专利名称：工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种燃烧装置，尤其涉及一种具有全分散换向技术的工业炉窑蓄 热式燃烧装置。
背景技术：
传统的换向技术均为集中式换向方式，也就是在炉膛两侧对称的安置一(数)组 烧嘴，如图1所示，但是存在以下一些问题1. 一旦蓄热体损坏或换向阀故障，都需要将一段炉子停下来；2.交叉污染；3.炉膛压力有一个较大范围的波动；4.对某对烧嘴或某一部位的燃烧喷口进行灵活有效供热控制；5.炉子冷路启动或降温都很慢。
发明内容本实用新型的目的在于提供一种工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，生产连续 稳定；管道浪费煤气少、安全性好；炉压稳定；操作灵活、自动化水平高；炉温均勻性好；炉 子热惰性小，对提高加热质量有利。为达到上述目的，本实用新型的技术方案是工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，包括炉膛，其还包括，若干对烧嘴，并排安 装在炉膛的四周；每对烧嘴包括第一蓄热式烧嘴和第二蓄热式烧嘴；所述的第一蓄热式烧 嘴和第二蓄热式烧嘴的一端分别通过第一换向机构经助燃空气管道与空气鼓风机相连或 者经排烟管道与空气烟气引风机相连，另一端分别通过第二换向机构经燃气管道与燃气相 连或者断开与燃气相连。进一步，所述的若干对烧嘴安装在炉膛的左右两侧，或者安装在炉膛的前后两侧， 或者是安装在炉膛的左右两侧和前后两侧。所述的第一换向机构是四通换向阀，或是第一三通换向阀和第二三通换向阀，或 是第五、第六、第七以及第八快速切断阀。所述的第二换向机构是第一、第二快速切断阀，或者是第三三通换向阀。第一、第二蓄热式烧嘴另一端分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气 引风机相连或者断开与煤气烟气引风机相连。所述的第三换向机构是第三、第四快速切断阀，或者是第四三通换向阀。所述的第一、第二蓄热式烧嘴包括内部填充的蓄热体，呈蜂窝状和小球体。所述的每对烧嘴是空气自蓄热式烧嘴。另外，本实用新型所述的炉膛是连续式步进式，或者是连续式推钢式，或者是连续 式辊底式，或者是台车式炉，或者是罩式炉，或者是热处理炉，或者是垃圾焚烧炉，或者是钢 包烘烤器。[0019]全分散换向技术的核心是快速切换型蓄热式燃烧技术，紧凑、独立的烧嘴形式，小 型化、动作速度快、机械性能可靠、适合于迅速频繁切换动作的小型换向阀以及相关自动化 控制是重要的技术条件。根据使用燃气介质的不同和用户的要求分为空气单预热、空气、煤 气双预热，无论何种预热方式，其换向系统有五种组合形式四通换向阀-快速切断阀、三通换向阀-快速切断阀、三通换向阀-三通换向阀、 快速切断阀组及自蓄热烧嘴配合三/四通换向阀。由于全分散系统加热炉调节上具有充分的灵活性，因此可以配置较高的自动化水 平。不仅可以完全实现炉温自动调节、炉压自动调节、空燃比自动调节，也可以通过数模的 建立优化各段炉温、炉压制度，并加以有效调节，或是根据钢种的变化合理优化各段炉温制度。采用全分散换向除了可以实施集中方式的燃烧状态以外，还可以实现上下左右烧 嘴的交错燃烧，此种方式不仅消除了由于同侧换向引起的沿炉宽方向炉温波动，同时此种 方式炉内高温气流分布更趋于合理，燃烧组织更好，尤其对于较窄的加热炉，将得到更好的 炉温均勻性。由于全分散式换向技术在加热炉自动化控制上的先进性和炉温控制上的灵活性， 使得提高弹簧钢、轴承钢等各种合金钢加热质量成为现实。这一点在实际生产中得到证实， 提高了产量和成品率，给企业带来可观的经济效益。与现有技术相比，本实用新型的优点在于由于每对(或每只)蓄热式烧嘴均具有完全的独立性，因此无论是任何一只烧嘴中 的蓄热体损坏，还是单台换向阀出现故障，只需要关闭一对(或一只)烧嘴即可，其它烧嘴 正常工作，这样对于生产的影响降低到最小。在每对烧嘴炉前管路上设置有保护装置，故障烧嘴停下来后即可实现完全关闭， 在此情况下可以实现在线检修维护操作，无论是换向阀故障还是蓄热体损坏故障的排除都 可以在正常生产条件下进行，即便是遇到整台加热炉的蓄热体需要局部更换的情况也不必 停炉，可以采取逐个更换的办法，使蓄热式燃烧系统在任何的情况下都可以满足轧线连续 稳定运行的生产需要。采用全分散方式，嘴前燃气换向阀与烧嘴之间距离仅有10(T300mm，管道距离几近 极限，浪费煤气小于1%。单个烧嘴换向瞬间关闭煤气阀门时，其它烧嘴的供热负荷会瞬间增大，因此对炉 压的实际影响更小。本实用新型可以将部分烧嘴彻底关闭，在钢坯在低温入炉的情况下，烧嘴尽可能 的在额定能力下燃烧，保证钢坯长度方向上温度的均勻。炉子热惰性小的性能，使得炉子冷炉启动或降温都很快。
