CS252215B1

CS252215B1 - Annular insert made of refractory material into a flame tube

Info

Publication number: CS252215B1
Application number: CS854181A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Samal; Vaclav Kubicek; Josef Tovarek
Original assignee: Vaclav Samal; Vaclav Kubicek; Josef Tovarek
Priority date: 1985-06-11
Filing date: 1985-06-11
Publication date: 1987-08-13
Also published as: CS418185A1

Abstract

Prstencová vložka ze žáruvzdorného materiálu do plamence plamencožárotrubného kotle otápěného plynovým nebo olejovým hořákem je umístěna svou zadní stranou ve vzdálenosti rovné 0,3 až 0,8 násobku průměru plamence od jeho konce. Délka vložky je rovna 0,4 až 0,5 násobku průměru plamence. Skládá se, bráno ve směru postupu spalin, z válcové, kuželové a další válcové části. Účelem vložky je zkrátit dráhu, na které dohoří spalitelné části paliva tak, aby nebyly tepelně příliš zatěžovány konce žárových trubek na vstupu spalin do prvního tahu a nedocházelo k jejich praskání v důsledku dohořívání paliva, případně difúze vodíku do materiálu.An annular insert made of refractory material for the flame tube of a flame tube boiler heated by a gas or oil burner is placed with its back side at a distance equal to 0.3 to 0.8 times the diameter of the flame tube from its end. The length of the insert is equal to 0.4 to 0.5 times the diameter of the flame tube. It consists, taken in the direction of the flue gas flow, of a cylindrical, conical and other cylindrical part. The purpose of the insert is to shorten the path over which the combustible parts of the fuel burn out so that the ends of the flame tubes at the flue gas inlet to the first draft are not thermally loaded too much and they do not crack due to fuel burnout or hydrogen diffusion into the material.

Description

Vynález se týká prstencové vložky ze žáruvzdorného materiálu do plamence plamencožárotrubného kotle otápěného plynovým nebo olejovým hořákem.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to an annular liner made of a refractory material into a flame tube of a flame tube boiler heated by a gas or oil burner.

Jsou známa provedení prstencových vložek obdélníkového průřezu, umístěných na konci plamence. Tyto vložky slouží jednak k tepelnému zastínění sváru konce plamence, jednak mají též vliv na zlepšení spalování. Dále jsou známy prstencové vložky, které bývaly umístěny za roštovým topeništěm s případně uprostřed umístěnou šroubovou plochou. Toto zařízení mělo způsobit dokonalé promísení plamene tak, aby dohořel na co nejkratší dráze. V místě vložky byly často umístěny dyšny přívodu sekundárního vzduchu.Embodiments of annular inserts of rectangular cross section located at the end of the flame tube are known. These inserts serve both for thermal shielding of the weld end of the flame tube and for improving the combustion. Further, annular inserts are known which have been placed behind the grate furnace with a possibly centrally located helical surface. This device was designed to perfectly mix the flame to burn on the shortest possible distance. The nozzles of the secondary air supply were often located at the insert.

Při krátkém plamenci, respektive při dlouhém plameni v plamenci není schopna prvá popsaná prstencová vložka zkrátit vyhoření paliva natolik, aby nebyly ohroženy konce trubek na začátku prvního tahu kouřových trubek. Prstencové vložky popsané v druhé části jsou konstruovány pro široké plamence s roštovým topeništěm. Jejich středové otvory jsou poměrně malé a je jich umístováno i několik za sebou. Pro hořáky na kapalné nebo plynné palivo nepřichází v úvahu.In the case of a short flame, or a long flame in a flame, the first described annular insert is not able to shorten the fuel burnout enough to endanger the pipe ends at the beginning of the first draft of the smoke pipes. The annular inserts described in the second part are designed for wide flame tubes with a grate furnace. Their central openings are relatively small and are located several consecutive. Not suitable for liquid or gaseous fuel burners.

