CN201875734U - 一种助燃风加热节能装置及陶瓷烧成窑炉 - Google Patents

一种助燃风加热节能装置及陶瓷烧成窑炉 Download PDF

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荆海山
陶志坚
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Abstract

本实用新型涉及一种助燃风加热节能装置,其特征在于:包括助燃风机(1),所述助燃风机(1)的出风口连通两条通道,其中一通道为热交换通道,另一通道为调节通道,所述热交换通道和调节通道的另一端相互连通。本实用新型提供的助燃风加热节能装置,可充分利用窑炉自身的大量能量,使热能被充分合理利用;不仅可用于新建的窑炉上,还可以对大多数正在运行的窑炉上进行改造,仅对现有设备做小的改动,实行模块化安装即可;该结构对原窑炉的烧成系统及产品的品质无不良影响,反而更有利于调节窑内压力及温度,而且可以达到节能减排的效果。

Description

一种助燃风加热节能装置及陶瓷烧成窑炉
所属技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种助燃风加热节能装置,具体是一种能够充分利用冷却陶瓷制 品产生的余热、减少排放污染的陶瓷烧成窑炉助燃风加热节能装置;该装置尤其适用于连 续烧成的陶瓷烧成窑炉。本实用新型还涉及设有上述助燃风加热节能装置的陶瓷烧成窑 炉。
背景技术
[0002] 在传统的烧成窑炉燃烧系统中,助燃风是由助燃风机将环境的常温空气加压后通 过烧嘴(或燃烧器)与燃料混和燃烧后将高温烟气喷入窑内,以加热及烧结制品(包括墙 地砖、日用瓷、卫生洁具及特种陶瓷等),该过程中需要消耗大量的热能。根据烧成工艺特 点,烧好的制品必须经过急冷降温过程,缓冷降温过程,最终冷却过程,从最高烧成温度点 逐步降到常温。在冷却过程中,主要采取的办法是通过风机供入常温空气,与烧结后的制品 接触进行热交换。热交换后,空气因含有大量的热量(这部分热量称为冷却余热),温度远 比常温空气高;传统的烧成窑炉系统往往将这些空气不做任何处理、直接排入大气,这样不 仅对大气有影响,而且也浪费大量的热能。
实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的第一个技术问题,是提供一种能够充分利用冷却陶瓷制品产 生的余热、减少排放污染的陶瓷烧成窑炉助燃风加热节能装置。
[0004] 本实用新型要解决的第二个技术问题,是提供一种设有上述助燃风加热节能装置 的陶瓷烧成窑炉。
[0005] 本实用新型要解决的第一个技术问题,可以通过以下的技术方案实现:一种助燃 风加热节能装置,其特征在于:包括助燃风机1,所述助燃风机1的出风口连通两条通道,其 中一通道为热交换通道,另一通道为调节通道,所述热交换通道和调节通道的另一端相互 连通。
[0006] 使用时,将热交换通道设置在窑炉的急冷段内,将调节通道设置在窑炉的急冷段 外,并将两通道相互连通的一端连接至位于窑炉烧结段内的喷嘴,然后将常温空气或将窑 炉的缓冷终冷段高于常温的空气(温度为120〜150°C )连通至助燃风机的进风口作为最 初的助燃风。当助燃风机加压时,使助燃风经出风口同时进入两通道内,其中通过热交换通 道内的风与急冷段内部炽热的空气进行热交换温度升高,并与调节通道内的风混合达到合 适的温度,然后到达喷嘴与燃料混合燃烧。
[0007] 作为本实用新型一个优选实施例,所述热交换通道包括上、下设置的两条单元通 道和若干加热支管4 ;其中,位于上方的单元通道为上单元通道2,位于下方的单元通道为 下单元通道3,各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两风盒的连接管;各加热 支管4均连通上、下单元通道的风盒,且同一加热支管两端连接的上、下单元通道设置在异 侧的风盒;所述下单元通道3的连接管33连通助燃风机1的出风口,所述上单元通道2的连接管23与所述调节通道连通。
