SU765217A1

SU765217A1 - Method and device for heating the directly heated glass-smelting furnace

Info

Publication number: SU765217A1
Application number: SU782637531A
Authority: SU
Inventors: Игорь Всеволодович Кутасевич; Михаил Абрамович Фельдман; Александр Иванович Тюрин; Валентин Юрьевич Резник; Юрий Иванович Колесов; Борис Семенович Сорока; Николай Васильевич Киселев
Original assignee: Производственное Объединение Техэнергохимпром; Институт высоких температур АН СССР
Priority date: 1978-07-04
Filing date: 1978-07-04
Publication date: 1980-09-23

Description

1one

Изобретение относитс к промышленности строительных материалов и, в частности к технологии по производству стекла.сThe invention relates to the building materials industry and, in particular, to the technology for the production of glass.

Известен способ и устройство дл отоплени стекловаренной печи, включающий горелку с раздельной подачей топлива и окислител и последующим их перемешиванием, причем горелка днаклонена к горизонтали под углом 5-10 1.A known method and apparatus for heating a glass melting furnace, comprising a burner with a separate supply of fuel and oxidant and their subsequent mixing, the burner tilting towards the horizontal at an angle of 5-10 1.

Недостатком этого способа и устройства вл етс инстенсивное перемешивание топлива и окислител , сии- 5 жающее излучательную способность факела , в результате чего уменьшаетс тепловой поток к стекломассе, увеличиваетс расход топлива и снижаетс производительность печи.20The disadvantage of this method and device is the intensive mixing of fuel and oxidizer, which shines the emissivity of the flare, as a result of which the heat flux to the glass melt decreases, the fuel consumption increases and the furnace productivity decreases

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к ивобретениго вл етс способ отоплени стекловаренной печи пр мого нагрева , включающий раздельную подачу в 25 горелку газообразного топлива и окислител , закрутку окислител , перемешивание газообразного топлива и окислител и подачу факела на стекло .массу .2} ,The closest to the technical essence and the achieved result of the invention is a method of heating a direct-heating glass melting furnace, including a separate supply of a gaseous fuel and an oxidizer to a 25 burner, an oxidizer spinning, mixing of the gaseous fuel and an oxidizer, and a flare supply to the glass .2}

Устройство дл осуществлени известного способа включает горелки, кажда из которых снабжена соосно расположенными каналами дл подачи газообразного топлива, и окислител и огнеупорную фурму t lОднако указанный способ и устройство дл его осуществлени имеют низкую излучательную способность факела вследствие хорошего перемешивани компонентов горени и воспламенени их в фурме. В результате этого уменьшаетс тепловой поток к стекломассе , увеличиваетс расход топлива и уменьшаетс производительность печи.A device for carrying out a known method includes burners, each of which is provided with coaxially arranged channels for supplying gaseous fuel, and an oxidizer and a refractory tuyere. However, this method and device for its implementation have a low emissivity of the plume due to the good mixing of the combustion components and their ignition in the tuyere. As a result, the heat flow to the glass melt decreases, the fuel consumption increases and the furnace productivity decreases.

Цель изобретени - уменьшение расхода топлива и повышение производительности печи за счет повышени излучательной способности факела.The purpose of the invention is to reduce fuel consumption and increase furnace productivity by increasing the emissivity of the flame.

Это достигаетс тем, что в известном способе отоплени стекловаренной печи пр мого нагрева, включающем раздельную подачу в горелку газообразного топлива и нагретого окислител , закрутку окислител , перемешивание газообразного топлива с окислителем : и подачу факела на стекломассу, окислитель подают с температурой 500-800 С |при соотношении плотностей потоковThis is achieved by the fact that in a known method of heating a direct-heating glass-making furnace, which includes a separate supply of gaseous fuel and heated oxidant to the burner, oxidant spinning, mixing of gaseous fuel with oxidizer: and supplying the flame to the glass melt, the oxidizer is fed with a temperature of 500-800 ° C | with a ratio of flow densities

импульсов окислител и газообразного топлива от 0,2 до 3,0.pulses of oxidizer and gaseous fuel from 0.2 to 3.0.

