节能蓄热室天然气加热炉的制作方法

文档序号:11007401阅读:776来源:国知局
节能蓄热室天然气加热炉的制作方法
【专利摘要】节能蓄热室天然气加热炉,涉及一种锻造行业锻造前加热的节能型工业窑炉设计技术领域。包括侧墙、后墙、炉底、炉顶、炉体钢架 ,侧墙包括内墙和外墙,内墙与后墙、炉顶、炉底围成炉膛,外墙围在内墙外侧,炉体钢架设置在侧墙和后墙外,在内墙与外墙之间设置蓄热室;内墙包括浇筑料层、耐火砖层、多块烧嘴拱脚砖,浇注料层临靠炉膛设置,耐火砖层紧贴所述浇注料层外侧,浇筑料层与耐火砖层等高,烧嘴拱脚砖分别配合在两侧耐火砖层、浇注料层上方形成两排,烧嘴拱脚砖的下部设置供助燃空气或烟气流通的横孔,横孔贯穿整个烧嘴拱脚砖从而连通炉膛和蓄热室。本加热炉烟气余热利用率高,炉温、炉压稳定,使用寿命长,安全系数高。
【专利说明】
节能蓄热室天然气加热炉
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种锻造行业锻造前加热的节能型工业窑炉设计技术领域。
【背景技术】
[0002]按余热回收方式划分,现有的加热炉主要包括换热式加热炉和蓄热式加热炉两种炉型。换热式加热炉的显著特征就是在加热炉上采用了一种在烟道内回收烟气余热的换热器;但热效率低,余热回收效果并不理想,助燃空气的预热温度一般不高于350°C,即使以增加成本为代价而采用耐热合金钢作为换热器材料,预热温度也仅能达到600°C左右。除此之外这种炉型需配置炉外较长的排烟道和高耸的烟囱,占地面积大,投资成本高。
[0003]蓄热式加热炉的烟气余热回收主要是通过两个蓄热室配合换向机构来实现。旧有蓄热室存在体积庞大、热回收率低、气体预热温度波动较大的缺点;近年来,蓄热室的应用有了新的发展,将蓄热室与燃烧装置有机地结合在一起,形成了蓄热式烧嘴。烟气余热回收效果较好,但炉墙的散热损失严重,尤其是蓄热式烧嘴外壳的温度高得往往人无法用手触碰。另外炉况难于控制,炉压高且波动大,易造成炉口和炉体冒火,严重危害了炉门和炉体的使用寿命。
【实用新型内容】
[0004]为了克服现有技术的缺陷,本实用新型提供一种节能蓄热室天然气加热炉。
[0005]本实用新型包括侧墙、后墙、炉底、炉顶、炉体钢架,所述侧墙包括内墙和外墙,所述内墙与后墙、炉顶、炉底围成炉膛,所述外墙围在所述内墙外侧,所述炉体钢架设置在所述侧墙和后墙外,在所述内墙与外墙之间设置蓄热室;所述内墙包括浇筑料层、耐火砖层、多块烧嘴拱脚砖,所述浇注料层临靠炉膛设置,所述耐火砖层紧贴所述浇注料层外侧,所述浇筑料层与所述耐火砖层等高,所述烧嘴拱脚砖分别配合在两侧所述耐火砖层、浇注料层上方形成两排,所述烧嘴拱脚砖为高温浇注料预制而成,所述烧嘴拱脚砖上部设置供小型烧嘴插入的斜孔,所述烧嘴拱脚砖的下部设置供助燃空气或烟气流通的横孔,所述横孔贯穿整个烧嘴拱脚砖从而连通炉膛和蓄热室,所述斜孔与所述横孔连通,同侧的各所述烧嘴拱脚砖沿着内墙等距离间隔排列成一排,在间隔处通过填塞浇注料密封,所述炉顶配合固定在两排所述烧嘴拱脚砖的斜侧面之间;所述外墙内设置供助燃空气或烟气流通的内置管道,所述蓄热室包括预热区、上通道、下通道,所述蓄热室的预热区通过下通道连接所述内置管道,所述蓄热室的预热区通过上通道与所述横孔连通。
[0006]本实用新型所述蓄热室为两个,所述两个蓄热室分别设置在所述炉膛两侧的外墙和内墙之间,所述蓄热室上顶部是弧形斜顶,所述蓄热室的下底部是炉底,所述蓄热室的侧壁是所述耐火砖层,所述蓄热室下部设置横向布置的耐热格栅板,所述耐热格栅板下方为所述下通道,所述耐热格栅板上方填充满球状陶瓷蓄热体作为所述预热区,所述预热区与所述弧形斜顶之间设有间隔,所述间隔为所述上通道;所述内置管道包括横主管、竖主管、支管;所述竖主管竖直设置于所述炉墙中部临近炉体钢架的内侧;所述横主管两端封闭,所述横主管沿炉墙方向横向设置于所述外墙下部,所述横主管的下平面与所述下通道的下平面齐平,所述横主管的上平面的中部与所述竖主管连通,所述横主管的外侧面临靠所述炉体钢架,所述横主管的内侧面与各所述支管的一端连通;所述支管以偶数的数量均匀对称布置在所述横主管与所述下通道之间,各所述支管的另一端分别与所述下通道连通,所述竖主管的上端连接相应的四通阀换向机构。
