節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐的制作方法
【專利摘要】節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，涉及一種鍛造行業(yè)鍛造前加熱的節(jié)能型工業(yè)窯爐設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。包括側(cè)墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架 ，側(cè)墻包括內(nèi)墻和外墻，內(nèi)墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，外墻圍在內(nèi)墻外側(cè)，爐體鋼架設(shè)置在側(cè)墻和后墻外，在內(nèi)墻與外墻之間設(shè)置蓄熱室；內(nèi)墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，澆注料層臨靠爐膛設(shè)置，耐火磚層緊貼所述澆注料層外側(cè)，澆筑料層與耐火磚層等高，燒嘴拱腳磚分別配合在兩側(cè)耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，燒嘴拱腳磚的下部設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，橫孔貫穿整個(gè)燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室。本加熱爐煙氣余熱利用率高，爐溫、爐壓穩(wěn)定，使用壽命長(zhǎng)，安全系數(shù)高。
【專利說(shuō)明】
節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種鍛造行業(yè)鍛造前加熱的節(jié)能型工業(yè)窯爐設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]按余熱回收方式劃分，現(xiàn)有的加熱爐主要包括換熱式加熱爐和蓄熱式加熱爐兩種爐型。換熱式加熱爐的顯著特征就是在加熱爐上采用了一種在煙道內(nèi)回收煙氣余熱的換熱器;但熱效率低，余熱回收效果并不理想，助燃空氣的預(yù)熱溫度一般不高于350°C，即使以增加成本為代價(jià)而采用耐熱合金鋼作為換熱器材料，預(yù)熱溫度也僅能達(dá)到600°C左右。除此之外這種爐型需配置爐外較長(zhǎng)的排煙道和高聳的煙囪，占地面積大，投資成本高。
[0003]蓄熱式加熱爐的煙氣余熱回收主要是通過(guò)兩個(gè)蓄熱室配合換向機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。舊有蓄熱室存在體積龐大、熱回收率低、氣體預(yù)熱溫度波動(dòng)較大的缺點(diǎn)；近年來(lái)，蓄熱室的應(yīng)用有了新的發(fā)展，將蓄熱室與燃燒裝置有機(jī)地結(jié)合在一起，形成了蓄熱式燒嘴。煙氣余熱回收效果較好，但爐墻的散熱損失嚴(yán)重，尤其是蓄熱式燒嘴外殼的溫度高得往往人無(wú)法用手觸碰。另外爐況難于控制，爐壓高且波動(dòng)大，易造成爐口和爐體冒火，嚴(yán)重危害了爐門和爐體的使用壽命。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本實(shí)用新型提供一種節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐。
[0005]本實(shí)用新型包括側(cè)墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架，所述側(cè)墻包括內(nèi)墻和外墻，所述內(nèi)墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，所述外墻圍在所述內(nèi)墻外側(cè)，所述爐體鋼架設(shè)置在所述側(cè)墻和后墻外，在所述內(nèi)墻與外墻之間設(shè)置蓄熱室;所述內(nèi)墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，所述澆注料層臨靠爐膛設(shè)置，所述耐火磚層緊貼所述澆注料層外側(cè)，所述澆筑料層與所述耐火磚層等高，所述燒嘴拱腳磚分別配合在兩側(cè)所述耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，所述燒嘴拱腳磚為高溫澆注料預(yù)制而成，所述燒嘴拱腳磚上部設