CN110873529A - 节能窑炉 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能窑炉，包括第一热回收装置、第二热回收装置、冷却装置、若干燃烧装置和炉体，所述炉体在内部形成转运通道，所述炉体沿产品移动方向依次划分为烘干段、加热一段、加热二段、急冷段和冷却段，所述第一热回收装置具有连接冷却段顶部的第一回收进风口且连接烘干段、加热一段和加热二段，所述第二热回收装置包括连接急冷段顶部的第二回收进风口且连接燃烧装置和加热一段，所述冷却装置包括冷风进口且连接急冷段、加热二段和加热一段，所述各燃烧装置包括位于加热二段底部的第一喷嘴和位于加热二段侧部的第二喷嘴，降低能量损耗的同时降低转运通道的上下温差。

Description

节能窑炉

技术领域

本发明涉及工业窑炉技术领域，特别是涉及一种节能窑炉。

背景技术

现有技术的隧道窑的燃烧器基本上是安装在隧道窑两侧墙上，并按上下两层布置，且大部分将燃烧室布置在窑顶及窑车面上，即在窑顶及窑车面与烧制产品之间设置200mm左右的燃烧火道，这种设计解决了一些锻烧产品的问题，但同时带来了以下问题：

一、耗能问题：因隧道窑主要能源浪费为窑车吸热及窑顶散热，在窑顶及窑车面设置燃烧火道造成燃烧器喷出火焰首先接触窑顶及窑车面，再通过传热到烧制产品中，造成窑顶及窑车面温度最高，这样就使窑顶及窑车的热损耗加大，造成能源浪费。

二、窑内上下温度、气氛分层问题：因现有技术隧道窑燃烧器是上下分层设置在两侧墙上，燃烧火焰为水平喷出，而高温烟气的上浮，造成上部温度高于下部且上下气氛不均匀，只能采取加大下部燃烧器的功率来解决，特别是在预热段的上下温差更大，现有技术大多是采取增加预热段下部燃烧器数量及用打入冷风降低上部温度来解决的，这样既增加了能源消耗，又大幅度增加了排烟负荷。

三、产品冷却温度不均匀：现有技术隧道窑产品冷却风只能从上下左右四周打入窑内，特别是釉烧及大尺寸陶瓷产品要求冷却风不能直接喷在产品上，造成四周冷却快，而中间产品冷却慢，产品冷却温度不均匀，这样既增加了冷却时间，又影响产品质量。

发明内容

为克服现有技术存在的技术缺陷，本发明提供一种节能窑炉，降低能量损耗的同时降低转运通道的上下温差。

本发明采用的技术解决方案是：节能窑炉，包括第一热回收装置、第二热回收装置、冷却装置、若干燃烧装置和炉体，所述炉体在内部形成转运通道，所述炉体沿产品移动方向依次划分为烘干段、加热一段、加热二段、急冷段和冷却段，所述第一热回收装置具有连接冷却段顶部的第一回收进风口且连接烘干段、加热一段和加热二段，所述第二热回收装置包括连接急冷段顶部的第二回收进风口且连接燃烧装置和加热一段，所述冷却装置包括冷风进口且连接急冷段、加热二段和加热一段，所述各燃烧装置包括位于加热二段底部的第一喷嘴和位于加热二段侧部的第二喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述第一热回收装置包括第一回收风机、进风管和出风管，所述进风管连接冷却段顶部和第一回收风机，所述出风管还具有第一出风口、第二出风口和第三出风口，所述第一出风口连接加热二段顶部，所述第二出风口连接加热一段顶部，所述第三出风口连接烘干段顶部。

作为本发明的进一步改进，所述第二热回收装置包括若干第二热回收风机、若干第二热回收进气管和第二热回收管道，所述各第二热回收进气管分别对应连接各第二热回收风机和急冷段顶部，所述第二热回收管道包括助燃热空气管和第二热空气通道，所述助燃热空气管埋设于炉体急冷段和加热二段内并连接燃烧装置和第二热回收风机，所述第二热空气通道位于加热一段并连通助燃热空气管和转运通道。

作为本发明的进一步改进，所述第二热空气通道包括与助燃热空气管连通的第二通道腔体、第二流量控制块、若干与转运通道侧边连通的第二热风孔，所述第二流量控制块安装在加热一段的炉体上并沿炉体滑动而伸入第二通道腔体。