[0008] 安装时,将热交换通道的各加热支管设置在窑炉的急冷段内,助燃风机加压使最 初的助燃风由下单元通道3的连接管33进入两风盒31、32,然后经相应的加热支管进入到 上单元通道2的两风盒21、22,助燃风在加热支管内流动时与窑炉的急冷段内的炽热空气 进行热交换温度升高并自动上升,减轻助燃风机1的负载,助燃风上升到达上单元通道2的 连接管23与调节通道的助燃风混合,该过程主要是调节通道的温度较低的空气稀释上单 元通道2的连接管23的温度较高的助燃风,达到要求的温度。
[0009] 在上述基础上,本实用新型可以做以下的改进:所述助燃风机1的出风口连接有 一主管5,所述热交换通道的上、下单元通道2、3的连接管23、33均与该主管5连通,且所述 下单元通道3的连接管33靠近助燃风机1的出风口 ;所述主管5与上、下单元通道2、3的 连接管23、33连接之间的部分构成调节通道。
[0010] 在上述基础上,本实用新型所述调节通道设有控制阀;该控制阀为电动阀6。
[0011 ] 在上述基础上,本实用新型所述上单元通道2的连接管23与主管5的出风口的连 接处和/或下单元通道3的连接管33与主管5的连接处设有手动闸阀。
[0012] 实际生产时,通过热交换通道的手动闸阀和调整通道的控制阀调节热交换后的助 燃风和最初助燃风混合后的温度,达到恒定温度的目的。
[0013] 在上述基础上,本实用新型所述主管5上设有用于检测管内助燃风的检测部件; 所述检测部件位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风 机1的位置;所述检测部件包括热电偶7和压力传感器8,其中所述热电偶7连接电动阀6, 所述压力传感器连接助燃风机1的变频器。
[0014] 生产时,将助燃风机1 (变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8均与 窑体的控制系统连接,电动阀6的控制信号来源于热电偶7,主要通过变化最初助燃风的量 调节热交换后的助燃风温度,达到恒定温度的目的。而压力传感器8主要通过风机1的变 频器恒定风压,根据气体常数方程式V = RT/P (其中V-助燃风体积,R为普适气体常量,即 常数,T为绝对温度,P为压强,这里指助燃风压力)。即通过温度T(由电动阀6控制)和 风压P控制(由助燃风机1通过变频器调节),来稳定产品烧成所需的助燃风量V,使窑内 的温度稳定,在利用助燃风带入显热而节能的同时保证了产品质量的稳定。
[0015] 在上述基础上,本实用新型所述助燃风机1的进风口连接有两个用于连通气源的 进风管101、102 ;两进风管101、102与助燃风机1之间均设有过滤器9。使用时,将窑炉缓 冷急冷段收集的余热风连通至其中一个进风管,另一进风管则连通外界自然风,两种风混 合可使进入助燃风机1的最初助燃风具有合适的温度且氧气含量适中;过滤器则对混合后 最初助燃气除尘、消除杂质。
[0016] 在上述基础上,本实用新型包括多个助燃风机,多个助燃风机并列设置,且各助燃 风机的出风口均连同主管5。实际工作时,可以选择将多台助燃风机均启动,也可以选择在 满足正常生产需要的情况下,仅启动部分的助燃风机;同时采用多台助燃风机,可提高进风 效率,而且当其中部分的助燃风机发生故障停止工作时,其余的助燃风机可继续工作,保证 生产线的正常生产。
[0017] 本实用新型要解决的第二技术问题,可以通过以下的技术方案来实现:一种陶瓷 烧成窑炉,包括窑体,所述窑体依次分为烧结段I、急冷段II、缓冷终冷锻III,其特征在于:还包括助燃风加热节能装置,所述助燃风加热节能装置包括助燃风机1,所述助燃风机1的 出风口分别连通两条通道,其中一通道为热交换通道,另一通道为调节通道,所述热交换通 道和调节通道的另一端相互连通;所述热交换通道设置在窑炉的急冷段II内,将调节通道 设置在窑炉的急冷段II外,并将两通道相互连通的一端连接至位于窑炉烧结段I内的喷 嘴。
[0018] 在上述基础上,本实用新型所述热交换通道包括上、下设置的两条单元通道和若 干加热支管4;其中,位于上方的单元通道为上单元通道2,位于下方的单元通道为下单元 通道3,各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两风盒的连接管;各加热支管4 均连通上、下单元通道的风盒,且同一加热支管两端连接的上、下单元通道设置在异侧的风 盒;所述下单元通道3的连接管33连通助燃风机1的出风口,所述上单元通道2的连接管 23与所述调节通道连通;所述热交换通道的加热支管4设置在窑体15的急冷段II内。