(shè)置供小型燒嘴插入的斜孔，所述燒嘴拱腳磚的下部設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，所述橫孔貫穿整個(gè)燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室，所述斜孔與所述橫孔連通，同側(cè)的各所述燒嘴拱腳磚沿著內(nèi)墻等距離間隔排列成一排，在間隔處通過(guò)填塞澆注料密封，所述爐頂配合固定在兩排所述燒嘴拱腳磚的斜側(cè)面之間;所述外墻內(nèi)設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的內(nèi)置管道，所述蓄熱室包括預(yù)熱區(qū)、上通道、下通道，所述蓄熱室的預(yù)熱區(qū)通過(guò)下通道連接所述內(nèi)置管道，所述蓄熱室的預(yù)熱區(qū)通過(guò)上通道與所述橫孔連通。
[0006]本實(shí)用新型所述蓄熱室為兩個(gè)，所述兩個(gè)蓄熱室分別設(shè)置在所述爐膛兩側(cè)的外墻和內(nèi)墻之間，所述蓄熱室上頂部是弧形斜頂，所述蓄熱室的下底部是爐底，所述蓄熱室的側(cè)壁是所述耐火磚層，所述蓄熱室下部設(shè)置橫向布置的耐熱格柵板，所述耐熱格柵板下方為所述下通道，所述耐熱格柵板上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體作為所述預(yù)熱區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)與所述弧形斜頂之間設(shè)有間隔，所述間隔為所述上通道;所述內(nèi)置管道包括橫主管、豎主管、支管;所述豎主管豎直設(shè)置于所述爐墻中部臨近爐體鋼架的內(nèi)側(cè);所述橫主管兩端封閉，所述橫主管沿爐墻方向橫向設(shè)置于所述外墻下部，所述橫主管的下平面與所述下通道的下平面齊平，所述橫主管的上平面的中部與所述豎主管連通，所述橫主管的外側(cè)面臨靠所述爐體鋼架，所述橫主管的內(nèi)側(cè)面與各所述支管的一端連通;所述支管以偶數(shù)的數(shù)量均勻?qū)ΨQ布置在所述橫主管與所述下通道之間，各所述支管的另一端分別與所述下通道連通，所述豎主管的上端連接相應(yīng)的四通閥換向機(jī)構(gòu)。
[0007]本實(shí)用新型在所述蓄熱室的中部設(shè)置一堵中間墻，所述中間墻的下端與所述爐底連接，所述中間墻的上端連接至所述燒嘴拱腳磚的下平面，所述中間墻另外兩端面分別支撐在所述內(nèi)墻與外墻上；中間墻可以有效的將內(nèi)墻熱應(yīng)力傳遞至爐體鋼架上。
[0008]本實(shí)用新型所述澆筑料層上端面分別設(shè)置一排凸塊，各所述燒嘴拱腳磚的下端面分別設(shè)置與所述凸塊配合的凹槽，所述燒嘴拱腳磚分別通過(guò)下端面的凹槽與所述澆筑料層上端面的凸塊配合連接;在各所述燒嘴拱腳磚的兩側(cè)面上分別設(shè)置凹槽，填充澆筑料密封后，兩側(cè)面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚連成一個(gè)整體。
[0009]本實(shí)用新型在兩排所述燒嘴拱腳磚內(nèi)分別插置常開(kāi)燒嘴，在所述后墻上設(shè)置兩個(gè)與兩排所述常開(kāi)燒嘴對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火燒嘴，各所述點(diǎn)火燒嘴的內(nèi)端對(duì)應(yīng)設(shè)置在所述靠近所述后墻的常開(kāi)燒嘴的下方，所述點(diǎn)火燒嘴的外端設(shè)置在所述后墻外，所述點(diǎn)火燒嘴的外端連接相應(yīng)的天然氣源和助燃空氣源。
[0010]本實(shí)用新型兩個(gè)蓄熱室分別以A蓄熱室和B蓄熱室區(qū)別定義。初始工作時(shí)，助燃空氣從內(nèi)置管道進(jìn)入A蓄熱室的下通道往上流通，依次穿過(guò)耐熱格柵板孔隙和預(yù)熱區(qū)的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙進(jìn)入上通道，然后進(jìn)入燒嘴拱腳磚的橫孔，并在橫孔內(nèi)與天然氣部分混合后一起進(jìn)入爐膛進(jìn)行燃燒;燃燒后產(chǎn)生的煙氣從爐墻另一側(cè)的燒嘴拱腳磚的橫孔流入B蓄熱室，煙氣從上往下流通，依次穿過(guò)預(yù)熱區(qū)的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙和耐熱格柵板孔隙進(jìn)入下通道，其攜帶的大量余熱絕大部分將會(huì)被球狀陶瓷蓄熱體吸收，以低于120°C的溫度從下通道旁的內(nèi)置管道排出爐外。
