专利名称：一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉的制作方法
技术领域：
本实用新型属于燃烧设备技术领域，特别涉及一种带有高温烟气回流的蓄热式加 热炉。
技术背景现有的工业加热炉，在余热回收技术上，主要采用的是蓄热式回收烟气余热。蓄热 式燃烧包括蓄热系统、排烟系统、燃烧系统等，各系统对称排布于炉体两侧。当一侧处于排 烟状态时，燃料及空气从另一侧进入，一段时间后切换状态。在排烟状态下，高温烟气向蓄 热体放热，烟气降至200°C以下排入大气；而在燃料供应侧，空气从蓄热体吸热，与燃料混 合进入炉膛后燃烧。换向周期一般为30 200s。相比传统燃烧方式，蓄热式燃烧有很多优 点较高的余热回收率和温度效率节省了燃料的消耗，同时预热温度的提高也扩大了燃料 的适用范围，低热值燃料同样可以实现较高的燃烧温度。但现有技术中仍存在一些问题(1)在使用高热值气体作为燃料时，较高的预热温度会导致高的燃烧温度，造成氧 化氮大量生成，而且过高温度可能损坏工件。(2)蓄热式燃烧方式中，烟气与空气之间的热量交换是通过蓄热体传递的，蓄热体 的蓄热、放热是通过换向系统的频繁换向实现的。频繁换向过程中，气体在炉内的走向不断 变化，导致炉膛内压力大幅波动，工况很不稳定，难于控制。(3)加热过程中由于燃烧产物与工件直接接触，容易导致工件表面的氧化和脱碳。 实用新型内容本实用新型提供一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，以克服现有技术的上述 缺点。上述目的通过以下的技术方案实现一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，包括炉体、蓄热室、送风装置、排烟装置 和换向装置，所述炉体分为炉腔和加热室，炉体四个角的位置设置四个蓄热室，蓄热室内设 置蓄热体；蓄热室下游位置设置燃料喷嘴，燃料喷嘴外接有燃料管道；喷口对应的炉墙上 设烧嘴砖，所述的炉腔为矩形或圆形，所述的蓄热室分布于炉体的四个角，喷口方向为同一 走向，即同为顺时针或同为逆时针，所述的蓄热体为球状或蜂窝状，所述的烧嘴砖可以为楔 形砖或有导向作用的异形砖，所述的炉腔与加热室用高导热系数的耐火材料隔开，换向装 置为两个联动的换向机构，也可使用同一换向机构。本实用新型由于炉腔为矩形或圆形，炉体四个角的位置都设有蓄热室，从鼓风机 出来的常温空气通过自控系统的换向阀进入对角位置的两个蓄热室，在经过蓄热室内的蓄 热体时被加热，在极短的时间里常温空气被加热到接近炉内温度，被加热的高温空气在与 燃料混合后进入炉膛，卷吸回流烟气形成一股含氧量远低于21 %的贫氧高温气流，实现贫 氧状态下的燃烧。生成的燃烧产物，一部分从下游第一个喷口排入大气，一部分由于另一喷 口的卷吸作用，成为回流烟气。炉腔内高温烟气在排入大气前经过蓄热室，将热量存储于蓄热体内，然后以低于150°C的低温经换向阀排入大气。在换向阀的作用下，四个蓄热式烧嘴 两两一组，处于蓄热与放热的交替工作状态。此过程中高温烟气由炉腔内壁通过辐射加热 工件。这个技术方案有以下有益效果(1)本实用新型采用蓄热式燃烧技术，回收烟气余热，可以达到节约能源，减少二 氧化碳排放的效果，同时扩大了燃料的适用范围，使用高热值或低热值气体都可以实现工 件要求的温度。(2)本实用新型通过烟气回流实现低氧状态下的燃烧，在通过蓄热提高燃烧温度 的前提下，降低峰值温度，以减少氧化氮的生成，同时局部高温的避免也延长了炉子的使用
寿命ο(3)本实用新型采用炉腔和加热室隔开的设置，燃烧产物与工件的不直接接触，有 效避免了工件表面的氧化和脱碳，同时也为保护气氛下进行热处理创造了条件。
图1为本实用新型的结构示意图；图2为楔形烧嘴砖的示意图；图3为异形烧嘴砖的示意图。
具体实施方式
