CS253316B1 - Rekuperační hořák pro plynná nebo kapalná paliva - Google Patents

Abstract

Řešení se vztahuje na konstrukční uspořádání rekuperačního hořáku. Řeší otázku zvětšení teplosměnné plochy rekuperační části k zvýšení tepelné účinnosti hořáku vyšším stupněm předehřívání spalovacího vzduchu. Problém je řešen tak, že rekuperační hořák má vzduchovou část procházející spalinovým kanálem provedenu z nejméně tří rekuperačních trubek spojujících vzduchové těleso a hořákové ústí, kde rekuperační trubky jsou umístěny vně palivové trubky

Description

Vynález řeší rekuperační hořák pro plynná nebo kapalná paliva sestávající z hořákové desky se Vzduchovým tělesem, z palivové trubky, z hořákového ústí a ze stabilizačního hořáku.

Jedním z nejčastěji užívaných prostředků ke snižování spotřeby paliv u průmyslových pecí je předehřívání spalovacího vzduchu spalinami v rekuperátorech. Je to metoda ekonomizace provozu velmi spolehlivá a také efektivní, protože část tepla spalin odcházejících z pece se v podobě citelného tepla ohřátého vzduchu znovu do pece vrací. Je tedy využita k účelu, pro nějž bylo teplo původně určeno.

Ohřevem spalovacího vzduchu spalinami se zvyšuje tepelná účinnost pecí a to tím více, čím vyšší je teplota předehřátí vzduchu. Ohřev se provádí v rekuperátorech nepřímo přes teplosměnné stěny, kterým se teplo ze spalin na jedné straně odevzdává konvencí a radiací a vzduch si je na druhé straně odebírá konvekcí. Je proto důležité, aby plocha teplosměnných stěn jak na straně spalin, tak i vzduchu byla dostatečně veliká. Rekuperátory se obvykle umistují do pecních kanálů a horký vzduch se rozvádí k jednotlivým hořákům tepelně izolovaným potrubím.

Kromě výhod, o nichž bylo hovořeno, má však takové uspořádání také své nevýhody. Někdy je v okolí pece nedostatek místa k umístěni rekuperátoru, zejména tam, kde se do stávajícího prostoru instaluje nová pec. Rovněž manipulace s ohřátým vzduchem není jednoduchá. Ovládací orgány jsou teplé a způsobují potíže při nastavování. Navíc se část získaného tepla ztrácí přes izolaci do okolí.

Vzhledem k popsaným potížím se samostatnými rekuperátory se začaly v poslední době prosazovat rekuperační hořáky. Jsou to hořáky, které mají každý vlastní rekuperátor, obvykle zabjdovaný ještě v pecní vyzdívce, který je určen právě jen pro spaliny a vzduch, jež hořák sám produkuje a spotřebuje. To je přirozeně velká výhoda z mnoha důvodů. Ohřátý vzduch se spotřebuje přímo v hořáku a odpadají ztráty tepla potrubím. Každý hořák má vlastní automatiku, která ovládá regulaci topného příkonu, takže pece mohou mít velmi citlivou regulaci teploty v pracovním prostoru.

Původní rekuperační hořáky jsou provedeny tak, že jejich rekuperační část a spalinový kanál mají společnou osu. Spaliny z těchto hořáků jsou pak odsávány ejektorem přes přerušovač tahu do odtahového, obvykle neizolovaného potrubí a jím odváděny nad střechu hal. To je sice uspořádání jednoduché, ale má nevýhodu v tom, že nedává možnost využít značný zbytek citelného tepla, který ještě zbývá ve spalinách za rekuperační částí hořáku.

V poslední době se však prosazují rekuperační hořáky křížové, jejichž rekuperační část má osu kolmou na spalinový kanál a spaliny jí procházejí kolmo na proud vzduchu a paliva.

Toto uspořádání má tu výhodu, že hořák lze použít i u peci již existujících, opatřených pecními kanály a komíny, u nichž je možné v dalším zařízení např. spalinovém kotli získat rekuperací nevyužité citelné teplo spalin k ohřevu vody nebo k výrobě páry. Obvyklou konstrukční nevýhodou rekuperačních hořáků je však skutečnost, že mají malou plochu teplosměnné stěny a tedy nízké využití tepla spalin.

' S.

Vynález řeší tento nedostatek konstrukčním uspořádáním rekuperačního hořáku pro plynná něho kapalná paliva, jehož podstata spočívá v tom, žerná vzduchovou část procházející spalinovým kanálem provedenou z nejméně tří rekuperačních trubek spojujících vzduchové těleso a hořákové ústí, kde rekuperační trubky jsou umístěny vně palivové trubky.

