CN103542410B - 供热排烟一体化装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种供热排烟一体化装置，主要针对现有技术对工业炉窑内排烟和供热需要分别独立进行或通过换向阀周期性供热和排烟而设计。本发明供热排烟一体化装置包括壳体，所述壳体内部设有分隔板，所述分隔板将所述壳体内部分隔为排烟单元和供热单元，所述排烟单元和所述供热单元内设有导热元件，所述导热元件穿过所述分隔板，所述排烟单元外部壳体上设有排烟管道，所述供热单元外部壳体上设有空气管道和燃气管道。本发明能够实现工业炉窑的排烟及供热一体化，供热和排烟过程连续进行，节约能源，投资少，占地面积小，安全性能好。

Description

供热排烟一体化装置
技术领域
本发明涉及工业窑炉技术领域，尤其涉及一种供热排烟一体化装置。
背景技术
目前，工业炉窑内的工件加热通常采用燃气烧嘴供热，并通过烟道将烟气排出。在煤气热值较低的情况下，采用蓄热式燃烧方式，燃烧装置周期性进行供热和排烟；在煤气热值较高的情况下，采用常规式燃烧-排烟方式，即燃烧装置采用空气或煤气预热的方式供热，设有独立的排烟系统，用来预热供给燃烧装置的空气或煤气。
现有的蓄热式燃烧方式，供热和排烟周期性动作是通过换向阀来实现的。这种燃烧装置存在如下弊端：第一，在燃烧装置供热阶段，由于空气和煤气在炉内属于高温扩散燃烧，这会导致燃料燃烧不充分，燃烧产物中的NOX含量高，污染环境；第二，在燃烧装置排烟阶段，煤气管道内的残余的煤气会被烟气带走，排放到大气中，既污染了环境又导致能源的巨大浪费，而且残存的煤气可能会导致管道回火，严重的情况下会产生回火爆炸，存在严重的安全隐患；第三，换向阀周期性的动作导致炉内存在短暂熄火现象，这就导致炉温随着换向动作频繁波动，而且换向阀周期性的动作会导致炉压波动剧烈；第四，由于换向阀动作频繁，容易出现故障，并需要经常更换，影响炉窑的产量及工件的加热质量；第五，蓄热式燃烧装置适合于煤气热值较低的情况，对于高热值煤气没有优势。
现有的常规式燃烧-排烟方式，通过设置在独立排烟系统内部的空气或煤气换热器预热供给燃烧装置的空气或煤气。这种燃烧装置存在如下弊端：第一，热交换后的排放废气温度较高，不能充分进行烟气余热的回收；第二，由于空煤气换热器为整体结构，一旦损坏则需要整体更换，造成资源浪费；第三，排烟管道及换热器占地面积大；第四，一般换热器离燃烧装置较远，预热后的空气或煤气管道行程长，热损失较大；第五，对于低热值的煤气，即使空煤气同时预热也无法满足炉窑内燃烧温度的要求。
发明内容
针对上述问题，本发明提供一种能够实现排烟供热一体化、排烟供热过程连续进行的供热排烟一体化装置。
为达到上述目的，本发明供热排烟一体化装置，包括壳体，所述壳体内部设有分隔板，所述分隔板将所述壳体内部分隔为排烟单元和供热单元，所述排烟单元和所述供热单元内设有导热元件，所述导热元件穿过所述分隔板，所述排烟单元外部壳体上设有排烟管道，所述供热单元外部壳体上设有空气管道和燃气管道。
进一步地，所述排烟单元为分体结构，所述排烟单元包括空气侧排烟单元和燃气侧排烟单元，所述供热单元为分体结构，所述供热单元包括空气供给单元和燃气供给单元。
进一步地，所述空气侧排烟单元和所述空气供给单元为一整体结构，所述燃气侧排烟单元和所述燃气供给单元为一整体结构。
具体地，所述壳体设置在安装板上。
具体地，所述供热排烟一体化装置与导向砖连接，所述导向砖分别与所述排烟单元和所述供热单元连通。
特别地，所述导热元件采用超低热阻导热元件。
特别地，所述壳体内部设有保温材料。
特别地，所述导热元件和所述分隔板之间设有密封材料。
特别地，所述导向砖采用迷宫结构。
本发明供热排烟一体化装置，通过所述供热单元和所述排烟单元的设置，实现供热和排烟的双重功能，通过在烟气和空气、煤气间设置导热元件，实现连续吸热和放热，从而能够使炉窑内部的供热和排烟过程连续进行。与现有技术相比，本发明能够实现工业炉窑的排烟及供热一体化，供热和排烟过程连续进行，不存在周期性换向动作带来的炉压和炉温的波动；能够实现高温欠氧燃烧，炉温均匀性好，NOX生成量少，利于环保；能够最大限度回收烟气余热，节约能源；装置结构紧凑，投资少，占地面积小；能够有效防止装置与炉窑砌体间串火，安全性能好。
附图说明
图1是本发明供热排烟一体化装置实施例1的结构示意图；
图2是本发明供热排烟一体化装置图1的A1向视图；
图3是本发明供热排烟一体化装置图1的B1-B1向视图；
图4是本发明供热排烟一体化装置实施例2的结构示意图；
图5是本发明供热排烟一体化装置图4的A2向视图；
