DE2234286A1

DE2234286A1 - Ceramics tunnel kiln - with wall mounted opposite offset pulsating burners

Info

Publication number: DE2234286A1
Application number: DE19722234286
Authority: DE
Inventors: Heinz Behrens; Ewald Dipl Ing Heimann; Paul Schneider; Ernst Zapf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1972-07-12
Filing date: 1972-07-12
Publication date: 1974-01-31

Abstract

In the kiln with transversely directed wall and bottom mounted gas, vapourised liquid, or powderised fuel burners the contrary pulsating opposite wall burners are offset by approx. half the width of the fuel ducts. The system is used for the firing of ceramics and results in very even heating of the charge. The nm arrangement ensures that the flames from opposite burners do not collide with each other and become adversely deflected.

Description

Mit.gasförmigen- oder zerstäubten flüssigen oder vergasten Brennstoffen beheizter Tunnelofen, insbesondere für die keramische Industrie. With gaseous or atomized liquid or gasified fuels heated tunnel furnace, especially for the ceramic industry.

Die Erfindung betrifft einen mit gasförmigen oderzerstäubten oder vergasten flüssigen Brennstoffen beheizten Tunnelofen, insbesondere für die-keramische Industrie, bei dem die Brennstoffe mindestens einem horizontal angeordneten Brennerpaar zugeführt werden, dessen Brenner von den seitlichen Begrenzungen des Tunnelofens her und in dessen unterem Bereich gegeneinander gerichtet in Brennkanäle unterhalb der Setzfläche von den Tunnelofen durchfahrenden Brennwagen brennen.The invention relates to a gaseous or atomized or gasified liquid fuel heated tunnel furnace, especially for the-ceramic Industry in which the fuels are at least one horizontally arranged pair of burners are fed, the burner of the side boundaries of the tunnel kiln here and in its lower area directed against one another in the combustion channels below burn the setting surface of the kiln car driving through the tunnel kiln.

Soll in einem größeren Brennraum durch Befeuerung mit gasförmigen oder flüssigen zerstäubten oder vergasten Brennstoffen eine relativ hohe, an allen Punkten des Brennraumes praktisch gleiche Temperatur erzeugt und aufrechterhalten werden, dann ergeben sich sehr große Schwierigkeiten, die bisher noch nicht voll befriedigend gelöst werden konnten.Should be in a larger combustion chamber by firing with gaseous or liquid atomized or gasified fuels a relatively high, at all Points of the combustion chamber produced practically the same temperature and are maintained, then there are very great difficulties that so far could not yet be solved completely satisfactorily.

Keramische Brennöfen weisen beispielsweise Volumina bis zu mehreren 100 Kubikmetern und bei Tunnelöfen lichte Weiten von sechs Metern und mehr auf. Die Brenntemperatur liegt in diesen Öfen beispielsweise bei 12500 C, wobei eine Brenntemperaturabweichung von +/- 1/2 SK zugelassen werden kann.Ceramic kilns, for example, have volumes up to several 100 cubic meters and tunnel kilns opened up widths of six meters and more. The firing temperature in these ovens is, for example, 12500 C, with one Firing temperature deviation of +/- 1/2 SK can be permitted.

Die zulässige Temperaturabweichung an jeder Stelle des Ofens oder Ofenquerschnittes bei Tunnelöfen liegt damit in der Größenordnung von +/- 100 C, eine Forderung, die man bis jetzt nicht zu erfüllen vermochte.The permissible temperature deviation at any point in the furnace or The furnace cross-section in tunnel furnaces is thus in the order of +/- 100 C, a requirement that has not yet been met.

Das Problem der Aufrechterhaltung und Herstellung der Temperaturgleichheit an jeder Stelle des Brennraumes ist bereits sehr alt und wurde auch schon auf verschiedenste Weise zu lösen versucht.The problem of maintaining and establishing temperature equality at every point of the combustion chamber is already very old and has also been used in various ways Way tried to solve.

