对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统的制作方法
【专利摘要】一种对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统，包括鼓风机、连接管、冷风道、换热套、热风道、燃气管、烧嘴、正火炉及烟囱，换热套内沿轴线方向设有将换热套的内腔分为相互独立的烟气通道和空气通道的隔板，隔板上架装有热管，热管分布在烟气通道和空气通道内，鼓风机将助燃空气由冷风道送入换热套的空气通道预加热后由热风道送出与燃气混合燃烧，产生的烟气由输烟管道送至换热套的烟气通道进行热量回收后排出。它对空气加热后助燃，提高加热炉热效率，使燃烧最高温度点前移，节省燃料；高温空气相对常温空气处于低氧状态，低氧气氛燃烧使火焰体积成倍增大，炉内温度场分布均匀，降低燃烧峰值温度，实现低NOx排放。
【专利说明】对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及热处理【技术领域】，具体地说涉及对热处理过程的正火处理工序中产生的烟气余热的回收利用。
【背景技术】
[0002]正火，又称常化，是在正火炉内将工件加热至Ac3 (Ac3指的是碳钢在实际加热过程中的相变温度，一般是从727°C到912°C之间)或Acm(Acm是实际加热中过共析钢完全奥氏体化的临界温度线)以上30?50°C，保温一段时间后，从炉中取出在空气中或喷水、喷雾或吹风冷却的金属热处理工艺。燃气在正火炉内燃烧产生大量的热烟气，热烟气携带有500°C以上的高温热量，在现有的生产加工过程中一般不采取相关手段，对热烟气所携带热量进行回收利用，而直接排放掉，造成很大的浪费。此外，即便是采取相关回收措施，多数也仅是使用在取暖、保温或者洗浴上，回收利用率非常有限。
实用新型内容
[0003]本实用新型为实现对正火处理炉释放出的大量烟气所携带热量的充分回收利用，所采取的技术手段是，提供了一种对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统，它利用烟气所携带的热量对燃烧所需空气进行加热，这样使燃气与热空气混合在正火炉膛内燃烧，即所谓的高温空气燃烧。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是:一种对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统，包括鼓风机、连接管、冷风道、换热套、热风道、燃气管、烧嘴、正火炉、烟囱、支承柱；换热套为腔体结构，其被轴向固定安装在支承柱上；在换热套的内腔沿轴线方向设有隔板，隔板将换热套的内腔分为相互独立的烟气通道和空气通道，隔板上架装有热管，热管在烟气通道和空气通道内均有分布；鼓风机的出风口与连接管的进风口连通，连接管的出风口与冷风道的进风口连通，冷风道的出风口与换热套上空气通道的进风口连通，空气通道的出风口与热风道的进风口连通，热风道的出风口与燃气管的内腔相通，燃气管的出口端连接烧嘴，烧嘴设在正火炉的炉膛内；在正火炉的上部固装有输烟管道；输烟管道的进烟口连通炉膛内腔，其出烟口与换热套上烟气通道的进烟口连通，烟气通道的出烟口连通烟囱的进烟口。
[0005]被加热后的空气与燃气在燃气管的出口端混合后由烧嘴处燃烧，产生的烟尘、废气等由正火炉上部设置的输烟管道经烟囱排出，高温烟气在经过换热套的烟气通道时，高温烟气冲刷烟气通道内的热管，当烟气温度> 30°C时，热管就会被激活自动将热量传导至位于空气通道内的热管部分，这样高温烟气经烟气通道内的热管吸热后温度降下来由烟囱排出，吸收的热量传导给空气通道内的热管，常温空气在鼓风机的作用下沿冷风道反向流动冲刷空气通道内的热管，这时空气通道内的热管放热，将常温空气加热，加热后的空气经热风道送至燃气管与燃气混合并在烧嘴处燃烧。
[0006]本实用新型的有益效果是:热空气比冷空气更利于与燃料充分燃烧，同时降低空气对加热炉的吸热量，可提高加热炉热效率；高温空气与燃料混合燃烧，可使燃烧的最高温度点前移，节省燃料；高温空气相对常温空气处于低氧状态，这样就实现了低氧气氛燃烧，与传统火焰相比，火焰体积成倍增大，炉内温度场分布均匀，降低了燃烧峰值温度，避免了NOx的大量生成，实现低NOx排放。即本实用新型热回收率高，节省燃料，使正火炉内的温度分布更均匀，且减少NOx排放量。
【专利附图】
【附图说明】
[0007]图1为本实用新型的结构示意图；
[0008]图中:I鼓风机，2连接管，3冷风道，4换热套，41烟气通道，42空气通道，43隔板，44热管，5热风道，6燃气管，7烧嘴，8正火炉，81输烟管道，9烟囱，10支承柱。
【具体实施方式】
[0009]为便于进一步理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对其作进一步说明。
