednoho druhu, jednoduché konstrukce a jsou umístěny mimo dosah účinku horkých spalin. Totéž platí i o díla242 148 tačních článcích. Úlet z kmene a zkondenzované emise ^těkavých složek skloviny se usazují na vnějších plochách horizontálních trubic, odkud se snadno odstraňují.The main advantage of the recuperator in the embodiment according to the invention is that the horizontal combustion air ducts are in one piece and thus their connection to one another is eliminated, which has a beneficial effect on the recuperator tightness. Horizontal pipe connecting elements are of one kind, simple construction and are located out of the reach of the hot flue gas effect. The same is true of the works242 148 tation articles. Strain and condensed emission of volatile components of the molten glass deposit on the outer surfaces of the horizontal tubes from where they are easily removed.

Příkladné provedení vynálezu je popsáno dále a schematicky znázorněno na připojeném výkrese, který představuje nárysný řez rekuperátorem s částečným axonometrickým pohledem.An exemplary embodiment of the invention is described below and schematically shown in the accompanying drawing, which is a front sectional view of a recuperator with a partial axonometric view.

Na výstup 1 spalin z tavící pece je připojen keramický trubkový rekuperátor 2 s obvodovým zdivém 3. Výplň rekuperátoru 2 tvoří monolitní horizontální trubky 4 z keramického žárovzdomého materiálu, s výhodou na bázi korundobaddeleyitu, které jsou svými konci uloženy v obvodovém zdivu 2· Monolitní horizontální trubky 4 jsou napojeny pomocí kovových spojek 5 ze žárovzdorné oceli a dilatačních článků 2, které tvoří např. vlnovce, na jedné straně na rozdělovači komoru 8 spalovacího vzduchu, na druhé straně v dolní části na přívodní komoru 9 spalovacího vzduchu a v horní části na výstupní komoru 10 spalovacího vzduchu. Mezi konci monolitních horizontálních trubek £ a spojkami 5 je těsnění 6 např. ze žárovzdomých keramických vláken. Prostor mezi monolitními horizontálními trubkami 4 a obvodovým zdivém 3 tvoří členité kanály 11 pro vedení spalin napojené ve vrchní části na výstup 1 spalin z tavící pece a ve spodní části na odtah 32 spalin do komína. V případě potřeby je možno keramický rekuperátor 2 vytvořit tak, že sestává z více sekcí popsaného provedení, vybavených samostatným obvodovým zdivém 3 a napojených na společný výstup 1 spalin z taviči pece a společný odtah 12 spalin do komína. Na příkladném provedení jsou vedeny spaliny shora dolů, je možné však i provedení s vedením spalin směrem vzhůru. Je možné i provedení bez rozdělovači komory 8, takže spalovací vzduch se vede z přívodní komory 9 do výstupní komory 10 umístěné na protější straněnebo i bez dilatačních článků 7 při malé dilataci.Ceramic tubular recuperator 2 with peripheral masonry 3 is connected to the flue gas outlet 1 of the furnace. 4 are connected by means of metal couplings 5 made of heat-resistant steel and dilatation elements 2, such as bellows, on the one hand on the combustion air distribution chamber 8, on the other hand in the lower part on the combustion air inlet 9 and in the upper part on the outlet chamber 10 combustion air. Between the ends of the monolithic horizontal tubes 6 and the connectors 5 there is a seal 6, for example of refractory ceramic fibers. The space between the monolithic horizontal tubes 4 and the peripheral masonry 3 is formed by rugged flue gas ducts 11 connected in the upper part to the flue gas outlet 1 from the melting furnace and in the lower part to the flue gas outlet 32 to the chimney. If desired, the ceramic recuperator 2 may be formed by a plurality of sections of the described embodiment, equipped with a separate peripheral masonry 3 and connected to a common flue gas outlet 1 from the melting furnace and a common flue gas exhaust 12 to the chimney. In the exemplary embodiment, the flue gas is guided from top to bottom, but it is also possible to design the flue gas in an upward direction. It is also possible to design without a distribution chamber 8, so that the combustion air is led from the inlet chamber 9 to the outlet chamber 10 located on the opposite side or even without the expansion elements 7 with little expansion.

Rekuperátor funguje následovně:The recuperator works as follows:

Horké spaliny z taviči pece proudí výstupem 1 spalin do keramického trubkového rekuperátoru 2 shora dolů a obtékají monolitní horizontální trubky 4 členitými kanály 11'pro vedení spalin a dále odtahem 12 spalin do komína. Přitom zahřívají monolitní horizontální trubky 4» které teplo získané ze spalin předávají spa242 148 lovacímu vzduchu, který v nich proudí z přívodní komory 2 ůo rozdělovači komory 8, kde se proudy obracejí do výstupní komory 10 , odkud ee ohřátý spalovací vzduch vede do neznázorněných hořáků taviči pece, smísí se s palivem a vytvoří hořlavou směs· Usazeniny vzniklé kondenzací těkavých složek skloviny a úletu z kmene na vnějším povrchu monolitních keramických trubek g , zejména ve studenější části rekuperétoru odstraní krátkodobým omezením průtočného množství spalovacího vzduchu· Tlm se zvýši teplota na vnějším povrchu monolitních horizontálních trubek 4, usazeniny se roztaví a stékají na dno keramického trubkového rekuperétoru 2 , nebo do odtahu 12 spalin, odkud se snadno odstraní·The hot flue gases from the melting furnace flow from the flue gas outlet 1 into the ceramic tubular recuperator 2 from top to bottom and bypass the monolithic horizontal tubes 4 through the articulated flue gas ducts 11 ' In doing so, the monolithic horizontal tubes 4 heat the heat obtained from the flue gases to the combustion air 148 flowing therefrom from the inlet chamber 2 to the distribution chamber 8, where the streams are returned to the outlet chamber 10 from where the heated combustion air is fed to the burners (not shown). · Deposits formed by condensation of volatile enamel components and stem debris on the outer surface of monolithic ceramic tubes g, especially in the colder part of the recuperator, are removed by a short-term reduction of the combustion air flow rate. of horizontal pipes 4, the deposits melt and flow down to the bottom of the ceramic tubular recuperator 2, or into the exhaust flue gas 12, from where they are easily removed.

Claims

A ceramic tube recuperator, in particular for glass melting furnaces, consisting of: at least one section comprising peripheral masonry and a filler, consisting of a series of horizontal combustion air ducts connected to the inlet and outlet chambers, the space between the horizontal pipes being articulated flue gas ducts connected both to the flue gas outlet of the melting furnace and to the flue gas outlet in a chimney, characterized by the fact that the monolithic horizontal pipes (4) are placed at their ends in the peripheral masonry (3) and connected to the inlet chamber (9) and the outlet chamber (10) by metal connectors (5) located outside the ducts (11) for flue gas ducts and connected to expansion elements (7)