[0007]本实用新型在所述蓄热室的中部设置一堵中间墙,所述中间墙的下端与所述炉底连接,所述中间墙的上端连接至所述烧嘴拱脚砖的下平面,所述中间墙另外两端面分别支撑在所述内墙与外墙上;中间墙可以有效的将内墙热应力传递至炉体钢架上。
[0008]本实用新型所述浇筑料层上端面分别设置一排凸块,各所述烧嘴拱脚砖的下端面分别设置与所述凸块配合的凹槽,所述烧嘴拱脚砖分别通过下端面的凹槽与所述浇筑料层上端面的凸块配合连接;在各所述烧嘴拱脚砖的两侧面上分别设置凹槽,填充浇筑料密封后,两侧面的凹槽有效地将一排烧嘴拱脚砖连成一个整体。
[0009]本实用新型在两排所述烧嘴拱脚砖内分别插置常开烧嘴,在所述后墙上设置两个与两排所述常开烧嘴对应的点火烧嘴,各所述点火烧嘴的内端对应设置在所述靠近所述后墙的常开烧嘴的下方,所述点火烧嘴的外端设置在所述后墙外,所述点火烧嘴的外端连接相应的天然气源和助燃空气源。
[0010]本实用新型两个蓄热室分别以A蓄热室和B蓄热室区别定义。初始工作时,助燃空气从内置管道进入A蓄热室的下通道往上流通,依次穿过耐热格栅板孔隙和预热区的球状陶瓷蓄热体之间的空隙进入上通道,然后进入烧嘴拱脚砖的横孔,并在横孔内与天然气部分混合后一起进入炉膛进行燃烧;燃烧后产生的烟气从炉墙另一侧的烧嘴拱脚砖的横孔流入B蓄热室,烟气从上往下流通,依次穿过预热区的球状陶瓷蓄热体之间的空隙和耐热格栅板孔隙进入下通道,其携带的大量余热绝大部分将会被球状陶瓷蓄热体吸收,以低于120°C的温度从下通道旁的内置管道排出炉外。
[0011]球状陶瓷蓄热体储存满热量后,本加热炉开始换向工作,助燃空气从内置管道进入B蓄热室的下通道往上流通,依次穿过耐热格栅板孔隙和预热区的球状陶瓷蓄热体之间的空隙进入上通道,将之前球状陶瓷蓄热体吸收的热量绝大部分传递给助燃空气,预热后的助燃空气进入烧嘴拱脚砖的横孔,并在横孔内与天然气部分混合后一起进入炉膛进行燃烧;燃烧后产生的烟气从炉墙另一侧的烧嘴拱脚砖的横孔流入A蓄热室,烟气从上往下流通,依次穿过预热区的球状陶瓷蓄热体之间的空隙和耐热格栅板孔隙进入下通道,并将绝大部分的热量传递给球状陶瓷蓄热体吸收,以低于120°C的温度从下通道旁的内置管道排出炉外。
[0012]两个蓄热室按照上述规律轮流充当助燃空气的进入通道和烟气的排出通道两种功能。这种结构可以有效地回收烟气余热,同时内墙蓄热满后的余热在向外传递经过蓄热室时也被助燃空气所吸收,从而大大减少了炉墙的散热损失。
[0013]本实用新型的节能蓄热室天然气加热炉采用全温段换向分散式烧嘴的设计。设置两组燃烧装置,两组燃烧装置配合四通阀换向机构轮流工作。所述燃烧装置包括一组常开烧嘴和一只点火烧嘴。一组常开烧嘴由多只小型烧嘴组成,多只小型烧嘴布置在烧嘴拱脚砖斜孔内,沿炉膛方向等距离间隔排列,其数量和位置与烧嘴拱脚砖相对应;小型烧嘴间距小(250cm左右),数量多,排布紧凑,可以实现整个炉膛段布满发热点,保证了较快的加热速度和良好的炉温均匀性;而且火焰柔和,炉压低,有益于延长炉门和炉墙的使用寿命。
