一種新型高效節(jié)能蓄熱式陶瓷輥道窯的制作方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及陶瓷工業(yè)設備技術領域，具體涉及一種具有高熱能利用率的新型蓄熱式陶瓷輥道窯。
【背景技術】
[0002]陶瓷行業(yè)主要有三種爐窯，梭式窯、隧道窯和輥道窯，其中以輥道窯的數(shù)量最多，產(chǎn)量最大，能源消耗最多。陶瓷輥道窯長度方向上分為烘干、預熱、燒成、冷卻幾個功能區(qū)。在陶瓷的生產(chǎn)過程，對于燃燒氣氛和溫度場均勻性要求很高。在不同的溫度段，需要不同的燃燒氣氛，如在中低溫段，800°c以下，需要氧化氣氛，空氣過量系數(shù)高，在高溫階段，需要還原氣氛，空氣過量系數(shù)低。如果只采用蓄熱燃燒的方式，不能實現(xiàn)燃燒氣氛的調節(jié)，也會改變原陶瓷生產(chǎn)過程中的加熱工藝，將會造成對產(chǎn)品質量的影響。因此，單純的蓄熱燃燒方式不適于陶瓷爐窯的生產(chǎn)。因此，火焰切換式蓄熱燃燒一直沒有在陶瓷輥道窯上得以應用。
[0003]另外，陶瓷生產(chǎn)過程中，對于爐膛溫度均勻性的要求也是很高的。同一點的溫度波動不應超過:TC，因此，在陶瓷生產(chǎn)過程中，調節(jié)好燃燒系統(tǒng)后，一般控制助燃風、燃氣量及壓力不變，以保證燃燒過程的穩(wěn)定，保證溫度場的穩(wěn)定。但是，在實際生產(chǎn)過程中，燃料的燃燒是通過燃燒器進行，在火焰的部分溫度高，在爐膛其他部分溫度低。因此，由于爐膛內有溫度梯度的存在，就有優(yōu)質品和一般質量產(chǎn)品的差別。
[0004]陶瓷輥道窯長度約有300米左右，前部為預熱段，中間為燒成段，最后為冷卻段。在陶瓷輥道窯的燒成段和冷卻段之間，有一個壓力“O”界面，從壓力“O”界面為分界，前端煙氣流向窯門，在流出的過程中對產(chǎn)品進行預熱、烘干。最后從爐窯產(chǎn)品的進口排出，在此過程中，高溫煙氣將部分熱量傳遞給產(chǎn)品。由于生坯中含水量已經(jīng)很少，把產(chǎn)品預熱也用不了煙氣中含有的熱量，只是這些能量的一部分，因為排煙溫度還在300°c左右。根據(jù)對國內現(xiàn)用的輥道窯進行測試的結果，有的高達400°C以上。雖然溫度不是特別高，但是由于煙氣流量大，一般流量在20000標立/小時，因此有大量的能源浪費。陶瓷生產(chǎn)中輥道窯的余熱，現(xiàn)有的利用方式只有一種，即將輥道窯排出的熱風用于生坯干燥。輥道窯產(chǎn)生的大部分余熱，目前尚未被充分利用。
[0005]可以利用的輥道窯余熱有兩種，一種是熱風，一種是熱煙氣余熱。輥道窯急冷段的熱風溫度有500°C左右，一般用于烘干生坯，另外，從緩冷段和爐窯進口處也有煙氣排出，這三部分的余熱大大超過了烘干生坯需要的熱量。由此造成了熱量的損失，能源的浪費。

【發(fā)明內容】

[0006]針對現(xiàn)有技術的不足，本發(fā)明旨在提供一種新型高效的蓄熱式陶瓷輥道窯的加熱結構，可充分利用了在生產(chǎn)過程中的煙氣余熱，將爐膛內煙氣的流向由原來的縱向直接流向窯門，變?yōu)橐徊糠至飨蚋G門，一部分沿輥道窯的截面方向流動，增加氣流擾動，減小截面溫差，同時并充分利用煙氣余熱。
[0007]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的技術方案是:
[0008]一種新型高效節(jié)能蓄熱式陶瓷輥道窯，其包括爐膛以及設置于爐膛內用于輸送產(chǎn)品的輥棒，在爐膛的相對的兩側分別設置有第一連通管和第二連通管，所述第一連通管和第二連通管均與爐膛的內部空間相連通，且所述第一連通管和第二連通管的長度方向均與產(chǎn)品的移動方向垂直，所述第一連通管和第二連通管對稱分布以使爐膛內的煙氣中的一部分沿產(chǎn)品的移動方向縱向移動，另一部分通過第一連通管或第二連通管處的抽吸作用(例如在第一連通管或第二連通管外側端口增設抽風機等)沿垂直于產(chǎn)品的移動方向橫向移動并由該第一連通管或第二連通管排出；所述輥道窯進一步包括蓄熱體，所述蓄熱體包括第一蓄熱體和第二蓄熱體，其中，第一蓄熱體的高溫側通過第一高溫管道與第一連通管連通，第二蓄熱體的高溫側通過第二高溫管道與第二連通管連通，所述第一蓄熱體和第二蓄熱體的低溫側均分別與低溫助燃空氣通道和低溫煙氣通道連通