作为本发明的进一步改进，所述燃烧装置包括第一热气管、第二热气管、第一燃气混合管、第二燃气混合管、第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一燃气混合管和第二燃气混合管均外接燃气主管，所述第一热气管两端分别连接第二热回收装置和第一喷嘴，所述第一喷嘴从加热二段底部伸入窑体，所述第二热气管两端分别连接第二热回收装置和第二喷嘴，所述第二喷嘴从加热二段侧部伸入窑体，所述第一燃气混合管连接第一喷嘴，所述第二燃气混合管连接第二喷嘴。

作为本发明的进一步改进，所述冷却装置包括急冷风机、急冷送风管总成和第一热回收管道，所述第二热回收装置位于第一热回收管道上侧，所述第一热回收管道包括热气回收管和第一热空气管道，所述热气回收管埋设于加热二段，所述第一热空气管道埋设于加热一段并连通热气回收管，所述热气回收管和第一热空气管道均连通转运通道。

作为本发明的进一步改进，所述第一热回收管道包括第一通道腔体、第一流量控制块、若干与转运通道连通的第一热风孔，所述第一流量控制块安装在加热一段和加热二段的炉体上并沿炉体滑动而伸入第一通道腔体。

作为本发明的进一步改进，所述急冷送风管总成包括冷风主管、沿冷风主管走向依次与冷风主管连接的若干前输管和沿冷风主管走向依次与冷风主管连接的若干后输管，所述冷风主管连接急冷风机，所述后输管通过转运通道连接冷却段，所述前输管通过转运通道连接热气回收管。

作为本发明的进一步改进，所述冷却段顶部设有冷却鼓风机，所述冷却鼓风机设有与转运通道连接的鼓风出风口。

作为本发明的进一步改进，所述加热一段和加热二段靠近转运通道一侧设有加热电阻丝。

本发明的有益效果是：

1：第一热回收装置具有连接冷却段顶部的第一回收进风口且连接烘干段、加热一段和加热二段，余热倾向于聚集在顶部，将冷却段顶部的余热用第一回收风机分别抽送至烘干段和加热一段的顶部，一方面加快了冷却段热量的排出，另一方面将热量引入烘干段协助烘干，引入加热一段协助电阻丝预热工件，值得注意的是，加热二段温度最高，而顶部温度又高于底部，但是冷却段顶部的温度低于加热二段顶部温度，实际上将加热二段顶部过高的炉温引入了第一热回收装置，再将热量传导到烘干段和加热一段，不仅改善了加热二段处转运通道上下侧的温差，而且二次利用了热量，降低了能耗。

2：第二热回收装置包括连接急冷段顶部的第二回收进风口且连接燃烧装置和加热一段，第二热回收装置将急冷段顶端仍有可观温度的热气抽送给燃烧装置，提高燃烧装置进气口温度，同时将未进入燃烧装置的热气导入加热一段从侧边注入转运通道，值得注意的是，急冷段的温度高于冷却段，第二热回收装置在烘干段侧面注入热气而第一热回收装置在顶部注入热气，均衡了烘干段处转运通道上下两侧炉体的温度，使处于不同位置的工件加热均匀。

3：冷却装置包括冷风进口且连接急冷段、加热二段和加热一段，冷却装置包括急冷风机、急冷送风管总成和第一热回收管道，第一热回收管道包括位于加热二段的热气回收管和位于加热一段的第一热空气管道，第一热回收管道位于第二热回收管道下侧，第一热回收管道包括第一通道腔体、第一流量控制块、若干与转运通道连接的第一热风孔，急冷风机将外界的冷空气抽入转运通道，冷却炉体内的工件，随后一部分热空气进入第一热风孔而随第一通道腔体被输送至加热一段。

值得注意的是，加热二段温度最高压力也最大，这样加热二段的高温高压气体就有向急冷段流动的趋势，不仅不利于急冷段快速降温，而且造成大量热量流入工件已经烧置成型的急冷段，造成了大量热量的浪费，急冷送风管总成包括前输管和后输管，由前输管抽入的冷气降低了急冷段与加热二段之间的转运通道温度，增大了工件在急冷段的冷却行程，更为重要的是为这个区域增加了压力，这个增大的压力阻止加热二段的高温气体进入急冷段，不仅有利于急冷段散热，更有利于降低能耗，又因为热气回收管在加热二段连通转运通道，加热二段的高温气体在前输管的阻止下不得不进入热气回收管，并沿热气回收管流向第一热空气管；又因为第二热回收装置的气流入口位于温度更低的急冷段，这样由第二热风孔排入加热一段的气体温度低于从热气回收管流入第一热空气管道的气流温度，这样注入加热一段的热气温度由上到下依次增大，在加热一段实现对流，避免了热气流上升集中而导致的上下温度不均。