Popsané nedostatky odstraňuje provedení a umístění prstencové vložky podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z mezikruhové přední strany, dále vnitřního povrchu ve směru postupu spalin který se zkládá z přední válcové plochy, z plochy komolého kužele, zužujícího se do osy plamence a ze zadní válcové plochy, a vložka je ukončena mezikruhovou zadní stranou, přičemž celková délka prstencové vložky je rovna 0,4 až 0,5 násobku vnitřního průměru plamence, délka přední válcové plochy je rovna polovině celkové délky prstencové vložky a její průměr je roven 0,8 až 0,75 násobku vnitřního průměru plamence, výška plochy komolého kužele o vrcholovém úhlu 90° je rovna 0,4 až 0,5 násobku délky přední válcové plochy a vzdálenost mezikruhové zadní strany prstencové vložky od konce plamence je rovna 0,3 až 0,8 násobku průměru plamence.The above-mentioned drawbacks are eliminated by the embodiment and positioning of the annular insert according to the invention, which consists of an annular front side, an internal surface in the direction of the flue gas flow consisting of a front cylindrical surface, a frustoconical surface tapering to the flame axis. from the rear cylindrical surface, and the liner terminates in an annular backside, wherein the total length of the annular insert is 0.4 to 0.5 times the inner diameter of the flame tube, the length of the front cylindrical surface is half the total length of the annular insert and 8 to 0.75 times the inner diameter of the flame tube, the height of the frusto-conical surface with a 90 ° apex angle equal to 0.4 to 0.5 times the length of the front cylindrical surface and the distance of the annular rear side of the ring insert from 0.3 8 times the diameter of the flame tube.

Prstencová vložka, jejíž tvar a umístění v plamenci je provedeno podle vynálezu, rozvíří chladnější část neprohořelých spalin postupujících podél stěn plamence, zvýší jejich teplotu sálavým teplem vložky a promísí je s teplejšími spalinami, postupujícími uvnitř plamence.The annular liner, the shape and position of which is provided in the flame tube according to the invention, swirls the colder part of the non-burnt flue gas passing along the walls of the flame tube, increases their temperature by the radiant heat of the liner.

Tím urychlí jejich proboření, které je při dostatečném přebytku vzduchu ukončeno ještě než spaliny opustí plamenec. Do žárových trubek prvního tahu vstupují již zcela vyhořelé, částečně vychlazené spaliny, takže z důvodu neprohoření paliva již nemůže dojít k popraskání konců trubek vlivem vysoké teploty a případné difúze yodíku do trubkové stěny. V důsledku úplného vyhoření paliva na kratší vzdálenosti je možno též zvýšit výkon stávajících kotlů a při konstrukci nového kotle tato úprava umožňuje zkrátit délku plamence při stejném výkonu.This will accelerate their penetration, which is terminated with sufficient excess air before the flue gas leaves the flame. Completely burnt, partially cooled flue gas enters the first draft heat tubes so that the ends of the tubes cannot be cracked due to the high temperature and the possible diffusion of hydrogen into the tube wall due to the non-combustion of the fuel. Due to the complete burn-out of fuel over shorter distances it is also possible to increase the output of existing boilers and in the construction of a new boiler this modification allows to reduce the length of the flame tube at the same output.

Dále bude popsáno příkladné provedení prstencové vložky podle vynálezu a zobrazeno na obr., který představuje osový svislý řez plamencem s prstencovou vložkou.Next, an exemplary embodiment of an annular insert according to the invention will be described and shown in FIG. Which is an axial vertical section of a flame with an annular insert.

