HU182332B

HU182332B - Method for heating up glass tank furnaces as well as connection arrangement for carrying out the method

Info

Publication number: HU182332B
Application number: HU150881A
Authority: HU
Inventors: Rudolf Szader; Sandor Czina; Lajos Godo
Original assignee: Uevegipari Muevek
Priority date: 1981-05-22
Filing date: 1981-05-22
Publication date: 1983-12-28

Abstract

A találmány tárgya eljárás üvegolvasztó kemencék, különösen kádkemencék felfűtésére, valamint kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására. A találmány szerinti eljárással a feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az üvegolvasztó kemence felfűtését a szükséges hőmérsékletű gáz, vagy olajeleggyel, előnyösen füstgázzal, vagy forró levegővel foganatosítjuk. A találmány szerinti kapcsolási elrendezéssel a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy önmagában ismert olvasztótérrel, üzemi égőkkel, hőhasznosítókkal, váltóberendezésekkel és az üzemi égők befogadására kialakított égőfejekkel, vagy felépítményekkel rendelkező kemencét önmagában ugyancsak ismert, legalább egy füstgázgenerátorral egészítünk ki. A találmány előnye, hogy a felfűtési idő csökken és a felfűtés ideje alatt energiahordozókban megtakarítás érhető el. 182332 -1-The present invention relates to a method for heating glass melting furnaces, in particular tub furnaces, and a switching arrangement for carrying out the process. The process of the present invention solves the task by heating the glass melting furnace with a gas or oil mixture of the required temperature, preferably with flue gas or hot air. With the coupling arrangement according to the invention, the above task is solved by the fact that a furnace with a known melting chamber, operating burners, heat recyclers, switchgear and burners or superstructures designed to accommodate operating burners is also known per se with at least one flue gas generator. An advantage of the invention is that the heating time is reduced and energy savings can be achieved during the heating process. 182332 -1-

Description

A találmány tárgya eljárás űvegolvasztó kemencék, különösen kádkemencék felfűtésére, valamint kapcsolási elrendezés az eljárás foganatosítására.The present invention relates to a process for heating glass melting furnaces, in particular tub furnaces, and to a circuit arrangement for carrying out the process.

Az üvegolvasztó kemencék általában folyamatosan üzemelnek. Üzemelési ciklus-idejüket több tényező, többek között a kemence nagysága, fajlagos olvasztási teljesítmény, az előírt hőmérséklet és a bélés tüzállóanyagának minősége határozza meg. Az üzemelési ciklus, illetve üzemperiódus végén a kemencét le kell hűteni és a szükséges felújítási átépítési munkálatait el kell végezni. Ez általában együtt jár a kemence bélésanyagának teljes, vagy részleges cseréjével.Glass melting furnaces generally operate continuously. Their operating cycle time is determined by several factors, including furnace size, specific melting power, required temperature, and lining refractory quality. At the end of the operating cycle or operating period, the furnace must be cooled down and the necessary renovation work carried out. This usually involves replacing all or part of the furnace liner material.

Felújított, vagy teljesen új építésű kemencéket üzemeltetés előtt megfelelő hőmérsékletre fel kell fűteni.Renovated or completely new furnaces must be preheated to a suitable temperature before operation.

Tekintettel arra, hogy a kemence üzemi hőmérséklete a környezeti hőmérsékletet lényegesen meghaladja, a felfűtés idő-hőmérséklet diagramjának előzetes meghatározása és pontos betartása igen fontos.Given that the furnace operating temperature is well above ambient temperature, it is important to determine and accurately follow the heating time-temperature diagram.

A felfütési előírások kialakításánál tekintettel kell lenni a kemence méretére és konstrukciójára, a hőhasznosítók megoldására, a tűzálló anyagok kiégetési hőmérsékletére, azok fajtájára, minőségére és lágyulási pontjaira, a falazatok vastagságára és egyéb itt fel nem sorolt tényezőkre.When designing the heating requirements, the size and construction of the furnace, the solution of the heat utilizers, the firing temperature of the refractory materials, their type, quality and softening points, the thickness of the masonry and other factors not listed here must be taken into consideration.