图1是现有技术的工业炉窑蓄热式燃烧装置结构示意图；图2是本实用新型的结构示意图；图3是每对烧嘴在第一个实施例中一个工作状态；图4是每对烧嘴在第一个实施例中另一个工作状态；[0035]图5是每对烧嘴在第二个实施例中一个工作状态；图6是每对烧嘴在第二个实施例中另一个工作状态；图7是每对烧嘴在第三个实施例中一个工作状态；图8是每对烧嘴在第三个实施例中另一个工作状态；图9是每对烧嘴在第四个实施例中一个工作状态；图10是每对烧嘴在第四个实施例中另一个工作状态；图11是每对烧嘴在第五个实施例中一个工作状态图12是每对烧嘴在第五个实施例中另一个工作状态图13是每对烧嘴在第六个实施例中一个工作状态；图14是每对烧嘴在第六个实施例中另一个工作状态；图15是每对烧嘴在第七个实施例中一个工作状态；图16是每对烧嘴在第七个实施例中另一个工作状态图17是每对烧嘴在第八个实施例中一个工作状态；图18是每对烧嘴在第八个实施例中另一个工作状态；图19是每对烧嘴在第九个实施例中一个工作状态；图20是每对烧嘴在第九个实施例中另一个工作状态；图21是每对烧嘴在第十个实施例中一个工作状态；图22是每对烧嘴在第十个实施例中另一个工作状态。
具体实施方式
参见图2 图4，本实用新型工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置包括炉膛1，若干 对烧嘴2，并排安装在炉膛的四周；所述的每对烧嘴包括第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式 烧嘴22 ；所述的第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22的一端分别通过第一换向机构经 助燃空气管道与空气鼓风机101相连或者经排烟管道与空气烟气引风机102相连，另一端 分别通过第二换向机构经燃气管道与燃气103相连或者断开与燃气103相连；在本实施例中，所述的烧嘴2为8对，或观对。所述的第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22包括内部填充的蓄热体，可以是 蜂窝状和小球体；所述的第一换向机构是四通换向阀31 ；所述的第二换向机构是第一快速切断阀4和第二快速切断阀5。本实施例为空气单预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22为蓄热式 烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，四通换向阀31，第一快速切 断阀4第二快速切断阀5处于图3中所示位置，经过一段时间(30S)后，系统为图4所示位 置，如此反复动作蜂窝状蓄热体的蜂窝孔洞有助于助燃空气、燃气或高温烟气通过；同时由于蜂窝 状蓄热体的自身的独特之处，使经过其的助燃空气、燃气的蓄热温度和蓄热量均高于小球 状蓄热体，提高了加热效率和钢坯的加热质量和加热速度。参见图5、图6，本实用新型在第一个实施例的基础上，第一蓄热式烧嘴21和第二 蓄热式烧嘴22另一端还分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气引风机104相连或者断开与煤气烟气引风机104相连；所述的第三换向机构是第三快速切断阀6和第四 快速切断阀7。本实施例为空气、煤气双预热方式，第一蓄热式烧嘴2工和第二蓄热式烧嘴22为 蓄热式烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，四通换向阀31，第一快 速切断阀4和第二快速切断阀5，第三快速切断阀6和第四快速切断阀7处于图5所示位 置，经过一段时间(30S)后，系统为图6所示，如此反复动作。参见图7、图8，所述的第一换向机构是第一三通换向阀32和第二三通换向阀33。 