專利名稱：一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種熱鍍鋅鍋/槽的加熱裝置，具體為一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的 鍍鋅液內(nèi)加熱裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的鍍鋅技術(shù)包括熱鍍鋅與冷鍍鋅兩種工藝，其中熱鍍鋅技術(shù)應(yīng)用較為廣泛。 早期的熱鍍鋅鍋采用外加熱方式，其容易導(dǎo)致鋅液對(duì)鋼制鋅鍋的腐蝕，腐蝕后造成的鋅鍋 損壞、鋅液內(nèi)在質(zhì)量下降和大量的鋅被生成鋅渣等情況。在上世紀(jì)中期，發(fā)明了上加熱技 術(shù)，利用熱發(fā)射的方式從鋅鍋表面進(jìn)行加熱，如中國(guó)專利95113967公開(kāi)的“一種熱鍍鋅裝 置”，采用半煤氣爐上加熱方式，通過(guò)加熱板對(duì)下部鍍槽內(nèi)的鋅進(jìn)行加熱。這種上加熱技術(shù) 熱效率低，鋅液表面氧化造成鋅液損失，目前已很少被使用。上世紀(jì)八十年代，有人發(fā)明了 內(nèi)加熱鍍鋅方法，就是用空的加熱管插入鋅液中，熱源在加熱管中持續(xù)發(fā)熱，通過(guò)傳導(dǎo)的方 式將熱量傳導(dǎo)至加熱管外部的鋅液中，通常加熱管采用不被鋅液腐蝕的非金屬材料制成， 其具有良好的熱傳導(dǎo)性，而碳化硅結(jié)合氧化硅材料就是加熱管的首選原材料。內(nèi)加熱管的熱源最早使用電熱體，主要是其控制簡(jiǎn)單，但因?yàn)槌杀据^高和單個(gè)發(fā) 熱體所提供熱量有限而被放棄。現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)加熱鍍鋅工藝采用天然氣或液化石油氣作 為加熱燃料。將一個(gè)前端封閉的耐高溫加熱管(通常采用碳化硅管)插入鍍鋅鍋內(nèi)，燃料 氣與空氣混合后被送入加熱管內(nèi)的燃燒室點(diǎn)燃，廢氣沿管壁上的夾縫返出加熱管從煙道排 出。這種加熱燃料熱值穩(wěn)定，調(diào)節(jié)方便，成本低，受到鍍鋅企業(yè)的歡迎，存在的不足是氣源供 應(yīng)地區(qū)局限，或燃?xì)夤?yīng)不足及燃?xì)獬杀靖叩龋绊懫髽I(yè)正常生產(chǎn)。煤氣雖然是目前普遍使 用的工業(yè)及民用燃料，但因其成分中氫含量較高，當(dāng)用于鍍鋅液內(nèi)加熱工藝時(shí)在燃燒過(guò)程 中會(huì)產(chǎn)生大量水分，積聚加熱管內(nèi)壁會(huì)使內(nèi)加熱管發(fā)生破裂；此外，由于氫含量高，在點(diǎn)火 時(shí)爆破可能性較大，損壞加熱管的同時(shí)還會(huì)將鋅液濺出造成人生傷害；第三是燃?xì)饧兌炔?夠，會(huì)導(dǎo)致燃?xì)庾詣?dòng)控制原件失效。由于上述原因?qū)е陆範(fàn)t煤氣一直未能在加熱鍍鋅液工 藝中得到應(yīng)用。發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，為開(kāi)辟新的熱源燃料，針對(duì)熱鍍鋅液 內(nèi)加熱用燃料的應(yīng)用要求，開(kāi)發(fā)出一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置。本實(shí)用新型的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，包括加熱陶瓷管，在 加熱陶瓷管內(nèi)有燃燒室和通入燃燒室內(nèi)的燃?xì)夤?，在燃?xì)夤芏瞬拷佑腥紵?，其特征在?所述燃?xì)夤芡獠刻子幸粋€(gè)前端收縮的點(diǎn)火管，點(diǎn)火管外部套有空氣管，所述點(diǎn)火管與空氣 管之間有間隙，該間隙為空氣通道，所述空氣通道的進(jìn)氣端與外部空氣管路連通，另一端與 燃燒室連通，在點(diǎn)火管的管壁上制有進(jìn)氣孔。