CN1176344C - 内置蓄热室工业炉 - Google Patents
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Abstract
本发明的内置蓄热室工业炉，是在炉体的炉墙内和/或炉底内成对布置至少一对蓄热室，各蓄热室内的上、下部分是气体通道，中间部分填充蓄热体，气体可以从蓄热体的间隙中穿过；上部通道与布置在炉墙内侧的至少一个喷口相通、并与炉体结为一体；下部通道与炉外管道相连通，炉外管道与至少一套换向机构相连通，换向机构的另侧分别与助燃空气管道、排烟管道相连通，助燃空气管道与鼓风机相连，排烟管道与排烟机相连。
Description
本发明属于烟气余热回收式工业炉。
采用蓄热技术回收烟气余热预热助燃空气与煤气，是当今工业炉烟气余热回收的先进技术。现有技术中使用的蓄热室设置在炉体外部。由于蓄热室必须具有保温外壳，因而使体积硕大的蓄热室中放置蓄热体的有效体积很小，难以做到助燃空气和煤气双预热，从而难以直接燃烧超低热值煤气，难以提高余热利用的效率。
本发明的目的是提出一种内置蓄热室工业炉技术方案，解决高效率回收烟气余热的问题，并且可以在高温工业炉上直接使用低热值燃料，例如高炉煤气、发生炉煤气、劣质液体或固体燃料。
本发明的内置蓄热室工业炉，是在炉体的炉墙内和/或炉底内成对布置至少一对蓄热室，各蓄热室内的上、下部分是气体通道，中间部分填充蓄热体，气体可以从蓄热体的间隙中穿过；上部通道与布置在炉墙内侧的至少一个喷口相通、并与炉体结为一体；下部通道与炉外管道相联通，炉外管道与至少一套换向机构相联通，换向机构的另侧分别与助燃空气管道、排烟管道相联通，助燃空气管道与鼓风机相连，排烟管道与排烟机相连；蓄热室可以分为预热助燃空气蓄热室和预热煤气蓄热室，还可以在炉墙内和/或炉底内成对布置至少两对前述的蓄热室，其一为预热助燃空气蓄热室，另一为预热煤气蓄热室；而换向机构的另侧则分别与助燃空气管道、煤气管道及排烟管道相联通，助燃空气管道与鼓风机相连，排烟管道与排烟机相连；两种蓄热室可以相间隔布置，采用两套排烟机系统，一套用于排放经预热助燃空气蓄热室排出的烟气，另一套用于排放经预热煤气蓄热室排放的烟气。预热助燃空气蓄热室及预热煤气蓄热室上部通道上在炉墙内侧布置的向炉膛的喷口可以水平间隔分布，或交错分布，或上、下两排分布。蓄热室中充填的蓄热体可以是球状陶瓷蓄热体，其直径为6-40mm；蓄热体下部用耐热隔网与蓄热室下部通道分开。
本发明与现有技术相比突出的实质性特点之一是对工业炉的炉体进行了实质性的改造：①把蓄热室设置在炉体内部，例如布置在炉墙或炉底内，不占炉体外的空间；②炉型整体体积紧凑，结构合理，炉墙和蓄热室可以用不定型耐火材料浇铸成型，将蓄热室与炉体结为一体，使之成为绝热面，进、出蓄热室的气体均无热量损失；③采用由蓄热室、炉墙内侧喷口、炉外管道、换向机构与排烟管道组成的余热回收系统省去了现有技术使用的烧嘴、炉外热交换器及高温管道；④在预热助燃空气蓄热室及预热煤气蓄热室上部通道处炉墙内侧面向炉膛布置的喷口可以水平间隔分布、或交错分布、或上下两排分布可以使预热后的助燃空气和燃料在炉内良好地混合燃烧；⑤采用两套排烟机系统，一套用于排放经预热助燃空气蓄热室排放出的烟气，另一套用于排放经预热煤气蓄热室排出的烟气，两套排烟机系统可以各自经过独立烟囱或汇集到一个烟囱排放。
本发明与现有技术相比显著的进步是布置煤气蓄热室，在预热助燃空气的同时也将煤气加以预热到炉温的90％，高温工业炉此温度可达1200℃，可以使用低热值的高炉煤气做燃料，节约燃料40％-70％，同时使经排烟机后排放的废气温度降低到150℃以下。在轧钢加热炉上使用本发明则无需预热段，同等产量下，较常规同类加热炉体的炉长缩短1/4-1/3。
本发明的实施例如附图所示：
附图1：本发明在工业炉上使用时的系统图；
附图2(I)：本发明蓄热室内置于炉墙内的布置图，附图2(II)：是附图2(I)的A-A剖面图；
附图3：本发明蓄热室内置于炉底内的布置图；
图中标号表示：
1、炉体，2、蓄热室内上部通道，3、球状陶瓷蓄热体，4、蓄热室下部通道，5、炉外管道，6、喷口，7、助燃空气管道，8、煤气管道，9、换向机构，10、排烟管道，11、鼓风机，12、引风机，13、被加热物体。
结合实施例附图对本发明加以具体说明：
