专利名称：机械排烟式热能综合利用节能梭式窑的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种工业窑炉，具体涉及一种机械排烟式热能综合利 用节能梭式窑，可广泛应用于陶瓷行业、耐火材料行业，乃至于磨料、磨 具(砂轮)等行业。
背景技术：
所谓梭式窑，顾名思义，就是它的窑车的进出，象一部老织布的梭子， 左右穿梭，故将其称谓梭式窑。其实，现在的梭式窑，窑车只是从一个门 进，烧成瓷器后，仍然从这个门出，而另外一个门没有了，在此处设置了 一根烟囱，窑的两边有火道，火道下方安装有文丘里(自吸式)喷嘴，这 就是梭式窑结构的简要描述。梭式窑的原理，仍属倒焰式的。喷嘴从下向上喷射火焰，上升到了窑 的顶部之后，再从匣钵的间隙或是棚板缝隙之间，由上而下经过排烟口和 烟囱，自然排出窑外。在现有技术中，梭式窑在燃烧时，都会产生大量烟气废热，在冷却时也有一定数量的余热。《中国陶瓷》杂志，2006年第42巻第3期，刊登了 景德镇陶瓷学院的蒋方乐、胡国林等教授发表的一篇论文，名为"梭式窑 加热过程燃耗分配的计算机仿真"U)。这篇论文中，列举几项能耗数据。 其中陶瓷制品烧成时的能耗，占总能耗的5.37%，是一个非常小的数字， 而窑炉的蓄热(包括制品与窑具)的能耗，占总能耗的39.9%，从烟囱中 排出去的烟气废热，占总能耗的48.33%。人们普通看好这部分的热量能被利用，曾有人作过这方面的探索，但 终因陶瓷制品在烧成时受到损害，烧成时的能耗也相对增加，却望而止步。 之所以没有尝试成功，这与其结构、原理以及测控手段是休戚相关的。这 些热量往往不能加以利用，差不多都是向空气中白白地排放。而且由于其 测控手段落后，仅仅通过开开气阀和拉烟囱闸板等调节手段，难以实现对 窑炉进行适时准确调控以及提升窑炉性能。发明内容
本实用新型的目的是在完全模拟最佳烧成工艺，确保陶瓷产品在烧 成质量和不增加烧成能耗的前提下，将梭式窑在烧成过程中原本向空中排 放的大量烟气废热和冷却时窑炉的蓄热及制品的余热回收以作它用，从而 达到节能降耗和污染减排的主要目的。与此同时，尚可适当地提高梭式窑 的综合性能。本实用新型的目的是这样实现的， 一种机械排烟式热能综合利用节能 梭式窑，包括窑体、烟囱、窑门、窑两边的火道以及火道下方安装的文丘 里喷嘴，其特征是在所述的烟囱偏下位置处，重新开了一个排烟通道，在 排烟通道端部位置，设置了一个烟道闸板，烟道闸板后面引出去了一条排 烟管路，在管路上设置了一道空气阀，在空气阀之后安装一台由变频器进 行控制的锅炉引风机，锅炉引风机的出风口与受热器的管路连接。本实用新型的使用方法，是将烟囱闸板关死，不让热量外排，用锅炉 引风机将高温废气抽到受热器中循环使用，譬如说作为干燥模、坯的热源， 换热后作为喷嘴的助燃风等等。考虑到管路上的热量损耗，假定其热效率为80% (这是低估了 )，可供利用的余热量至少能达到69%左右。空气闽的功能是为掺入冷空气，以降低烟气废热温度，使之既保护了锅炉引风机，又要适用受热器(这里指的烘房)温度的需要。变频器的功能是控制锅炉引风机的排烟量和排烟风温。本实用新型在一座容积5013的梭式窑上，已运行了 9个月之久，它不仅取得了实实在在的效果，而且其效果非常显著。综合起来，有如下几项效果。1、 节能降耗根据上文介绍，从烟^J中排出去的废热量占烧窑时总能耗为48.33%, 梭式窑熄火后的余热的占总能耗的39. 09%，这两项热量之和为87.42%,使 用该项技术与装置的用户，每天可省下来原来烘房的使用费用ioo元左右。2、 污染减排节能降耗本身，自然就会带来污染减排的效果，烘房利用余热，不烧 燃料了，余热本来就是排空，不烧燃料的废气不是就全减排了吗？这部分 污染就少。况且原来从梭式窑烟囱排放的废热，温度高达100(TC，经过受
