室式燃气加热炉的制作方法

本实用新型涉及加热炉技术领域，尤其涉及室式燃气加热炉。

背景技术：

室式燃气加热炉广泛应用于工业生产领域，是冶炼、锻造、制造、热处理、干燥等行业的主要生产设备。以气体和液体燃料作为炉子热源的室式加热炉应用极为广泛。目前室式燃气加热炉在设计、制造、外购件选购、安装等过程存在一些不合理，导致加热炉能耗较高，环保不达标等一系列需要改进的问题。

技术实现要素：

针对上述存在的问题，本实用新型旨在提供室式燃气加热炉，通过本技术方案的改进，解决了一些不合理，导致加热炉能耗较高，环保不达标等一系列需要改进的问题。

为了实现上述目的，本实用新型所采用的技术方案如下：室式燃气加热炉，包括炉体、炉衬、炉门和炉门升降机构、燃烧系统、助燃供风系统、供燃气系统、排烟系统、自动控制系统，所述炉体包括炉墙、炉顶及炉底，且在炉墙上开有炉口，所述炉门通过炉门升降机构打开和关闭炉口，其特征在于：所述炉衬包括炉墙衬层、炉顶衬层、炉底衬层及炉门衬层，并依次设置在炉墙内壁、炉顶内壁、炉底内壁及炉门内壁上，所述炉口上部的炉体上设有隔热屏，该隔热屏与炉口打开后的炉门对应。

优选的，所述炉口四周设有耐热铸件，所述炉体两侧均设有立柱，所述耐热铸件固定在所述立柱上，所述炉体上设有轨道斜槽，所述轨道斜槽将炉门压紧在耐热铸件上。

优选的，所述炉墙衬层由外向内依次由耐高温低水泥浇注料层、憎水绝热板层、隔热砖层和石棉板层组成；所述炉顶衬层由上向下依次由锆纤维模块层、硅酸铝纤维毯层、石棉板层组成；所述炉底衬层由上向下依次包括上层承重耐火层、中层承重耐火层及下隔热层；所述炉门衬层包括外衬层、内衬层和门框衬层。

优选的，所述上层承重耐火层和中层承重耐火层均为耐热高强度铝砖层，所述下隔热层为轻质硅藻土砖和高强度轻质耐火砖层；所述外衬层为耐火硅酸铝纤维毯层、内衬层为含锆硅酸铝纤维层、门框衬层为耐火纤维层。

优选的，所述燃烧系统由烧嘴、燃气电磁阀、空气蝶阀及燃烧控制器组成，所述烧嘴设置在两侧对称炉墙上；

所述助燃供风系统由离心鼓风机、变频器、热风电动调节蝶阀、鼓风机管路及附件组成；所述鼓风机管路包括热风管道和分管道，所述热风管道采用硅酸铝纤维毯进行保温，并在硅酸铝纤维毯外用薄铝皮包扎；

所述供燃气系统包括天然气总管，所述天然气总管上装有手动密闭总阀、过滤器、自励式调压装置、压力变送器、放散阀、切断阀和燃气耗量积算装置、电磁空燃比例阀及附件；

所述排烟系统包括在所述炉墙下端间距开设有排烟分口，及所述炉底开设有排烟口，所述排烟分口均汇集到排烟口，所述排烟口外端设有掺冷风装置和列管换热器；排烟系统还包括炉压自控系统和余热回收系统，所述炉压自控系统包括压力变送器、烟道蝶阀、排烟热电偶、掺冷风装置、热风热电偶、所述余热回收系统包括换热器；

所述自动控制系统包括燃烧控制系统、温度控制系统、动力控制系统。

本实用新型的有益效果是：

(1)本实用新型的室式燃气加热炉优于国家特等炉的标准，满载时热效率≥40％。

(2)在本炉的设计、制造、外购件选购、安装等过程中严格按照国家有关规范及标准执行，在燃气总管上设有燃气压力高限及低限两只压力开关，在助燃风机出口处安装一只低限压力开关，该信号作为然气总管切断阀开启及烧嘴启动的连锁条件，各管路系统设有安全报警及保护装置，炉膛压力：压力自动控制并数字显示，超压报警，空气管路：压力显示，欠压报警以及防爆装置，炉温：超温报警，空气预热温度：超温时报警并自动掺冷风，燃烧系统：设有自动点火安全程序控制，火焰自动监测、熄火、回火自动紧急关闭保护及现场和控制室同时报警，当点火程序未实施，无法进行各烧嘴的点火控制，整套自控系统中各个控制系统均设有多种应急控制手段，以确保系统的安全运行，实现安全连续生产，炉门开、关均有双保险的限位开关，防止炉门行程超限，设置有符合国家安全规定的安全操作平台和护栏，所有的电气设备、电线埋敷管、控制柜等都有安全接地装置，燃气管路上设有防静电接地装置，烟囱设有防雷接地装置。