[0019] 所述助燃风机1的出风口连接有一主管5,该主管5位于窑体15外;所述热交换 通道的上、下单元通道2、3的连接管23、33均与该主管5连通,且所述下单元通道3的连接 管33靠近助燃风机1的出风口 ;所述主管5与上、下单元通道2、3的连接管23、33连接之 间的部分构成调节通道。
[0020] 在上述基础上,本实用新型所述调节通道设有控制阀;该控制阀为电动阀6 ;所述 上单元通道2的连接管23与主管5的连接处和/或下单元通道3的连接管33与主管5的 连接处设有手动间阀;所述主管5上设有用于检测管内助燃风的检测部件;所述检测部件 位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风机1的位置;所 述检测部件包括热电偶7和压力传感器8,其中所述热电偶7连接电动阀6,所述压力传感 器连接助燃风机1的变频器;所述助燃风机1 (变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力 传感器8均与窑体的控制系统连接。当稳定连接助燃风机1的进风口的进风管101、102和 热交换通道的手动闸阀的冷门开度后,窑体的控制系统可控制助燃风机1 (变频器控制风 压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8自动设置并调节助燃风压力、助燃风温度、从而稳定 助燃风风量,以达到最佳燃烧效果和节能的目的。
[0021] 在上述基础上,本实用新型所述助燃风机1的进风口连接有两个用于连通气源的 进风管101、102,两进风管101、102与助燃风机1之间均设有过滤器9 ;其中一进风管连通 所述窑体15的缓冷终冷段III,另一进风管连通室温空气。窑体的缓冷终冷锻III内的空气 可高达120〜150°C,远高于常温空气;而急冷段II空气的温度远又高于缓冷终冷锻III, 将缓冷终冷锻III内的空气和常温空气混合作为温度适当、含氧量高的最初助燃风,并采 用助燃风机加压迫使最初的助燃风进入热交换通道的若干加热支管,与窑体15的急冷段 II的空气进行热交换,助燃风温度升至250°C左右,与燃料混合燃烧时可节省燃料12〜 15%。
[0022] 在上述基础上,本实用新型所述主管5靠近其与热交换通道的下单元通道3连接 处的端部设有两个出风口,两出风口分别连通窑体15烧结段I内上部和下部的喷嘴。
[0023] 与现有技术相比,本实用新型提供的助燃风加热节能装置,可充分利用窑炉自身 的大量能量,使热能被充分合理利用;不仅可用于新建的窑炉上,还可以对大多数正在运行 的窑炉上进行改造,仅对现有设备做小的改动,实行模块化安装即可;该结构对原窑炉的烧 成系统及产品的品质无不良影响,反而更有利于调节窑内压力及温度,而且可以达到节能减排的效果。本实用新型提供的陶瓷烧成窑炉采用上述的助燃风加热节能装置,充分利用 窑体的缓冷终冷锻III和急冷段II的与人,使助燃风最终加热温度达到250°C时,带入的显 热可节省燃料12〜15% ;而冷却部分排入大气的热风温度比余热利用前降低100°C左右; 而且在节省燃料的同时降低排放温度,符合国家节能减排的产业政策。
附图说明
[0024] 图1是本实用新型的陶瓷烧成窑炉的结构示意图;
[0025] 图2是沿图1中A-A线的剖视示意图;
[0026] 图3是沿图1中B-B线的剖视示意图。
具体实施方式
[0027] 实施例1
[0028] 本实用新型的实施例1为助燃风加热节能装置,它包括了两台助燃风机1,两助燃 风机1并列设置且两助燃风机1的出风口连通,两助燃风机1相通的出风口连通有两条通 道,其中一通道为热交换通道,另一通道为调节通道,热交换通道和调节通道的另一端相互 连通。
[0029] 热交换通道包括上、下设置的两条单元通道和若干加热支管4;其中,位于上方的 单元通道为上单元通道2,位于下方的单元通道为下单元通道3 ;各单元通道包括两个相对 设置的风盒和用于连通两风盒的连接管。
[0030] 各加热支管4均连通上、下单元通道的风盒,且同一加热支管两端连接的上、下单 元通道设置在异侧的风盒,具体是如图2、3所示:上单元通道2右侧的风盒22和下单元通 道3左侧的风盒31由一根加热支管4连通,上单元通道2左侧的风盒21和下单元通道3 右侧的风盒32由一根加热支管4连通。