Такой способ может быть осуществлен устройством новой конструкции, котора включает рекуператор, горелки , кажда из которых снабжена соосно расположенными каналами дл подачи газообразного топлива и окислител , и. огнеупорную фурму, причем последн выполнена с отношением входного и выходного диаметров от 0,3 до 0,4 и отношением входного диаметра и длины фурмы от 0,15 до 0,3.Such a method can be carried out by a device of a new design, which includes a heat exchanger, burners, each of which is equipped with coaxially arranged channels for supplying gaseous fuel and an oxidizer, and. refractory tuyere, the latter is made with the ratio of the input and output diameters from 0.3 to 0.4 and the ratio of the input diameter and the length of the tuyere from 0.15 to 0.3.

В предложенном способе подача окислител с температурой 500-800-с обусловлена тем, что при температуре ниже 500°С газообразное топливо в горелке и фурме нагреваетс до температуры , не достаточной дл эффективного термического разложени углеводородов газообразного топлива, что йриводит к уменьшению излучательной способности факела. С другой стороны нагрев окислител выше температуры нецелесообразен по экономичесцнм . соображени м (в св зи с дефицито и высокой стоимостью высоколегированной стали, примен емой дл изготовлени рекуператора). Кроме того, нагрев окислител выше 800°С вызывает интенсивное сажеобразование в процессе термического разложени газообразного топлива. Это приводит к снижению эффективности сжигани топлива вследствие трудностей , св занных с дожиганием сажи.In the proposed method, the supply of the oxidant with a temperature of 500-800 ° C is due to the fact that at a temperature below 500 ° C the gaseous fuel in the burner and tuyere is heated to a temperature not sufficient for efficient thermal decomposition of hydrocarbons to gaseous fuel, which does not reduce the flare emissivity. On the other hand, the heating of the oxidizing agent above the temperature is impractical for economic reasons. considerations (due to the shortage and high cost of the high-alloy steel used to make the heat exchanger). In addition, heating the oxidant above 800 ° C causes intense soot formation during the thermal decomposition of the gaseous fuel. This leads to a decrease in fuel combustion efficiency due to the difficulties associated with the afterburning of soot.

В соответствии с предложенным способом отношение плотностей потоков импульсов окислител и газообразного топлива -f°.f.. находитс In accordance with the proposed method, the ratio of the densities of the pulses of oxidizer and gaseous fuel -f ° .f .. is

в пределах от 0,2 до 3,0, где РО, WQ, TO - соответственно плот ность, скорость и температура окислител ;in the range from 0.2 to 3.0, where PO, WQ, TO are the density, velocity, and temperature of the oxidant, respectively;

Wo Wt + We,, где W - тангенциальна составл юща Wo Wt + We ,, where W is tangential component

скорости окислител ; УС, - осева составл юща скорости окислител ;oxidant rates; US is the axial component of the rate of oxidizer;

Р|. 1, TIJ -соответственно плотность, скорость и температура газообразного топлива. Проведенные исследовани на печи пр мого нагрева одностадийного способа производства стекловолокна Гусевского завода стекловолокна и огневом стенде в Институте газа АН УССР показали, что максимальный тепловой поток от факела к стекломассе имеет место, когда отношение плотностей потоков импульсов окислител и газообразного топлива находитс в пределах от 0,2 до 3,0.R |. 1, TIJ - respectively, the density, speed and temperature of the gaseous fuel. Studies on the direct heating furnace of the single-stage method of fiberglass production at the Gusevsky fiberglass plant and the firing stand at the Institute of Gas of the Academy of Sciences of the Ukrainian SSR showed that the maximum heat flux from the torch to the glass melt occurs when the ratio of the densities of fluxes of oxidant pulses and gaseous fuels is from 0 to 2 to 3.0.

В предложенном способе окислител получает закрутку, причем параметр крутки (п k )о ) находитс в пределах от 0,4 до 1,5.In the proposed method, the oxidant receives a twist, and the twist parameter (nk) o) is in the range of 0.4 to 1.5.

способ по сн етс схемой, представленной на чертеже.The method is explained in the diagram shown in the drawing.

Горелка 1 снабжена соосно расположенными каналами 2 и 3 дл подачи нагреваемого в рекуператоре 4 окисJ лител и газообразного топлива. Горелка снабжена огнеупорной фурмой 5, установленной в боковой стене печи пр мого нагрева 6 под углом 8 к горизонтали .The burner 1 is equipped with coaxially arranged channels 2 and 3 for supplying the oxidizer and gaseous fuel heated in the heat exchanger 4. The burner is equipped with a refractory lance 5 installed in the side wall of the direct heating furnace 6 at an angle of 8 to the horizontal.