3：燃烧装置包括位于加热二段底部的第一喷嘴和位于加热二段侧部的第二喷嘴，设置两个喷嘴避免了温度集中，且第一喷嘴位于加热二段底部，加强了加热二段的对流，避免热量集中。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中A处剖视示意图。

图3为第二热回收管道横剖剖视示意图。

图4为第一热回收管道横剖剖视示意图。

图5为第二热回收管道走向示意图。

图6为第一热回收管道走向示意图。

附图标记说明：

1、第一热回收装置；11、第一回收风机；12、进风管；13、出风管；131、第一出风口；132、第二出风口；133、第三出风口；

2、第二热回收装置；21、第二热回收风机；22、第二热回收进气管；231、助燃热空气管；2321、第二通道腔体；2322、第二流量控制块；2323、第二热风孔；

3、冷却装置；31、急冷风机；321、冷风主管；322、前输管；323、后输管；33、第一热回收管道；331、热气回收管；332、第一热空气管道；3321、第一流量控制块；3322、第一热风孔；

41、转运通道；42、烘干段；43、加热一段；44、加热二段；45、急冷段；46、冷却段；

5、燃烧装置；51、第一热气管；52、第二热气管；53、第一燃气混合管；54、第二燃气混合管；55、第二喷嘴；56、燃气主管；

6、冷却鼓风机。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

如图1-6所示，本实施例提供一种节能窑炉，包括第一热回收装置1、第二热回收装置2、冷却装置3、若干燃烧装置5和炉体。

在本实施例中，炉体在内部形成转运通道41，产品装载在窑车上沿转运通道41转运，炉体沿产品移动方向依次划分为烘干段42、加热一段43、加热二段44、急冷段45和冷却段46。

第一热回收装置1包括第一回收风机11、进风管12和出风管13，进风管12连接冷却段46顶部和第一回收风机11，出风管13还具有第一出风口131、第二出风口132和第三出风口133，第一出风口131连接加热二段44顶部，第二出风口132连接加热一段43顶部，第三出风口133连接烘干段42顶部，余热倾向于聚集在顶部，将冷却段46顶部的余热用第一回收风机11分别抽送至烘干段42和加热一段43的顶部，一方面加快了冷却段46热量的排出，另一方面将热量引入烘干段42协助烘干，引入加热一段43协助电阻丝预热工件，值得注意的是，加热二段44温度最高，而顶部温度又高于底部，但是冷却段46顶部的温度低于加热二段44顶部温度，实际上将加热二段44顶部过高的炉温引入了第一热回收装置1，再将热量传导到烘干段42和加热一段43，不仅改善了加热二段44处转运通道41上下侧的温差，而且二次利用了热量，降低了能耗。

第二热回收装置2包括连接急冷段45顶部的第二回收进风口且连接燃烧装置5和加热一段43，第二热回收装置2包括若干第二热回收风机21、若干第二热回收进气管22和第二热回收管道，各第二热回收进气管22分别对应连接各第二热回收风机21和急冷段45顶部，第二热回收进气管22的进气口即为第二回收进风口，第二热回收管道包括助燃热空气管231和第二热空气通道，助燃热空气管231埋设于炉体急冷段45和加热二段44内并连接燃烧装置5和第二热回收风机21，第二热空气通道位于加热一段43并连通助燃热空气管231和转运通道41，第二热回收风机21将急冷段45顶端仍有可观温度的热气抽送给燃烧装置5，提高燃烧装置5进气口温度，同时将未进入燃烧装置5的热气导入加热一段43从侧边注入转运通道41，值得注意的是，急冷段45的温度高于冷却段46，第二热回收装置2在烘干段42侧面注入热气而第一热回收装置1在顶部注入热气，均衡了烘干段42处转运通道41上下两侧炉体的温度，使处于不同位置的工件加热均匀。

