一种新型高效节能蓄热式陶瓷辊道窑的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及陶瓷工业设备技术领域，具体涉及一种具有高热能利用率的新型蓄热式陶瓷辊道窑。
【背景技术】
[0002]陶瓷行业主要有三种炉窑，梭式窑、隧道窑和辊道窑，其中以辊道窑的数量最多，产量最大，能源消耗最多。陶瓷辊道窑长度方向上分为烘干、预热、烧成、冷却几个功能区。在陶瓷的生产过程，对于燃烧气氛和温度场均匀性要求很高。在不同的温度段，需要不同的燃烧气氛，如在中低温段，800°c以下，需要氧化气氛，空气过量系数高，在高温阶段，需要还原气氛，空气过量系数低。如果只采用蓄热燃烧的方式，不能实现燃烧气氛的调节，也会改变原陶瓷生产过程中的加热工艺，将会造成对产品质量的影响。因此，单纯的蓄热燃烧方式不适于陶瓷炉窑的生产。因此，火焰切换式蓄热燃烧一直没有在陶瓷辊道窑上得以应用。
[0003]另外，陶瓷生产过程中，对于炉膛温度均匀性的要求也是很高的。同一点的温度波动不应超过:TC，因此，在陶瓷生产过程中，调节好燃烧系统后，一般控制助燃风、燃气量及压力不变，以保证燃烧过程的稳定，保证温度场的稳定。但是，在实际生产过程中，燃料的燃烧是通过燃烧器进行，在火焰的部分温度高，在炉膛其他部分温度低。因此，由于炉膛内有温度梯度的存在，就有优质品和一般质量产品的差别。
[0004]陶瓷辊道窑长度约有300米左右，前部为预热段，中间为烧成段，最后为冷却段。在陶瓷辊道窑的烧成段和冷却段之间，有一个压力“O”界面，从压力“O”界面为分界，前端烟气流向窑门，在流出的过程中对产品进行预热、烘干。最后从炉窑产品的进口排出，在此过程中，高温烟气将部分热量传递给产品。由于生坯中含水量已经很少，把产品预热也用不了烟气中含有的热量，只是这些能量的一部分，因为排烟温度还在300°c左右。根据对国内现用的辊道窑进行测试的结果，有的高达400°C以上。虽然温度不是特别高，但是由于烟气流量大，一般流量在20000标立/小时，因此有大量的能源浪费。陶瓷生产中辊道窑的余热，现有的利用方式只有一种，即将辊道窑排出的热风用于生坯干燥。辊道窑产生的大部分余热，目前尚未被充分利用。
[0005]可以利用的辊道窑余热有两种，一种是热风，一种是热烟气余热。辊道窑急冷段的热风温度有500°C左右，一般用于烘干生坯，另外，从缓冷段和炉窑进口处也有烟气排出，这三部分的余热大大超过了烘干生坯需要的热量。由此造成了热量的损失，能源的浪费。
【发明内容】
[0006]针对现有技术的不足，本发明旨在提供一种新型高效的蓄热式陶瓷辊道窑的加热结构，可充分利用了在生产过程中的烟气余热，将炉膛内烟气的流向由原来的纵向直接流向窑门，变为一部分流向窑门，一部分沿辊道窑的截面方向流动，增加气流扰动，减小截面温差，同时并充分利用烟气余热。
[0007]为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是:
[0008]一种新型高效节能蓄热式陶瓷辊道窑，其包括炉膛以及设置于炉膛内用于输送产品的辊棒，在炉膛的相对的两侧分别设置有第一连通管和第二连通管，所述第一连通管和第二连通管均与炉膛的内部空间相连通，且所述第一连通管和第二连通管的长度方向均与产品的移动方向垂直，所述第一连通管和第二连通管对称分布以使炉膛内的烟气中的一部分沿产品的移动方向纵向移动，另一部分通过第一连通管或第二连通管处的抽吸作用(例如在第一连通管或第二连通管外侧端口增设抽风机等)沿垂直于产品的移动方向横向移动并由该第一连通管或第二连通管排出；所述辊道窑进一步包括蓄热体，所述蓄热体包括第一蓄热体和第二蓄热体，其中，第一蓄热体的高温侧通过第一高温管道与第一连通管连通，第二蓄热体的高温侧通过第二高温管道与第二连通管连通，所述第一蓄热体和第二蓄热体的低温侧均分别与低温助燃空气通道和低温烟气通道连通