本实施例为空气单预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22为蓄热式烧嘴，当第 一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，第一三通换向阀32和第二三通换向阀 33以及第一快速切断阀4第二快速切断阀5处于图7所示位置，经过一段时间(30S)后，如 图8所示，如此反复动作。参见图9、图10，本实用新型在第三个实施例的基础上第一蓄热式烧嘴21和第二 蓄热式烧嘴22另一端还分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气引风机104相 连或者断开与煤气烟气引风机104相连；所述的第三换向机构是第三快速切断阀6和第四 快速切断阀7。本实施例为空气、煤气双预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22为蓄 热式烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，第一三通换向阀32和第 二三通换向阀33，第一快速切断阀4和第二快速切断阀5，第三快速切断阀6和第四快速切 断阀7处于图9所示位置，经过一段时间(30S)后，如图10所示，如此反复动作。参见图11、图12，所述的第二换向机构是第三三通换向阀34 ；本实施例为空气单 预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22为蓄热式烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21 燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，第一三通换向阀32和第二三通换向阀33，第三三通换向 阀34处于图11所示位置，经过一段时间(30S)后，如图12所示，如此反复动作。参见图13、图14，本实用新型在第五个实施例的基础上，第一蓄热式烧嘴21和第 二蓄热式烧嘴22另一端还分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气引风机工04 相连或者断开与煤气烟气引风机104相连。所述的第三换向机构是第四三通换向阀35。本 实施例为空气、煤气双预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧嘴22为蓄热式烧嘴， 当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，第一三通换向阀32和第二三通换 向阀33，第三三通换向阀34以及第四三通换向阀35处于图13所示位置，经过一段时间 (30S)后，如图14所示，如此反复动作。参见图15、图16，所述的第一换向机构是第五快速切断阀8、第六快速切断阀9、第 七快速切断阀10以及第八快速切断阀11。本实施例为空气单预热方式，第一蓄热式烧嘴 21和第二蓄热式烧嘴22为蓄热式烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排 烟时，第一快速切断阀4、第二快速切断阀5、第五快速切断阀8、第六快速切断阀9、第七快 速切断阀！0以及第八快速切断阀11处于图15所示位置，经过一段时间(30S)后，如图16 所示，如此反复动作。参见图17、图18，本实用新型在第七个实施例的基础上，第一蓄热式烧嘴21和第 二蓄热式烧嘴22另一端还分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气引风机104 相连或者断开与煤气烟气引风机104相连。所述的第三换向机构是第三快速切断阀6和第四快速切断阀7。本实施例为空气、煤气单预热方式，第一蓄热式烧嘴21和第二蓄热式烧 嘴22为蓄热式烧嘴，当第一蓄热式烧嘴21燃烧，第二蓄热式烧嘴22排烟时，第一快速切断 阀4、第二快速切断阀5、第三快速切断阀6、第四快速切断阀7、第五快速切断阀8、第六快速 切断阀9、第七快速切断阀10以及第八快速切断阀11处于图17所示位置，经过一段时间 (30S)后，如图18所示，如此反复动作。参见图19 图22，所述的每对烧嘴是空气自蓄热式烧嘴23。