Перспективні типи насадок регенеративних теплообмінників скловарних печей

Abstract

У скловарних печах одним із способів підвищення їхньої енергетичної ефективності є використання теплового потенціалу димових газів, що відходять, в утилізаційних теплообмінних пристроях. Величина даних втрат становить 25–40 % від загальної кількості тепла, що надійшло в піч. Вона залежить від таких факторів, як вид палива, конструкція печі та пальникових пристроїв, вид продукції, що виготовляється. Для печей великої потужності найбільш ефективним уважається використання регенеративних теплообмінників з різними видами теплоакумулюючої насадки. Проаналізовано існуючі типи насадок регенераторів: насадки Каупера, Сименса двох видів, Ліхте і комбіновані насадки. Ці насадки, що викладають зі стандартної вогнетривкої цегли, на сьогоднішній час уже досить досліджені, успішно впроваджені й широко використовуються в скловарних печах різної конструкції. Також останнім часом набули широкого застосування корзинові насадки й хрестоподібні насадки із плавленолитих формових вогнетривких матеріалів. Подальше збільшення теплової ефективності регенеративних теплообмінників шляхом заміни насадок неможливо без збільшення їхніх габаритів, що не завжди можливо при реконструкції діючих печей. Тому перспективним тут є використання теплоакумулюючих елементів з фазовим переходом, де в якості плавкої вставки застосовуються солі металів і їхні суміші. Вони можуть акумулювати додаткову кількість теплоти за рахунок використання теплоти фазового переходу, що дозволить без зміни габаритних і режимних параметрів теплообмінника значно збільшити його теплову потужність. Однак для широкого застосування таких насадок необхідне проведення додаткових досліджень, пов'язаних з моделюванням складних нестаціонарних теплообмінних процесів у регенераторах і підбора відповідних матеріалів, що задовольняють умовам експлуатації регенеративних теплообмінників скловарних печей.

One of the ways to increase glass furnaces energy efficiency is to apply heat exchangers for flue gases thermal potential utilization. Flue gases losses is up to 25-40 % of the total amount of heat supplied in the furnace. These losses are influences by such factors as fuel type, furnace and burners design and manufactured product type. Regenerative heat exchangers with various types of heat storage packing is more efficient for high-power furnaces. Such types of regenerator checkerwork as Cowper checkerwork, two types of Siemens checkerwork, Lichte checkerwork and combined checkerwork have already been sufficiently researched, successfully applied and widely used for glass furnaces of various designs. All of its are made of standard refractory bricks. Basket checkerwork and cruciform checkerwork that are made of fused-cast molded refractory materials have been widely used recently as well. Further improvement of regenerative heat exchangers thermal efficiency only by replacing the checkerwork does not seem possible unless their size being increased. But this enlarging is not always realizable during the modernization of existing furnaces. From this point of view heat storage elements with a phase transition, where metal salts and their mixtures are used as a fusible agent look promising for glass furnaces. These elements can accumulate additional amount of heat due to phase transition, which allows to increase significantly heat exchanger thermal rating without its size and operating conditions changing. However, it is necessary to carry out additional studies of this type of checkerwork dealing with analysis of complex unsteady heat exchange processes in regenerators and selection of appropriate materials that satisfy the operating conditions of regenerative heat exchangers so that the checkerwork can be widely used for glass furnaces.