[0011]球狀陶瓷蓄熱體儲(chǔ)存滿熱量后，本加熱爐開(kāi)始換向工作，助燃空氣從內(nèi)置管道進(jìn)入B蓄熱室的下通道往上流通，依次穿過(guò)耐熱格柵板孔隙和預(yù)熱區(qū)的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙進(jìn)入上通道，將之前球狀陶瓷蓄熱體吸收的熱量絕大部分傳遞給助燃空氣，預(yù)熱后的助燃空氣進(jìn)入燒嘴拱腳磚的橫孔，并在橫孔內(nèi)與天然氣部分混合后一起進(jìn)入爐膛進(jìn)行燃燒;燃燒后產(chǎn)生的煙氣從爐墻另一側(cè)的燒嘴拱腳磚的橫孔流入A蓄熱室，煙氣從上往下流通，依次穿過(guò)預(yù)熱區(qū)的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙和耐熱格柵板孔隙進(jìn)入下通道，并將絕大部分的熱量傳遞給球狀陶瓷蓄熱體吸收，以低于120°C的溫度從下通道旁的內(nèi)置管道排出爐外。
[0012]兩個(gè)蓄熱室按照上述規(guī)律輪流充當(dāng)助燃空氣的進(jìn)入通道和煙氣的排出通道兩種功能。這種結(jié)構(gòu)可以有效地回收煙氣余熱，同時(shí)內(nèi)墻蓄熱滿后的余熱在向外傳遞經(jīng)過(guò)蓄熱室時(shí)也被助燃空氣所吸收，從而大大減少了爐墻的散熱損失。
[0013]本實(shí)用新型的節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐采用全溫段換向分散式燒嘴的設(shè)計(jì)。設(shè)置兩組燃燒裝置，兩組燃燒裝置配合四通閥換向機(jī)構(gòu)輪流工作。所述燃燒裝置包括一組常開(kāi)燒嘴和一只點(diǎn)火燒嘴。一組常開(kāi)燒嘴由多只小型燒嘴組成，多只小型燒嘴布置在燒嘴拱腳磚斜孔內(nèi)，沿爐膛方向等距離間隔排列，其數(shù)量和位置與燒嘴拱腳磚相對(duì)應(yīng);小型燒嘴間距小(250cm左右)，數(shù)量多，排布緊湊，可以實(shí)現(xiàn)整個(gè)爐膛段布滿發(fā)熱點(diǎn)，保證了較快的加熱速度和良好的爐溫均勻性;而且火焰柔和，爐壓低，有益于延長(zhǎng)爐門和爐墻的使用壽命。
[0014]所述點(diǎn)火燒嘴的數(shù)量為兩只，分別布置在爐膛兩側(cè)的后墻上，其內(nèi)端對(duì)應(yīng)設(shè)置在靠近后墻的常開(kāi)燒嘴的下方，其外端設(shè)置在后墻外，連接相應(yīng)的天然氣源和助燃空氣源。當(dāng)爐溫處于常溫和650°C(天然氣的燃點(diǎn))之間時(shí)，點(diǎn)火燒嘴起到引燃常開(kāi)燒嘴和火焰監(jiān)測(cè)的雙作用；點(diǎn)火燒嘴由PLC自動(dòng)控制，通過(guò)高壓打火點(diǎn)燃后，自爐后向爐前排列的順序逐個(gè)開(kāi)通常開(kāi)燒嘴的天然氣，則爐膛一側(cè)的多個(gè)常開(kāi)燒嘴被依次引燃，之后點(diǎn)火燒嘴的天然氣和空氣管路關(guān)閉不再燃燒，僅需起到火焰監(jiān)測(cè)的單作用。當(dāng)爐溫高于650°C(天然氣的燃點(diǎn))，通過(guò)常開(kāi)燒嘴進(jìn)入爐膛的天然氣可以自行燃燒時(shí)，點(diǎn)火燒嘴的天然氣和空氣管路處于關(guān)閉狀態(tài)，僅需起到火焰監(jiān)測(cè)的單作用。
[0015]進(jìn)入換向輪流工作狀態(tài)時(shí)，先前處于工作的一組燃燒裝置停止工作，爐膛另一側(cè)的一組燃燒裝置開(kāi)始工作；由于兩組常開(kāi)燒嘴均配置一只點(diǎn)火燒嘴，常溫狀態(tài)下就可以進(jìn)行換向蓄熱燃燒，突破了以往必須在爐溫高于650°C(天然氣的燃點(diǎn))才能換向蓄熱燃燒的限制。
【附圖說(shuō)明】

[0016]圖1為本實(shí)用新型的一種結(jié)構(gòu)不意圖；
