Способ отопления стекловаренной печи прямого нагрева и устройство для его осуществления

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП И САНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

+ !

//- =7 г (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 040778 (21) 2637531/29-33 (5t) М. Кл.

3 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

С 03 В 5/04

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

Опубликовано 230980, Бюллетень ¹ 35

Дата опубликования описания 230%80 (5З) Уд (6 6 6. 1. 031. .2(088.8) (72) Авторы изобретения

И.В.Кутасевич, M.À.Ôåëüäìàí, А.И.Тюрин, В.Ю.Резник, Ю.И.Колесов, Б.С.Сорока и Н.В.Киселев

il и

Производственное объединение Техэнергохимпром и Институт высоких температур AH СССР (71) Заявители (54).СПОСОБ ОТОПЛЕНИЯ СТЕКЛОВАРЕННОЙ ПЕЧИ

ПРЯМОГО НАГРЕВА И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Изобретение относится к промышленности строительных материалов и, в частности к технологии по производству стекла.

Известен способ и устройство для отопления стекловаренной печи, включающий горелку с раздельной подачей топлива и окислителя и последующим их перемешиванием, причем горелка наклонена к горизонтали под углом

5-10 (11.

Недостатком этого способа и устройства является инстенсивное перемешивание топлива и окислителя, снижающее излучательную способность факела, в результате чего уменьшается тепловой поток к стекломассе, увеличивается расход топлива и снижается производительность печи. 20

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ отопления стекловаренной печи прямого нагрева, включающий раздельную подачу в 25 горелку газообразного топлива и окислителя, закрутку окислителя, перемешивание газообразного топлива и окислителя и подачу факела на стекло.массу 21.

Устройство для осуществления известного способа включает горелки, каждая из которых снабжена соосно расположенными каналами для подачи газообразного топлива. и окислителя и огйеулорную фурму 3 .

Однако указанный способ и устройство для его осуществления имеют низкую излучательную способность Факела вследствие хорошего перемешивания компонентов горения и воспламенения их в фурме. В результате этого уменьшается тепловой поток к стекломассе, увеличивается расход топлива и уменьшается производительность печи.

Цель изобретения — уменьшение расхода топлива и повышение птзоизводительности печи за счет повышения иэлучательной способности факела.

Это достигается тем, что в известном способе отопления стекловаренной лечи прямого нагрева, включающем раздельную подачу в горелку газообразного топлива и нагретого окислителя, закрутку окислителя, перемешивание газообразного топлива с окислителем: и подачу факела на стекломассу, окислитель подают с температурой 500-800 С при соотношении плотностей потоков

765217 ймпульсов окислителя и газообразного топлива от 0,2 до 3,0.

Такой способ может быть осуществлен устройством новой конструкции, которая включает рекуператор, горелки, каждая из которых снабжена соосно расположенными каналами для подачи газообразного топлива и окислителя, и.огнеупорную фурму, причем последняя 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.

В предложенном способе подача окислителя с температурой 500-800 С обусловлена тем, что при температуре ниже 500 С газообразное топливо в горелке и фурме нагревается до температуры, не достаточной для эффективного термического разложения углеводородов газообразного топлива, что

Приводит к уменьшению излучательной способности факела. С другой стороны нагрев окислителя выше темпЕратуры

800 С нецелесообразен по экономическим соображениям (в связи с дефицитом и высокой стоимостью высоколегированной стали, применяемой для изготовления рекуператора): Кроме того, нагрев окислителя выше 800рС вызывает интенсивное сажеобразование в процессе термического разложения газообразного топлива. Это приводит к снижению эффективности сжигания топлива вследствие трудностей; связанных с дожиганием сажи.

В соответствии с предложенным способом отношение плотностей потоков импульсов окислителя и газообразного топлива Р находится ,р т в пределах от 0,2 до 3,0, где Я, Wo, То — соответственно плот ность, скорость и температура окислителя; и, =Гй - „, где W — тангенциальная составляющая

1 скорости окислителя;

W — осевая составляющая скорости окислителя;

g<,W<,T> -соответственно плотность, скорость и температура гаэообразного топлива.

Проведенные исследования на печи прямого нагрева одностадийного способа проиэводства 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 окислителя и газообразного топлива находится в пределах от 0,2 до 3,0.