[0010]如图1所示，一种对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统，包括鼓风机1、连接管2、冷风道3、换热套4、热风道5、燃气管6、烧嘴7、正火炉8、烟囱9、支承柱10 ;所述换热套4轴向固定安装在支承柱10上；所述换热套4为腔体结构，其内腔被轴向设置在内的隔板43分为互不干涉的烟气通道41和空气通道42，隔板43上架装有热管44，该热管44为现有技术，对于其作用原理此处不再赘述。所述热管44在所述烟气通道41和空气通道42内均有分布；所述鼓风机I的出风口与所述连接管2的进风口连通，所述连接管2的出风口与所述冷风道3的进风口连通，所述冷风道3的出风口与所述换热套4上空气通道42的进风口连通，空气通道42的出风口与所述热风道5的进风口连通，所述热风道5的出风口与所述燃气管6的内腔相通，所述燃气管6的出口端连接烧嘴7，所述烧嘴7设在所述正火炉8的炉膛内；在正火炉8的上部固装有输烟管道81 ;所述输烟管道81的进烟口连通炉膛内腔，其出烟口与所述换热套4上的烟气通道41进烟口连通，所述烟气通道41的出烟口连通所述烟? 9的进烟口。
[0011 ] 换热套4工作原理如图1所示:右边为烟气通道41，左边为空气通道42，中间由隔板43分开，烟气通道41、空气通道42互不干扰。高温烟气由右边的烟气通道41排放，排放时高温烟气冲刷热管44右边(当烟气温度> 30°C时，热管44被激活便自动将热量传导至左边)，这时热管44右边吸热，高温烟气流经热管44后温度下降后排出，热量被热管44吸收并传导至其左边。常温清洁空气在鼓风机I作用下，沿左边空气通道42反方向流动冲刷热管44左边，这时热管44左边放热，将清洁空气加热，空气流经热管44的左边后温度升高。
[0012]换热套4被安装在炉膛烟口，热管44的右端将烟气中热量吸收并高速传导至左端，使排烟温度降至接近零点而减少热量排放损失，其烟气余热回收效率高达80%。加热后的清洁高温空气作为助燃空气使用。
[0013]高温空气燃烧技术利用蓄热式燃烧基本原理，利用蓄热式热交换，一方面将高温排烟温度降低到30°C以下，另一方面将常温的助燃空气预热到几百摄氏度高温。高温空气燃烧技术与常规燃烧技术区别在于:高效预热系统和低氧无焰燃烧状态。高温是空气温度预热到几百摄氏度。低氧是指空气加热后体积膨胀，单位体积内氧分子含量减少，使燃烧区内氧气浓度低于15%，甚至低至3-5%。燃烧过程:空气温度通过预热，冲入一个氧含量低于15%的燃烧室内，与贫氧气体燃料作延缓状燃烧下析出热能，不存在传统燃烧过程中出现的局部高温高氧区，燃烧后生成的高温烟气，经换热套4进行热交换后排出，这样构成一个交替循环，实现极限余热回收和助燃空气的高温预热。
[0014]采用高温空气助燃的优点是:将助燃剂空气温度预热到燃料自燃点温度以上，燃料一进入炉内就能着火燃烧，燃烧温度性好，助燃空气高温预热后，降低了对燃料热值的要求，有利于低热值燃料的有效利用，实现了高效节能，节能率大于30% ;低氧气氛燃烧，与传统火焰相比，火焰体积成倍增大，炉内温度场分布均匀；同时降低了燃烧峰值温度，避免了热力型NOx的大量生成,实现超低NOx排放。
【权利要求】
1.一种对正火处理中排放烟气热量的回收利用系统，其特征是: 包括鼓风机(I)、连接管(2)、冷风道(3)、换热套(4)、热风道(5)、燃气管(6)、烧嘴(7)、正火炉(8)、烟囱(9)及支承柱(10)； 所述换热套(4)为腔体结构，其被轴向固定安装在所述支承柱(10)上； 所述换热套(4)的内腔沿轴线方向设有隔板(43)，所述隔板(43)将所述换热套(4)的内腔分为相互独立的烟气通道(41)和空气通道(42)； 所述隔板(43 )上架装有热管(44 )，所述热管(44 )在所述烟气通道(41)和所述空气通道(42)内均有分布； 所述鼓风机(I)的出风口与所述连接管(2 )的进风口连通，所述连接管(2 )的出风口与所述冷风道(3 )的进风口连通，所述冷风道(3 )的出风口与所述换热套(4 )上空气通道(42 )的进风口连通，空气通道(42 )的出风口与所述热风道(5 )的进风口连通，所述热风道(5 )的出风口与所述燃气管(6)的内腔相通，所述燃气管(6)的出口端连接烧嘴(7)，所述烧嘴(7)设在所述正火炉(8)的炉膛内； 在所述正火炉(8)的上部固装有输烟管道(81)； 所述输烟管道(81)的进烟口连通炉膛内腔，其出烟口与所述换热套(4)上的烟气通道(41)进烟口连通，所述烟气通道(41)的出烟口连通所述烟囱(9)的进烟口。
【文档编号】F23L15/00GK203534218SQ201320471421
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年8月2日 优先权日:2013年8月2日
【发明者】郑秀恩, 杨玉国 申请人:山东润源实业有限公司