[0014]所述点火烧嘴的数量为两只,分别布置在炉膛两侧的后墙上,其内端对应设置在靠近后墙的常开烧嘴的下方,其外端设置在后墙外,连接相应的天然气源和助燃空气源。当炉温处于常温和650°C(天然气的燃点)之间时,点火烧嘴起到引燃常开烧嘴和火焰监测的双作用;点火烧嘴由PLC自动控制,通过高压打火点燃后,自炉后向炉前排列的顺序逐个开通常开烧嘴的天然气,则炉膛一侧的多个常开烧嘴被依次引燃,之后点火烧嘴的天然气和空气管路关闭不再燃烧,仅需起到火焰监测的单作用。当炉温高于650°C(天然气的燃点),通过常开烧嘴进入炉膛的天然气可以自行燃烧时,点火烧嘴的天然气和空气管路处于关闭状态,仅需起到火焰监测的单作用。
[0015]进入换向轮流工作状态时,先前处于工作的一组燃烧装置停止工作,炉膛另一侧的一组燃烧装置开始工作;由于两组常开烧嘴均配置一只点火烧嘴,常温状态下就可以进行换向蓄热燃烧,突破了以往必须在炉温高于650°C(天然气的燃点)才能换向蓄热燃烧的限制。
【附图说明】

[0016]图1为本实用新型的一种结构不意图;
[0017]图2为图1的A-A剖视图。
【具体实施方式】
[0018]如图1、2所示,本节能蓄热室天然气加热炉,包括侧墙28、后墙29、炉底3、炉顶4、炉体钢架5,侧墙28包括内墙1、外墙2,内墙I与后墙29、炉顶4、炉底3围成炉膛6,外墙2围在内墙I外侧,炉体钢架5设置在外墙2外,在内墙I与外墙2之间设置蓄热室7;内墙I包括浇筑料层8、耐火砖层9、多块烧嘴拱脚砖10,浇注料层8临靠炉膛6设置,耐火砖层9紧贴浇注料层8外侧,浇筑料层8与耐火砖层9等高,烧嘴拱脚砖10分别配合在两侧耐火砖层9、浇注料层8上方形成两排,烧嘴拱脚砖10为高温浇注料预制而成,烧嘴拱脚砖10上部设置供小型烧嘴插入的斜孔U,烧嘴拱脚砖10的下部设置供助燃空气或烟气流通的横孔12,横孔12贯穿整个烧嘴拱脚砖10从而连通炉膛6和蓄热室7,斜孔11与横孔12连通,同侧的各烧嘴拱脚砖10沿着内墙I等距离间隔排列成一排,在间隔处通过填塞浇注料密封,炉顶4配合固定在两排烧嘴拱脚砖10的斜侧面之间;外墙2内设置供助燃空气或烟气流通的内置管道13,蓄热室7包括预热区14、上通道15、下通道16,蓄热室7的预热区14通过下通道16连接内置管道13,蓄热室7的预热区14通过上通道15与横孔12连通。
[0019]蓄热室7为两个,两个蓄热室7分别设置在炉膛6两侧,蓄热室7上顶部是弧形斜顶17,蓄热室7的下底部是炉底3,蓄热室7的侧壁是耐火砖层9,蓄热室7下部设置横向布置的耐热格栅板18,耐热格栅板18下方为所述下通道16,耐热格栅板18上方填充满球状陶瓷蓄热体19作为预热区14,预热区14与弧形斜顶17之间设有间隔,间隔为上通道15;内置管道13包括横主管20、竖主管21、支管22;竖主管21竖直设置于炉墙中部临近炉体钢架5的内侧;横主管20两端封闭,横主管20沿炉墙方向横向设置于外墙2下部,横主管20的下平面与下通道16的下平面齐平,横主管20的上平面的中部与竖主管21连通,横主管20的外侧面临靠炉体钢架5,横主管20的内侧面与各支管22的一端连通;支管22以偶数的数量均匀对称布置在横主管20与下通道16之间,各支管22的另一端分别与下通道16连通,竖主管21的上端连接相应的四通阀换向机构。
[0020]进一步的,在蓄热室7的中部设置一堵中间墙23,中间墙23的下端与炉底3连接,中间墙23的上端连接至烧嘴拱脚砖10的下平面,中间墙23另外两端面分别支撑在内墙I与外墙2上;中间墙23可以有效的将内墙I热应力传递至炉体钢架5上。
[0021]进一步的,在浇筑料层8上端面分别设置一排凸块24,各烧嘴拱脚砖10的下端面分别设置与凸块24配合的凹槽25,烧嘴拱脚砖10分别通过下端面的凹槽25与浇筑料层8上端面的凸块24配合连接;在各烧嘴拱脚砖10的两侧面上分别设置凹槽26,填充浇筑料密封后,两侧面的凹槽有效地将一排烧嘴拱脚砖10连成一个整体。