本实施例空气自蓄热 式烧嘴，当燃烧/排烟时，四通换向阀31或者第一三通换向阀32和第二三通换向阀33处于 图19或者图2工所示位置，经过一段时间(30 后，如图20或图22所示，如此反复动作。所述的炉膛1是连续式步进式，或者是连续式推钢式，或者是连续式辊底式，或者 是台车式炉，或者是罩式炉，或者是热处理炉，或者是垃圾焚烧炉，或者是钢包烘烤器。在实施上述实施例过程中，无论单预热，还是双预热，煤气和煤气烟气的三通换向 阀密封性要求高，换向过程中不允许有泻漏。所有的阀门的动作均由PLC连锁控制，即燃烧 时先开空气阀门，后开煤气及相应的煤气烟气阀门(双预热中使用)；排烟时先关煤气及相 应的煤气烟气阀门(双预热中使用)，空气阀门再换向。本实用新型使采用蓄热式燃烧技术的工业炉窑实现生产连续稳定；管道浪费煤气 少、安全性好；炉压稳定；操作灵活、自动化水平高；有着更好的炉内气流分布，更好的炉温 均勻性；炉子热惰性小的性能。将提高加热质量、降耗、生产连续性、环保指标达到更高的水 平。
权利要求1.工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，包括炉膛，其特征在于还包括，若干对烧嘴，并排安装在炉膛的四周；每对烧嘴包括第一蓄热式烧嘴和第二蓄热式烧 嘴；所述的第一蓄热式烧嘴和第二蓄热式烧嘴的一端分别通过第一换向机构经助燃空气管 道与空气鼓风机相连或者经排烟管道与空气烟气引风机相连，另一端分别通过第二换向机 构经燃气管道与燃气相连或者断开与燃气相连。
2.如权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的若 干对烧嘴安装在炉膛的左右两侧，或者安装在炉膛的前后两侧，或者是安装在炉膛的左右 两侧和前后两侧。
3.如权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的第 一换向机构是四通换向阀，或是第一三通换向阀和第二三通换向阀，或是第五、第六、第七 以及第八快速切断阀。
4.如权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的第 二换向机构是第一、第二快速切断阀，或者是第三三通换向阀。
5.如权利要求1或2或3或4所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在 于第一、第二蓄热式烧嘴另一端分别通过第三换向机构经煤气烟气管道与煤气烟气引风 机相连或者断开与煤气烟气引风机相连。
6.如权利要求5所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的第 三换向机构是第三、第四快速切断阀，或者是第四三通换向阀。
7.根据权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的 第一、第二蓄热式烧嘴包括内部填充的蓄热体，呈蜂窝状和小球体。
8.如权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的每 对烧嘴是空气自蓄热式烧嘴。
9.如权利要求1所述的工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，其特征在于所述的炉 膛是连续式步进式，或者是连续式推钢式，或者是连续式辊底式，或者是台车式炉，或者是 罩式炉，或者是热处理炉，或者是垃圾焚烧炉，或者是钢包烘烤器。
专利摘要工业炉窑蓄热式全分散换向燃烧装置，包括炉膛，若干对烧嘴，并排安装在炉膛的四周；每对烧嘴包括第一蓄热式烧嘴和第二蓄热式烧嘴；所述的第一蓄热式烧嘴和第二蓄热式烧嘴的一端分别通过第一换向机构经助燃空气管道与空气鼓风机相连或者经排烟管道与空气烟气引风机相连，另一端分别通过第二换向机构经燃气管道与燃气相连或者断开与燃气相连。本实用新型生产连续稳定；管道浪费煤气少、安全性好；炉压稳定；操作灵活、自动化水平高；炉温均匀性好；炉子热惰性小，对提高加热质量有利。
文档编号F23D14/66GK201875723SQ20102063431
公开日2011年6月22日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者周丹, 李 东 申请人:上海嘉德环境能源科技有限公司