所述的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，其中的進(jìn)氣孔置于點(diǎn)火管前 部燃燒嘴的附近，點(diǎn)火管前端收縮構(gòu)成一個(gè)與燃燒室連通的點(diǎn)燃室。[0007]所述的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，其中與燃?xì)夤芟噙B接的外部 燃?xì)夤苈飞辖佑腥細(xì)怆姶砰y，與空氣通道連通的外部空氣管路上接有空氣電磁閥，燃燒嘴 上連接一個(gè)點(diǎn)火器，所述的燃?xì)怆姶砰y、空氣電磁閥和點(diǎn)火器與控制器電連接，并由控制器 控制其接通與斷開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)度及點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間。本發(fā)明的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，在加熱陶瓷管內(nèi)設(shè)置燃?xì)?管與空氣管，并通過(guò)控制器控制燃?xì)馀c空氣的通入量，按設(shè)定比例分別通入燃燒室混合后 再點(diǎn)燃，避免了因煤氣中氫含量高導(dǎo)致空、燃比例調(diào)整不好
圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本發(fā)明點(diǎn)火過(guò)程示意圖圖3是本發(fā)明的燃燒過(guò)程示意圖圖4是空氣管延時(shí)關(guān)閉的點(diǎn)火脈沖波形圖圖5是空氣管提前開(kāi)啟的點(diǎn)火脈沖波形圖圖中1-外部燃?xì)夤苈?-截止閥3-燃?xì)怆姶砰y4-燃?xì)鉁p壓閥5-點(diǎn)火器6_排煙 管路7-燃?xì)夤?-點(diǎn)火管9-燃燒嘴10-點(diǎn)燃室11-空氣減壓閥12-外部空氣管路13-空 氣電磁閥14-點(diǎn)火控制器15-廢氣夾縫16-空氣管17-進(jìn)氣孔18-燃燒室19-空氣通道 20-加熱陶瓷管具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置進(jìn)行詳細(xì) 描述。圖1所示，本發(fā)明的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，包括一個(gè)鍍鋅液內(nèi)加熱陶瓷管20，在該陶 瓷管內(nèi)有一個(gè)點(diǎn)火管8，焦?fàn)t煤氣燃?xì)夤?安裝在點(diǎn)火管8內(nèi)，其一側(cè)還有內(nèi)裝點(diǎn)火線的點(diǎn) 火線套管，燃?xì)夤?前部接有一個(gè)燃燒嘴9。在點(diǎn)火管8的外部套接有空氣管16，其中點(diǎn)火 管8與空氣管16之間有(間隙)夾層，該夾層構(gòu)成為空氣通道19。空氣通道19的前部與 燃燒室18連通。在點(diǎn)火管8的管壁上靠近燃燒嘴9附近制有進(jìn)氣孔17。空氣管16與外 部空氣管路12連通，在外部空氣管路12上設(shè)有空氣減壓閥11和空氣電磁閥13。燃?xì)夤? 與外部燃?xì)夤苈?連通，在外部燃?xì)夤苈?上接有截止閥2、燃?xì)怆姶砰y3和燃?xì)鉁p壓閥4。 點(diǎn)火器5與點(diǎn)火線連接，點(diǎn)火線的發(fā)火端固定在燃燒嘴9上。燃?xì)怆姶砰y3與空氣電磁閥 13及點(diǎn)火器5與一個(gè)控制器14由導(dǎo)線連接，三者均受控制器14控制。初次點(diǎn)火時(shí)，控制器14發(fā)出指令，空氣電磁閥13打開(kāi)，加壓空氣經(jīng)外部空氣管路 12、空氣減壓閥11進(jìn)入空氣管16，并且大部分空氣從空氣通道19前端進(jìn)入燃燒室，然后沿 加熱陶瓷管20內(nèi)壁的水蒸汽夾縫15返出從排煙管路6排空。本次首先進(jìn)入加熱陶瓷管內(nèi) 的空氣是清除內(nèi)部的殘余燃?xì)夂透街趦?nèi)壁的水蒸汽，持續(xù)時(shí)間為1-2秒鐘。然后點(diǎn)火控 制器14指令燃?xì)怆姶砰y3打開(kāi)，此時(shí)二種氣體按設(shè)定比例分別經(jīng)燃?xì)夤?