Малогабаритная стекловаренная печь

 

Сущность изобретения: малогабаритная стекловаренная печь содержит стены, свод и дно, образующие бассейн печи с зонами плавления и варки, осветления и гомогенизации, при этом дно в зонах осветления и гомогенизации выполнено с порогом, расположенные в своде горелки и дымовой канал. Свод в зонах плавления и варки расположен выше относительно свода в зонах осветления и гомогенизации на 0,65-0,7 толщины свода, порог выполнен трапецеидальной формы, а длина его составляет 0,3-0,35 длины бассейна печи, высота -0,65-0,7 глубины бассейна в зонах плавления и варки. Под торцевой стенкой выполнен заградительный порог, который расположен от дна печи на расстоянии 0,45-0,5 от глубины бассейна в зонах плавления и варки, дымовой канал отходит от торцевой стенки по оси печи и сводовые горелки расположены по оси печи. 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к печной теплотехнике, в частности к прямоточным печам, и может быть использовано в регенеративных и рекуперативных стекловаренных печах.

Известна стекловаренная печь, включающая боковые стены, свод пламенного пространства, боковые стены варочного бассейна. Верхние брусья бассейна по крайней мере в зоне плавления шихты снабжены расположенными на уровне расплава стекла наружными горизонтальными выступами. Расстояние от основания выступа до верхней, обращенной в бассейн кромки бруса составляет 0,7-1,35, а высота выступа составляет 0,4-0,75 толщины стены бассейна [1] Производительность и длительность эксплуатации данной печи достаточно высокие, но качество получаемой стекломассы низкое.

Известны стекловаренные печи, в которых применяются комбинированные пороги. Например, стекловаренная печь, содержащая свод, боковые и торцевые стены и дно, образующие бассейн печи с технологическими зонами. При этом дно печи выполнено с комбинированным порогом [2] Использование комбинированного порога позволяет повысить КПД печи, а на качество стекломассы конструкция этих заградительных приспособлений влияние не оказывает.

Наиболее близкой по технической сущности к изобретению является рекуперативная стекловаренная печь, содержащая стены, свод и дно, образующие бассейн печи с зонами плавления и сварки, осветления и гомогенизации, при этом дно в зонах осветления и гомогенизации выполнено с порогом, расположенные в своде горелки и дымовой канал [3] В зоне осветления дно печи выполнено с порогом, который имеет форму неравнобокой трапеции, кроме того, порог имеет острый угол в вершине. Данный порог в процессе эксплуатации быстро изнашивается. Дымовые каналы, соединяющие печь с рекуператорами, отходят от боковых стен печи и имеют сложную конфигурацию, с множеством поворотов, что дает плохую гидравлику печи и быстрый износ огнеупоров дымовых каналов, за счет их разъедания дымовыми газами. Горелки расположены со смещением от оси печи, что приводит к повышенному износу стен печи.

Известная стекловаренная печь не обеспечивает достаточный тепловой режим и имеет плохую гидравлику, что приводит к снижению производительности, срока эксплуатации и качества продукции печи, а также к повышенному расходу топлива.

Техническим результатом изобретения является повышение качества стекломассы, увеличение длительности эксплуатации и производительности печи, сокращение расхода топлива.

Технический результат достигается тем, что в малогабаритной стекловаренной печи, содержащей стены, свод и дно, образующие бассейн печи с зонами плавления и варки, осветления и гомогенизации, при этом дно в зонах осветления и гомогенизации выполнено с порогом, расположенные в своде горелки и дымовой канал, свод в зонах плавления и варки расположен выше относительно свода в зонах осветления и гомогенизации на 0,65-0,7 толщины свода, порог выполнен трацепецеидальной формы, а длина его составляет 0,3-0,35 длины бассейна печи, высота 0,65-0,7 глубины бассейна в зонах плавления и варки, под торцевой стенкой выполнен заградительный порог, который расположен от дна печи на расстоянии 0,45-0,5 глубины бассейна в зонах плавления и сварки, дымовой канал отходит от торцевой стены по оси печи и сводовые горелки расположены по оси печи.

На фиг. 1 изображена предлагаемая печь, продольный разрез; на фиг.2 то же, план; на фиг.3 то же, поперечный разрез. Малогабаритная стекловаренная печь содержит свод 1 в зонах плавления и варки, свод 2 в зонах осветления и гомогенизации, дно 3, порог 4, торцевые стенки 5, боковые стенки 6, дымовой канал 7, причем в сводах 1 и 2 расположены горелки 8.

Свод 1 расположен выше относительно свода 2 на 0,65-0,7 толщины свода. В зонах осветления и гомогенизации дно 3 выполнено с порогом 4, имеющим трапецеидальную форму. Длины порога 4 составляет 0,3-0,35 длины бассейна, а высота 0,65-0,7 глубины бассейна в зонах плавления и варки. Под торцевой стенкой 5 выполнен заградительный порог 9, который расположен от дна на расстоянии 0,45-0,5 от глубины бассейна в зонах плавления и варки. Дымовой канал 7 отходит от задней торцевой стенки 5 по оси печи и сводовые горелки 8 расположены по оси печи.