Bei den üblichen Brennern für glasförmige oder flüssige, zerstäubte odersvergaste Brennstoffe ergibt sich an der ins Innere des Brennraumes gerichteten Brennerdüse eine relativ hohe geballte Wärmeentwidlung, die dem Verlangen nach Temperaturgleichheit an allen Punkten im zu beheizenden Brennraum oder Brennraumquerschnitt entgegensteht. Durch Anordnung solcher Brenner in Brennkammern oder Brennischen und damit im Abstand vom Brenngut versucht man, einen Ausgleich der hohen erzeugten Temperatur an der Brennerdüse mit den im Brennraum vorhandenen Brenngasen und damit vor der unmittelbaren Berührung der Brenngase mit dem Brenngut zu erreichen.With the usual burners for glassy or liquid, atomized or gasified fuel results from that directed into the interior of the combustion chamber Burner nozzle a relatively high concentration of heat dissipation, which the desire for temperature equality at all points in the combustion chamber or combustion chamber cross-section to be heated. By arranging such burners in combustion chambers or combustion chambers and thus at a distance from the material to be fired, attempts are made to compensate for the high temperature generated at the Burner nozzle with the combustion gases present in the combustion chamber and thus in front of the immediate To achieve contact of the combustion gases with the material to be fired.

Es sind auch bereits Brenner entwickelt worden, deren besonderes Kennzeichen darin besteht, daß mit relativ hohen Einblasdrücken sowohl des Gases als auch der Verbrennungsluft und damit mit sehr hohen Einblasgeschwindigkeiten gearbeitet wird.Burners have also already been developed, their special characteristics is that with relatively high injection pressures of both the gas and the Combustion air and thus with very high injection speeds is being worked on.

Durch die hohen Geschwindigkeiten ergibt sich im Brennraum eine sehr starke Verwirbelung der Ofenatmosphäre und damit eine Verringerung der Temperaturabweichungen von dem geforderten Sollwert in den einzelnen Punkten der Brennkammer. Insbes. bei großen Brennräumen versagt jedoch auch der Einsatz solcher Brenner, weil die hohen Einblasegeschwindigkeiten der Brenngase in den Brennraum dort einen Ringwirbel zur Folge haben, wobei sich in der Mitte der Brennkammer ein Bereich relativer Ruhe ergibt, um den herum die Ofenatmosphäre kreist. Es ist ersichtlich, daß sich dadurch zwangsläufig Temperaturunterschiede in den einzelnen Punkten des Brennraumes ergeben.Due to the high speeds, there is a very high in the combustion chamber strong turbulence in the furnace atmosphere and thus a reduction in temperature deviations of the required setpoint in the individual points of the combustion chamber. Esp. at In large combustion chambers, however, the use of such burners also fails because the high Injection speeds of the combustion gases in the combustion chamber there is a ring vortex Result, with an area of relative calm in the middle of the combustion chamber around which the furnace atmosphere revolves. It can be seen that this inevitably result in temperature differences in the individual points of the combustion chamber.

Auch wenn man, wie es in der Praxis geschieht, jeweils zwei einander gegenüberliegende Brenner, die'gegeneinander gerichtet brennen, verwendet, wird das Problem noch nicht gelöst. In diesem Falle ergeben sich nämlich bei einem Tunnelofen zwei Achsen relativer Ruhe, um die herum die Brenngase jeweils in einem Ringwirbel kreisen. Zwar erzielt man auf diese Weise bereits eine Verbesserung gegenüber dem Arbeiten mit nur einem solchen HochgeschwindigReit-sbrenner, jedoch erreicht man immer noch nicht ein voll befriedigendes Ergebnis.Even if, as is done in practice, two each other opposing burners, which burn in opposite directions, are used the problem has not yet been resolved. In this case, namely, result in a tunnel furnace two axes of relative rest, around which the combustion gases are each in a ring vortex circle. It is true that in this way one already achieves an improvement over the Working with only one such high-speed riding torch, however, one achieves still not a fully satisfactory result.