[0009]本發(fā)明將爐膛內煙氣的流向由原來的縱向直接流向窯門，變?yōu)橐徊糠至飨蚋G門(定義為縱向流動)，一部分沿爐膛的截面方向流動(則為橫向流動)，因此可增加氣流擾動，減小截面溫差，在保證爐膛內平均溫度不變的前提下，可以有效減小局部高溫，抑制熱力型NOX的廣生，從而有利于提尚廣品質量。
[0010]在低溫助燃空氣通道和低溫煙氣通道上設有一四通換向閥。蓄熱體的工作原理及運行過程如下:在系統(tǒng)運行開始，先將四通換向閥其中一管道出口連通煙氣管道，此時高溫煙氣從第一高溫管道(此時為煙氣管道)進入第一蓄熱體高溫側，經(jīng)第一蓄熱體冷卻后從低溫煙氣通道排出，煙氣中的部分灰塵被余留在第一蓄熱體中；四通換向閥的另一管道出口與第二高溫管道(此時即為熱風管道)相連，取自周圍環(huán)境冷空氣的助燃空氣從低溫助燃空氣通道進入第二蓄熱體低溫側，并冷卻被高溫煙氣加熱過的第二蓄熱體后成為高溫助燃空氣，再經(jīng)第二高溫管道進入第二連通管(此時為燃燒器)中與燃氣混合實現(xiàn)燃燒。上述情形是在第一連通管作為燃燒器而第二連通管作為抽煙管的情況。在上述情形換熱完成后，則反轉將周圍環(huán)境冷空氣的助燃空氣與第一高溫管道(此時為熱風管道)相連，則第一連通管則為燃燒器。
[0011]所述第一連通管和第二連通管均分別與一燃氣管道連通，在燃氣管道與第一連通管或第二連通管之間設有一控制閥。
[0012]當所述第一連通管作為燃燒器時，第二連通管則作為抽煙管抽吸煙氣，此時，第二連通管與燃氣管道之間的控制閥關斷；當所述第二連通管作為燃燒器時，第一連通管則作為抽煙管抽吸煙氣，此時，第一連通管與燃氣管道之間的控制閥關斷。
[0013]在四通閥交替動作的過程中，可以高效的將部分煙氣的余熱轉換到助燃空氣上，從而使熱量又回到爐膛內，減少了系統(tǒng)排向大氣的高溫煙氣量，從而實現(xiàn)了節(jié)能。使得煙氣余熱對助燃空氣進行間接加熱，助燃空氣溫度由原來的常溫增加到300°C以上，在保證生產(chǎn)工藝要求的同時，可以保證從窯入口處出來的煙氣溫度最低，充分利用了在生產(chǎn)過程中的煙氣余熱，而且煙氣(含有一定量的粉塵)和助燃空氣并不直接接觸，從而防止助燃空氣和煙氣混合后進入爐膛對產(chǎn)品造成污染。
[0014]所述第一連通管包括設置于輥棒上側的第一輥上連通管和設置于輥棒下側的第一輥下連通管，所述第二連通管包括設置于輥棒上側的第二輥上連通管和設置于輥棒下側的第二輥下連通管，所述第一輥上連通管和第一輥下連通管均設置多個。
[0015]所述燃燒器延伸至爐膛內的端部為扁平管，采用扁平管以將原來形成的圓錐形火焰變?yōu)楸馄交鹧?，在火焰體積不變的前提下，火焰覆蓋的面積變大，由于在爐膛上燃燒器對面有抽煙管的抽吸作用，可以更好的將熱煙氣沿爐窯截面方面上分布更均勻。
[0016]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果在于:
[0017]1、在保證原來爐窯中大部分煙氣保持原有流動方向的前提下，利用在燃燒器正對面設置的抽煙管適當抽取煙氣以改變煙氣流向，加強了對爐窯內截面方向上煙氣的擾動，對爐膛內流場進行優(yōu)化，減少爐膛溫度梯度，有利于提高產(chǎn)品品質。
[0018]2、同時對其進行余熱回收的方式，回收煙氣的余熱，用于加熱助燃空氣，保留其中一小部分煙氣從爐窯口排出，完成產(chǎn)品的烘干、預熱等，煙氣余熱得到充分利用。
[0019]3、助燃空氣溫度由原來的常溫增加到300°C以上，這樣就實現(xiàn)了爐膛內溫度梯度的減小，進一步提尚廣品質量。
[0020]4、根據(jù)抽煙管煙氣余熱溫度，對助燃空氣的流量進行控制，從而實現(xiàn)對爐膛內燃燒氣氛的調節(jié)，保證生產(chǎn)過程的正常進行。
[0021]5、通過改變火焰的形狀，由現(xiàn)有技術的圓錐形的火焰變?yōu)楸馄交鹧?，在火焰體積不變的前提下，火焰覆蓋的面積變大，由于在爐膛上燃燒器對面有排煙口的抽吸作用，可以更好的將熱煙氣沿爐窯截面方面上分布更均勻。
【附圖說明】
[0022]圖1為本發(fā)明一種新型高效節(jié)能蓄熱式陶瓷輥道窯的結構示意圖；
[0023]圖2為圖1的A向結構示意圖。
[0024]附圖標記說明:1、爐膛；11、輥棒；21、第一蓄熱體；22、第二蓄熱體；3、低溫助燃空氣通道；4、低溫煙氣通道；5、第一高溫管道；6、第二高溫管道；7、產(chǎn)品；8、四通換向閥；91、第一輥上連通管；92、第一輥下連通管；101、第二輥上連通管；102、第二輥下連通管；111、棍上扁平火焰；112、棍