其中，第二热空气通道包括与助燃热空气管231连通的第二通道腔体2321、第二流量控制块2322、若干与转运通道41侧边连通的第二热风孔2323，第二流量控制块2322安装在加热一段43的炉体上并沿炉体滑动而伸入第二通道腔体2321，各第二流量控制块2322推入第二通道腔体2321时将热量截留住并沿第二热风孔2323排出，将第二流量控制块2322拉出时热量继续沿第二通道腔体2321流动，通过调节不同位置的第二流量控制块2322，实现对加热一段43的转运通道41各处的温度调整。

在本实施例中，各燃烧装置5包括位于加热二段44底部的第一喷嘴和位于加热二段44侧部的第二喷嘴55，燃烧装置5包括第一热气管51、第二热气管52、第一燃气混合管53、第二燃气混合管54、第一喷嘴和第二喷嘴55，第一燃气混合管53和第二燃气混合管54均外接燃气主管56，第一热气管51两端分别连接第二热回收装置2和第一喷嘴，第一喷嘴从加热二段44底部伸入窑体，第二热气管52两端分别连接第二热回收装置2和第二喷嘴55，第二喷嘴55从加热二段44侧部伸入窑体，第一燃气混合管53连接第一喷嘴，第二燃气混合管54连接第二喷嘴55，设置两个喷嘴避免了温度集中，且第一喷嘴位于加热二段44底部，加强了加热二段44的对流，避免热量集中。

在本实施例中，冷却装置3包括冷风进口且连接急冷段45、加热二段44和加热一段43，冷却装置3包括急冷风机31、急冷送风管总成和第一热回收管道33，第二热回收装置2位于第一热回收管道33上侧，第一热回收管道33包括热气回收管331和第一热空气管道332，热气回收管331埋设于加热二段44，第一热空气管道332埋设于加热一段43并连通热气回收管331，热气回收管331和第一热空气管道332均连通转运通道41，急冷风机31将外界的冷空气抽入转运通道41，冷却炉体内的工件，随后一部分热空气进入第一热风孔3322而随第一通道腔体被输送至加热一段43。

值得注意的是，加热二段44温度最高压力也最大，这样加热二段44的高温高压气体就有向急冷段45流动的趋势，不仅不利于急冷段45快速降温，而且造成大量热量流入工件已经烧置成型的急冷段45，造成了大量热量的浪费，急冷送风管总成包括前输管322和后输管323，由前输管322抽入的冷气降低了急冷段45与加热二段44之间的转运通道41温度，增大了工件在急冷段45的冷却行程，更为重要的是为这个区域增加了压力，这个增大的压力阻止加热二段44的高温气体进入急冷段45，不仅有利于急冷段45散热，更有利于降低能耗，又因为热气回收管331在加热二段44连通转运通道41，加热二段44的高温气体在前输管322的阻止下不得不进入热气回收管331，并沿热气回收管331流向第一热空气管；又因为第二热回收装置2的气流入口位于温度更低的急冷段45，这样由第二热风孔2323排入加热一段43的气体温度低于从热气回收管331流入第一热空气管道332的气流温度，这样注入加热一段43的热气温度由上到下依次增大，在加热一段43实现对流，避免了热气流上升集中而导致的上下温度不均。

在本实施例中，第一热回收管道33包括第一通道腔体、第一流量控制块3321、若干与转运通道41连通的第一热风孔3322，第一流量控制块3321安装在加热一段43和加热二段44的炉体上并沿炉体滑动而伸入第一通道腔体，各第一流量控制块3321推入第一通道腔体时将热量截留住，将第一流量控制块3321拉出时热量继续沿第一通道腔体流动，通过调节不同位置的第一流量控制块3321，实现对加热一段43和加热二段44的转运通道41各处的温度调整。

急冷送风管总成包括冷风主管321、沿冷风主管321走向依次与冷风主管321连接的若干前输管322和沿冷风主管321走向依次与冷风主管321连接的若干后输管323，冷风主管321连接急冷风机31，后输管323通过转运通道41连接冷却段46，将冷风由急冷段45输送到冷却段46进而逐步冷却工件，前输管322通过转运通道41连接热气回收管331，冷却段46顶部设有冷却鼓风机6，冷却鼓风机6设有与转运通道41连接的鼓风出风口，加快了急冷段45的散热。