(3)主要节能措施包括全纤维炉墙结构，降低炉壁温升、外壁温升低于国家标准温升规定，保证燃烧系统处于最佳燃烧状态，温度自动控制，防止超温能量损失，管路系统自动控制，炉压自动控制，彻底杜绝密封处热量泄漏和炉外冷空气吸入，合理的炉体全密封结构、防止热量损失，烟气余热回收对助燃空气预热，且热风管保温，鼓风机采用变频控制，节省电能，超过国家标准特等炉能耗水平，满载时热效率可达40％以上。

(4)主要环保措施：

烟气排放及co排放控制：由于采用的是自控烧嘴，对然气量、空气量的配比自动调节，从而保证了稳定燃烧和充分燃烧，从根本上消除了co等不完全燃烧产物的产生。

烟气通过设计的高烟囱排放，为确保烟气排放达标，保护大气环境，本项目采用高烟囱排烟。烟囱高度按国家标准gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》确定。

噪声控制：烧嘴所产生的高速热气流会产生噪声。但采用全耐火纤维炉衬，它具有很好的隔音和吸音效果，大大降低了传到炉外的噪声。另外，炉子是在全密封状态下工作的，因此烧嘴产生的噪声不超过80db(a)，鼓风机的进风口设置消音器，风机出风口与管道连接处设置橡胶避震喉，减少鼓风机对管道的震动。在风机底座增加减振橡胶垫，大大降低了风机的噪音，经采取以上措施后，鼓风机3米以外的噪声可达到gbj87《工业企业噪声控制设计规范》的标准，鼓风机的启动和关闭工作都可以在操作室(仪表间)内远程操纵，噪声不会对操作人员造成伤害。

附图说明

图1为本实用新型炉体整体结构示意图。

图2为本实用新型炉门及炉门升降机构示意图。

图3为本实用新型图2右视图。

图4为本实用新型炉体内燃气系统布置图。

图5为本实用新型天然气管线设备布置图。

图6为本实用新型炉体内热风系统布置图。

图7为本实用新型离心鼓风机结构示意图。

其中：1-炉体，2-炉门，3-炉门升降机构，4-立柱，5-横梁，6-烧嘴，7-离心鼓风机，8-天然气总管，9-手动密闭总阀，10-过滤器，11-减压阀，12-燃气支管，13-高压开关，14-低压开关，15-压力变送器，16-切断阀，17-差压变送器，18-孔板流量计，19-压力表，20-手动球阀，21-放散阀，22-放散管，23-电磁空燃比例阀，24-排烟分口，25-排烟口，26-掺冷风装置，27-列管换热器，28-烟道蝶阀，29-排烟热电偶，30-热风热电偶，31-电动蝶阀，32-膨胀节，33-耐热铸件，34-隔热屏，101-炉口，102-轨道滑槽。

具体实施方式

为了使本领域的普通技术人员能更好的理解本实用新型的技术方案，下面结合附图和实施例对本实用新型的技术方案做进一步的描述。

参照附图1-6所示的室式燃气加热炉，包括炉体1、炉衬、炉门2和炉门升降机构3、燃烧系统、助燃供风系统、供燃气系统、排烟系统、自动控制系统。

所述炉体1包括炉墙、炉顶及炉底，且在炉墙上开有炉口11，所述炉门2通过炉门升降机构3打开和关闭炉口11，所述炉口11上部的炉体上设有隔热屏34，该隔热屏34与炉口11打开后的炉门2对应，作用是防止炉门2提升时，炉门2及炉口11热量对炉顶烘烤，提高对炉顶的隔热防护作用。其中，炉体1为全钢结构，钢结构由型钢、钢板等焊接而成，确保了炉体1的钢结构强度。型钢采用国家标准型号b类，炉体1外部按相关标准先做喷砂除锈处理，再刷两遍底漆，色标选择按行业通用标准(也可根据招标人需要)，关键部位用耐高温漆，全部施工完成后再整体喷涂有机硅耐高温漆，所述炉体1两侧均设有立柱4和横梁5，均采用大型槽钢制作，结构稳固，抗变形能力强；炉体1上还设置有操作、检修平台及梯子，平台、通道、梯子均设有安全防护栏杆，并且符合国家标准gb4053.1～gb4053.4。所述炉口11四周设有耐热铸33，采用zg40cr25ni20si2高温耐热钢，厚度≥25mm镶嵌，耐热铸件33边板经机加工后通过螺栓固定，所述耐热铸件33固定在所述立柱4上，该耐热铸件33优选为两块l型铸件拼接成型，所述炉体1上设有轨道斜槽102，所述轨道斜槽102将炉门压紧在耐热铸件33上。

