Файл: Волгина, Ю. М. Теплотехническое оборудование стекольных заводов учебник.pdf

При сжигании в горшковых печах жидкого топлива (мазута или нефти) его предварительно распиливают или испаряют. В большинстве случаев применяется распылительное сжигание топлива с помощью паровых, воздушных и механических форсунок. На небольших пе­ чах практикуется испарительное сжигание с использо­ ванием испарительных приспособлений, например спе­ циальных корытообразных колосников, образующих по­ верхность испарения топлива, либо капельниц, подаю­ щих топливо на раскаленную огнеупорную кладку или навстречу нагретому воздуху.

Опоры и каркас печи. Каркас рабочей камеры пред­ ставляет собой металлические колонны (стойки)— стальные балки или рельсы, на которых установлены связи, воспринимающие распор свода. Нижние концы стоек заделывают в кладку или фундамент на глубину 300—500 мм. Иногда нижние концы стоек в круглых пе­ чах схватывают бандажами, а в прямоугольных стя­ гивают связями.

Под печи иногда располагают на сплошном основа­ нии, называемом стулом. Часть нагрузки пода и нагруз­ ка стен и свода передаются на своды регенераторов или рекуператоров. В некоторых конструкциях печей ниж­ нее строение разгружают и отделяют от верхнего. В та­ ких печах под располагают на сводах, выложенных по балкам, или на больших кирпичных сводах, что откры­ вает доступ к отдельным частям печи.

Горшки для варки стекла в зависимости от размеров вырабатываемых изделий могут иметь вместимость 50— 880 кг. Чем меньше размер вырабатываемых изделий, тем меньше размер горшков, и наоборот. В горизонталь­ ном сечении горшки имеют круглую и реже овальную форму, а в вертикальном им придают форму усеченного конуса (утолщение внутрь) (рис. 17). Обычно приме­ няют горшки круглой формы, которые прочнее, чем овальные, хотя при такой форме хуже используется пло­ щадь пода печи. Применение же горшков овальной фор­ мы позволяет повысить производительность печи и уменьшить удельный расход топлива. Срок службы стек­ ловаренных горшков составляет 1,5—2 месяца. Это объ­ ясняется периодичностью процесса варки стекла в горш­ ковых печах, создающей очень трудные условия служ­ бы стекловаренных горшков. Горшки переносят ежесуточно резкие, разрушительно действующие, тер-

60

мическне толчки, поэтому их качеству должно быть уде­ лено особое внимание. От горшков в значительной сте­ пени зависит качество стекломассы. Их изготовляют

61

используют двухгоршковые или одногоршковые печи, отапливаемые жидким или газообразным топливом с по­ догревом воздуха или горючего газа в регенераторах или рекуператорах. На рис. 18 показана регенеративная двухгоршковая печь, обогреваемая мазутом. Стекло ва­ рится в горшках 1, помещенных в рабочей камере печи 2 на опорах 3, уложенных на под печи 4. В стенах печи имеются окна 5 для вставки горшков в печь и рабочие

окна 6 для загрузки шихты и выработки стекла. Сверху рабочая камера печи покрыта сводом 7, который иногда подвешивается на кронштейнах 8 обвязки печи, что об­ легчает ремонт нижних элементов печи. В своде преду­ смотрены отверстия для установки мешалок.

Мазут, предварительно нагретый, подается в печь ка­ пельниками 9, дающими ровное и мягкое пламя. Ка­ пельники состоят из изогнутых труб, размещенных в два ряда с каждой боковой стены печи. Изгиб труб образу­ ет гидравлический затвор, и газы из регенератора не могут выйти наружу через трубку капельника.

6 2

Мазут подается из напорного бака по трубам диа­ метром 50 мм через нагреватели и фильтры к приемной воронке капельника. Количество подаваемого мазута регулируется вентилем на трубе перед воронкой. Обыч­ но трубки капельников имеют диаметр 12 мм; одна трубка может пропускать около 12 л мазута в 1 ч. Ка­ пельники работают периодически — через каждые 30 мин происходит переключение.

