專利名稱：一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于燃燒設備技術領域，特別涉及一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加 熱爐。
技術背景現(xiàn)有的工業(yè)加熱爐，在余熱回收技術上，主要采用的是蓄熱式回收煙氣余熱。蓄熱 式燃燒包括蓄熱系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等，各系統(tǒng)對稱排布于爐體兩側。當一側處于排 煙狀態(tài)時，燃料及空氣從另一側進入，一段時間后切換狀態(tài)。在排煙狀態(tài)下，高溫煙氣向蓄 熱體放熱，煙氣降至200°C以下排入大氣；而在燃料供應側，空氣從蓄熱體吸熱，與燃料混 合進入爐膛后燃燒。換向周期一般為30 200s。相比傳統(tǒng)燃燒方式，蓄熱式燃燒有很多優(yōu) 點較高的余熱回收率和溫度效率節(jié)省了燃料的消耗，同時預熱溫度的提高也擴大了燃料 的適用范圍，低熱值燃料同樣可以實現(xiàn)較高的燃燒溫度。但現(xiàn)有技術中仍存在一些問題(1)在使用高熱值氣體作為燃料時，較高的預熱溫度會導致高的燃燒溫度，造成氧 化氮大量生成，而且過高溫度可能損壞工件。(2)蓄熱式燃燒方式中，煙氣與空氣之間的熱量交換是通過蓄熱體傳遞的，蓄熱體 的蓄熱、放熱是通過換向系統(tǒng)的頻繁換向實現(xiàn)的。頻繁換向過程中，氣體在爐內的走向不斷 變化，導致爐膛內壓力大幅波動，工況很不穩(wěn)定，難于控制。(3)加熱過程中由于燃燒產物與工件直接接觸，容易導致工件表面的氧化和脫碳。 實用新型內容本實用新型提供一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，以克服現(xiàn)有技術的上述 缺點。上述目的通過以下的技術方案實現(xiàn)一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風裝置、排煙裝置 和換向裝置，所述爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個角的位置設置四個蓄熱室，蓄熱室內設 置蓄熱體；蓄熱室下游位置設置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對應的爐墻上 設燒嘴磚，所述的爐腔為矩形或圓形，所述的蓄熱室分布于爐體的四個角，噴口方向為同一 走向，即同為順時針或同為逆時針，所述的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，所述的燒嘴磚可以為楔 形磚或有導向作用的異形磚，所述的爐腔與加熱室用高導熱系數(shù)的耐火材料隔開，換向裝 置為兩個聯(lián)動的換向機構，也可使用同一換向機構。本實用新型由于爐腔為矩形或圓形，爐體四個角的位置都設有蓄熱室，從鼓風機 出來的常溫空氣通過自控系統(tǒng)的換向閥進入對角位置的兩個蓄熱室，在經(jīng)過蓄熱室內的蓄 熱體時被加熱，在極短的時間里常溫空氣被加熱到接近爐內溫度，被加熱的高溫空氣在與 燃料混合后進入爐膛，卷吸回流煙氣形成一股含氧量遠低于21 %的貧氧高溫氣流，實現(xiàn)貧 氧狀態(tài)下的燃燒。生成的燃燒產物，一部分從下游第一個噴口排入大氣，一部分由于另一噴 口的卷吸作用，成為回流煙氣。爐腔內高溫煙氣在排入大氣前經(jīng)過蓄熱室，將熱量存儲于蓄熱體內，然后以低于150°C的低溫經(jīng)換向閥排入大氣。在換向閥的作用下，四個蓄熱式燒嘴 兩兩一組，處于蓄熱與放熱的交替工作狀態(tài)。此過程中高溫煙氣由爐腔內壁通過輻射加熱 工件。這個技術方案有以下有益效果(1)本實用新型采用蓄熱式燃燒技術，回收煙氣余熱，可以達到節(jié)約能源，減少二 氧化碳排放的效果，同時擴大了燃料的適用范圍，使用高熱值或低熱值氣體都可以實現(xiàn)工 件要求的溫度。(2)本實用新型通過煙氣回流實現(xiàn)低氧狀態(tài)下的燃燒，在通過蓄熱提高燃燒溫度 的前提下，降低峰值溫度，以減少氧化氮的生成，同時局部高溫的避免也延長了爐子的使用