[0009]本发明将炉膛内烟气的流向由原来的纵向直接流向窑门，变为一部分流向窑门(定义为纵向流动)，一部分沿炉膛的截面方向流动(则为横向流动)，因此可增加气流扰动，减小截面温差，在保证炉膛内平均温度不变的前提下，可以有效减小局部高温，抑制热力型NOX的广生，从而有利于提尚广品质量。
[0010]在低温助燃空气通道和低温烟气通道上设有一四通换向阀。蓄热体的工作原理及运行过程如下:在系统运行开始，先将四通换向阀其中一管道出口连通烟气管道，此时高温烟气从第一高温管道(此时为烟气管道)进入第一蓄热体高温侧，经第一蓄热体冷却后从低温烟气通道排出，烟气中的部分灰尘被余留在第一蓄热体中；四通换向阀的另一管道出口与第二高温管道(此时即为热风管道)相连，取自周围环境冷空气的助燃空气从低温助燃空气通道进入第二蓄热体低温侧，并冷却被高温烟气加热过的第二蓄热体后成为高温助燃空气，再经第二高温管道进入第二连通管(此时为燃烧器)中与燃气混合实现燃烧。上述情形是在第一连通管作为燃烧器而第二连通管作为抽烟管的情况。在上述情形换热完成后，则反转将周围环境冷空气的助燃空气与第一高温管道(此时为热风管道)相连，则第一连通管则为燃烧器。
[0011]所述第一连通管和第二连通管均分别与一燃气管道连通，在燃气管道与第一连通管或第二连通管之间设有一控制阀。
[0012]当所述第一连通管作为燃烧器时，第二连通管则作为抽烟管抽吸烟气，此时，第二连通管与燃气管道之间的控制阀关断；当所述第二连通管作为燃烧器时，第一连通管则作为抽烟管抽吸烟气，此时，第一连通管与燃气管道之间的控制阀关断。
[0013]在四通阀交替动作的过程中，可以高效的将部分烟气的余热转换到助燃空气上，从而使热量又回到炉膛内，减少了系统排向大气的高温烟气量，从而实现了节能。使得烟气余热对助燃空气进行间接加热，助燃空气温度由原来的常温增加到300°C以上，在保证生产工艺要求的同时，可以保证从窑入口处出来的烟气温度最低，充分利用了在生产过程中的烟气余热，而且烟气(含有一定量的粉尘)和助燃空气并不直接接触，从而防止助燃空气和烟气混合后进入炉膛对产品造成污染。
[0014]所述第一连通管包括设置于辊棒上侧的第一辊上连通管和设置于辊棒下侧的第一辊下连通管，所述第二连通管包括设置于辊棒上侧的第二辊上连通管和设置于辊棒下侧的第二辊下连通管，所述第一辊上连通管和第一辊下连通管均设置多个。
[0015]所述燃烧器延伸至炉膛内的端部为扁平管，采用扁平管以将原来形成的圆锥形火焰变为扁平火焰，在火焰体积不变的前提下，火焰覆盖的面积变大，由于在炉膛上燃烧器对面有抽烟管的抽吸作用，可以更好的将热烟气沿炉窑截面方面上分布更均匀。
[0016]与现有技术相比，本发明的有益效果在于:
[0017]1、在保证原来炉窑中大部分烟气保持原有流动方向的前提下，利用在燃烧器正对面设置的抽烟管适当抽取烟气以改变烟气流向，加强了对炉窑内截面方向上烟气的扰动，对炉膛内流场进行优化，减少炉膛温度梯度，有利于提高产品品质。
[0018]2、同时对其进行余热回收的方式，回收烟气的余热，用于加热助燃空气，保留其中一小部分烟气从炉窑口排出，完成产品的烘干、预热等，烟气余热得到充分利用。
[0019]3、助燃空气温度由原来的常温增加到300°C以上，这样就实现了炉膛内温度梯度的减小，进一步提尚广品质量。
[0020]4、根据抽烟管烟气余热温度，对助燃空气的流量进行控制，从而实现对炉膛内燃烧气氛的调节，保证生产过程的正常进行。
[0021]5、通过改变火焰的形状，由现有技术的圆锥形的火焰变为扁平火焰，在火焰体积不变的前提下，火焰覆盖的面积变大，由于在炉膛上燃烧器对面有排烟口的抽吸作用，可以更好的将热烟气沿炉窑截面方面上分布更均匀。
【附图说明】
[0022]图1为本发明一种新型高效节能蓄热式陶瓷辊道窑的结构示意图；
[0023]图2为图1的A向结构示意图。
[0024]附图标记说明:1、炉膛；11、辊棒；21、第一蓄热体；22、第二蓄热体；3、低温助燃空气通道；4、低温烟气通道；5、第一高温管道；6、第二高温管道；7、产品；8、四通换向阀；91、第一辊上连通管；92、第一辊下连通管；101、第二辊上连通管；102、第二辊下连通管；111、棍上扁平火焰；112、棍