CN101629784A - 烧成瓷质砖宽体辊道窑 - Google Patents
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Abstract
本发明一种烧成瓷质砖宽体辊道窑，包括窑炉烧嘴、助燃(或雾化)风机、所述的窑炉烧嘴分为渐缩管梯度的远程烧嘴和渐扩管梯度的近程烧嘴，所述的助燃(或雾化)风机分为远程助燃(或雾化)风机和近程助燃(或雾化)风机，所述窑炉烧嘴的烧嘴砖具有不同的梯度锥高，且具有不同梯度锥高的渐缩管梯度的远程烧嘴和渐扩管梯度的近程烧嘴配合使用，所述窑炉烧嘴砖具有不同的进、出口直径，且具有不同的进、出口直径的烧嘴砖的窑炉烧嘴配合使用，通过此调节手段的配合后，该窑炉能够得到截面内若干个喷射覆盖，使该窑炉具备截面等温控制能力。
Description
技术领域
本发明涉及一种辊道窑。尤其是生产烧成瓷质砖的宽体辊道窑。
背景技术
目前，许多陶瓷厂最流行内宽2.5米左右的烧成瓷质砖辊道窑，其长度有的已经延长到320米，这样的窑炉所产生的实际用地增加比例却远远大于产能的增加。由于窑炉长度增加，使窑炉的散热面积加大，即增加了保温材料的成本，也加大了燃料的用量。随着窑炉长度的增长，窑炉风机的功率也随着增大，使电耗也随着增加。采用宽体窑炉能克服上述存在的缺点，但横截面宽度超过2.6米的辊道窑炉存在横截面上的温差问题。国外窑炉公司主要还是从脉冲控制技术入手解决，这种技术的基础是：根据实际需要，利用流量和射程的瞬时变化控制的原理，实行自动调节。这种设计理念存在的纰漏使得很难在国内产业化，原因如下：1、国外的脉冲然烧只是在天然气烧成窑炉中能确保自如控制，但我国的窑炉多数使用柴油、重油、单段炉煤气、双段炉煤气等杂质或水分较大的燃料，不适合。2、自动控制系统对于长度超过120米的窑炉很难做到恰到好处。(而我国的窑炉普遍在250-350米之间)。3、大型辊道窑的辊上通道和辊下通道的温度、压力互相干扰的现实，使得国外小窑炉中的脉冲技术很难适应我国窑炉更复杂的工况。4、脉冲燃烧对于国外辊道窑能连续稳定进窑的工况比较不容易出现错误讯号；但是我国的窑炉普遍存在很难确保连续稳定进窑的工况。5、国外宽体窑处理截面左、中、右温差方面还有另外一种技术：火焰分流器(俗称导焰器)。但这种技术也是只能在以天然气为燃料的窑炉中推广；在国内常规窑炉使用时，肯定会出现堵塞、水炸裂等意外工况而使整套控制原理失效。国内也有一些窑炉公司采用均温栅条组的方法来消除辊道窑炉横截面的温差，但都因效果不理想而不能推广应用。
发明内容
本发明针对现有技术存在的辊道窑横截面宽度超过2.6米时，不能有效控制和消除辊道窑横截面温差的不足之处，提供一种窑炉横截面宽度达到3.2米，并能有效控制和消除辊道窑横截面温差的生产烧成瓷质砖的宽体辊道窑炉。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种烧成瓷质砖宽体辊道窑，包括若干窑炉烧嘴及相配合的助燃或雾化风机，所述的窑炉烧嘴包括喷枪和烧嘴砖，所述的窑炉烧嘴分为渐缩管梯度的远程烧嘴和渐扩管梯度的近程烧嘴，所述的助燃或雾化风机分为远程助燃或雾化风机和近程助燃或雾化风机，具有渐缩管梯度的远程烧嘴与远程助燃或雾化风机相配合，具有渐扩管梯度的近程烧嘴与近程助燃或雾化风机相配合。
所述各个渐缩管梯度的远程烧嘴的烧嘴砖具有不同的梯度锥高。
该烧嘴砖梯度锥高的范围在150～300毫米。
所述各个渐扩管梯度的近程烧嘴的烧嘴砖具有不同的梯度锥高。
该烧嘴砖梯度锥高的范围在150～300毫米。
所述各个渐缩管梯度的远程烧嘴的烧嘴砖具有不同的进、出口直径。
该烧嘴砖的进、出口直径分别为85-45毫米。
所述各个渐扩管梯度的近程烧嘴的烧嘴砖具有不同的进、出口直径。
该烧嘴砖的进、出口直径分别为82-120毫米。
所述的渐缩管梯度的远程烧嘴包含至少一对渐缩管梯度的辊上远程烧嘴和一对渐缩管梯度的辊下远程烧嘴，所述的渐扩管梯度的近程烧嘴包含至少一对渐扩管梯度的辊上近程烧嘴和一对渐扩管梯度的辊下近程烧嘴。
