CN204944159U - 隧道窑 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种隧道窑，包括炉体，所述炉体设有产品进口和产品出口，所述产品进口与所述产品出口之间沿产品运行方向依次设有预热段、加热段、急冷段和缓冷段，所述加热段的两侧炉壁上沿产品运行方向均间隔布置有多个蓄热式烧嘴；所述缓冷段设有产品热量回收机构。本实用新型提供的陶瓷隧道窑采用蓄热式烧嘴，按热风温度不同多级回收缓冷段内的热风，并送至预热段多级利用，以及送至急冷段作为急冷风源之一，可实现热风热量的综合回收利用，实现隧道窑热量的高效利用，相比于普通隧道窑，可以节约燃气20～40％。

Description

隧道窑

技术领域

本实用新型涉及一种隧道窑，尤其涉及一种陶瓷隧道窑。

背景技术

目前，陶瓷隧道窑高温产品的热量回收利用效果较差，只回收了低温的热量。普通陶瓷隧道窑由于普遍没有采用蓄热式烧嘴，炉内气体只能朝产品进口的方向流动，冷却段的相对低温的热风直接穿过高温的加热段，带来额外的燃气消耗。

因此有必要设计一种隧道窑，以克服上述问题。

实用新型内容

本实用新型实施例涉及一种隧道窑，至少可解决现有技术的部分缺陷。

本实用新型实施例涉及一种隧道窑，包括炉体，所述炉体设有产品进口和产品出口，所述产品进口与所述产品出口之间沿产品运行方向依次设有预热段、加热段、急冷段和缓冷段，所述加热段的两侧炉壁上沿产品运行方向均间隔布置有多个蓄热式烧嘴；所述缓冷段设有产品热量回收机构。

作为实施例之一，所述产品热量回收机构包括至少一级高温热风回收结构和至少一级低温热风回收结构，所述缓冷段内形成有缓冷段高温区和缓冷段低温区，所述缓冷段高温区靠近所述急冷段，所述缓冷段低温区靠近所述产品出口；各所述高温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段高温区内，各所述低温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段低温区内。

作为实施例之一，所述预热段内具有高温预热区和低温预热区，所述低温预热区靠近所述产品进口，所述高温预热区靠近所述加热段；各所述高温热风回收结构的热风出口均设于所述高温预热区内，各所述低温热风回收结构的热风出口均设于所述低温预热区内，各所述热风出口按热风温度由低至高的顺序在所述预热段内沿产品运行方向依次间隔布置。

作为实施例之一，所述缓冷段内还形成有缓冷段中温区，所述缓冷段中温区位于所述缓冷段高温区与所述缓冷段低温区之间；所述急冷段连接有急冷风供应机构，所述急冷风供应机构包括急冷风机和供风管路，所述供风管路与所述急冷风机的进风口连通，所述供风管路包括常温空气供应管和回收热风供应管，所述回收热风供应管的入口端位于所述缓冷段中温区内。

作为实施例之一，所述常温空气供应管及所述回收热风供应管上均设有流量控制阀。

作为实施例之一，各所述热风出口均包括多个热风喷口，每个所述热风出口的多个所述热风喷口沿产品运行方向间隔设置。

作为实施例之一，各所述热风出口均设于所述预热段的底部。

作为实施例之一，所述预热段内还设有气体搅拌机构，所述气体搅拌机构包括多台搅拌风机，各所述搅拌风机沿产品运行方向间隔布置在所述预热段内的两侧炉壁上，各所述搅拌风机的抽风口均位于所述预热段上部，出风口均位于所述预热段下部。

作为实施例之一，所述加热段内形成有加热段低温区和加热段高温区，所述加热段低温区靠近所述预热段，所述加热段高温区靠近所述急冷段；所述加热段低温区内的各所述蓄热式烧嘴均设于所述加热段低温区两侧炉壁的下部，所述加热段高温区内的各所述蓄热式烧嘴分布于所述加热段高温区两侧炉壁的上部及下部。

本实用新型实施例至少实现了如下有益效果：

(1)本隧道窑通过采用蓄热式烧嘴，使加热段没有余热外排，该段炉内气体不向其它段流动，从而提高加热效率，降低燃气消耗，节约成本。

(2)通过设置多级热风回收结构，分级回收缓冷段内的不同温度的热风，有效提高隧道窑的热量回收效果，节约能源。通过将分级回收的热风对应送至预热段分级利用，可实现回收热量的高效利用，降低预热段内燃气消耗。

(3)通过将缓冷段内的中温热风回收作为急冷段的急冷风源，就近将缓冷段中温区回收的热风用于急冷，可降低急冷空气的用量，降低能耗。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本实用新型实施例提供的隧道窑的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的蓄热式烧嘴的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