Zum Stande der Technik gehört auch ein Ofen, bei dem von der Decke her Flammen in Räume zwischen dem Brenngut gerichtet werden. Im Zusammenhang damit ist es auch bekannt, die diese Flammen erzeugenden Brenner so zu steuern, daß die Brenner bzw. Brennergruppen intermittierend und alternierend einspritzen, wobei die Impulse so eingestellt sind, daß innerhalb von drei Gruppen die Strahlweite zunimmt, damit der gesamte Brennraumquerschnitt möglichst gleichmäßig mit aufbereitetem Brennstoff versorgt wird. In mit solchen Brennern beheizten Brennräumen treten jedoch nicht die oben geschilderten Ringwirbel auf.The state of the art also includes an oven in which from the ceiling Flames are directed into spaces between the items to be fired. In connection with it it is also known to control the burners producing these flames so that the Inject burners or groups of burners intermittently and alternately, with the impulses are set so that that within three groups the beam width increases so that the entire cross-section of the combustion chamber is as uniform as possible is supplied with processed fuel. In combustion chambers heated with such burners however, the ring vortices described above do not occur.

Ferner ist ein Verfahren bekannt, bei dem mit Impulsbrennern gearbeitet wird, bei denen praktisch keine Zerstäubung auftritt. Diese Impulsbrenner haben eine vorgegebene, erforderlichenfalls auch einstellbare Wurfweite, wobei die Leistung des Brenners nicht durch Änderung der Wurfweite bestimi wird, sondern durch die Anzahl der pro Zeiteinheit über diese Wurfweite ausgeschleuderten Partikel oder dadurch, daß man durch entsprechende Änderung der Öffnungszeiten der Brennerdüse die pro Impuls ausgespritzte Ölmenge vergrößert oder verkleinert. In beiden Fällen ändert sich dabei nichts an der Wurfweite, die sich möglichst über die ganze Breite beispielsweise eines Tunnelofens erstrecken soll.A method is also known in which pulse burners are used where practically no atomization occurs. These pulse burners have a predetermined, if necessary also adjustable throw distance, whereby the power of the burner is not determined by changing the throw distance, but by the Number of particles ejected per unit of time over this throw distance or by changing the opening times of the burner nozzle accordingly the amount of oil ejected per pulse increases or decreases. In both cases nothing changes in the throwing distance, which is as possible over the entire width for example, a tunnel kiln is intended to extend.

Im Zusammenhang damit hat man auch bereits versucht, den Endpunkt der Wuriweite des Brenners mechanisch zu beeinflussen, indem man den Brennstoffstrahl auf eine zu seiner Spritzrichtung schräg stehende Fläche auftreffen läßt.In connection with this, attempts have already been made to find the endpoint mechanically influencing the width of the burner by adjusting the fuel jet can impinge on a surface inclined to its spraying direction.

Dieses Verfahren hat aber den Nachteil, daß am Auftreffpunkt das Öl zum Teil sich an der kühleren Auftreffstelle sammelt und nach unten abfließt, wodurch es zu Verschmutzungen kommen kann. Außerdem wird der brennende Strahl nur abgelenkt, aber in seiner Reichweite praktisch nicht beeinflußt. Da Impulsbrenner darüber hinaus praktisch über die ganze Wurfweite im wesentlichen gleichmäßig abbrennen, treten die Probleme der Wirbelbildung überhaupt nicht auf.However, this method has the disadvantage that the oil at the point of impact partly collects at the cooler point of impact and flows downwards, whereby it can lead to soiling. In addition, the burning beam is only deflected, but practically unaffected in its range. Since pulse burner in addition practically burn evenly over the entire throwing distance, kick the problems of vortex formation do not arise at all.

Es ist auch bereits ein Verfahren zur Befeuerung von Brennräumen mit gasförmigen oder flüssigen zerstäubten oder vergasten Brennstoffen bekanntgeworden, mit dem es möglich ist, die Temperaturvergleichmäßigung soweit zu treiben, daß die heute beispielsweise an dem Brand von keramischem Gut gestellten Forderungen optimal erfüllt werden können.There is also already a method of using combustion chambers to fire gaseous or liquid atomized or gasified Fuels became known, with which it is possible to equalize the temperature so far to drive that today, for example, at the fire of ceramic goods Requirements can be optimally met.