В предложенном способе окислитель получает закрутку, причем параметр крутки (n k ьЭ /4 ) находится в пределах от 0,4 до 1,5. способ поясняется схемой, представленной на чертеже.

Горелка 1 снабжена соосно расположенными каналами 2 и 3 для подачи нагреваемого в рекуператоре 4 окислителя и газообразного топлива. Горелка снабжена огнеупорной фурмой 5, установленной в боковой стене печи прямого нагрева 6 под углом U к горизонтали.

Устройство работает следующим образом. Предварительно подогретый окислитель поступает в горелку 1 и, проходя по каналу 2, получает закрутку. Газообразное топливо, прохо15 дя по каналу 3, поступает в фурму 5 в которой подвергается нагреву, приР ° I ,чем вследствие плохого перемешивания с окислителем, нагрев сопровождается термическим разложением углеводородов газообразного топлива и повыше20 нием иэлучательной способности факела

В предложенном устройстве для осуществления способа отопления стекловаренной печи прямого нагрева фурма 5 .выполнена с отношением вход75 ного d и выходного 0 диаметров 0,3

0,4. Выходной диаметр фурмы на срезе с топочным пространством определяет геометрические размеры факела. Поэтому при уменьшении указанного отно3О щения уменьшается степень покрытия

ActKeJIoM зеркала стекломассы, вследствие уменьшения излучающего объема факела.

В предложенном устройстве для осуществления способа отношение входного диаметра огнеупорной фурмы к ее длине находится в пределах от 0,15 до 0,3. Применение фурмы с отношением с)/07 0,3 приводит к- уменьшению скорости окислителя (а с ней и гаэооб4о разного топлива) и соответственно уменьшению количества движения факела, что отрицательно влияет на процесс выгорания газообразного топлива в печи. Вследствие этого уменьшается

45 тепловой поток к стекломассе. При выборе отношения д/ С 0,15 увеличивают ся входная скорость окислителя и сопротивление горелки выше допустимого уровня.

Примером осуществления изобретения служат способ и устройство для отопления стекловаренной печи прямого нагрева одностадийного производства стекловолокна на Гусевском заводе стекловолокна. Указанный способ и устройство испытывают при следующих условиях:

Температура подогрева окислителя 760 С

Отношение плотностей

d0 потоков импульсов 0,312

Параметр крутки 0,434.

Отопление печи осуществляется с помощью горелок, каждая из которых снабжена соосно расположенными каналами для подачи окислителя и газооб765217

Формула изобретения

Составитель Т.Буклей

Редактор Н.Воликова Техред Н.Ковалева Корректор И.Муска

Заказ 6439/23 Тираж 528 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4 разного топлива, огнеупорной фурмой, установленной в боковой стене стекловаренной печи под углом 8О к горизонтали, причем огнеупорная фурма имеет отношение входного и выходного диаметров — 0,333, а отношение входного диаметра к длине фурмы — 0,16.

Испытания предложенного способа и устройства показывают, что производительность печи увеличивается на 42,9Ъ, а расход топлива уменьшается на 41,3%.

При внедрении предлагаемого способа и устройства в промышленность стекловолокна (иэ расчета 6 печей производительностью 20 т/сутки) суммарный зкономический эффект составляет 700 тысяч рублей в год.

1. Способ отопления стекловаренной печи прямого нагрева, включающий раздельную подачу в горелку газообразного топлива и нагретого окислителя, закрутку окислителя, перемешивание газообразного топлива с окислителем и подачу факела на стекломассу, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расхода топлива и повышения производительности печи за счет повышения излучательной способности факела,.окислитель подают с температурой 500-800 C при отно шенин плотностей потоков импульсов окислителя и газообразного топлива от 0,2 до 3,0.

2. Устройство для осуществления способа по п. 1, включающее рекуператор, горелки, каждая иэ которых снабжена соосно расположенными каналами для подачи газообразного топлива и окислителя, и огнеупорную фурму, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что фурма выполнена с отношением входного и выходного диаметров от 0,3 до

0,4 и отношением входного диаметра и

15 длины фурмы от 0,15 до 0,3.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

9 383689, кл. С 03 В 5/00, 1971.

2. Авторское свидетельство

М 336278, кл. С 03 В 5/04, 1970 (прототип).

25 3. Информационное письмо Р 213

Института газа AH УССР, 1972. Способ отопления стекловаренной печи прямого нагрева шириной более 3 м природным газом (прототип).