如图1，本实用新型实施例提供一种隧道窑，包括炉体1，所述炉体1设有产品进口和产品出口，所述产品进口与所述产品出口之间沿产品运行方向依次设有预热段、加热段、急冷段和缓冷段。该炉体1水平延伸，一端为所述产品进口，另一端为产品出口，产品自产品进口进入炉体1内后，即进入预热段预热，经加热段加热及急冷段和缓冷段冷却后，从产品出口排出炉体1。

本隧道窑中，所述加热段的两侧炉壁上沿产品运行方向均间隔布置有多个蓄热式烧嘴23。其中，加热段沿产品运行方向分4～6区控制温度，从而形成加热段低温区和加热段高温区，所述加热段低温区靠近预热段，所述加热段高温区所述急冷段。加热段低温区内的各蓄热式烧嘴23均设于加热段低温区两侧炉壁的下部，加热段高温区内的各蓄热式烧嘴23分布于加热段高温区两侧炉壁的上部及下部。即加热段低温区的每侧炉壁上只设置一排下部烧嘴23，加热段高温区的每侧炉壁上则设置一排上部烧嘴23和一排下部烧嘴23，从而形成循序渐进的加热过程。两侧的炉壁上的蓄热式烧嘴23的数量相同或大致相当，两侧的蓄热式烧嘴23错位布置。各蓄热式烧嘴23通过一主燃气总管10供应主燃气，燃气总管上沿气流方向依次设有第一燃气手动切断阀11、燃气流量计12、第二燃气手动切断阀13、燃气恒压阀14、电子调节阀15及燃气快速切断阀16；各蓄热式烧嘴23通过一助燃气总管25供应助燃气，助燃气总管25上依次设有带过滤器的助燃鼓风机7和助燃气流量计6；各蓄热式烧嘴23通过一排烟总管24排烟，排烟总管24上设有排烟引风机9和烟气流量计8。一般地，蓄热式烧嘴23的数量及蓄热式烧嘴23之间的间距根据实际需要进行设定；本实施例中，蓄热式烧嘴23之间距离在1～1.5米左右，蓄热式烧嘴23总数为30～70只，加热段总长为20～40米。

本实施例中，由于加热段采用蓄热式烧嘴23，因此加热段没有余热外排，该段炉内气体不向其它段流动，从而提高加热效率，降低燃气消耗，节约成本。

接续上述隧道窑，所述缓冷段设有产品热量回收机构。所述产品热量回收机构包括至少一级高温热风回收结构和至少一级低温热风回收结构，所述缓冷段内形成有缓冷段高温区和缓冷段低温区，所述缓冷段高温区靠近所述急冷段，所述缓冷段低温区靠近所述产品出口；各所述高温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段高温区内，各所述低温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段低温区内。其中，缓冷段高温区可沿产品运行方向分为多个高温子区域，高温子区域的数量与高温热风回收结构的数量相同且一一对应配置；同样，缓冷段低温区也采用如上结构。高温热风回收结构包括高温热风风机20，高温热风风机20的入风口通过高温热风管道5与对应的热风进口连通，该热风管道5上设有高温热风流量计19；低温热风回收结构包括低温热风风机22，低温热风风机22的入风口通过低温热风管道2与对应的热风进口连通，该低温热风管道2上设有低温热风流量计21。本隧道窑中，将缓冷段内热风按温度不同实现分级回收，从而可分级利用，实现产品热量的高效回收利用。一般地，分级越多，热量利用效果越好，但同时设备造价高；本实施例中，可分为2～3级进行回收，即采用一级高温热风回收结构和一级或两级低温热风回收结构，或者，采用一级低温热风回收结构和一级或两级高温热风回收结构。其中，各高温热风回收结构的热风进口与急冷段的距离在4～10m范围内；各低温热量回收结构的热风进口与炉体1产品出口的距离在6～15米范围内。

接续上述隧道窑，上述各热风回收结构回收的热风可多用途综合利用，优选地，将这些分级回收的热风送至预热段给入炉产品进行预热，可有效节约能源，降低预热段燃气消耗。具体地，采用如下结构：所述预热段内具有高温预热区和低温预热区，所述低温预热区靠近所述产品进口，所述高温预热区靠近所述加热段；各所述高温热风回收结构的热风出口均设于所述高温预热区内，各所述低温热风回收结构的热风出口均设于所述低温预热区内，各所述热风出口按热风温度由低至高的顺序在所述预热段内沿产品运行方向依次间隔布置。即将分级回收的热风按热风温度高低在预热段内分级利用，实现回收热风的高效利用。其中，各低温热风回收结构的热风出口与炉体1产品进口的距离在6～10m范围内，各高温热风回收结构的热风出口与加热段的距离在4～8m范围内。