[0031] 两助燃风机1连通的出风口连接有一主管5,热交换通道的上、下单元通道2、3的 连接管23、33均与该主管5连通,且下单元通道3的连接管33靠近助燃风机1的出风口 ; 主管5与上、下单元通道2、3的连接管23、33连接之间的部分构成调节通道。
[0032] 调节通道上设有电动阀6 ;上单元通道2的连接管23与主管5的连接处设有手动 闸阀11,下单元通道3的连接管33与主管5的连接处设有手动闸阀12。
[0033] 主管5上设有用于检测管内助燃风的热电偶7和压力传感器8;热电偶7和压力传 感器8位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风机1的 位置;其中热电偶7连接电动阀6,压力传感器连接助燃风机1的变频器。
[0034] 两助燃风机1的进风口也连通,且连接有两个用于连通气源的进风管101、102 ;两 进风管101、102与助燃风机1之间均设有过滤器9。
[0035] 实施例2
[0036] 本实用新型的实施例2为陶瓷烧成窑炉,如图1〜3所示,它包括了实施例1的助 燃风加热节能装置和窑体15,其中窑体15依次分为烧结段I、急冷段II、缓冷终冷锻III。
[0037] 助燃风加热节能装置的热交换通道的各加热支管4均设置在窑体15的急冷段II 内,主管5设置在窑体15外。设置在两助燃风机1的进风口的一进风管102连通所述窑体 15的缓冷终冷段III,另一进风管101连通室温空气。主管5靠近其与热交换通道的下单元通道3连接处的端部设有两个出风口 13、14,两出风口分别连通窑体15烧结段I内上部 和下部的喷嘴。
[0038] 助燃风加热节能装置的助燃风机1 (变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传 感器8均与窑体15的控制系统连接。
[0039] 本陶瓷烧成窑炉的工作过程:将调节通道的电动阀6、上单元通道2的手动闸阀11 和下单元通道3的手动闸阀12调制合适的开度,然后启动两助燃风机1,使得常温空气进入 进风管101、窑炉15的缓冷终冷段III120〜150°C的空气进入另一进风管102,两种空气混 合成为最初的助燃风,经过滤器9净化后,最初的助燃风经助燃风机1的进风口经助燃风机 1的出风口进入主管5内。
[0040] 当最初的助燃风达到下单元通道3与主管5的连接处时,一部分的助燃风继续在 主管5的调节通道部分流动,该部分的助燃风的温度不变;另一部分的助燃风经下单元通 道3的连接管33进入两风盒31、32内,然后进入加热支管4内,该部分的助燃风在加热支 管4内流动时与急冷段II内的热空气进行热交换,温度升高至250°C左右,最后经上单元通 道2的两风盒21、23进入相应的连接管23,到达上单元通道2与主管5的连接处,与调节通 道内的助燃风混合成温度合适的最终助燃风,该最终助燃风经主管5两个出风口 13、14分 别连通窑体15烧结段I内上部和下部的喷嘴,并与燃料混合燃烧。
[0041] 当稳定连接助燃风机1的进风口的进风管101、102和热交换通道的手动闸阀的冷 门开度后,窑体的控制系统可控制助燃风机ι (变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力 传感器8自动设置并调节助燃风压力、助燃风温度、从而稳定助燃风风量,以达到最佳燃烧 效果和节能的目的。电动阀6的控制信号来源于热电偶7,主要通过变化最初助燃风的量调 节热交换后的助燃风温度,达到恒定温度的目的。而压力传感器8主要通过风机1的变频 器恒定风压,根据气体常数方程式V = RT/P (其中V-助燃风体积,R为普适气体常量,即常 数,T为绝对温度,P为压强,这里指助燃风压力)。即通过温度T(由电动阀6控制)和风 压P控制(由助燃风机1通过变频器调节),来稳定产品烧成所需的助燃风量V,使窑内的 温度稳定,在利用助燃风带入显热而节能的同时保证了产品质量的稳定。

Claims (10)

1. 一种助燃风加热节能装置,其特征在于:包括助燃风机(1),所述助燃风机(1)的出 风口连通两条通道,其中一通道为热交换通道,另一通道为调节通道,所述热交换通道和调 节通道的另一端相互连通。