炉门升降机构3采用电动葫芦+短环链的结构形式，炉门2的驱动机构电动葫芦采用安装在横梁5上，保证升降平稳、准确。

所述炉衬包括炉墙衬层、炉顶衬层、炉底衬层及炉门衬层，并依次设置在炉墙内壁、炉顶内壁、炉底内壁及炉门内壁上；

所述炉墙衬层总厚度优选为520mm，由外向内依次由300mm耐高温低水泥浇注料层、100mm憎水绝热板层、115mm隔热砖层和5mm石棉板层组成；炉墙衬层整体通过吊挂在炉墙上的锚固砖进行拉固，耐高温低水泥浇注料层在施工时经过倒打浇注而成，在适当的位置均布有膨胀缝，具有不开裂、强度大、耐火度高、使用寿命长的特点。

所述炉顶衬层总厚度优选为405mm，由上向下依次由300mm锆纤维模块层、100mm硅酸铝纤维毯层、5mm石棉板层组成；炉顶衬层通过不锈钢锚固件固定在炉顶钢板上，具有不开裂、强度大、耐火度高、使用寿命长的特点。

所述炉底衬层由上向下依次包括上层承重耐火层、中层承重耐火层及下隔热层，所述上层承重耐火层和中层承重耐火层均为耐热高强度铝砖层，所述下隔热层由轻质硅藻土砖和高强度轻质耐火砖构成。

所述炉门衬层包括外衬层、内衬层和门框衬层，所述外衬层为耐火硅酸铝纤维毯层、内衬层为含锆硅酸铝纤维层、门框衬层为耐火纤维层，此结构大大减轻了炉门的重量，运行安全，可靠。

所述燃烧系统由烧嘴6、燃气电磁阀、空气蝶阀及燃烧控制器组成，所述烧嘴6设置在两侧对称炉墙上，优选的单边侧墙上采用两层布置，下层布置4只，上层布置2只，能有效的让工件处于火盘的辐射面内；炉体控温区分为4区，每区3支烧嘴，烧嘴6具有点火前自动吹扫功能，每个烧嘴6均通过控制系统实现自动点火、火焰监测、熄火报警、保护等功能。自动控制控制系统自动根据热负荷需求，控制烧嘴6的大小火状态(燃烧能力调节比可达1:10左右)，达到炉温自动控制的目的，还具有手动/自动无间断无扰切换功能，操作者可在炉前或仪表柜上对各个烧嘴6的点火进行操作，调节控制各个烧嘴6的燃烧状态。

所述助燃供风系统由离心鼓风机7、变频器、热风电动调节蝶阀31、鼓风机管路及附件组成；所述鼓风机管路包括热风管道71和分管道72，热风电动调节蝶阀可以调节助燃空气的压力和流量(变频器自动调节风机驱动电机转速)，所述热风管道按照gb4272-84《设备及管道保温技术通则》，采用硅酸铝纤维毯(优选厚度为50mm)进行保温，并在硅酸铝纤维毯外用薄铝皮包扎。

具体的，所述离心鼓风机7包括进风口和出风口，所述进风口设置有消音器(图中未示出)，保证离开风机1.5米处噪音≤85db，所述出风口设有自动测压装置和放散阀门，出风口与所述鼓风机管路连接处采用软连接结构，所述离心鼓风机7底座设有减震装置(优选为减震垫)，减轻管道震动和基础震动，保证车间的工作环境；所述热风管道依次设有压力表19、低压开关14、压力变送器15；分管道上设有电动蝶阀31、膨胀节32，安装有防爆膜，所述防爆膜外罩有钢筋网。

所述供燃气系统包括天然气总管8，所述天然气总管8上装有手动密闭总阀9、过滤器10、自励式调压装置(优选为减压阀11)、压力变送器15、放散阀21、切断阀16和燃气耗量积算装置及电磁空燃比例阀23；

具体的布置方式为：在所述天然气总管8上沿气流方向依次设有手动密闭总阀9、过滤器10、减压阀11、燃气支管12、高压开关13、低压开关14、压力变送器15、切断阀16、差压变送器17、孔板流量计18及间隔设置的压力表19；在所述燃气支管12上沿气流方向依次设有手动球阀20、放散阀21、压力表及放散管22，所述燃气支管12连接烧嘴6，电磁空燃比例阀23设置在烧嘴6处，进行大、小火控制，通过空燃自动配比实现最佳燃烧，达到节能、减排的效果。