[0022]在两排烧嘴拱脚砖10内分别插置常开烧嘴27,在炉膛6两侧的后墙29上设置两个与两排常开烧嘴27对应的点火烧嘴30,各点火烧嘴30的内端对应设置在靠近后墙的常开烧嘴27的下方,点火烧嘴30的外端设置在后墙29外,点火烧嘴30的外端连接相应的天然气源和助燃空气源。
【主权项】
1.节能蓄热室天然气加热炉,其特征在于包括侧墙、后墙、炉底、炉顶、炉体钢架,所述侧墙包括内墙和外墙,所述内墙与后墙、炉顶、炉底围成炉膛,所述外墙围在所述内墙外侧,所述炉体钢架设置在所述侧墙和后墙外,在所述内墙与外墙之间设置蓄热室;所述内墙包括浇筑料层、耐火砖层、多块烧嘴拱脚砖,临靠炉膛设置浇注料层,所述耐火砖层紧贴所述浇注料层外侧,所述浇筑料层与所述耐火砖层等高,所述烧嘴拱脚砖分别配合在两侧所述耐火砖层、浇注料层上方形成两排,所述烧嘴拱脚砖为高温浇注料预制而成,所述烧嘴拱脚砖上部设置供小型烧嘴插入的斜孔,所述烧嘴拱脚砖的下部设置供助燃空气或烟气流通的横孔,所述横孔贯穿整个烧嘴拱脚砖从而连通炉膛和蓄热室,所述斜孔与所述横孔连通,同侧的各所述烧嘴拱脚砖沿着内墙等距离间隔排列成一排,在间隔处通过填塞浇注料密封,所述炉顶配合固定在两排所述烧嘴拱脚砖的斜侧面之间;所述外墙内设置供助燃空气或烟气流通的内置管道,所述蓄热室包括预热区、上通道、下通道,所述蓄热室的预热区通过下通道连接所述内置管道,所述蓄热室的预热区通过上通道与所述横孔连通。2.根据权利要求1所述的节能蓄热室天然气加热炉,其特征在于所述蓄热室为两个,所述两个蓄热室分别设置在所述炉膛两侧的外墙和内墙之间,所述蓄热室上顶部是弧形斜顶,所述蓄热室的下底部是炉底,所述蓄热室的侧壁是所述耐火砖层,所述蓄热室下部设置横向布置的耐热格栅板,所述耐热格栅板下方为所述下通道,所述耐热格栅板上方填充满球状陶瓷蓄热体作为所述预热区,所述预热区与所述弧形斜顶之间设有间隔,所述间隔为所述上通道;所述内置管道包括横主管、竖主管、支管;所述竖主管竖直设置于炉墙中部临近炉体钢架的内侧;所述横主管两端封闭,所述横主管沿炉墙方向横向设置于所述外墙下部,所述横主管的下平面与所述下通道的下平面齐平,所述横主管的上平面的中部与所述竖主管连通,所述横主管的外侧面临靠所述炉体钢架,所述横主管的内侧面与各所述支管的一端连通;所述支管以偶数的数量均匀对称布置在所述横主管与所述下通道之间,各所述支管的另一端分别与所述下通道连通,所述竖主管的上端连接相应的四通阀换向机构。3.根据权利要求1或2所述的节能蓄热室天然气加热炉,其特征在于在所述蓄热室的中部设置一堵中间墙,所述中间墙的下端与所述炉底连接,所述中间墙的上端连接至所述烧嘴拱脚砖的下平面,所述中间墙另外两端面分别支撑在所述内墙与外墙上。4.根据权利要求1所述的节能蓄热室天然气加热炉,其特征在于所述浇筑料层上端面分别设置一排凸块,各所述烧嘴拱脚砖的下端面分别设置与所述凸块配合的凹槽,所述烧嘴拱脚砖分别通过下端面的凹槽与所述浇筑料层上端面的凸块配合连接;在各所述烧嘴拱脚砖的两侧面上分别设置凹槽,填充浇筑料密封后,两侧面的凹槽有效地将一排烧嘴拱脚砖连成一个整体。5.根据权利要求1所述的节能蓄热室天然气加热炉,其特征在于在两排所述烧嘴拱脚砖内分别插置常开烧嘴,在所述炉膛两侧的后墙上设置两个与两排所述常开烧嘴对应的点火烧嘴,各所述点火烧嘴的内端对应设置在靠近所述后墙的常开烧嘴的下方,所述点火烧嘴的外端设置在所述后墙外,所述点火烧嘴的外端连接相应的天然气源和助燃空气源。
【文档编号】F27D17/00GK205718456SQ201620487958
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月26日
【发明人】董辉, 朱粉平
【申请人】江苏腾达环境工程有限公司
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