2.根据权利要求1所述的助燃风加热节能装置,其特征在于:所述热交换通道包括 上、下设置的两条单元通道和若干加热支管;其中,位于上方的单元通道为上单元通道 O),位于下方的单元通道为下单元通道(3),各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于 连通两风盒的连接管;各加热支管(4)均连通上、下单元通道的风盒,且同一加热支管两端 连接的上、下单元通道设置在异侧的风盒;所述下单元通道(3)的连接管(3¾连通助燃风 机(1)的出风口,所述上单元通道O)的连接管与所述调节通道连通。
3.根据权利要求2所述的助燃风加热节能装置,其特征在于:所述助燃风机1的出风 口连接有一主管(5),所述热交换通道的上、下单元通道0、3)的连接管(23、3;3)均与该主 管(5)连通,且所述下单元通道(3)的连接管(3¾靠近助燃风机(1)的出风口 ;所述主管 (5)与上、下单元通道0、3)的连接管03、33连接之间的部分构成调节通道。
4.根据权利要求3所述的助燃风加热节能装置,其特征在于:所述调节通道设有控制 阀(6);所述上单元通道O)的连接管与助燃风机(1)的出风口的连接处和/或下单 元通道C3)的连接管(3¾与调节通道的连接处设有手动闸阀;所述主管(¾上设有用于检 测管内助燃风的检测部件;所述检测部件位于调节通道与热交换通道的上单元通道O)的 连接管连接处远离阻燃风机(1)的位置;所述检测部件包括热电偶(7)和压力传感器 (8),其中所述热电偶(7)连接电动阀(6),所述压力传感器连接助燃风机(1)的变频器。
5.根据权利要求1或4所述的助燃风加热节能装置,其特征在于:所述助燃风机(1)的 进风口连接有两个用于连通气源的进风管(101、102);两进风管(101、102)与助燃风机(1) 之间均设有过滤器(9)。
6. 一种陶瓷烧成窑炉,包括窑体,所述窑体按依次分为烧结段(I)、急冷段(II)、缓冷 终冷锻(III),其特征在于:还包括助燃风加热节能装置,所述助燃风加热节能装置包括 助燃风机(1),所述助燃风机(1)的出风口分别连通两条通道,其中一通道为热交换通道, 另一通道为调节通道,所述热交换通道和调节通道的另一端相互连通;所述热交换通道设 置在窑炉的急冷段(II)内,将调节通道设置在窑炉的急冷段(II)外,并将两通道相互连通 的一端连接至位于窑炉烧结段(I)内的喷嘴。
7.根据权利要求6所述的陶瓷烧成窑炉,其特征在于:所述热交换通道包括上、下设 置的两条单元通道和若干加热支管;其中,位于上方的单元通道为上单元通道O),位 于下方的单元通道为下单元通道(3),各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两 风盒的连接管;各加热支管(4)均连通上、下单元通道的风盒,且同一加热支管两端连接的 上、下单元通道设置在异侧的风盒;所述下单元通道(3)的连接管(3¾连通助燃风机(1) 的出风口,所述上单元通道O)的连接管与所述调节通道连通。
8.根据权利要求7所述的陶瓷烧成窑炉,其特征在于:所述助燃风机(1)的出风口连 接有一主管(5),所述热交换通道的上、下单元通道0、3)的连接管(23、3;3)均与该主管 (5)连通,且所述下单元通道C3)的连接管(3¾靠近助燃风机(1)的出风口 ;所述主管(5) 与上、下单元通道0、3)的连接管(23、3;3)连接之间的部分构成调节通道。
9.根据权利要求8所述的陶瓷烧成窑炉,其特征在于:所述调节通道设有控制阀(6);所述上单元通道O)的连接管与助燃风机(1)的出风口的连接处和/或下单元通道 (3)的连接管(3¾与调节通道的连接处设有手动闸阀;所述主管(¾上设有用于检测管内 助燃风的检测部件;所述检测部件位于调节通道与热交换通道的上单元通道O)的连接管 (23)连接处远离阻燃风机(1)的位置;所述检测部件包括热电偶(7)和压力传感器(8),其 中所述热电偶(7)连接控制阀(6),所述压力传感器连接助燃风机(1)的变频器;所述助燃 风机(1)、电动阀(6)、热电偶(7)、压力传感器(8)均与窑体的控制系统连接。
10.根据权利要求9所述的陶瓷烧成窑炉,其特征在于:所述助燃风机(1)的进风口连 接有两个用于连通气源的进风管(101、102),两进风管(101、102)与助燃风机(1)之间均设 有过滤器(9);其中一进风管连通所述窑体(16)的缓冷终冷段(III),另一进风管连通室 温空气。
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