Dieses Verfahren besteht darin, daß periodisch und fortlaufend die Leistung des einen Brenners des Brennerpaares von einem Minimum auf ein-Maximum und zurück und gleichzeitig die Leistung des anderen Brenners des Brennerpaares von einem Maximum auf ein Minimum und zurück derart geregelt wird, daß die Brenngase aufeinandertreffen, die Summe der Leistungen beider Brenner des Brennerpaares immer im wesentlichen konstant ist und der Zusammentreffpunkt der Brenngase sich über die ganze Breite des Brennraumes hin und her bewegt.This method consists in that periodically and continuously the Output of one burner of the burner pair from a minimum to a maximum and back and at the same time the output of the other burner of the burner pair is controlled from a maximum to a minimum and back so that the fuel gases meet, the sum of the outputs of both burners of the burner pair always is essentially constant and the meeting point of the fuel gases is about moves back and forth across the entire width of the combustion chamber.

Mit diesem Verfahren ist es möglich, die Ausbildung ortsfester Wirbelkerne innerhalb des Brennraumes mit Sicherheit zu verhindern, so daß solche Wirbelkerne einer Vergeichmäßigung der Temperaturverteilung nicht mehr entgegenstehen können.With this method it is possible to form stationary vertebral cores to prevent within the combustion chamber with certainty, so that such vortex cores can no longer oppose a comparison of the temperature distribution.

Der Erfindung liegt die Aufgabe-zugrunde, einen Tunnelofen zu schaffen, beide zwar dieses Befeuerungsprinzip im Grundsatz zur Anwendung kommt, jedoch durch leichtes Variieren desselben größere Tunnelöfenbreitenabmessungen möglich werden.The invention is based on the object of creating a tunnel furnace, both of them apply this lighting principle in principle, but through slightly varying the same larger tunnel kiln width dimensions become possible.

Es hat sich nämlich gezeigt, daß bei diesem Befeuerungsprinzip die Brenner nicht auf Null gesteuert werden können, sondern bei maximalem Brand des einen Brenners der gegenüberliegende Brenner noch minimal brennen muß. Damit wirkt jedem Brenner ein gewisser Gegendruck des gegenUberliegenden Brenners entgegen, so daß die Breitenabmessungen eines derart beheizten Tunnelofens entsprechend diesen gegebenen Druckverhältnissen beschränkt sind. Ist es möglich, diesen Gegendruck zu beseitigen, ohne daß der betreffende Brenner auf Null zurückgesteuert werden muß, so ergibt sich die Möglichkeit, den Tunnelofen um ein entsprechendes Stück breiter zu bauen.It has been shown that with this firing principle Burner cannot be controlled to zero, but at maximum fire of the one burner, the opposite burner still has to burn minimally. So it works a certain counter pressure of the opposite burner against each burner, so that the width dimensions of a tunnel furnace heated in this way correspond to these given Pressure ratios are limited. Is it possible this Eliminate back pressure without reducing the burner in question to zero must be, there is the possibility of the tunnel furnace to a corresponding To build a little wider.

Diese Aufgabe wird gelöst dadurch, daß die gegeneinander gerichtet brennenden Brenner jedes Brennerpaares in Fahrtrichtung der Brennwagen im Tunnelof-en in etwa um die Hälfte der Breite der Brennkanäle versetzt sind.This object is achieved in that the directed against each other burning burners of each burner pair in the direction of travel of the kiln car in the tunnel kiln are offset by about half the width of the combustion channels.

Die Zeichnung zeigt in Fig. 1 einen Horizontalschnitt durch den unteren Teil eines Tunnelofens mit dem Brennwagen mit Quertrennwänden und den Brennerpaaren in einer Stellung der Brennwagen und in Fig. 2 in einer dagegen um etwa eine halbe Breite eines Brennkanales versetzten Stellung.The drawing shows in Fig. 1 a horizontal section through the lower Part of a tunnel kiln with the kiln car with transverse partition walls and the pairs of burners in one position of the Brennwagen and in Fig. 2 in one, however, by about half Width of a firing channel offset position.