所述排烟系统包括在所述炉墙下端间距开设有排烟分口24，及所述炉底开设有排烟口25，所述排烟分口24均汇集到排烟口25，所述排烟口25外端设有掺冷风装置26和列管换热器27，掺冷风装置26连接分管道72、列管换热器27的冷风管接热风管道71；排烟系统还包括炉压自控系统和余热回收系统，所述炉压自控系统包括压力变送器、烟道蝶阀28、排烟热电偶29、热风热电偶30；其中，压力变送器用于检测炉压、烟道蝶阀28自动调节炉压、排烟热电偶29用于检测排烟温度、热风热电偶30用于检测热风温度，设置热风自动放散装置，所述余热回收系统是烟气经过列管换热器27提供热风温度，将烟气预热350℃后排出，实现余热回收提高热效率，并且排烟系统同时具有烟气温度、助燃风温度超温警报。

所述自动控制系统包括燃烧控制系统、温度控制系统、动力控制系统，控制仪表采用西门子plc+英国欧陆仪表3504的控制方式。

所述燃烧控制系统自动实现各烧嘴点火之前的吹扫、自动实现各烧嘴点火、火焰检测，熄火报警、熄火自动复位后再点火，根据温度信号实现各烧嘴大小火自动转换达到各温区温度控制的目的，压力、流量和温度检测点、控制方式和报警状态；

所述温度控制系统自动执行智能仪表上设定的热处理工艺曲线(包括升温速度、目标温度、保温时间等控制)、控温区数、控温和检测热电偶数量、控温方式，各温区的温度用智能仪表进行pid计算，实现各温区烧嘴的大小火自动转换，以达到温度的自动控制，采用1台日本千野ah4700混合记录仪进行各温区温度的记录；

所述动力控制系统设置总断路器实施系统的供电与断电，该断路器有过压、过流、短路等保护功能，设置数显多功能电力仪表，实现设备电能消耗计量，助燃风机的驱动电机功率较大，为了减少对电网的冲击和启动平稳采用减压(变频器)进行启动，设置短路、过压、过载保护和故障指示灯，炉门的升降控制，升降位置由行程开关控制(行程有停止位和极限位双重保护)。

本实用新型的室式燃气加热炉优于国家特等炉的标准，满载时热效率≥40％。

安全保护措施：在本炉的设计、制造、外购件选购、安装等过程中严格按照国家有关规范及标准执行，在燃气总管上设有燃气压力高限及低限两只压力开关，在助燃风机出口处安装一只低限压力开关，该信号作为然气总管切断阀开启及烧嘴启动的连锁条件，各管路系统设有安全报警及保护装置，炉膛压力：压力自动控制并数字显示，超压报警，空气管路：压力显示，欠压报警以及防爆装置，炉温：超温报警，空气预热温度：超温时报警并自动掺冷风，燃烧系统：设有自动点火安全程序控制，火焰自动监测、熄火、回火自动紧急关闭保护及现场和控制室同时报警，当点火程序未实施，无法进行各烧嘴的点火控制，整套自控系统中各个控制系统均设有多种应急控制手段，以确保系统的安全运行，实现安全连续生产，炉门开、关均有双保险的限位开关，防止炉门行程超限，设置有符合国家安全规定的安全操作平台和护栏，所有的电气设备、电线埋敷管、控制柜等都有安全接地装置，燃气管路上设有防静电接地装置，烟囱设有防雷接地装置。

主要节能措施：包括全纤维炉墙结构，降低炉壁温升、外壁温升低于国家标准温升规定，保证燃烧系统处于最佳燃烧状态，温度自动控制，防止超温能量损失，管路系统自动控制，炉压自动控制，彻底杜绝密封处热量泄漏和炉外冷空气吸入，合理的炉体全密封结构、防止热量损失，烟气余热回收对助燃空气预热，且热风管保温，鼓风机采用变频控制，节省电能，超过国家标准特等炉能耗水平，满载时热效率可达40％以上。

主要环保措施：烟气排放及co排放控制：由于采用的是自控烧嘴，对然气量、空气量的配比自动调节，从而保证了稳定燃烧和充分燃烧，从根本上消除了co等不完全燃烧产物的产生。烟气通过设计的高烟囱排放，为确保烟气排放达标，保护大气环境，本项目采用高烟囱排烟。烟囱高度按国家标准gb16297-1996《大气污染物综合排放标准》确定。

噪声控制：烧嘴所产生的高速热气流会产生噪声。但采用全耐火纤维炉衬，它具有很好的隔音和吸音效果，大大降低了传到炉外的噪声。另外，炉子是在全密封状态下工作的，因此烧嘴产生的噪声不超过80db(a)，鼓风机的进风口设置消音器，风机出风口与管道连接处设置橡胶避震喉，减少鼓风机对管道的震动。在风机底座增加减振橡胶垫，大大降低了风机的噪音，经采取以上措施后，鼓风机3米以外的噪声可达到gbj87《工业企业噪声控制设计规范》的标准，鼓风机的启动和关闭工作都可以在操作室(仪表间)内远程操纵，噪声不会对操作人员造成伤害。

以下为本实用新型室式燃气加热炉主要技术性能参数表：

以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。