專(zhuān)利名稱(chēng)：一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燃燒設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種帶有高溫?zé)煔饣亓鞯男顭崾郊訜釥t。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的工業(yè)加熱爐，在余熱回收技術(shù)上，主要采用的是蓄熱式回收煙氣余熱。蓄熱 式燃燒包括蓄熱系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等，各系統(tǒng)對(duì)稱(chēng)排布于爐體兩側(cè)。當(dāng)一側(cè)處于排 煙狀態(tài)時(shí)，燃料及空氣從另一側(cè)進(jìn)入，一段時(shí)間后切換狀態(tài)。在排煙狀態(tài)下，高溫?zé)煔庀蛐?熱體放熱，煙氣降至200°C以下排入大氣；而在燃料供應(yīng)側(cè)，空氣從蓄熱體吸熱，與燃料混 合進(jìn)入爐膛后燃燒。換向周期一般為30 200s。相比傳統(tǒng)燃燒方式，蓄熱式燃燒有很多優(yōu) 點(diǎn)較高的余熱回收率和溫度效率節(jié)省了燃料的消耗，同時(shí)預(yù)熱溫度的提高也擴(kuò)大了燃料 的適用范圍，低熱值燃料同樣可以實(shí)現(xiàn)較高的燃燒溫度。但現(xiàn)有技術(shù)中仍存在一些問(wèn)題
(1)在使用高熱值氣體作為燃料時(shí)，較高的預(yù)熱溫度會(huì)導(dǎo)致高的燃燒溫度，造成氧 化氮大量生成，而且過(guò)高溫度可能損壞工件。 (2)蓄熱式燃燒方式中，煙氣與空氣之間的熱量交換是通過(guò)蓄熱體傳遞的，蓄熱體 的蓄熱、放熱是通過(guò)換向系統(tǒng)的頻繁換向?qū)崿F(xiàn)的。頻繁換向過(guò)程中，氣體在爐內(nèi)的走向不斷 變化，導(dǎo)致?tīng)t膛內(nèi)壓力大幅波動(dòng)，工況很不穩(wěn)定，難于控制。 (3)加熱過(guò)程中由于燃燒產(chǎn)物與工件直接接觸，容易導(dǎo)致工件表面的氧化和脫碳。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，以克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺點(diǎn)。
上述目的通過(guò)以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn) —種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風(fēng)裝置、排煙裝置和換 向裝置，所述爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個(gè)角的位置設(shè)置四個(gè)蓄熱室，蓄熱室內(nèi)設(shè)置蓄 熱體；蓄熱室下游位置設(shè)置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對(duì)應(yīng)的爐墻上設(shè)燒 嘴磚，所述的爐腔為矩形或圓形，所述的蓄熱室分布于爐體的四個(gè)角，噴口方向?yàn)橥蛔?向，即同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針，所述的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，所述的燒嘴磚可以為楔形 磚或有導(dǎo)向作用的異形磚，所述的爐腔與加熱室用高導(dǎo)熱系數(shù)的耐火材料隔開(kāi)，換向裝置 為兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的換向機(jī)構(gòu)，也可使用同一換向機(jī)構(gòu)。 本發(fā)明由于爐腔為矩形或圓形，爐體四個(gè)角的位置都設(shè)有蓄熱室，從鼓風(fēng)機(jī)出來(lái) 的常溫空氣通過(guò)自控系統(tǒng)的換向閥進(jìn)入對(duì)角位置的兩個(gè)蓄熱室，在經(jīng)過(guò)蓄熱室內(nèi)的蓄熱體 時(shí)被加熱，在極短的時(shí)間里常溫空氣被加熱到接近爐內(nèi)溫度，被加熱的高溫空氣在與燃料 混合后進(jìn)入爐膛，巻吸回流煙氣形成一股含氧量遠(yuǎn)低于21 %的貧氧高溫氣流，實(shí)現(xiàn)貧氧狀 態(tài)下的燃燒。生成的燃燒產(chǎn)物，一部分從下游第一個(gè)噴口排入大氣，一部分由于另一噴口的 巻吸作用，成為回流煙氣。爐腔內(nèi)高溫?zé)煔庠谂湃氪髿馇敖?jīng)過(guò)蓄熱室，將熱量存儲(chǔ)于蓄熱體 內(nèi)，然后以低于15(TC的低溫經(jīng)換向閥排入大氣。在換向閥的作用下，四個(gè)蓄熱式燒嘴兩兩
3一組，處于蓄熱與放熱的交替工作狀態(tài)。此過(guò)程中高溫?zé)煔庥蔂t腔內(nèi)壁通過(guò)輻射加熱工件。
這個(gè)技術(shù)方案有以下有益效果 (1)本發(fā)明采用蓄熱式燃燒技術(shù)，回收煙氣余熱，可以達(dá)到節(jié)約能源，減少二氧化 碳排放的效果，同時(shí)擴(kuò)大了燃料的適用范圍，使用高熱值或低熱值氣體都可以實(shí)現(xiàn)工件要 求的溫度。 (2)本發(fā)明通過(guò)煙氣回流實(shí)現(xiàn)低氧狀態(tài)下的燃燒，在通過(guò)蓄熱提高燃燒溫度的前 提下，降低峰值溫度，以減少氧化氮的生成，同時(shí)局部高溫的避免也延長(zhǎng)了爐子的使用壽 命。 (3)本發(fā)明采用爐腔和加熱室隔開(kāi)的設(shè)置，燃燒產(chǎn)物與工件的不直接接觸，有效避 免了工件表面的氧化和脫碳，同時(shí)也為保護(hù)氣氛下進(jìn)行熱處理創(chuàng)造了條件。


圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為楔形燒嘴磚的示意圖；