壽命ο(3)本實用新型采用爐腔和加熱室隔開的設置，燃燒產物與工件的不直接接觸，有 效避免了工件表面的氧化和脫碳，同時也為保護氣氛下進行熱處理創(chuàng)造了條件。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為楔形燒嘴磚的示意圖；圖3為異形燒嘴磚的示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖進一步說明本實用新型帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐的具體 實施方式。實施例1 圖1給出了本實施例帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐的實施結構示意圖，包括 爐體7、鼓風機1、引風機3和換向機構2，爐腔8為矩形或圓形，周向按同一走向布置蓄熱室 A、B、C、D，四個蓄熱室分為兩組，處于對角線上的兩個蓄熱室為一組，即A，C為一組，B，D為 一組蓄熱室內設置蓄熱體11，蓄熱體為球狀或蜂窩狀，蓄熱室下游位置設置燃料噴嘴12， 燃料噴嘴外接有燃料管道，噴口對應的爐墻上設燒嘴磚，可以為楔形磚13或有導向作用的 異形磚16，爐腔8與加熱室9用高導熱系數(shù)的耐火材料10隔開。在工作狀態(tài)時，前半個周期，鼓風機1使空氣經(jīng)過換向機構2進入空氣通道15，經(jīng) 蓄熱室A內蓄熱體11加熱后，與燃料通道12噴出的燃料混合，經(jīng)噴口加速噴入爐腔8，噴口 位置設燒嘴磚。混合氣以較高速度由噴口噴出，卷吸部分來自上游的高溫煙氣，形成貧氧高 溫氣流，在爐腔內燃燒。燃燒后的煙氣一部分進入蓄熱室B，與蓄熱體5換熱后進入排煙通 道4，經(jīng)過換向機構2被引風機3引入排出，排煙溫度在150°C左右；一部分煙氣由于下游蓄 熱室C對應噴口的卷吸作用繼續(xù)向下游流動。蓄熱室C的工作狀態(tài)與蓄熱室A完全相同， 蓄熱室D的工作狀態(tài)與蓄熱室B完全相同。半個周期后，兩個換向機構同時換向，A與B，C 與D工作狀態(tài)互換，爐腔8內氣流方向保持不變。燃料通道外接燃料換向閥，與空氣/煙氣 換向機構2動作周期保持一致。爐體兩側使用兩個聯(lián)動的換向機構，也可使用同一個換向閥，使A與C，B與D并聯(lián)。
4[0022]爐腔8與加熱室9之間用耐火隔板10隔開，爐腔8內高溫通過輻射方式將熱量傳 遞給加熱室內工件。如圖2所示，蓄熱室噴口處的燒嘴磚為楔形。實施例2 本實施例是燒嘴磚為帶有導向作用的異形磚的情況。如圖3所示，蓄熱室噴口處的燒嘴磚為帶有導向作用的異形磚16。這種異形磚與 普通楔形磚相比，較難加工，但是有利于煙氣回流，減小氣流壓力損失。
權利要求一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風裝置、排煙裝置和換向裝置，其特征在于爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個角的位置設置四個蓄熱室，蓄熱室內設置蓄熱體；蓄熱室下游位置設置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對應的爐墻上設燒嘴磚。
2.如權利要求1所述的一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的蓄 熱室分布于爐體的四個角，噴口方向為同一走向，即同為順時針或同為逆時針。
3.如權利要求1所述的一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的換 向裝置為聯(lián)動的換向機構，也可為同一換向機構。
4.如權利要求1所述的一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的燒 嘴磚可以為楔形磚或有導向作用的異形磚。
5.如權利要求1所述的一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的爐 腔為矩形或圓形。
6.如權利要求1所述的一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，其特征在于所述的爐 腔與加熱室用高導熱系數(shù)的耐火材料隔開。專利摘要本實用新型提供一種帶有高溫煙氣回流的蓄熱式加熱爐，包括爐體、蓄熱室、送風裝置、排煙裝置和換向裝置，所述爐體分為爐腔和加熱室，爐體四個角的位置設置四個蓄熱室，蓄熱室內設置蓄熱體；蓄熱室下游位置設置燃料噴嘴，燃料噴嘴外接有燃料管道；噴口對應的爐墻上設燒嘴磚，所述的爐腔為矩形或圓形，所述的蓄熱室分布于爐體的四個角，噴口方向為同一走向，即同為順時針或同為逆時針，所述的蓄熱體為球狀或蜂窩狀，所述的燒嘴磚可以為楔形磚或有導向作用的異形磚，所述的爐腔與加熱室用高導熱系數(shù)的耐火材料隔開。本實用新型通過蓄熱和煙氣回流達到了減少二氧化碳，氧化氮排放的目的，將煙氣與工件隔絕，避免了工件表面的氧化和脫碳。
文檔編號F23L15/00GK201653135SQ20102006248
公開日2010年11月24日 申請日期2010年1月14日 優(yōu)先權日2010年1月14日
發(fā)明者林其釗, 郭超 申請人:中國科學技術大學