Устройство работает следующим образом . Предварительно подогретый окислитель поступает в горелку 1 и, проход по каналу 2, получает закрутку . Газообразное топливо, проход по каналу 3, поступает в фурму 5, 5 в которой подвергаетс нагреву, при ,чем вследствие плохого пepeмeшивaни j с окислителем, нагрев сопровождаетс термическим разложением углеводородов газообразного топлива и повышением излучательной способности факела.The device works as follows. The preheated oxidizer enters the burner 1 and, as it passes through channel 2, it receives a twist. The gaseous fuel, the passage through channel 3, enters the lance 5, 5 in which it is heated, while, due to poor mixing of j with an oxidizer, the heating is accompanied by thermal decomposition of the gaseous fuel hydrocarbons and increasing the emissivity of the flare.

В предложенном устройстве дл осуществлени способа отоплени стекловаренной печи пр мого нагрева фурма 5 выполнена с отношением входного d и выходного D диаметров 0,3 0 ,4. Выходной диаметр фурмы на срезе с топочным пространством определ ет геометрические размеры факела. Позтому при уменьшении указанного отноQ шени уменьшаетс степень покрыти факелом зеркала стекломассы, вследствие уменьшени излучающего объема факела.In the proposed device for carrying out the method of heating a glass-melting furnace for direct heating, the tuyere 5 is made with the ratio of the input d and the output D of diameters 0.3 0, 4. The output diameter of the tuyere on the cut with the flue space determines the geometric dimensions of the flame. Therefore, when the specified ratio decreases, the degree of torch coverage of the glass melt decreases due to a decrease in the radiating volume of the plume.

В предложенном устройстве дл осуществлени способа отношение входного диаметра огнеупорной фурмы к ее длине находитс в пределах от 0,15 до 0,3. Применение фурмы с отношением d/S 7 0,3 приводит к-уменьшению скорости окислител (а с ней и газообразного топлива) и соответственно уменьшению количества движени факела , что отрицательно вли ет на процесс выгорани газообразного топлива в печи. Вследствие этого уменьшаетс 5 тепловой поток к стекломассе. При выборе отношени d/2 о, 15 увеличиваютс входна скорость окислител и сопротивление горелки выше допустимого уровн .In the proposed apparatus for carrying out the method, the ratio of the input diameter of the refractory tuyere to its length is in the range of 0.15 to 0.3. The use of a tuyere with a d / S ratio of 0.3 = 0.3 leads to a decrease in the rate of the oxidant (and with it gaseous fuel) and, accordingly, a decrease in the amount of flare movement, which negatively affects the burning of gaseous fuel in the furnace. As a consequence, the heat flux to the glass melt decreases. When choosing the ratio d / 2 o, 15, the input rate of the oxidizer increases and the burner resistance is above the permissible level.

Q примером осуществлени изобретени служат способ и устройство дл отоплени стекловаренной печи пр мого нагрева одностадийного пооизволстпа стекловолокна на Гусевском заводе - стекловолокна. Указанный способ и устройство испытывают при следующих услови х:Q. An exemplary embodiment of the invention is a method and apparatus for heating a glass melting furnace by directly heating a single-stage fiberglass at the Gusevsky Plant - fiberglass. This method and apparatus is tested under the following conditions:

Температура подогрева окислител - 760 СThe heating temperature of the oxidant is 760 С

Отношение плотностейDensity ratio

0 потоков импульсов - 0,312 Параметр крутки - 0,434. Отопление печи осуществл етс с помощью горелок, кажда из которых снабжена соосно расположенными каналами дл подачи окислител и газооб0 streams of pulses - 0.312. Twist parameter - 0.434. The furnace is heated by burners, each of which is provided with coaxially arranged channels for the supply of oxidant and gas

Claims

Claim

1. A method of heating a direct-heating glass melting furnace, comprising separately supplying gaseous fuel and a heated oxidizer to the burner, spinning an oxidizer, mixing gaseous fuel with an oxidizing agent, and supplying a torch to the glass melt, characterized in that, in order to reduce fuel consumption and increase furnace productivity due to To increase the emissivity of the torch, the oxidizing agent is fed at a temperature of 500-800 ° C with a ratio of the pulse flux densities of the oxidizing agent and gaseous fuel from 0.2 to 3.0.

5 2. A device for implementing the method according to claim 1, including a recuperator, burners, each of which is equipped with coaxially located channels for supplying gaseous fuel and an oxidizing agent, and a refractory lance, characterized in that the lance is made with an input and output diameter ratio of 0, 3 to 0.4 and the ratio of the input diameter and the length of the lance from 0.15 to 0.3.