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]如圖1、2所示，本節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，包括側(cè)墻28、后墻29、爐底3、爐頂4、爐體鋼架5，側(cè)墻28包括內(nèi)墻1、外墻2，內(nèi)墻I與后墻29、爐頂4、爐底3圍成爐膛6，外墻2圍在內(nèi)墻I外側(cè)，爐體鋼架5設(shè)置在外墻2外，在內(nèi)墻I與外墻2之間設(shè)置蓄熱室7;內(nèi)墻I包括澆筑料層8、耐火磚層9、多塊燒嘴拱腳磚10，澆注料層8臨靠爐膛6設(shè)置，耐火磚層9緊貼澆注料層8外側(cè)，澆筑料層8與耐火磚層9等高，燒嘴拱腳磚10分別配合在兩側(cè)耐火磚層9、澆注料層8上方形成兩排，燒嘴拱腳磚10為高溫澆注料預(yù)制而成，燒嘴拱腳磚10上部設(shè)置供小型燒嘴插入的斜孔U，燒嘴拱腳磚10的下部設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔12，橫孔12貫穿整個(gè)燒嘴拱腳磚10從而連通爐膛6和蓄熱室7，斜孔11與橫孔12連通，同側(cè)的各燒嘴拱腳磚10沿著內(nèi)墻I等距離間隔排列成一排，在間隔處通過(guò)填塞澆注料密封，爐頂4配合固定在兩排燒嘴拱腳磚10的斜側(cè)面之間；外墻2內(nèi)設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的內(nèi)置管道13，蓄熱室7包括預(yù)熱區(qū)14、上通道15、下通道16，蓄熱室7的預(yù)熱區(qū)14通過(guò)下通道16連接內(nèi)置管道13，蓄熱室7的預(yù)熱區(qū)14通過(guò)上通道15與橫孔12連通。
[0019]蓄熱室7為兩個(gè)，兩個(gè)蓄熱室7分別設(shè)置在爐膛6兩側(cè)，蓄熱室7上頂部是弧形斜頂17，蓄熱室7的下底部是爐底3，蓄熱室7的側(cè)壁是耐火磚層9，蓄熱室7下部設(shè)置橫向布置的耐熱格柵板18，耐熱格柵板18下方為所述下通道16，耐熱格柵板18上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體19作為預(yù)熱區(qū)14，預(yù)熱區(qū)14與弧形斜頂17之間設(shè)有間隔，間隔為上通道15;內(nèi)置管道13包括橫主管20、豎主管21、支管22;豎主管21豎直設(shè)置于爐墻中部臨近爐體鋼架5的內(nèi)側(cè);橫主管20兩端封閉，橫主管20沿爐墻方向橫向設(shè)置于外墻2下部，橫主管20的下平面與下通道16的下平面齊平，橫主管20的上平面的中部與豎主管21連通，橫主管20的外側(cè)面臨靠爐體鋼架5，橫主管20的內(nèi)側(cè)面與各支管22的一端連通;支管22以偶數(shù)的數(shù)量均勻?qū)ΨQ布置在橫主管20與下通道16之間，各支管22的另一端分別與下通道16連通，豎主管21的上端連接相應(yīng)的四通閥換向機(jī)構(gòu)。
[0020]進(jìn)一步的，在蓄熱室7的中部設(shè)置一堵中間墻23，中間墻23的下端與爐底3連接，中間墻23的上端連接至燒嘴拱腳磚10的下平面，中間墻23另外兩端面分別支撐在內(nèi)墻I與外墻2上；中間墻23可以有效的將內(nèi)墻I熱應(yīng)力傳遞至爐體鋼架5上。
[0021]進(jìn)一步的，在澆筑料層8上端面分別設(shè)置一排凸塊24，各燒嘴拱腳磚10的下端面分別設(shè)置與凸塊24配合的凹槽25，燒嘴拱腳磚10分別通過(guò)下端面的凹槽25與澆筑料層8上端面的凸塊24配合連接;在各燒嘴拱腳磚10的兩側(cè)面上分別設(shè)置凹槽26，填充澆筑料密封后，兩側(cè)面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚10連成一個(gè)整體。
[0022]在兩排燒嘴拱腳磚10內(nèi)分別插置常開(kāi)燒嘴27，在爐膛6兩側(cè)的后墻29上設(shè)置兩個(gè)與兩排常開(kāi)燒嘴27對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火燒嘴30，各點(diǎn)火燒嘴30的內(nèi)端對(duì)應(yīng)設(shè)置在靠近后墻的常開(kāi)燒嘴27的下方，點(diǎn)火燒嘴30的外端設(shè)置在后墻29外，點(diǎn)火燒嘴30的外端連接相應(yīng)的天然氣源和助燃空氣源。