以下结合附图进一步说明本实用新型带有高温烟气回流的蓄热式加热炉的具体 实施方式。实施例1 图1给出了本实施例带有高温烟气回流的蓄热式加热炉的实施结构示意图，包括 炉体7、鼓风机1、引风机3和换向机构2，炉腔8为矩形或圆形，周向按同一走向布置蓄热室 A、B、C、D，四个蓄热室分为两组，处于对角线上的两个蓄热室为一组，即A，C为一组，B，D为 一组蓄热室内设置蓄热体11，蓄热体为球状或蜂窝状，蓄热室下游位置设置燃料喷嘴12， 燃料喷嘴外接有燃料管道，喷口对应的炉墙上设烧嘴砖，可以为楔形砖13或有导向作用的 异形砖16，炉腔8与加热室9用高导热系数的耐火材料10隔开。在工作状态时，前半个周期，鼓风机1使空气经过换向机构2进入空气通道15，经 蓄热室A内蓄热体11加热后，与燃料通道12喷出的燃料混合，经喷口加速喷入炉腔8，喷口 位置设烧嘴砖。混合气以较高速度由喷口喷出，卷吸部分来自上游的高温烟气，形成贫氧高 温气流，在炉腔内燃烧。燃烧后的烟气一部分进入蓄热室B，与蓄热体5换热后进入排烟通 道4，经过换向机构2被引风机3引入排出，排烟温度在150°C左右；一部分烟气由于下游蓄 热室C对应喷口的卷吸作用继续向下游流动。蓄热室C的工作状态与蓄热室A完全相同， 蓄热室D的工作状态与蓄热室B完全相同。半个周期后，两个换向机构同时换向，A与B，C 与D工作状态互换，炉腔8内气流方向保持不变。燃料通道外接燃料换向阀，与空气/烟气 换向机构2动作周期保持一致。炉体两侧使用两个联动的换向机构，也可使用同一个换向阀，使A与C，B与D并联。
4[0022]炉腔8与加热室9之间用耐火隔板10隔开，炉腔8内高温通过辐射方式将热量传 递给加热室内工件。如图2所示，蓄热室喷口处的烧嘴砖为楔形。实施例2 本实施例是烧嘴砖为带有导向作用的异形砖的情况。如图3所示，蓄热室喷口处的烧嘴砖为带有导向作用的异形砖16。这种异形砖与 普通楔形砖相比，较难加工，但是有利于烟气回流，减小气流压力损失。
权利要求一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，包括炉体、蓄热室、送风装置、排烟装置和换向装置，其特征在于炉体分为炉腔和加热室，炉体四个角的位置设置四个蓄热室，蓄热室内设置蓄热体；蓄热室下游位置设置燃料喷嘴，燃料喷嘴外接有燃料管道；喷口对应的炉墙上设烧嘴砖。
2.如权利要求1所述的一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，其特征在于所述的蓄 热室分布于炉体的四个角，喷口方向为同一走向，即同为顺时针或同为逆时针。
3.如权利要求1所述的一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，其特征在于所述的换 向装置为联动的换向机构，也可为同一换向机构。
4.如权利要求1所述的一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，其特征在于所述的烧 嘴砖可以为楔形砖或有导向作用的异形砖。
5.如权利要求1所述的一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，其特征在于所述的炉 腔为矩形或圆形。
6.如权利要求1所述的一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，其特征在于所述的炉 腔与加热室用高导热系数的耐火材料隔开。专利摘要本实用新型提供一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉，包括炉体、蓄热室、送风装置、排烟装置和换向装置，所述炉体分为炉腔和加热室，炉体四个角的位置设置四个蓄热室，蓄热室内设置蓄热体；蓄热室下游位置设置燃料喷嘴，燃料喷嘴外接有燃料管道；喷口对应的炉墙上设烧嘴砖，所述的炉腔为矩形或圆形，所述的蓄热室分布于炉体的四个角，喷口方向为同一走向，即同为顺时针或同为逆时针，所述的蓄热体为球状或蜂窝状，所述的烧嘴砖可以为楔形砖或有导向作用的异形砖，所述的炉腔与加热室用高导热系数的耐火材料隔开。本实用新型通过蓄热和烟气回流达到了减少二氧化碳，氧化氮排放的目的，将烟气与工件隔绝，避免了工件表面的氧化和脱碳。
文档编号F23L15/00GK201653135SQ20102006248
公开日2010年11月24日 申请日期2010年1月14日 优先权日2010年1月14日
发明者林其钊, 郭超 申请人:中国科学技术大学