烘干段42、加热一段43和加热二段44靠近转运通道41一侧设有加热电阻丝，可以充分保证转运通道41的温度。

以上显示和描述了本发明创造的基本原理和主要特征及本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明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发明的原理，在不脱离本发明创造精神和范围的前提下，本发明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发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.节能窑炉，其特征在于：包括第一热回收装置、第二热回收装置、冷却装置、若干燃烧装置和炉体，所述炉体在内部形成转运通道，所述炉体沿产品移动方向依次划分为烘干段、加热一段、加热二段、急冷段和冷却段，所述第一热回收装置具有连接冷却段顶部的第一回收进风口且连接烘干段、加热一段和加热二段，所述第二热回收装置包括连接急冷段顶部的第二回收进风口且连接燃烧装置和加热一段，所述冷却装置包括冷风进口且连接急冷段、加热二段和加热一段，所述各燃烧装置包括位于加热二段底部的第一喷嘴和位于加热二段侧部的第二喷嘴。

2.根据权利要求1所述的节能窑炉，其特征在于：所述第一热回收装置包括第一回收风机、进风管和出风管，所述进风管连接冷却段顶部和第一回收风机，所述出风管还具有第一出风口、第二出风口和第三出风口，所述第一出风口连接加热二段顶部，所述第二出风口连接加热一段顶部，所述第三出风口连接烘干段顶部。

3.根据权利要求1所述的节能窑炉，其特征在于：所述第二热回收装置包括若干第二热回收风机、若干第二热回收进气管和第二热回收管道，所述各第二热回收进气管分别对应连接各第二热回收风机和急冷段顶部，所述第二热回收管道包括助燃热空气管和第二热空气通道，所述助燃热空气管埋设于炉体急冷段和加热二段内并连接燃烧装置和第二热回收风机，所述第二热空气通道位于加热一段并连通助燃热空气管和转运通道。

4.根据权利要求3所述的节能窑炉，其特征在于：所述第二热空气通道包括与助燃热空气管连通的第二通道腔体、第二流量控制块、若干与转运通道侧边连通的第二热风孔，所述第二流量控制块安装在加热一段的炉体上并沿炉体滑动而伸入第二通道腔体。

5.根据权利要求1所述的节能窑炉，其特征在于：所述燃烧装置包括第一热气管、第二热气管、第一燃气混合管、第二燃气混合管、第一喷嘴和第二喷嘴，所述第一燃气混合管和第二燃气混合管均外接燃气主管，所述第一热气管两端分别连接第二热回收装置和第一喷嘴，所述第一喷嘴从加热二段底部伸入窑体，所述第二热气管两端分别连接第二热回收装置和第二喷嘴，所述第二喷嘴从加热二段侧部伸入窑体，所述第一燃气混合管连接第一喷嘴，所述第二燃气混合管连接第二喷嘴。

6.根据权利要求1所述的节能窑炉，其特征在于：所述冷却装置包括急冷风机、急冷送风管总成和第一热回收管道，所述第二热回收装置位于第一热回收管道上侧，所述第一热回收管道包括热气回收管和第一热空气管道，所述热气回收管埋设于加热二段，所述第一热空气管道埋设于加热一段并连通热气回收管，所述热气回收管和第一热空气管道均连通转运通道。

7.根据权利要求6所述的节能窑炉，其特征在于：所述第一热回收管道包括第一通道腔体、第一流量控制块、若干与转运通道连通的第一热风孔，所述第一流量控制块安装在加热一段和加热二段的炉体上并沿炉体滑动而伸入第一通道腔体。

8.根据权利要求6所述的节能窑炉，其特征在于：所述急冷送风管总成包括冷风主管、沿冷风主管走向依次与冷风主管连接的若干前输管和沿冷风主管走向依次与冷风主管连接的若干后输管，所述冷风主管连接急冷风机，所述后输管通过转运通道连接冷却段，所述前输管通过转运通道连接热气回收管。

9.根据权利要求1-8任一项所述的节能窑炉，其特征在于：所述冷却段顶部设有冷却鼓风机，所述冷却鼓风机设有与转运通道连接的鼓风出风口。

10.根据权利要求1-8任一项所述的节能窑炉，其特征在于：所述加热一段和加热二段靠近转运通道一侧设有加热电阻丝。

Images