和空氣管16進(jìn) 入加熱陶瓷管20內(nèi)。燃?xì)鈴娜紵?噴出，小量空氣從進(jìn)氣孔17進(jìn)入點(diǎn)火管8內(nèi)的點(diǎn)燃 室10與燃?xì)饣旌希藭r(shí)，點(diǎn)火器5接受指令輸出千伏高壓電點(diǎn)火將燃?xì)馀c空氣的混合氣點(diǎn) 燃。由于進(jìn)入此處的空氣較少，不足以將全部燃?xì)鉄M，但可以消耗大量氫氣，從而可以降 低氫氣濃度，避免發(fā)生爆燃。未燃燒的大部分燃?xì)膺M(jìn)入前部燃燒室18內(nèi)并與經(jīng)空氣通道19即空氣管16進(jìn)入的空氣混合完全燃燒，燃燒廢氣沿加熱陶瓷管20內(nèi)壁的廢氣夾縫15返出 經(jīng)排煙管路6排空。燃燒10-20秒鐘后，控制器14發(fā)出指令，關(guān)閉燃?xì)怆姶砰y3，中斷燃?xì)?供給?？諝怆姶砰y13則延時(shí)1-2秒鐘再關(guān)閉，在此時(shí)間內(nèi)，加壓空氣繼續(xù)進(jìn)入加熱陶瓷管 內(nèi)將剛?cè)紵蟮膹U氣及附著在管體內(nèi)壁的水蒸汽從管內(nèi)清掃出去。到達(dá)設(shè)定清掃時(shí)間后， 空氣電磁閥13關(guān)閉。間隔1-10秒鐘后，控制器14再次指令將燃?xì)怆姶砰y、空氣電磁閥打 開(kāi)并點(diǎn)燃，如此循環(huán)工作，可保持鍍鋅鍋/槽內(nèi)鋅液溫度誤差在士 1°C以內(nèi)。而燃燒室內(nèi)壁 則不會(huì)有積存的水蒸汽。上述空氣進(jìn)入壓力為5-lOkpa ；燃?xì)膺M(jìn)入壓力為3_12Kpa ；其中進(jìn)入壓力大小的調(diào) 整是根據(jù)焦?fàn)t煤氣成分/熱值及與空氣比例由控制器內(nèi)專用程序計(jì)算自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整。本實(shí) 用新型只涉及裝置的硬件部分。圖2所示點(diǎn)火過(guò)程，高壓空氣先對(duì)點(diǎn)燃室10、燃燒室18內(nèi)的殘余煤氣、水蒸汽進(jìn)行 吹掃清除，吹掃時(shí)間由控制器14內(nèi)程序控制，通常1-2秒或更多至10秒種。吹掃結(jié)束后， 然后打開(kāi)燃?xì)怆姶砰y3，此時(shí)，焦?fàn)t煤氣與空氣按照設(shè)定的比例進(jìn)入加熱陶瓷管20，其中小 量空氣先進(jìn)入點(diǎn)火管8內(nèi)的點(diǎn)燃室10內(nèi)與燃?xì)饣旌喜⒈稽c(diǎn)燃，此時(shí)由于進(jìn)入點(diǎn)燃室內(nèi)的空 氣較少，只有小量燃?xì)?焦?fàn)t煤氣)被點(diǎn)燃，其余燃?xì)鈩t進(jìn)入燃燒室18后被點(diǎn)燃。圖3所示燃燒時(shí)，火焰由點(diǎn)燃室10進(jìn)入燃燒室18，由空氣管16前部出口進(jìn)入燃燒 室18的大部分空氣與未燃燒的大部分燃?xì)饣旌喜⑷繜M。燃燒后的廢氣(二氧化碳和 水)通過(guò)夾縫15及排煙管路6排出。關(guān)閉燃?xì)夤芎罂諝夤苎訒r(shí)期間進(jìn)入的空氣將加熱陶 瓷管內(nèi)剩余廢氣吹出，避免其中的水蒸氣在陶瓷管內(nèi)壁凝結(jié)。圖4所示，脈沖點(diǎn)火控制器14采用矩形波來(lái)控制燃燒的時(shí)間，一般設(shè)定燃燒時(shí)間 為10-20秒，由燃?xì)獬煞植煌O(shè)定不同時(shí)間值；空氣管延時(shí)關(guān)閉時(shí)間為1-2秒。圖5所示，通過(guò)調(diào)整控制器14，使空氣管每次啟動(dòng)時(shí)提前1-2秒打開(kāi)，對(duì)陶瓷管內(nèi) 的廢氣進(jìn)行清掃，然后打開(kāi)燃?xì)夤懿Ⅻc(diǎn)燃，持續(xù)燃燒10-20秒后空氣管與燃?xì)夤芡瑫r(shí)關(guān)閉。 其與圖4所示方式具有同樣效果。通過(guò)以上脈沖加熱方式用焦?fàn)t煤氣對(duì)加熱陶瓷管進(jìn)行加熱，避免管內(nèi)局部溫度超 高和水蒸氣對(duì)陶瓷管的損壞。