上述本发明的技术方案窑炉烧嘴通过，烧嘴砖出口截面积逐渐减小(渐缩管原理)构成远程烧嘴和烧嘴砖出口截面积逐渐增大(渐扩管原理)构成近程烧嘴，实现截面等温差烧成。2、由常规的一台助燃或雾化风机分解为“远程助燃或雾化风机”和“近程助燃或雾化风机”使窑炉具备任何调节需要。3、宏观的利用了渐缩管梯度锥高和渐扩管梯度锥高(常规窑炉中只有220毫米一种规格的烧嘴砖渐缩管梯度锥高)与速度的关系，通过多种渐缩管梯度锥高与渐扩管梯度锥高(150-300毫米)组合以后，达到加大烧嘴砖喷射控制范围的目的。
采用两种极限分布的燃烧系统设计，使得调试过程中可以在这两种流场之间随意地手动选择实际需要的流场分布，实现无温差烧成。
所述的两种极限分布的燃烧系统，是在辊道窑两侧设置了渐缩管梯度的辊上“远程烧嘴”、渐扩管梯度的辊上“近程烧嘴”和渐缩管梯度的辊下“远程烧嘴”、渐扩管梯度的辊下“近程烧嘴”。这样，高温燃烧产物必将在窑炉通道内形成两种喷射后抛物线，两种极限分布的燃烧系统能得到两种(常规窑炉中只有一种)喷射后抛物线，刚好能覆盖整个窑炉内宽极限空间。所以，通过调节手段的配合后，该窑炉能够得到截面内若干个喷射覆盖，使该窑炉才能具备截面等温控制能力。
所述的“远程助燃或雾化风机”和“近程助燃或雾化风机”(图中未标出)使窑炉具备任何调节需要。通过对助燃或雾化风机的分解，当温度产生截面温差时，控制者可以通过分别单独将“远程助燃或雾化风机”或“近程助燃或雾化风机”的频率参数重新设定，来改变温差调节的需要。所述的“远程助燃或雾化风机”和“近程助燃或雾化风机”配置变频器，通过调节频率，控制风机的电动机转速得到适合的助燃或雾化的风量，从而得到最佳的烧成气氛。
所述的宏观的利用了渐缩管梯度、渐扩管梯度与速度的关系，通过多种锥高组合以后，达到加大烧嘴砖喷射控制范围的目的。根据陶瓷热工中流体力学原理，将目前国内外行业的窑炉烧嘴的安装尺寸进行多样化调整：1)烧嘴砖安装高度由一种调为2-4种；2)烧嘴砖喷射方式由仅仅是截面积的变化增加了锥高调整(150-300毫米)。这样，针对性的对“远程烧嘴”和“近程烧嘴”的助燃/雾化管路(图中未标出)的配合，使之燃烧火焰的射程在窑炉通道内形成无盲区喷射累积，达到产品在烧结阶段能实现同一排砖烧成温度、气氛的一致性。
本发明的有益效果是：1、用地比产能相当的常规窑炉车间节省20％以上；2、窑炉散热面积比产能相当的常规窑炉减少20％-30％，窑炉干燥节能20％以上；3、窑炉的风机、电机功率比产能相当的常规窑炉减少18％-20％；4、产品在窑炉的行走速度比产能相当的常规窑炉减慢20％-30％；5、宽体辊道窑炉全部使用国产材料，国产技术；6、宽体辊道窑炉独特的技术设计能满足柴油、重油、发生炉煤气、焦炉煤气和天燃气等任何燃料的烧成窑炉。
附图说明
图1、本发明生产烧成瓷质砖的宽体辊道窑炉横截面每小区辊上、辊下喷枪安装高度不一致，渐缩管梯度的远程烧嘴， 渐扩管梯度的近程烧嘴的火焰喷射效果示意图。
图2、常规生产烧成瓷质砖的辊道窑炉横截面辊上、辊下渐缩管梯度的烧嘴火焰喷射效果示意图。
【图号说明】
1.宽体辊道窑炉主体， 2.渐缩管梯度的辊上远程烧嘴
3.渐扩管梯度的辊上近程烧嘴， 4.辊棒，
5.渐缩管梯度的辊下远程烧嘴， 6.渐扩管梯度的辊下近程烧嘴，
7.高蓄热的重质耐火砖， 8.辊上远程燃烧火焰，
9.辊上近程燃烧火焰， 10.辊下远程燃烧火焰，
11.辊下近程燃烧火焰， 12.烧嘴砖，
13.常规辊道窑辊上喷枪， 14.常规辊道窑辊下烧嘴，
15.轻质保温砖， 16.常规辊道窑辊上燃烧火焰，
17.常规辊道窑辊下燃烧火焰。
具体实施方式
下面，结合附图和实施例对本发明进一步说明。