Předností rekuperačního hořáku pro plynná nebo kapalná paliva, provedeného podle vynálezu, je možnost jeho použití v nejrůznějších pecích, všude tam, kde může procházet křížem spalinovým kanálem. Jeho výhodou je i snadné přizpůsobení nejrůznějším podmínkám, nebot délku rekuperačních trubek je možné snadno měnit, stejně jako jejich materiál a počet. Vzduchová Část, provedená z rekuperačních trubek, má velkou teplosměnnou plochu a protože tyto rekuperační trubky mohou být navíc uvnitř opatřeny konvekčnírai vložkami, zaručuje rekuperační část hořáku vysoký účinek při výměně tepla mezi spalinami a spalovacím vzduchem. Soustava rekuperačních trubek má své jednotlivé části snadno smontovatelné a tedy i jednoduše vyměnitelné.

Při použiti tohoto rekuperačního hořáku pro velmi vysoké teploty spalin lze jednoduchým způsobem zabudovat do soustavy rekuperačních trubek přívod chladicího vzduchu nebo vody.

Hlavní výhodou uspořádání tohoto hořáku je skutečnost, že umožňuje, aby spaliny, které hořákem projdou a předají zde část svého citelného tepla spalovacímu vzduchu, mohly ve vhodném zařízení odevzdat i ještě použitelný zbytek tepla k dalšímu účelu. Setři tedy hořák podle vynálezu nejen primární energii - paliva - ale umožňuje i využití odpadní energie.

Příklad konstrukčního uspořádání rekuperačního hořáku pro plynná nebo kapalná paliva podle vynálezu je naznačen na přiloženém výkresu. Na obr. 1 je vidět podélný řez hořákem, na obr. 2 příčný řez a na obr. 3 v jiném měřítku je naznačen řez rekuperační trubkou.

Rekuperační hořák pro plynná nebo kapalná paliva sestává z hořákové desky 2 se vzduchovým tělesem 2, z palivové trubky z hořákového ústí 2 ^{a ze} stabilizačního hořáku 10. Spalinovým kanálem 12 prochází soustava rekuperačních trubek 2 spojujících vzduchové těleso 2 a hořákové ústí 2,přid^emz jednotlivé rekuperační trubky 2 jsou umístěny vně palivové trubky 2 a jsou sevřeny přírubami 2· Každá rekuperační trubka 2 je uvnitř opatřena konvekční vložkou 4_.

Hořákem dále prochází palivová trubka 2 ^s přívodem paliva £, která je zakončena v hořákovém ústí 2· Hořák je opatřen stabilizačním hořákem 10 Hořák je připevněn na ocelové konstrukci pece 2 hořákovou deskou 2 ^a í^e do pracovního prostoru pece zaústěn spalovacím kanálem 11. Celé zařízení je doplněno palivovou klapkou 13.

Rekuperační hořák pro plynná nebo kapalná paliva, vytvořený podle vynálezu, pracuje takto:

Současně s otevřením přívodu plynu a vzduchu do hořáku se otevírá také spalinová klapka 13. Směs plynu a vzduchu je zapálena stabilizačním hořákem 10 a prochází spalovacím kanálem 11 do pracovního prostoru pece. Po předání částí tepla odcházejí spaliny s teplotou blízkou teplotě pracovního prostoru spalinovým kanálem 12 do pecního kanálu. Při tom projdou okolo vzduchové části hořáku, provedené ze soustavy rekuperačních trubek 2» kterým předají část svého citelného tepla. Teplo projde stěnou rekuperačních trubek a z jejího vnitřního povrchu se dílem vysálá na konvekční vložky 2 ^a dílem se předá konvekcí přímo spalovacímu vzduchu.

Část tepla předaná konvekčním vložkám 4 odebere z jejich povrchu též spalovací vzduch. Současně se zvyšováním teploty spalin stoupá i teplota spalovacího vzduchu a tím se zvyšuje tepelná účinnost hořáku. Jakmile uzavře automatika přívod paliva a vzduchu do hořáku, zavře se současně spalinová klapka 13 a přeruší se tok spalin okolo rekuperační části hořáku, čímž je hořák chráněn před přehřátím.

Claims (1)

1. Rekuperační hořák pro plynná nebo kapalná paliva sestávající z hořákové desky se vzduchovým tělesem, z palivové trubky, z hořákového ústí a ze stabilizačního hořáku vyznačující se tím, že má vzduchovou část procházející spalinovým kanálem (12) provedenou z nejméně tří rekuperačních trubek (1) spojujících vzduchové těleso (2) a hořákové ústí (3), kde rekuperační trubky (1) jsou umístěny vně palivové trubky (8).

   1 výkres