热器之后，废气排放温度不到IO(TC,这也缓解了对环境温度的压力。3、 性能提升由于采用机械排烟，梭式窑的性能得到一定程度的提升，窑内气流分 层现象得到舒缓，窑内上下温差有所缩小，烧成周期有了明显缩短。4、 测控手段改善 釆用变频器控制锅炉引风机的转速，来改变烟气的排放量和对热风温度进行自动控制，与原有的测控手段相比，也得到了改善，使搡作变得更 加便捷、轻松、灵活和精准，这也受到用户特别是操作者的好评与喜爱。对于节能降耗和污染减排的效能，也许不会有什么疑惑，但对于改自 然排烟为机械排烟能提升梭式窑的性能，则有不同的认可和质疑，为此必 须从理论上来寻求依据。在教科书中，有一个倒焰窑烟囱高度的计算公式。变换一下就成为烟 囱抽力的计算公式，其表述如下F=Hx{asx [ 273 + ( 273 +t空)]一cc解x [ 273 + ( 273 + t烟)〗} x B + 760从公式中可以看出，烟囱的抽力(F),取决于三个要素， 一是烟囱的 高度(H), H愈高抽力F愈大，但H是一常数。二是大气压(B),因为烧 窑时间不长，大气压B也可视为一个常数。三是烟气的温度t烟和与t烟相 关的烟气的重度oc烟，在刚烧窑时因te-t烟和a空- a烟，所以抽力F-O, 然后随着t烟的升高，oc烟下降，使F不断增大，并对烟囱抽力产生很大的 变化。在氧化阶段希望窑压为负值，但是由于抽力很小，窑压处于失控状态， 使得窑内气流容易产生分层，导致温差增加，为了保证陶瓷制品在相同的 温度下进入还原阶段，搡作者在此要进行很长时间的保温。在还原阶段，随着烟气废热温度增加，而烟囱抽力增长很快，稍有不 慎，就可能使还原气氛不足，而把瓷器烧黄了，所以搡作者特别要注意烟 囱闸板的调节。本实用新型采用了机械排烟，并设有控制装置进行合理的控制。对于 上述问题则可迎刃而解。基于同样的理由，增强了抽力，使自然冷却变为符合冷却工艺的强制
冷却，可以缩短烧成周期，也非常容易理解。
图l为本实用新型结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图所示实施例的具体实施方式
，对本实用新型的上述内容再作进一步的详细说明图l中，l为变频器，2是反馈信号和控制信号线，3是锅炉引风机， 4是温度传感器，5是空气阀，6为烟道闸板，7为烟囱闸板，8是烟囱，9 为斜管微压计，IO为窑体，ll为窑门，12为排烟通道，13为排烟管路， 14为受热器的管路。操作者只要按最佳烧成和冷却工艺要求，轻轻地旋转一下变频器1上 的电位器旋钮，观察一下斜管微压计9的窑压的变化，使窑压朝着预先设 置的方向发展。这比起原先操作者去操作没有位置标志的烟囱闸板7来控 制窑压，要便捷、轻松、灵活和精确得多。当然，也有人质疑，停电怎么办？ 一个合理的设计，当然要引入合理 的退出机制。当发生突变事件后，过程仍然可以继续下去。这一点，从附 图中，便可一目了然。 一是原本可以取消的烟囱8，将它保存下来，就是 在停电后，实现自然排烟。二是烟道口处，设置了一个闸板6，停电后立 即将闸板6关掉。打开烟囱闹板7,操作者按原先的常规操作即可。
权利要求1、一种机械排烟式热能综合利用节能梭式窑，包括窑体(10)、烟囱(8)、窑门(11)、窑两边的火道以及火道下方安装的文丘里喷嘴，其特征是在所述的烟囱(8)偏下位置处，重新开了一个排烟通道(12)，在排烟通道(12)中设置了一个烟道闸板(6)，烟道闸板(6)后面引出去了一条排烟管路(13)，在管路(13)上设置了一道空气阀(5)，在空气阀(5)之后安装一台由变频器(1)进行控制的锅炉引风机(3)，锅炉引风机(3)的出风口与受热器的管路(14)连接。
专利摘要本实用新型涉及一种机械排烟式热能综合利用节能梭式窑，包括窑体10、烟囱8、窑门11、窑两边的火道以及火道下方安装的文丘里喷嘴，其特征是在所述的烟囱8偏下位置处，重新开了一个排烟通道12，通过设置烟道闸板6、排烟管路13、空气阀5、锅炉引风机3、受热器管路14等技术手段，解决了将梭式窑在烧成过程中原本向空中排放的大量烟气废热和冷却时窑炉的蓄热及制品的余热利用问题，从而达到节能降耗和排污减排以及提高梭式窑综合性能的目的。本实用新型可广泛应用于陶瓷行业、耐火材料行业，乃至于磨料、磨具(砂轮)等行业。
文档编号F27B9/00GK201032357SQ20072014640
公开日2008年3月5日 申请日期2007年4月2日 优先权日2007年4月2日
发明者余正发, 刘志耕, 张树材, 洁 彭, 彭志宏, 徐锡保, 衡 权, 星 洪, 程火玉, 简喜辉, 苹 邓 申请人:中国轻工业陶瓷研究所