图6是本发明供热排烟一体化装置图4的B2-B2向视图。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明做进一步的描述。
实施例1
如图1-3所示，本实施例中供热排烟一体化装置包括壳体3，所述壳体3内部设有分隔板8，所述分隔板8将所述壳体3内部分隔为排烟单元6和供热单元10，所述排烟单元6和所述供热单元10内设有超低热阻导热元件5，所述超低热阻导热元件5穿过所述分隔板8，所述排烟单元6外部壳体上设有排烟管道7，所述供热单元10外部壳体上设有空气管道11和燃气管道12。所述壳体3设置在安装板2上。所述供热排烟一体化装置与导向砖1连接，所述导向砖1内部分别与所述排烟单元6和所述供热单元10连通。
如图1-2所示，所述供热单元10的空气和燃气呈水平布置，流向相同，同时向炉窑内部提供燃烧需要的介质，而燃烧生成的烟气在炉窑内部流向与空气和燃气流向相反，烟气被所述排烟单元6吸走排出。
由于在炉窑内部空气、煤气的流向与烟气的流向方向相反，而且空气、煤气与烟气的流股距离比较接近，因此，烟气在炉窑内部与空气、煤气能实现混合，由于空气中混合了烟气，从而使空气中氧气的浓度降低，实现了空气、煤气在炉窑内的欠氧燃烧，从而减少NOX的生成，有利于环境的保护。
本发明设置了所述超低热阻导热元件5，该元件导热过程快，可以实现连续的吸热和放热，因此炉窑内的供热和排烟过程是连续的，不存在周期性吸热和放热，因此炉窑内部不存在断火的情况，炉窑内部温度和压力稳定，而且也不存在周期性吸热和放热过程中燃料被烟气带走的情况，节约能源。
所述超低热阻导热元件5能够最大限度的吸收所述排烟单元6中烟气的余热，并在所述供热单元10释放给空气和燃气，从而使得空气和燃气的预热温度高，高温的空气和燃气在炉窑内部能够实现无焰燃烧，进一步保障了炉窑内部温度场的均匀性，最大限度回收了烟气余热，节约能源。
由于本发明的所述排烟单元6和所述供热单元10为一体化结构，不需要设置独立的排烟系统和换热器，而且所述排烟单元6和所述供热单元10同时工作，不存在周期性交替工作的状况，不需要设置换向系统，因此本发明结构简单，能够节省投资，减少占地面积。
实施例2
如图4-6所示，本实施例中供热排烟一体化装置包括壳体3，所述壳体3内部设有分隔板8，所述分隔板8将所述壳体3内部分隔为排烟6和供热单元10，所述排烟单元6和所述供热单元10内设有超低热阻导热元件5，超低热阻导热元件5穿过所述分隔板8，所述排烟单元6外部壳体上设有排烟管道7，所述供热单元10外部壳体上设有空气管道11和燃气管道12。
如图5-6所示，所述排烟单元6为分体结构，所述排烟单元6包括空气侧排烟单元6’和燃气侧排烟单元6’’，所述供热单元10为分体结构，所述供热单元10包括空气供给单元10’和燃气供给单元10’’。所述空气侧排烟单元6’和所述空气供给单元10’为一整体结构，所述燃气侧排烟单元6’’和所述燃气供给单元10’’为一整体结构。
本实施例不仅具有实施例1中的所有功能和优点，还具有一个优点：当供热和排烟量比较大时，实施例1的整体结构过于庞大，不利于制造和安装，而本实施例采用分体式结构，则有利于制造与安装。
上述实施例中，所述壳体内部设有保温材料，能够有效防止热量的散失。
上述实施例中，所述导热元件和所述分隔板之间设有密封材料，安全性能好，能有效防止燃气泄漏到排烟单元，避免了能源的浪费。
上述实施例中，所述导向砖采用迷宫结构，这样能够有效防止导向砖和炉窑砌体缝隙间的串火，进一步提高了本发明的安全性能。
以上，仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。

Claims (1)

1.一种供热排烟一体化装置，其特征在于：包括壳体，所述壳体内部设有分隔板，所述分隔板将所述壳体内部分隔为排烟单元和供热单元，所述排烟单元和所述供热单元内设有导热元件，所述导热元件穿过所述分隔板，所述排烟单元外部壳体上设有排烟管道，所述供热单元外部壳体上设有空气管道和燃气管道；
所述排烟单元为分体结构，所述排烟单元包括空气侧排烟单元和燃气侧排烟单元，所述供热单元为分体结构，所述供热单元包括空气供给单元和燃气供给单元；
所述空气侧排烟单元和所述空气供给单元为一整体结构，所述燃气侧排烟单元和所述燃气供给单元为一整体结构；
所述壳体设置在安装板上；
所述供热排烟一体化装置与导向砖连接，所述导向砖分别与所述排烟单元和所述供热单元连通；
所述导热元件采用超低热阻导热元件；
所述壳体内部设有保温材料；
所述导热元件和所述分隔板之间设有密封材料；
所述导向砖采用迷宫结构。
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