Különös gondossággal kell eljárni új és ugyancsak felújított kemencék felfűtésekor és figyelembe kell venni a beépített szilika, vagy egyéb minőségű tűzállóanyagok anyagának hőkiterjedési görbéjét.Particular care should be taken when heating new and also refurbished furnaces, and the heat expansion curve of the material of the in-house silica or other refractories should be taken into account.

A felfütésnél a cél az, hogy az egyes felületelemek hőmérséklete lehetőleg azonos legyen, mert ezzel elérhető, hogy a felmelegítés által kiváltott mechanikai feszültségek az anyagban egyenletesen oszoljanak el, és így az anyag túlzott igénybevétel miatti deformációja, illetve megrepedezése ne következzen be.The purpose of heating is to ensure that the temperature of each surface element is as uniform as possible, thereby ensuring that the mechanical stresses caused by heating are uniformly distributed throughout the material so that the material is not deformed or cracked by excessive stress.

Az ismert felfűtési eljárásoknál a kemence egyenletes felfűtése érdekében külön erre a célra kialakított, úgynevezett temperáló égőket alkalmaznak.Known heating processes employ so-called tempering burners specifically designed for the purpose of uniform heating of the furnace.

Ezen temperáló-felfűtő égők általában gáz, vagy olajtüzeléssel üzemelnek, levegő ellátásuk önbeszívásos, sűrített levegős, vagy ventillátoros.These tempering and heating burners are usually gas or oil fired, self-supply air, compressed air or ventilated.

A lehetőleg egyenletes felfűtés érdekében ezen felfütő égők a felfűtés idejére a kemence igen sok részében be vannak építve. Adott esetben ezek száma a kemence nagyságától és konstrukciójától függően 5—30 darab is lehet.These heating burners are built into many parts of the furnace for the duration of the heating to ensure as uniform heating as possible. Depending on the size and construction of the furnace, the number may vary from 5 to 30 pieces.

Az ilyen nagyszámú felfűtő égő használata sok problémával jár együtt.The use of such a large number of heating burners presents many problems.

Igen nehezen szabályozható a hőmérséklet, mert az egyenletesség érdekében az összes felfűtő égő szabályozása szükséges. Ugyancsak előnytelen, hogy a felfűtő égők lángjai nem egyenletesen érintik a kemence felépítményeket, így az anyagokban ébredő egyenlőtlen feszültségek miatt azok deformálódhatnak és megrepedhetnek.It is very difficult to control the temperature, because all heating burners need to be regulated for the sake of uniformity. It is also disadvantageous that the flames of the heating burners do not uniformly affect the furnace superstructures, which may cause deformation and cracking due to uneven stresses in the materials.

A tűzállóanyagok felfűtése közben vannak olyan kritikus hőmérsékleti zónák, amelyekben a felfűtést lassú, visszafogott temperálással kell biztosítani; ezt az ismert megoldásokkal csak jelentős időveszteség árán lehet elérni. A kemence főboltozatának felfűtése ezen felfűtő égőkkel azzal a további hátránnyal is jár, hogy a felfütő égők lángja és hősugárzása a térbeli közelség miatt elsősorban a boltozat széleit melegíti, adott esetben helyi túlmelegedési és igy a tűzállóanyagokban káros deformációt és letöredezést okoznak.While heating refractories, there are critical temperature zones in which heating must be provided by slow, moderate tempering; this can only be achieved with the known solutions at a considerable loss of time. Heating the main arch of the furnace with these heater burners has the additional disadvantage that the flame and heat radiation of the heater burners mainly due to the proximity of the vault edges, possibly causing local overheating and thus damaging the refractory materials.