圖3為異形燒嘴磚的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例1 : 圖1給出了本實(shí)施例帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐的實(shí)施結(jié)構(gòu)示意圖，包括爐體 7、鼓風(fēng)機(jī)1、引風(fēng)機(jī)3和換向機(jī)構(gòu)2，爐腔8為矩形或圓形，周向按同一走向布置蓄熱室A、 B、 C、 D，四個(gè)蓄熱室分為兩組，處于對(duì)角線(xiàn)上的兩個(gè)蓄熱室為一組，即A， C為一組，B， D為一 組蓄熱室內(nèi)設(shè)置蓄熱體ll，蓄熱體為球狀或蜂窩狀，蓄熱室下游位置設(shè)置燃料噴嘴12，燃 料噴嘴外接有燃料管道，噴口對(duì)應(yīng)的爐墻上設(shè)燒嘴磚，可以為楔形磚13或有導(dǎo)向作用的異 形磚16，爐腔8與加熱室9用高導(dǎo)熱系數(shù)的耐火材料10隔開(kāi)。 在工作狀態(tài)時(shí)，前半個(gè)周期，鼓風(fēng)機(jī)1使空氣經(jīng)過(guò)換向機(jī)構(gòu)2進(jìn)入空氣通道15，經(jīng) 蓄熱室A內(nèi)蓄熱體11加熱后，與燃料通道12噴出的燃料混合，經(jīng)噴口加速?lài)娙霠t腔8，噴口 位置設(shè)燒嘴磚。混合氣以較高速度由噴口噴出，巻吸部分來(lái)自上游的高溫?zé)煔?，形成貧氧?溫氣流，在爐腔內(nèi)燃燒。燃燒后的煙氣一部分進(jìn)入蓄熱室B，與蓄熱體5換熱后進(jìn)入排煙通 道4，經(jīng)過(guò)換向機(jī)構(gòu)2被引風(fēng)機(jī)3引入排出，排煙溫度在15(TC左右；一部分煙氣由于下游蓄 熱室C對(duì)應(yīng)噴口的巻吸作用繼續(xù)向下游流動(dòng)。蓄熱室C的工作狀態(tài)與蓄熱室A完全相同， 蓄熱室D的工作狀態(tài)與蓄熱室B完全相同。半個(gè)周期后，兩個(gè)換向機(jī)構(gòu)同時(shí)換向，A與B， C 與D工作狀態(tài)互換，爐腔8內(nèi)氣流方向保持不變。燃料通道外接燃料換向閥，與空氣/煙氣 換向機(jī)構(gòu)2動(dòng)作周期保持一致。 爐體兩側(cè)使用兩個(gè)聯(lián)動(dòng)的換向機(jī)構(gòu)，也可使用同一個(gè)換向閥，使A與C， B與D并 聯(lián)。 爐腔8與加熱室9之間用耐火隔板10隔開(kāi)，爐腔8內(nèi)高溫通過(guò)輻射方式將熱量傳 遞給加熱室內(nèi)工件。 如圖2所示，蓄熱室噴口處的燒嘴磚為楔形。
實(shí)施例2 : 本實(shí)施例是燒嘴磚為帶有導(dǎo)向作用的異形磚的情況。 如圖3所示，蓄熱室噴口處的燒嘴磚為帶有導(dǎo)向作用的異形磚16。這種異形磚與普通楔形磚相比，較難加工，但是有利于煙氣回流，減小氣流壓力損失。
權(quán)利要求
一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風(fēng)裝置、排煙裝置和換向裝置，其特征在于爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個(gè)角的位置設(shè)置四個(gè)蓄熱室，蓄熱室內(nèi)設(shè)置蓄熱體；蓄熱室下游位置設(shè)置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對(duì)應(yīng)的爐墻上設(shè)燒嘴磚。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的蓄熱室 分布于爐體的四個(gè)角，噴口方向?yàn)橥蛔呦?，即同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針。
3. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的換向裝 置為聯(lián)動(dòng)的換向機(jī)構(gòu)，也可為同一換向機(jī)構(gòu)。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的燒嘴磚 可以為楔形磚或有導(dǎo)向作用的異形磚。
5. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的爐腔為 矩形或圓形。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的爐腔與 加熱室用高導(dǎo)熱系數(shù)的耐火材料隔開(kāi)。
全文摘要
本發(fā)明提供一種帶有煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風(fēng)裝置、排煙裝置和換向裝置，所述爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個(gè)角的位置設(shè)置四個(gè)蓄熱室，蓄熱室內(nèi)設(shè)置蓄熱體；蓄熱室下游位置設(shè)置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對(duì)應(yīng)的爐墻上設(shè)燒嘴磚，所述的爐腔為矩形或圓形，所述的蓄熱室分布于爐體的四個(gè)角，噴口方向?yàn)橥蛔呦?，即同為順時(shí)針或同為逆時(shí)針，所述的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，所述的燒嘴磚可以為楔形磚或有導(dǎo)向作用的異形磚，所述的爐腔與加熱室用高導(dǎo)熱系數(shù)的耐火材料隔開(kāi)。本發(fā)明通過(guò)蓄熱和煙氣回流達(dá)到了減少二氧化碳，氧化氮排放的目的，將煙氣與工件隔絕，避免了工件表面的氧化和脫碳。
文檔編號(hào)F23L15/00GK101776392SQ201010046540
公開(kāi)日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2010年1月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月14日
發(fā)明者林其釗, 郭超 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)