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于包括側(cè)墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架，所述側(cè)墻包括內(nèi)墻和外墻，所述內(nèi)墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，所述外墻圍在所述內(nèi)墻外側(cè)，所述爐體鋼架設(shè)置在所述側(cè)墻和后墻外，在所述內(nèi)墻與外墻之間設(shè)置蓄熱室;所述內(nèi)墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，臨靠爐膛設(shè)置澆注料層，所述耐火磚層緊貼所述澆注料層外側(cè)，所述澆筑料層與所述耐火磚層等高，所述燒嘴拱腳磚分別配合在兩側(cè)所述耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，所述燒嘴拱腳磚為高溫澆注料預(yù)制而成，所述燒嘴拱腳磚上部設(shè)置供小型燒嘴插入的斜孔，所述燒嘴拱腳磚的下部設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，所述橫孔貫穿整個(gè)燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室，所述斜孔與所述橫孔連通，同側(cè)的各所述燒嘴拱腳磚沿著內(nèi)墻等距離間隔排列成一排，在間隔處通過(guò)填塞澆注料密封，所述爐頂配合固定在兩排所述燒嘴拱腳磚的斜側(cè)面之間;所述外墻內(nèi)設(shè)置供助燃空氣或煙氣流通的內(nèi)置管道，所述蓄熱室包括預(yù)熱區(qū)、上通道、下通道，所述蓄熱室的預(yù)熱區(qū)通過(guò)下通道連接所述內(nèi)置管道，所述蓄熱室的預(yù)熱區(qū)通過(guò)上通道與所述橫孔連通。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于所述蓄熱室為兩個(gè)，所述兩個(gè)蓄熱室分別設(shè)置在所述爐膛兩側(cè)的外墻和內(nèi)墻之間，所述蓄熱室上頂部是弧形斜頂，所述蓄熱室的下底部是爐底，所述蓄熱室的側(cè)壁是所述耐火磚層，所述蓄熱室下部設(shè)置橫向布置的耐熱格柵板，所述耐熱格柵板下方為所述下通道，所述耐熱格柵板上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體作為所述預(yù)熱區(qū)，所述預(yù)熱區(qū)與所述弧形斜頂之間設(shè)有間隔，所述間隔為所述上通道;所述內(nèi)置管道包括橫主管、豎主管、支管;所述豎主管豎直設(shè)置于爐墻中部臨近爐體鋼架的內(nèi)側(cè);所述橫主管兩端封閉，所述橫主管沿爐墻方向橫向設(shè)置于所述外墻下部，所述橫主管的下平面與所述下通道的下平面齊平，所述橫主管的上平面的中部與所述豎主管連通，所述橫主管的外側(cè)面臨靠所述爐體鋼架，所述橫主管的內(nèi)側(cè)面與各所述支管的一端連通;所述支管以偶數(shù)的數(shù)量均勻?qū)ΨQ布置在所述橫主管與所述下通道之間，各所述支管的另一端分別與所述下通道連通，所述豎主管的上端連接相應(yīng)的四通閥換向機(jī)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于在所述蓄熱室的中部設(shè)置一堵中間墻，所述中間墻的下端與所述爐底連接，所述中間墻的上端連接至所述燒嘴拱腳磚的下平面，所述中間墻另外兩端面分別支撐在所述內(nèi)墻與外墻上。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于所述澆筑料層上端面分別設(shè)置一排凸塊，各所述燒嘴拱腳磚的下端面分別設(shè)置與所述凸塊配合的凹槽，所述燒嘴拱腳磚分別通過(guò)下端面的凹槽與所述澆筑料層上端面的凸塊配合連接;在各所述燒嘴拱腳磚的兩側(cè)面上分別設(shè)置凹槽，填充澆筑料密封后，兩側(cè)面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚連成一個(gè)整體。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的節(jié)能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于在兩排所述燒嘴拱腳磚內(nèi)分別插置常開(kāi)燒嘴，在所述爐膛兩側(cè)的后墻上設(shè)置兩個(gè)與兩排所述常開(kāi)燒嘴對(duì)應(yīng)的點(diǎn)火燒嘴，各所述點(diǎn)火燒嘴的內(nèi)端對(duì)應(yīng)設(shè)置在靠近所述后墻的常開(kāi)燒嘴的下方，所述點(diǎn)火燒嘴的外端設(shè)置在所述后墻外，所述點(diǎn)火燒嘴的外端連接相應(yīng)的天然氣源和助燃空氣源。
【文檔編號(hào)】F27D17/00GK205718456SQ201620487958
【公開(kāi)日】2016年11月23日
【申請(qǐng)日】2016年5月26日
【發(fā)明人】董輝, 朱粉平
【申請(qǐng)人】江蘇騰達(dá)環(huán)境工程有限公司