V plamenci 1. je umístěna prstencová vložka 2. Její mezikruhové zadní strana 2 se nalézá ve vzdálenosti L2 od konce 4. plamence 1.· Tato vzdálenost L2 je 0,5 násobkem vnitřního průměru Dl plamence !_· Celková délka L prstecové vložky 2 je 0,5 násobkem vnitřního průměru D plamence JL. Vnitřní povrch prstencové vložky 2 se skládá ze tří částí, které jsou za sebou řazeny ve směru postupu P spalin, jak bude dále uvedeno. Přední válcová plocha 5. má délku K rovnou jedné polovině celkové délky L prstencové vložky 2 a průměr D2, který se rovná 0,8 násobku vnitřního průměru plamence .1. Na přední válcovou plochu _5 navazuje plocha 6 komolého kužele, který má vrcholový úhel Z 90° a výšku A rovnou 0,4 násobku délky K válcové plochy _5. Zbytek vnitřního povrchu prstencové vložky 2 je opět tvořen zadní válcovou plochou 2» navazující na plochu £ komolého kužele. Mezikruhové zadní strana 2 ^a mezikruhové přední strana 2 prstencové vložky 2 jsou kolmé na povrch rovného plamence 1.An annular insert 2 is disposed in the flame tube 1. Its annular back 2 is located at a distance L2 from the end of the flame tube 4. This distance L2 is 0.5 times the inner diameter D1 of the flame tube. 0.5 times the inner diameter D of flame tube JL. The inner surface of the annular insert 2 is comprised of three parts which are aligned one after the other in the direction P of the flue gas as will be described below. The front cylindrical surface 5 has a length K equal to one half of the total length L of the annular insert 2 and a diameter D2 equal to 0.8 times the inner diameter of the flame tube. The front cylindrical surface 5 is followed by a truncated cone surface 6 having an apex angle Z of 90 ° and a height A equal to 0.4 times the length K of the cylindrical surface 5. The remainder of the inner surface of the annular insert 2 is again formed by the rear cylindrical surface 2, which adjoins the frustoconical surface. The annular rear side 2 ^{and the} annular front side 2 of the annular insert 2 are perpendicular to the surface of the straight flame 1.

Za provozu hoří na začátku plamence 2 ^za ústím neznázorněného hořáku jím přiváděné palivo. Část plamene, resp. spalin na jeho obvodu přichází do styku se stěnou plamence 2 a stykem s jeho stěnou se ochlazuje a snižuje se jeho oxidační schopnost. Vnitřní část plamene je teplejší. Chladnější část plamene na své cestě narazí na kolmou mezikruhovou přední stranu 2 prstencové vložky 2, rozvíří se a ohřívá se od přední válcové plochy 5 prstencové vložky 2. Průchodem plochou 2 komolého kužele mění vnější vrstva plamenu, resp. spalin směr a za víření se mísí s ostatní částí plamene, resp. spalin, přičemž v prostoru otvoru vložky a těsně za ním palivo při expansi dokonaleji vyhoří, takže již nedohořívá na vstupu do trubek následného prvního tahu žárových trubek.In operation, the fuel supplied by it at the beginning of the flame tube 2 ^{behind the} mouth of the burner (not shown) burns. Part of the flame, respectively. The flue gas at its periphery comes into contact with the wall of the flame tube 2 and, by contact with its wall, cools down and reduces its oxidizing ability. The inner part of the flame is warmer. The colder part of the flame on its way encounters the perpendicular annular front side 2 of the annular insert 2, swirls and heats from the front cylindrical surface 5 of the annular insert 2. flue gas direction and whirling mix with other parts of the flame, respectively. in the space of the insert opening and just behind it, the fuel burns better during expansion, so that it no longer burns at the inlet to the tubes of the subsequent first thrust of the hot tubes.

Claims

An annular liner of a refractory material for a gas or oil burner flame-tube boiler flame tube, the outer wall of which is adjacent to the flame wall, characterized in that it consists of an annular front side (8), an internal surface in the flue gas flow direction surface (5), truncated cone surface (6) tapering to the axis of the flame tube (1) and rear cylindrical surface (7), and the insert is terminated by an annular rear side (3), the total length (L) of the annular insert being equal to 0.4 to 0.5 times the inner diameter (D1) of the flame tube (1), the length (K) of the front cylindrical surface (5) is equal to half the total length (L) of the annular insert (2) and its diameter (D2) 0.8 to 0.75 times the inner diameter (D1) of the flame tube (1), the height (A) of the frusto-conical surface (6) with a 90 ° apex angle (Z) of 0.4 to 0.5 times the length (K) the front cylindrical surfaces (5) and yields The laziness (L2) of the annular rear side (3) of the annular insert (2) from the end (4) of the flame tube (1) is equal to 0.3 to 0.8 times the diameter (D1) of the flame tube (1).