Az üzemi égők bekapcsolását közvetlenül megelőzően a felfűtő égők részére igen nagy levegőmennyiséget kell biztosítani a fokozott gáz, vagy olaj beviteléhez az előírt hőmérséklet egyenletes és fokozott eléréséhez a felfűtö égők által.Prior to switching on the operating burners, the heating burners should be provided with a very large amount of air to supply the increased gas or oil to achieve the desired temperature evenly and with the heated burners.

A hőhasznosítók, regenerátorok, vagy rekuperátorok felfűtését ugyancsak ilyen felfűtő égőkkel ajánlatos megoldani, a hirtelen hőlökés kiküszöbölése érdekében. Az ily módon történő felfűtésnél nem biztosítható az, hogy az üzemszerűen alkalmazott váltakozó tüzelés — tűzváltás már a felfűtés kezdetekor kialakuljon, s így az égő-fejek, hőhasznosítók, füstcsatornák hőmérséklete mindig elmarad a kemence felépítmény hőmérsékletétől. Az üzemi melegítésre történő átállással a váltószerkezetek 800 °C körül végrehajtott beindításakor hirtelen hőmérséklet csökkenés, illetve hőlökés lép fel, ez pedig kedvezőtlen befolyást gyakorol a tűzállóanyagokra, és az egész kemence későbbi élettartamára.It is also advisable to heat the heat recovery, regenerator, or recuperator with such heating burners to prevent sudden heat shock. In this way, it is not possible to ensure that the alternating fuel fires used during the heating process are already in place at the start of the heating process, so that the temperature of the burners, heaters and flues is always below the temperature of the furnace superstructure. By switching to operating heating, when the gear units are started at about 800 ° C, there is a sudden drop in temperature or heat shock, which adversely affects the refractories and the subsequent life of the furnace as a whole.

A kemencék hagyományos felfütése a végleges tüzelésre való bekapcsolásig rendkívül időigényes és költséges. Figyelembe véve, hogy a felfűtés során felhasznált energiamennyiségjelentős része a hőveszteséget pótolja, ezen hagyományos felfűtési eljárás rendkívül energiaigényes.Conventional heating of furnaces to final firing is extremely time consuming and costly. Considering that a significant part of the amount of energy used in the heating process compensates for the heat loss, this conventional heating method is extremely energy intensive.

A jelen találmány célja olyan eljárás és elrendezés kialakítása üvegolvasztó kemencék felfűtésére, amellyel a kemencék az eddigi eljárásnál gyorsabban, veszélytelenebbül, olcsóbban és kis energiafelhasználással hozhatók üzemi hőmérsékletre.It is an object of the present invention to provide a method and arrangement for heating glass melting furnaces to bring the furnaces to operating temperature faster, safer, cheaper and with low energy consumption.

A találmány szerinti eljárással és elrendezéssel nagymértékben lecsökkenthető az üvegolvasztó kemencék felfütési ideje, elkerülhető a hőlökések, nagymértékű energiamegtakarítás érhető el, továbbá az üzemi fűtésre történő átállás zökkenőmentes.The process and arrangement of the present invention greatly reduces the heating time of glass melting furnaces, avoids heat shocks, provides significant energy savings, and provides a smooth transition to commercial heating.

A találmány feladata olyan eljárás és elrendezés kialakítása, amellyel biztosítható a kemence hagyományosnál gyorsabb felfütése, a kemence falazatának és egyéb csatlakozó részeinek egyenletes, homogén hőmérséklet-elosztást biztosító felfűtése mellett.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method and arrangement for heating the furnace faster than conventionally, while heating the furnace masonry and other connecting portions with uniform, homogeneous temperature distribution.

A találmány szerinti eljárással a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy az üvegolvasztó kemence felfűtését a szükséges hőmérsékletű gáz, vagy olajeleggyel, előnyösen füstgázzal, illetve forró levegővel foganatosítjuk.The process of the present invention solves the above task by heating the glass melting furnace with a gas or oil mixture of the required temperature, preferably with flue gas or hot air.

