44 Шахтные горелки регенеративных стекловаренных печей. Способы подвода топлива на горение: преимущества и недостатки

Предназначены: для смешения топлива и воздух для организации факела, для отвода из печи отдельных продуктов горения (дымовых газов).

На рисунках показаны способы подвода топлива в камеру смешения шахт.гор.

1. Свод горелки 2- выстилка горелки 3- щечки 4- вертикальный канал горелки 5- влет

На рисунке а и б боковой способ (двух- и односторонний)

На рисунке в – нижний подвод топлива

На рисунке г – подвод топлива со стороны горелки

На рисунке д – через дно горелки

Важной характеристикой шахтной горелки, обеспечивающей лучшую настильность и полноту покрытия стекломассы газами является угол наклона свода и выстилки горелки и ширина влета горелки.

Рекомендуется применять горелки позволяющие направить газовый поток к стекломассе подуглом 17,5 – 22,5 ° - угол атаки.

α = (α_свода+ α_{выстилки})/2

α_свода = 17-30°

α_{выстилки}=10-20°

Если α > рекомендуемого угла, то факел будет отражаться от зеркала стекломассы.

Если α < рекомендуемого угла, то факел будет отрываться от поверхности стекломассы за счет разности плотностей газового пространства и факела.

Степень покрытия факелом зеркала стекломассы чтобы было покрыто 65-70% стекломассы общая ширина влета горелок должна быть 50-80% от длины отапливаемой части печи.

Для повышения степени покрытия до 80% на печи рекомендуется применять шахтные горелки с расширяющимся влетом. В ванных печах с поперечным направлением пламени суммарная S влетов горелок 3-3,5 % от площади зеркала стекломассы, а в печах с подковообразным направлением пламени 1,5-2,5%.

Площадь сечения влета горелок по длине бассейна печи не одинакова: в зоне варки она значительно больше, чем для горелок в зоне осветления.

Чтобы сохранить термическую однородность расплава в печах выстилку горелки делают горизонтальную или поднимают относительно зеркала стекломассы.

Боковой и нижний способы подвода топлива

Боковой позволяет регулировать длину факела и мощность в печи. Этот способ прост в эксплуатации. На печах используются двухсторонний подвод топлива. В малых регенеративных печах с подковообразным направлением пламени если невозможно исп-ть двухсторонний способ, то исп-ют односторонний. Место установок горелок определяется из выражения

L=b/2

b-ширина влета.

Угол установки горелки β=30-45°

Нижний: обеспечивает хорошее смешивание топлива с воздухом, лучшую настильность и стабильность факела, по сравнению со схемой подачи топлива через щечки обеспечивает более рац. условия эксплуатации свода печи.

Подвод топлива в торцевую стенку горелки (рисунок г).

Обеспечивает высокотемпературный, хорошо организованный и направленный на стекломассу факел.

Недостатки: сравнительно интенсивный износ влета горелок, сложность конструкции влета.

Чем дальше от влета место установки газовой горелки от влета шахтной горелки, тем лучше идет смешение воздуха с топливом и тем короче факел печи.

45. Газоподводящие фурмы и горелки. Достоинства и недостатки

Требования предъявляемые к горелкам:

применяемые на стекольном производстве устройства для сжигания топлива должны обеспечивать следующие сжигания топлива

1.образующийся факел должен быть светящимся и высокотемпературным

2.должен иметь оптимальную длину

3. догорание горючих компонентов должно заканчиваться раньше, чем прод. Горения V пламенного пространства печи

4.образующийся факел должен быть настильными максимально покрывать поверхность шихты и стекломассы.

5. сжигание газов не должно вызывать ухудшение стекломассы, т.е. приводить к закрашиванию или появлению пузырей в стекломассе

Конструкции газовых горелок

На рисунке а показана одна из наиболее распространенных горелок – газовая фурма.Правильно подобранный диаметр сопла обеспечивает эффективное сжигание природного газа в печах различных конструкции.

Недостатком газовой фурмы является то, что увеличить расход газа можно только за счет изменения диаметра сопла, что неизбежно приводит к ухудшению смешения топлива с воздухом, недожогу топлива, увеличение длины факела, падению температуры в печи.

На рисунке б показана горелка где для интенсификации горения природного газа в конструкции предусмотрено введение сжатого воздуха – горелка с наддувом. В этой горелке энергия сжатого воздуха компенсирует недостаточную для смешения энергию природного газа поступ. на горение. При увеличении скорости истечения газа или газовоздушной смеси из горелки длина факела снижается за счет интенсификации перемешивания топлива с воздухом. Но следует помнить что при вдувании воздуха температура факела снижается, и снижается светимость факела.

На рисунке в показана горелка типа газ-газ. Параметры факела регулируются изменением соотношения газа подаваемого во внутреннюю трубу 4 и в полость между внутренней и внешней трубой. Особенно эффективно горелка работает если давление газа подаваемое в межтрубное пространство и в трубу будет разное. В такой горелке положение внутренней трубы регулируется механизмом 5 вдвигая и выдвигая из горелки, изменяя диаметр сопла.

Недостатки: необходимость использования большого количества трубопроводов, различных газовых заслонок и вентелей, что усложняет эксплуатацию таких горелок на печах.

7 - завихритель

На рисунке г и д показаны горелки с механической регулировкой истечения газов. Эти горелки обладают большими пределами регулирования, особенно эффективны при использовании газов в системе с давлением 0,1 Мпа и более. В таких горелках диаметр сопла меняется при перемещении иглы 6 по корпусу горелки с помощью механизма 5 и вентиля 8. Горелка д – горелка с коническим стабилизатором. Она обеспечивает устойчивое горение при любом расходе топлива. Благодаря такой форме за стабилизатором 9 создается разрежение при подаче газа, куда подсасывается воздух с окружающей среды, что способствует активному перемешиванию воздуха с газом и создает устойчивые зоны горения.

Существуют плоскофакельные горелки. Выполняются по аналогии с в. Внутреннее сопло выполняется виде турбулизатора. Такая конструкция позволяет обеспечить угол раскрытия топливной струи на выходе из горелки в пределах 90-100 °С. Чем обеспечивается большая степень покрытия зеркала стекломассы факела.

Обычная горелка имеет угол раскрытия 20-22 °. Использование этих горелок позволяет увеличить степень раскрытия факела поверхности стекломассы до 50-80%.

Газовая горелка с регулируемой длиной факела.

Состоит из корпуса 3 и внутренней трубы 4, внутренного(2) и внешнего (1) сопел, штока -8 и рукоятки 7,соединенной с внутренней трубой 4 через муфту 10.Природный газ поступает в горелку через патрубок 9. В зависимости от положения золотника 5 газ направляется во внутреннюю трубу 4 либов полость между внутренней трубой и корпусом горелки. В крайнем правом положении золотник 5 перекрывает полость между трубой и корпусом следовательно газ движется только по трубе 4. В этом случае длина факела минимальна. При перемещении внутренней трубы с золотником в крайнее левое положение диаметр выходного сопла в горелке увеличивается т.к. газ идет по межтрубному пространству, а следовательно увеличивается длина факела.

Отличительная особенность: интенсификация процесса горения,в конструкции горелки предусматривается помимо стабилизатора 9 труба (внуть которой подается воздух).

При установке газовой горелки на печи срок службы сопел 3-4 месяца если они простой конструкции. Если сопла охлаждаемые то 4-16 месяцев. Для изготовления сопел используется чугун.