Man erkennt aus Fig. 1, daß die beiden einander gegenüberliegenden, nur durch eine strichpunktierte Linie als HauptbrennrichtunZ angedeuteten Brenner 1 und 2 jedes Brennerpaares zwar gegeneinander versetzt sind, aber in den gleichen Brennkanal 3 unter der Setzfläche des Brennwagens brennen. Dabei wandern die Flammen so periodisch hin und her, daß die Brenngase praktisch aufeinandertreffen, die Summe der Leistungen beider Brenner des Brennerpaares immer im wesentlichen konstant ist und der Zusammentreffpunkt der Brenngase sich huber die ganze Breite des Brennraumes hin und her bewegt. Mit A sind die seitlichen Begrenzungswandungen des Tunnelofens bezeichnet, die Nischen oder Durchbrüche zur Aufnahme der Brenner 1, 2 aufweisen.It can be seen from Fig. 1 that the two opposite, burner indicated only by a dash-dotted line as the main burning direction 1 and 2 of each burner pair are offset from one another, but in the same way Burn the firing channel 3 under the setting surface of the firing carriage. The flames wander so periodically back and forth that the combustion gases practically meet, the sum the performance of both burners of the burner pair is always essentially constant and the meeting point of the combustion gases extends over the entire width of the combustion chamber moved back and forth. With A are the side walls of the tunnel kiln denotes, which have niches or openings for receiving the burners 1, 2.

Ist der Brennwagen um etwa eine halbe Breite des Brennkanals 3 vorgerückt, dann sind, wie es Fig. 2 zeigt, die Flammen der beiden Brenner 1 und 2 des entsprechenden Brennerpaares durch die Trennwand 4 zwischen zwei Brennkanälen 3 vorübergehend getrennt. Zwar wandern auch hier noch die Flammen vom Brenner weg auf die Gegenseite zu und zurück, jedoch wirkt erkennbar aui die Flammen keinerlei Gegendruck, so daß sie sich bis zu ihrer vollen Länge entfalten können. Damit können die Flammen ihre volle Wegstrecke durchlauien und man kann für einen gegebenen Tunnelofen mit gegebenen Abmessungen den Energieaufwand entsprechend verringern oder bei gegebenen Brennerleistungen einen Tunnelofen mit größerer Breite planen.If the kiln carriage is advanced by about half the width of the firing channel 3, then, as FIG. 2 shows, the flames of the two burners 1 and 2 of the corresponding one Burner pair temporarily separated by the partition 4 between two combustion channels 3. Here, too, the flames migrate away from the burner to the opposite side and back, but it is noticeable that the flames have no counterpressure, so that they can unfold to their full length. This allows the flames to reach their full potential Walk through the distance and you can for a given tunnel furnace with given Dimensions reduce the energy consumption accordingly or with given burner capacities plan a tunnel furnace with a larger width.

Aus der Zeichnung ist auch ablesbar, daß die Versetzung der Brenner 1 und 2 auf eine Strecke begrenzt werden kann, die praktisch nur wenig größer als die Dicke der Trennwand 4 zu sein braucht. Andererseits sollte die Versetzung auch nicht wesentlich an die Breite des Brennkanals 3 herankommen, weil sonst nicht mehr gewährleistet ist, daß beide Brenner 1 und 2 zum gegebenen Zeitpunkt gemeinsam in ein und denselben Brennkanal 3 brennen.From the drawing it can also be seen that the offset of the burner 1 and 2 can be limited to a distance that is practically only slightly larger than the thickness of the partition 4 needs to be. On the other hand, the transfer should too do not come much closer to the width of the combustion channel 3, because otherwise no more it is ensured that both burners 1 and 2 together in burn one and the same firing channel 3.

Patentanspruch:Claim:

Claims

Claim: With gaseous or atomized or gasified liquid Fuel-heated tunnel kiln, especially for the ceramic industry, in which the fuels are fed to at least one horizontally arranged pair of burners, its burner from the side boundaries of the tunnel kiln and in it lower area facing each other in firing channels below the setting surface from the kiln cars passing through the tunnel kiln burn, and periodically and continuously increases the output of one burner of the burner pair from a minimum a maximum and back and at the same time the output of the other burner of the burner pair is regulated from a maximum to a minimum and back, d u r c h g e k It is noted that the oppositely directed burners (1, 2) of each burner pair in the direction of travel of the kiln car in the tunnel kiln by about half the width the combustion channels (3) are offset.