A találmány szerinti elrendezéssel a fenti feladatot oly módon oldjuk meg, hogy önmagában ismert, olvasztótérrel, üzemi égőkkel, hőhasznosítókkal, váltóberendezésekkel és az üzemi égők befogadására kialakított, úgynevezett égőfejekkel rendelkező kemencét önmagában ugyancsak ismert, legalább egy füstgázgenerátorral egészítünk ki, amely célszerűen égőfejekben, vagy egyes kemence felépítményekben van elhelyezve.The arrangement according to the invention solves the above task by adding to the known furnace having a melting chamber, operating burners, heat recovery units, switching devices and so-called burners for receiving the operating burners a known or at least one flue gas generator which some furnaces are housed in superstructures.

A találmány szerinti eljárást és elrendezést a mellékelt rajzokon ábrázolt kiviteli példa alapján részletesebben ismertetjük:The process and arrangement of the invention will be described in more detail with reference to an exemplary embodiment shown in the accompanying drawings:

Az 1—2. ábra egy-egy üvegolvasztó kemencét ábrázol felülnézetben, a1-2. Fig. 4A is a plan view of a glass melting furnace, a

3. ábra pedig egy kemence keresztmetszetét ábrázolja a füstgázgenerátorok elhelyezésének feltüntetésével.Figure 3 is a cross-sectional view of a furnace showing the location of the flue gas generators.

Az 1. ábrán látható egy kisméretű kádkemence felfűtéséhez alkalmazott füstgázgenerátor elrendezés, ahol 1 kemence olvasztótér 2 adagolónyílásban elhelyezett 3 füstgázgenerátor, ugyancsak 4 munkakádban elhelyezett 3 füstgázgenerátor, 5 hőhasznosító rekuperátor legalább egy 6 üzemi égő (porlasztó) van elrendezve.Figure 1 illustrates a flue gas generator arrangement used to heat a small bath furnace, wherein the furnace melting space 1 has a flue gas generator 3, also a flue gas generator 3, a heat recovery recuperator 5 located in a working bath 4.

A 2. ábrán látható egy közép, vagy nagyméretű kádkemence felfűtéséhez alkalmazott füstgázgenerátor elrendezés, ahol 1 kemence olvasztótérhez tartozó 7 hőhasznosító 8 falazott égőfej 6 üzemi égőinek (gáz, vagy olaj) nyílásai (porlasztók).Fig. 2 shows a flue gas generator arrangement used for heating a medium or large tub furnace, wherein the openings (gas or oil) of the operating burner 6 (masonry or oil) of the heat recovery brick 8 belonging to the furnace melting chamber 7 are shown.

A 7 hőhasznosító homlokfalában, az égőfejjel szemben 3 füstgázgenerátorok ideiglenesen kerülnek beépítésre. A 9 füstgázcsatomában helyezkednek el a 10 tüzelésváltók.Flue gas generators 3 are temporarily installed in the front wall of the heat recovery unit 7, opposite the burner. In the flue gas duct 9 are located the fuel transducers 10.

A 3. ábrán látható 11 kemencéhez tartozó 7 hőhasznosító és 8 falazott égőfej 6 üzemi égőinek (gáz, vagy olaj) nyílásaiThe openings (gas or oil) of the operating burner 6 of the furnace 11 and the brick burner 8 of Fig. 3

-2182332 (porlasztók). A 7 hőhasznositó homlokfalán az égőfejjel szemben, továbbá a 7 hőhasznosító aljában, valamint a 9 füstgázcsatornában helyezkednek el 3 füstgázgenerátorok a felfűtéshez. Az 1 kemence olvasztóieret felülről 12 boltozat határolja. 5-2182332 (nebulizers). There are flue gas generators 3 for heating on the front wall of the heat exchanger 7 opposite the burner head, in the bottom of the heat exchanger 7 and in the flue gas channel 9. The furnace 1 is surrounded by 12 vaults from above. 5