保證了鍍鋅液溫度恒定。以下是本發(fā)明的一個(gè)應(yīng)用實(shí)例，煤氣成份如下C022 . 6% ；CmHn 1. 8% ；O2 0. 8% ；CO 8. 4% ；CH4 21. 17% ；Η261· 06% ；Ν24. 17% ；操作過(guò)程，1、設(shè)定最大脈沖燃燒時(shí)間為20秒，停止時(shí)間為10秒，讓每次燃燒產(chǎn)生的水分最大 限度地排出加熱管，雖然頻繁點(diǎn)火帶來(lái)了一些副作用，但可確保不因水分的集聚導(dǎo)致加熱 陶瓷管破裂；2、煤氣和空氣分別送入燒嘴內(nèi)，增加每次點(diǎn)火前的預(yù)吹掃，由程序控制器進(jìn)行控 制，每次點(diǎn)火動(dòng)作前先打開(kāi)空氣閥，送入空氣將殘留的煤氣清理干凈，點(diǎn)火瞬時(shí)空氣比例 較高，無(wú)鳴爆產(chǎn)生；3、對(duì)煤氣管中各種控制原件進(jìn)行每季度的清理，增加多道次的過(guò)濾網(wǎng)并每月更 換。 使用一年來(lái)，鋅液溫度控制誤差達(dá)到士 rc，能耗水平很低，加熱管和其它熱工原 件使用壽命達(dá)到ι年。
權(quán)利要求1.一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，包括加熱陶瓷管(20)，在加熱陶瓷管 內(nèi)有燃燒室(18)和通入燃燒室內(nèi)的燃?xì)夤?7)，在燃?xì)夤芏瞬拷佑腥紵?9)，其特征在于 所述燃?xì)夤?7)外部套有一個(gè)前端收縮的點(diǎn)火管(8)，點(diǎn)火管(8)外部套有空氣管(16)，所 述點(diǎn)火管⑶與空氣管(16)之間有間隙，該間隙為空氣通道(19)，所述空氣通道(19)的進(jìn) 氣端與外部空氣管路(1 連通，另一端與燃燒室(18)連通，在點(diǎn)火管(8)的管壁上制有進(jìn) 氣孔(17)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，其特征在于所述的 進(jìn)氣孔(17)置于點(diǎn)火管(8)前部燃燒嘴(9)的附近，點(diǎn)火管(8)前端收縮構(gòu)成一個(gè)與燃燒 室(18)連通的點(diǎn)燃室(10)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，其特征在于與 燃?xì)夤?7)相連接的外部燃?xì)夤苈?1)上接有燃?xì)怆姶砰y(3)，與空氣通道(19)連通的外 部空氣管路(12)上接有空氣電磁閥(13)，燃燒嘴(9)上連接一個(gè)點(diǎn)火器(5)，所述的燃?xì)?電磁閥(3)、空氣電磁閥(13)和點(diǎn)火器(5)與控制器(14)電連接，并由控制器(14)控制其 接通與斷開(kāi)的時(shí)間長(zhǎng)度及點(diǎn)火持續(xù)時(shí)間。
專利摘要一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，包括加熱陶瓷管，在加熱陶瓷管內(nèi)有燃燒室和通入燃燒室內(nèi)的燃?xì)夤?，在燃?xì)夤芏瞬拷佑腥紵?，其特征在于另有一條與外部空氣管路連通的空氣管與燃?xì)夤懿⑿性O(shè)置，空氣與燃?xì)庠谌紵旎旌喜⒈稽c(diǎn)燃。本實(shí)用新型的一種以焦?fàn)t煤氣為燃料的鍍鋅液內(nèi)加熱裝置，在加熱陶瓷管內(nèi)并列設(shè)置燃?xì)夤芘c空氣管，將燃?xì)馀c空氣按設(shè)定比例分別通入燃燒室混合后再點(diǎn)燃，避免了因煤氣中氫含量高導(dǎo)致空、燃比例調(diào)整不好引起燃爆。使得采用焦?fàn)t煤氣加熱鍍鋅液成為可能。
文檔編號(hào)C23C2/06GK201834961SQ201020151010
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年4月2日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月2日
發(fā)明者王祥 申請(qǐng)人:山西榆次遠(yuǎn)大線材制品有限公司