Указанные соотношения расположения сводов печи и заградительного порога, а также соотношения размеров трапецеидального порога являются оптимальными по следующим соображениям.

При уменьшении соотношения расположения сводов менее 0,65 происходит повышение тепловой нагрузки, что ускоряет процесс плавления и варки, поэтому ухудшается термическая однородность стекломассы. В результате снижается качество стекломассы, понижается КПД печи.

При увеличении соотношения расположения сводов более 0,7 происходит снижение тепловой нагрузки, что приводит к смещению границ зон варки и плавления. В результате снижается качество стекломассы и производительность печи увеличивается расход топлива.

При уменьшении соотношения длины порога менее 0,3 от длины бассейна, а высоты менее 0,65 от глубины бассейна, тепловая нагрузка уменьшается, при этом процесс осветления и гомогенизации замедляется. В результате снижается качество стекломассы и КПД печи.

При увеличении соотношения длины порога более 0,35 длины бассейна, а высоты более 0,7 глубины бассейна тепловая нагрузка увеличивается, при этом процесс осветления и гомогенизации ускоряется по отношению к оптимальному режиму. Это также приводит к снижению качества стекломассы.

При уменьшении соотношения расположения заградительного порога менее 0,45 тепловая нагрузка увеличивается по отношению к оптимальному режиму. Это способствует снижению качества стекломассы. При увеличении соотношения расположения заградительного порога более 0,5 тепловая нагрузка уменьшается, что также приводит к снижению качества стекломассы.

Ступенчатая конструкция свода и осевое расположение горелок обеспечивает оптимальный тепловой режим в зонах печи.

Ступенчатая конструкция свода печи позволяет поддерживать на постоянном уровне тепловые нагрузки в зонах, что стабилизирует границы зон плавления и варки в целом и в существенной мере способствует повышению термической однородности стекломассы. Осевое расположение горелок обеспечивает максимальную площадь проекции факела на поверхность расплава стекломассы, т.е. позволяет получить более эффективную теплоотдачу расплаву, а также значительно уменьшается износ стенок печи. Это способствует повышению качества стекломассы, увеличивает производительность печи и длительность эксплуатации, влияет на снижение расхода топлива.

Процесс осветления в печи происходит в тонком слое стекломассы, расположенной на поверхности порога 4, поэтому этот процесс происходит наиболее интенсивно и полно. Пороги 9 и 4 улучшают процесс гомогенизации за счет более интенсивного усреднения стекломассы. Это способствует улучшению качества стекломассы. Дымовой канал 7, отходящий от задней торцевой стенки 5 по оси печи, позволяет значительно улучшить гидравлику печи, за счет более свободной эвакуации дымовых газов, а также уменьшить износ дымовых каналов в процессе эксплуатации.

Таким образом конструктивные особенности малогабаритной прямоточной печи прямого нагрева позволяют значительно повысить качество стекломассы, увеличить производительность и длительность эксплуатации печи, а также снизить расход топлива.

Работа малогабаритной стекловаренной печи осуществляется следующим образом.

Стеклобой подается через загрузочное окно 10 в зону плавления. Отопление печи осуществляется природным газом. Газ поступает в печь через сводовые горелки 8.

Стеклобой в зонах плавления и варки преобразуется в жидкий расплав, который далее поступает в зону осветления, расположенную над порогом 4. Стекломасса, пройдя процесс гомогенизации, поступает в выработочный канал 11, где происходит охлаждение стекломассы. Далее посредством свободного истечения стекломасса выходит из печи в виде стеклогранулята, который образуется на металлическом лотке при соприкосновении стекломассы с водой.

Данная малогабаритная стекловаренная печь позволяет получить сырье для производства кремнезитовой плитки высокого качества из отходов стекольного производства, т.е. из стеклобоя любой степени загрязненности.

Таблица поясняет экономичности печи.

Производительность печи 5,5 т стеклогранулята в сутки. Предполагаемый срок эксплуатации 3,5-4 года.

Формула изобретения

МАЛОГАБАРИТНАЯ СТЕКЛОВАРЕННАЯ ПЕЧЬ, содержащая стены, свод и дно, образующие бассейн печи с зонами плавления и варки, осветления и гомогенизации, при этом дно в зонах осветления и гомогенизации выполнено с порогом, расположенные в своде горелки и дымовой канал, отличающаяся тем, что свод в зонах плавления и варки расположен выше свода в зонах осветления и гомогенизации на 0,65 - 0,7 толщины свода, порог выполнен трапецеидальной формы, а длина его составляет 0,3 - 0,35 длины бассейна печи, высота - 0,65 - 0,7 глубины бассейна в зонах плавления и варки, под торцевой стенкой выполнен заградительный порог, который расположен от дна печи на расстоянии 0,45 - 0,5 глубины бассейна в зонах плавления и варки, дымовой канал отходит от торцевой стенки по оси печи и сводовые горелки расположены по оси печи.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4