Способ отопления стекловаренной печи прямого нагрева и устройство для его осуществления Советский патент 1980 года по МПК C03B5/04 

1

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

Известен способ и устройство для отопления стекловаренной печи, включающий горелку с раздельной подачей топлива и окислителя и последующим их перемешиванием, причем горелка днаклонена к горизонтали под углом 5-10 1.

Недостатком этого способа и устройства является инстенсивное перемешивание топлива и окислителя, сии- 5 жающее 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 ивобретениго 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 .2} ,

Устройство для осуществления известного способа включает горелки, каждая из которых снабжена соосно расположенными каналами для подачи газообразного топлива, и окислителя и огнеупорную фурму t lОднако 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 производительности печи за счет повышения излучательной способности факела.

Это достигается тем, что в известном способе отопления стекловаренной печи 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

импульсов 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 йриводит к уменьшению излучательной способности факела. С другой стороны нагрев окислителя выше температуры нецелесообразен по экономичесцнм. соображениям (в связи с дефицито и высокой стоимостью высоколегированной стали, применяемой для изготовления рекуператора). Кроме того, нагрев окислителя выше 800°С 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 -f°.f.. находится

в пределах от 0,2 до 3,0, где РО, WQ, TO - соответственно плот ность, скорость и температура окислителя ;

Wo Wt + We,, где W - тангенциальная составляющая

скорости окислителя; УС, - осевая составляющая скорости окислителя;

Р|. 1, TIJ -соответственно плотность, скорость и температура газообразного топлива. Проведенные исследования на печи прямого 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 окислителя и газообразного топлива находится в пределах от 0,2 до 3,0.

В предложенном способе окислител получает закрутку, причем параметр крутки (п k )о ) 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 окисJ лителя и газообразного топлива. Горелка снабжена огнеупорной фурмой 5, установленной в боковой стене печи прямого нагрева 6 под углом 8 к горизонтали.

Устройство работает следующим образом. Предварительно подогретый окислитель поступает в горелку 1 и, проходя по каналу 2, получает закрутку. Газообразное топливо, проходя по каналу 3, поступает в фурму 5, 5 в которой подвергается нагреву, при,чем вследствие плохого пepeмeшивaнияj с окислителем, нагрев сопровождается термическим разложением углеводородов газообразного топлива и повышением излучательной способности факела.

В предложенном устройстве для осуществления способа отопления стекловаренной печи прямого нагрева фурма 5 выполнена с отношением входного d и выходного D диаметров 0,3 0,4. Выходной диаметр фурмы на срезе с топочным пространством определяет геометрические размеры факела. Позтому при уменьшении указанного отноQ шения уменьшается степень покрытия факелом 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 d/S 7 0,3 приводит к-уменьшению скорости окислителя (а с ней и газообразного топлива) и соответственно уменьшению количества движения факела, что отрицательно влияет на процесс выгорания газообразного топлива в печи. Вследствие этого уменьшается 5 тепловой поток к стекломассе. При выборе отношения d/2 о, 15 увеличиваются входная скорость окислителя и сопротивление горелки выше допустимого уровня.

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

Температура подогрева окислителя- 760 С

Отношение плотностей

0 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 газооб