在图1中，本发明宽体辊道窑两侧设置了渐缩管梯度的远程烧嘴和渐扩管梯度的近程烧嘴，更具体的讲：以辊棒4为分界，包含有渐缩管梯度的辊上远程烧嘴2、渐扩管梯度的辊上近程烧嘴3、渐缩管梯度的辊下远程烧嘴5和渐扩管梯度的辊下近程烧嘴6。远程燃烧系统控制远程烧嘴的输出压力、流量，近程燃烧系统控制近程烧嘴的输出压力、流量。所述的窑炉烧嘴包括喷枪和烧嘴砖，窑体烧嘴从烧嘴砖12出口喷射高温燃烧产物，通过调整烧嘴砖12的安装高度，由原先的固定安装高度改为在辊道窑内部不同高度设置烧嘴砖，使其具有多种高度的组合方式。上述的远程烧嘴和近程烧嘴结构通过烧嘴砖12实现不同的梯度锥高，将烧嘴砖12原先只有一种喷射渐缩方式再增加一种喷射渐扩方式，由原先常规窑炉中只有220毫米一种规格的烧嘴砖渐缩管梯度锥高，调整为多种渐缩管与渐扩管梯度锥高组合，本发明的窑炉烧嘴的烧嘴砖渐缩管梯度锥高范围在150～300毫米，并将窑体烧嘴砖进、出口直径由原先渐缩梯度的直径85-45毫米一种调整为渐扩梯度的直径82-120毫米、渐缩梯度的直径85-45毫米。通过多种锥高组合后，达到加大烧嘴砖喷射控制范围的目的。能得到两种以上的喷射后抛物线，刚好能覆盖整个窑炉内极限空间。所以，通过调节手段的配合后该宽体窑炉能够得到截面内无数个覆盖，使该宽体窑炉能具备截面等温控制能力。另外，“远程助燃(或雾化)风机”配合“远程烧嘴”，“近程助燃(或雾化)风机”配合“近程烧嘴”，使之可调节的射程在窑炉通道内形成无盲区喷射累积，达到产品在烧结阶段能实现同一排砖烧成温度、气氛的一致性。而本发明中通过助燃(或雾化)风机的分解，由常规的一台助燃(或雾化)风机分解为“远程助燃(或雾化)风机”和“近程助燃(或雾化)风机”，采用两种助燃(或雾化)燃烧系统设计，使得调试过程中，可以在这两种流场之间随意地手动选择实际需要的流场分布，实现无温差烧成。
当中间温度偏高，调小远程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)减少，辊上远程燃烧火焰8和辊下远程燃烧火焰10的喷射距离缩短。或者调大近程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使近程烧嘴的输出功率(压力、流量)增大，辊上近程燃烧火焰9和辊下近程燃烧火焰11的喷射距离增长。
当中间温度偏底，调大远程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)增加，辊上远程燃烧火焰8和辊下远程燃烧火焰10的喷射距离增长。或者调小近程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使近程烧嘴的输出功率(压力、流量)减少，辊上近程燃烧火焰9和辊下近程燃烧火焰11的喷射距离缩短。
当两边温度偏低，调大近程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)增大，辊上近程燃烧火焰9和辊下近程燃烧火焰11的喷射距离增长。或者调小远程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)减少，辊上远程燃烧火焰8和辊下远程燃烧火焰10的喷射距离缩短。
当两边温度偏高，调小近程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)减少，辊上近程燃烧火焰9和辊下近程燃烧火焰11的喷射距离缩短。或者调大远程助燃(或雾化)风机电动机的运转频率，使远程烧嘴的输出功率(压力、流量)增大，辊上远程燃烧火焰8和辊下远程燃烧火焰10的喷射距离增长。
请同时对比图2，其为常规生产烧成瓷质砖的辊道窑炉横截面辊上、辊下渐缩管梯度的烧嘴火焰喷射效果示意图，常规辊道窑辊上喷枪1 3和常规辊道窑辊下烧嘴14均为仅为渐缩管梯度，且窑体以轻质保温砖15构成，常规辊道窑辊上燃烧火焰16和常规辊道窑辊下燃烧火焰17的距离仅能维持一致的特定距离。本发明改变传统窑炉中只有一套助燃(或雾化)燃烧系统设计，使窑炉具备任何调节需要。