本发明内置蓄热室工业炉炉体包括炉墙、炉底及炉顶。在炉体两侧的炉墙或炉底相对布置至少一对蓄热室，蓄热室在炉体内部与炉体共用保温外壳。蓄热室由上部通道2、蓄热体3和下部通道4构成，可以布置在炉墙内与炉墙一体如附图2所示，或布置在炉底内与炉底一体如附图3所示；蓄热室上部通道2与炉墙内壁上布置的喷口6联通，蓄热体下部通道4与炉体外部的炉外管道5联通；蓄热体3是球状陶瓷蓄热体，用耐热隔网与下部通道4分开。
蓄热室下部分别与炉外管道5联通，如附图1所示，炉外管道5与至少一套换向机构9相联通，换向机构9的另侧分别与助燃空气管道7、排烟管道10相联通，助燃空气管道7与鼓风机11相连，排烟管道10与排烟引风机12相连。当在炉体两侧各相对布置至少两对蓄热室时，同一侧的两个蓄热室可以分为预热助燃空气蓄热室和预热煤气蓄热室，而换向机构的另侧则分别与助燃空气管道7、煤气管道8及排烟管道10相联通，助燃空气管道7与鼓风机11相连，排烟管道10与排烟引风机12相连；两种蓄热室可以相间隔布置，采用两套排烟引风机系统，一套用于排放经预热助燃空气蓄热室排出的烟气，另一套用于排放经预热煤气蓄热室排放的烟气。助燃空气蓄热室及煤气蓄热室上部通道上在炉墙内侧布置的各自的喷口6可以水平间隔分布，或交错分布，或上、下两排分布。蓄热室中充填的蓄热体3可以是球状陶瓷蓄热体，其直径为6-40mm；蓄热体下部用耐热隔网与蓄热室下部通道分开。
本发明的使用方法是：炉体两侧相对设置蓄热室，其工作状态分为A状态和B状态。A状态：在炉体左侧排烟给蓄热室蓄热，右侧蓄热室给助燃空气预热、或右侧两种蓄热室同时分别给助燃空气与煤气预热；转为B状态，左侧蓄热室给助燃空气预热、或同时给助燃空气与煤气预热；右侧排烟给蓄热室蓄热。在A状态时，空气、煤气经各自的管道流经换向机构进入右侧各自的蓄热室，自下而上流经各自的蓄热室内的蓄热体后，被加热到接近炉膛的温度，然后经各自的上部通道通过喷口进入炉膛。由于空气喷口和煤气喷口交错布置，经预热后的空气、煤气立即燃烧，加热炉膛内的被加热物13。与此同时，炉膛左侧的所有蓄热室全部处于排烟蓄热状态，高温烟气从左侧的喷口进入所有蓄热室，自上而下流经蓄热体并将90％的烟气余热传递给蓄热体后，以150℃以下的温度经联接管道及换向机构分别进入引风机后排入大气。B状态时，左右两侧的工作状态相切换。一个状态的工作时间约60-400秒，由换向控制系统控制状态的转换，换向控制方式由控制系统根据程序自动控制。
采用本发明设计的工业炉，空气和煤气预热后的温度在高温工业炉使用时可以达到1200℃，排烟温度则降低到150℃以下，实现了高效率回收烟气余热的发明目的，节能率可以达到40％，可以使用任何气、液体或固体燃料，并可以直接利用超低热值的煤气，例如高炉煤气。
Claims (5)
1、一种高效蓄热式工业炉，特别是内置蓄热室工业炉，其特征在于在炉体的炉墙内和/或炉底内成对布置至少一对蓄热室，各蓄热室内的上、下部分是气体通道，中间部分填充蓄热体，气体可以从蓄热体的间隙中穿过；上部通道与布置在炉墙内侧的至少一个喷口相通、并与炉体结为一体；下部通道与炉外管道相联通，炉外管道与至少一套换向系统相联通，换向系统的另侧分别与助燃空气管道、排烟管道相联通，助燃空气管道与鼓风机相连，排烟管道与排烟机相连；蓄热室为助燃空气蓄热室。
2、如权利要求1所述的内置蓄热室工业炉，其特征在于在炉体的炉墙内和/或炉底内成对布置至少两对蓄热室，各蓄热室内的上、下部分是气体通道，中间部分填充蓄热体，气体可以从蓄热体的间隙中穿过；上部通道与布置在炉墙内侧的至少一个喷口相通、并与炉体结为一体；下部通道与炉外管道相联通，炉外管道与至少一套换向系统相联通，换向系统的另侧分别与助燃空气管道、排烟管道及煤气管道相联通，助燃空气管道、煤气管道与鼓风机相连，排烟管道与排烟机相连；蓄热室分为助燃空气蓄热室和煤气蓄热室，两种蓄热室相间隔布置。
3、如权利要求2所述的内置蓄热室工业炉，其特征在于采用两套排烟机系统，一套用于排放经预热助燃空气蓄热室排出的烟气，另一套用于排放经预热煤气蓄热室排放的烟气。
4、如权利要求1或2所述的内置式蓄热室工业炉，其特征在于在炉墙内助燃空气及煤气蓄热室上部通道上布置的喷口可以水平间隔分布，或交错分布，或上、下两排分布。
5、如权利要求1或2所述的内置式蓄热室工业炉，其特征在于蓄热体是球状陶瓷蓄热体，其直径为6-40mm；蓄热体下部用耐热网与蓄热室下部通道分开。
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