Переводной клапан печи устанавливается так, что­ бы воздух подавался в регенератор со стороны действу­ ющих капельников, а дымовые газы проходили через ре­ генератор противоположной стороны в дымовую трубу. Каждый регенератор разделен на две камеры, и коли­ чество воздуха, протекающее через отдельные камеры, регулируется шиберами. В камеру 10 воздух должен по­ ступать в количестве, достаточном только для газифи­ кации мазута, вытекающего из капельника. Этот воздух нагревается при движении через горячую насадку реге­ нератора и за счет подъемной силы, возникающей вслед­ ствие разности температур нагретого и наружного воз­ духа, поднимается вверх навстречу струям мазута. Ма­ зут газифицируется, и горячие газы из камеры 10 посту­ пают в горелку 11 печи. В это время воздух, нагретый в камере 12, также направляется к горелке 11. Горючие газы, полученные при газификации мазута, и воздух из камеры 12 встречаются в горелке и сгорают в рабочей камере печи. Длина пламени регулируется подачей ма­ зута и воздуха так, чтобы горение завершалось у про­ тивоположной горелки 11'.

Продукты горения (отходящие газы) поступают в го­ релку 11', проходят камеры регенератора 10' и 12', на­ гревают их и через переводной клапан попадают в ды­ мовую трубу. Каждые 30 мин при помощи клапана ме­ няется направление воздуха и отходящих газов. Воздух поступает в нагретые камеры 10' и 12', а отходящие га­ зы поступают в охлажденные камеры 10 и 12 и нагре­ вают их.

Иногда горшки в печи лопаются, и стекломасса вы­ текает из них. Для сбора этой стекломассы под горел­ ками устраивают карманы 13 и 13'.

На рис. 19 изображена рекуперативная одногоршковая печь для варки оптического стекла, отапливаемая мазутом или газообразным высококалорийным топли­ вом.

63

Рекуператоры могут быть выполнены из керамичес­ ких элементов или металлических труб. Использование рекуператоров для подогрева воздуха дает возможность поддерживать стационарный температурный режим в рабочей камере печи.

Рис. 19. Одногоршковая рекуперативная печь

Технические характеристики различных горшковых печей (табл. 8) показывают, что наиболее производи­ тельны печи для производства листового зеркального стекла, другие показатели всех печей примерно одина­ ковы.

64

Тепловой к. п.д. горшковых печей не превышает 10%• На 1 кг сваренной стекломассы затрачивается до 83 000 кДж тепла. В табл. 9 приведен удельный расход тепла в зависимости от площади пода печи для горшко­ вых печей при производстве сортовой посуды. Из при­ веденных данных видно, что чем меньше площадь пода, тем больше удельный расход тепла. Площадь поверх­ ности стекла в горшках составляет примерно 25—50% площади пода печи.

§ 13. Варка стекла в горшковых печах

Стекольная шихта, загружаемая в стекловаренный горшок, и стекломасса получают тепло в основном за счет излучения от свода печи и частично за счет тепло­ проводности стенки горшка, обращенной к факелу пла­ мени. В круглых и прямоугольных горшковых печах с верхним и нижним пламенем стены горшков, обра­ щенных к стенам печи, не получают тепла, а скорее его отдают. В печах с верхним пламенем очень небольшая поверхность шихты получает тепло за счет конвекции. При таких условиях передачи тепла очень важное зна­ чение имеют теплопрозрачность стекломассы и высота расположения свода печи. При варке стекломассы с ма­ лой теплопрозрачностью необходимо применять низкие и широкие стекловаренные горшки, так как чем ниже теплопрозрачность, тем меньше толщина слоя, на кото­ рую будет действовать излучение. И, наоборот, при вар­ ке стекломассы с высокой теплопрозрачностью можно применять более высокие горшки. Свод в горшковых печах располагают как можно ближе к поверхности (зеркалу) стекломассы горшков, что способствует бо­ лее интенсивному прогреву горшков и находящихся в них шихты и стекломассы.

66