本发明通过更加细分窑炉的截面排演支管的分布，使得窑炉烟气在窑炉横截面实现均匀性和可调性。传统窑炉中只有5道同一截面的排烟支管并排布置；新型宽体窑炉中增加到6-8道，同一截面的排烟支管错开布置，可以减缓烟气流速和提高燃烧效率，可以将废气中的SO.2、nOx的减排控制在30％以上。解决了窑炉内宽加大以后有可能产生的横截面流量、温度不均匀的问题。还能通过降低排烟速度、减少排烟浓度、降低排烟温度、减少烟气中的氧含量等达到改善环境污染状况的效果。
本发明通过将窑炉冷却带适量使用高蓄热的重质耐火砖，配合上更加细分窑炉的截面冷却带抽风支管的截面分布方式，实现产品在冷却带得到一致的水平温度分布工况。将原先的单通道抽风罩调整为多通道抽风罩截面抽风，实现截面冷却等温控制；缓冷带由以前的轻质保温砖铺底改为重质蓄热砖7铺底，重质蓄热砖7比热高，蓄热量大，产品低线速行走条件下也能实现空窑温度稳定性控制。
由于新型宽体窑比产能相当的常规窑炉在同一截面行走的砖坯多20％-30％，在相等产量的情况下，产品在窑炉的行走速度比产能相当的常规窑炉慢20％-30％，以达到延长热能量在炉膛中的停留的时间，从而达到提高烧成温度继而达到节能20％以上的目的。由于减短了窑炉的长度，从而减少了辊棒传动的功率，同时也减少了风机的抽风和送风距离，从而减少了风机的功率，节省了电能的消耗。新型宽体窑炉比较产能相当的常规窑炉长度缩短了20％-30％，每公斤瓷所需要的窑炉散热面积大大降低，使得窑炉散热损失降低20％-30％。
本发明的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本项技术的人士仍可能基于本发明的揭示而作各种不背离本案发明精神的替换及修饰。因此，本发明的保护范围应不限于实施例所揭示者，而应包括各种不背离本发明的替换及修饰，并为以下的申请专利范围所涵盖。
Claims (9)
1、一种烧成瓷质砖宽体辊道窑，包括若干窑炉烧嘴及相配合的助燃或雾化风机，窑炉烧嘴包括喷枪和烧嘴砖，其特征在于：所述的窑炉烧嘴分为渐缩管梯度的远程烧嘴和渐扩管梯度的近程烧嘴，所述的助燃或雾化风机分为远程助燃或雾化风机和近程助燃或雾化风机，具有渐缩管梯度的远程烧嘴与远程助燃或雾化风机相配合，具有渐扩管梯度的近程烧嘴与近程助燃或雾化风机相配合。
2、如权利要求1所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：所述各个渐缩管梯度的远程烧嘴的烧嘴砖具有不同的梯度锥高。
3、如权利要求2所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：该烧嘴砖梯度锥高的范围在150～300毫米。
4、如权利要求1或2所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：所述各个渐扩管梯度的近程烧嘴的烧嘴砖具有不同的梯度锥高。
5、如权利要求4所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：该烧嘴砖梯度锥高的范围在150～300毫米。
6、如权利要求2所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：所述各个渐缩管梯度的远程烧嘴的烧嘴砖具有不同的进、出口直径。
7、如权利要求6所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：该烧嘴砖的进、出口直径为85-45毫米。
8、如权利要求2所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：所述各个渐扩管梯度的近程烧嘴的烧嘴砖具有不同的进、出口直径。
9、如权利要求8所述的烧成瓷质砖宽体辊道窑，其特征在于：该烧嘴砖的进、出口直径为82-120毫米。
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