A 11 kemence felfűtése — ennek nagysága és konstrukciós kiviteltől függően — 3 füstgázgenerátorok üzemeltetésével történik. A 3 füstgázgenerátorból kiáramló füstgázok, illetve forró levegő az 1 kemence olvasztóteret egyenletesen hevíti, ezért a lánggal történő közvetlen melegítésnél létrejövő 10 egyenlőtlen feszültségek nem lépnek fel. A füstgáz egy része az ellenoldali 9 füstgázcsatornákon keresztül távozik, felmelegítve a 7 hőhasznosítókat is.The furnace 11 is heated by the operation of flue gas generators 3, depending on its size and design. The flue gases and hot air discharged from the flue gas generator 3 uniformly heat the furnace melting chamber, so that unequal voltages 10 generated by direct heating with flame do not occur. A part of the flue gas is discharged through the opposite flue gas ducts 9, also heating the heat recyclers 7.

Az előírt hőmérséklet elérésénél az üzemi fűtésnél alkalmazott tüzelésváltást kell eszközölni, a 10 tüzelésváltók működtetésével. A megfelelő hőmérséklet elérésekor be kell indítani a 6 üzemi égőket. A 6 üzemi égők üzemét a korábban beindított tüzelésváltási ciklusba kell beiktatni. A 6 üzemi égők beindítása után a 3 füstgázgenerátor csak a leszivási oldalon üzemelhet. A 6 üzemi égők beüzemelése 20 után a 3 füstgázgenerátorokat a 7 hőhasznosító homlokfalából ki kell szerelni.When the set temperature is reached, the fuel change to the operational heating must be made by operating the fuel converters 10. When the correct temperature is reached, the operating burners 6 must be started. The operation of the operating burners 6 shall be included in the previously started fuel change cycle. After starting the operating burners 6, the flue gas generator 3 can operate only on the suction side. After commissioning of the operating burners 6, the flue gas generators 3 must be dismantled from the heat recovery wall 7.

A felfűtés során a 3 füstgázgenerátorokat célszerű úgy felszerelni, hogy azok a kemencetérben, csatornákban, hőhasznosítók lábánál lévő szabad térben ütközés nélkül üze- 25 meljenek.During heating, the flue gas generators 3 should preferably be installed so that they operate without collision in the furnace space, ducts, and at the foot of heat recovery units.

A találmány szerinti eljárás és elrendezés előnye az üvegolvasztó kemencék felfűtési idejének hozzávetőlegesen 50 százalékos csökkenése, a kemence kádköveinek, falazatának nagymértékben egyenletes 10 °C-on belüli hőfelvétele, homogenitása, a kemence üzemen kívül töltött idejének és így a termelés kiesésnek jelentős csökkentése, valamint az ezzel járó energiamegtakaritás a felfütés ideje alatt.Advantages of the process and arrangement of the invention are a reduction of approximately 50 percent in the heating time of glass melting furnaces, a very uniform heat uptake of the bath stones and masonry within the furnace at 10 ° C, a significant reduction in the furnace idle time and thus a loss of production. the resulting energy savings during heating up.

Claims

Patent claims

A process for heating glass melting furnaces, in particular bath furnaces, characterized in that the heating is effected by means of a gas or an oil tip, preferably a flue gas or hot air, as defined in the heating time temperature diagram, optionally e.g. regenerative system

For 15-inch, cross-fired, or "U" flame-fired furnaces, the fuel changeover is started at the start of heating (about 300 ° C).

Circuit arrangement for carrying out the process as defined in claim 1, for furnaces having a known smelter, operating burners, heat recovery units, switchgear, burners, flue gas generators and superstructures, characterized in that the flue gas generators (3) (7) and connected to the flue gas channel (9), the flue gas generators (3) and the flue gas channel (9) are preferably connected to the superstructure of the heat utilization (7).