进一步优化上述隧道窑的结构，各热风回收结构的热风出口均包括多个热风喷口(图中未示出)，每个热风出口的多个热风喷口沿产品运行方向间隔设置；设置多个热风喷口将回收的热风喷入预热段内，可提高热风的弥散效果，提高热风分布的均匀性，进而提高预热段上下温度的均匀性。一般地，每个热风出口包括4～10个热风喷口，可根据实际预热效果进行调整。优选地，由于热风的密度低于冷风的密度，因此，可将各热风出口均设于预热段的底部，即在预热段内由下往上吹风，可提高热风与产品的接触几率，提高换热效果。进一步地，为提高预热段内各区上下温度的均匀性，所述预热段内还设有气体搅拌机构，所述气体搅拌机构包括多台搅拌风机26，各所述搅拌风机26沿产品运行方向间隔布置在所述预热段内的两侧炉壁上，各所述搅拌风机26的抽风口均位于所述预热段上部，出风口均位于所述预热段下部。即各搅拌风机26从预热段炉内上部吸风，从炉内下部喷出，搅拌预热段内空气，使上部热空气与下部冷空气均匀混合，从而提高炉内上下温度均匀性，提高产品的预热效果。

接续上述隧道窑的结构，预热段还需设有废气排放机构，将预热段内的与产品换热后的废气排出预热段。该废气排放机构包括废气排放风机4，该废气排放风机4的抽风口位于上述低温预热区和高温预热区之间，优选为位于炉体1底部或侧下部，将与产品换热后的冷空气逐渐抽出预热段；废气排放风机4与抽风口之间设有废气流量计3，控制高温热风、低温热风及由产品进口吸入的冷风总量与废气排放风量相适应，质量流量进出尽量相等。另外，如图1所示，上述各搅拌风机26安装于废气抽风口附近的炉体1两侧，并根据搅拌需要向左右两侧延伸布置；各搅拌风机26均采用高温风机，数量根据实际需要确定，本实施例中采用8～12台，相邻两搅拌风机26之间的间距为1～3米。根据上述结构确定的预热段总长度在16～30米范围内，最终预热温度在650～850℃范围内。

进一步优化上述隧道窑的结构，陶瓷生产过程中需对陶瓷产品进行急冷，即设置急冷段，急冷段连接有急冷风供应机构，急冷风供应机构包括急冷风机18、供风管路和急冷风喷口，急冷风机18带有过滤器，急冷风喷口设于急冷段炉内，通过管道与急冷风机18的出风口连通，将急冷风喷出对产品进行急冷，急冷风喷口应尽量多，以便对产品进行均匀冷却；在急冷风机18与急冷风喷口之间设有急冷风流量计17。所述缓冷段内还形成有缓冷段中温区，所述缓冷段中温区位于所述缓冷段高温区与所述缓冷段低温区之间；所述供风管路与所述急冷风机18的进风口连通，所述供风管路包括常温空气供应管和回收热风供应管，所述回收热风供应管的入口端位于所述缓冷段中温区内。即急冷风由常温空气和炉内回收的热空气两部分组成，就近将缓冷段中温区回收的热风用于急冷，可降低急冷空气的用量，降低能耗。但热风用于急冷，会导致风量需求增大，从缓冷段抽吸的热风较多，产品缓冷段冷却加快，易造成产品开裂。如果产品缓冷段足够长，可以解决此问题，即急冷风中的热风加入量必须与缓冷段的长度相适应，以控制缓冷段内缓冷速度低于4℃/分钟为宜。可在所述常温空气供应管及所述回收热风供应管上均设置流量控制阀，控制热风抽吸量，当缓冷段内的缓冷速度较快时，可减小或关闭回收热风供应管上的流量控制阀的通过流量，适当增大常温空气的抽吸量。

另外，本隧道窑还设有检测控制系统，具体包括：(1)各段及各段内各区的温度检测控制；(2)预热段：控制废气排放风量与高温和低温热风及炉体1产品进口吸入的冷风总量相适应，质量流量进出尽量相等；(3)加热段：蓄热式烧嘴23的切换和点火控制；采用烧嘴前燃气开关控制温度；燃气流量的检测及控制，燃气流量控制实现减少烧嘴前燃气开关次数，使炉温波动最小；另外，控制加热系统的助燃空气与排烟的流量相适应，质量流量进出尽量相等；(4)急冷段：控制急冷风量与高温热量回收的热风相适应，避免缓冷段冷却速度过快；允许有1/10～1/4的急冷空气流入加热段；(5)所有风机风量检测控制；除搅拌风机26外，其它风机均采用变频控制。该检测控制系统采用PLC和上位机的控制模式，无需另外编程。

本实施例提供的陶瓷隧道窑采用蓄热式烧嘴23，按热风温度不同多级回收缓冷段内的热风，并送至预热段多级利用，以及送至急冷段作为急冷风源之一，可实现热风热量的综合回收利用，实现隧道窑热量的高效利用，相比于普通隧道窑，可以节约燃气20～40％。

实施例二

如图1，本实施例提供一种蓄热式烧嘴，可用于实施例一中的加热段内。该蓄热式烧嘴包括燃烧室101、蓄热室104、燃气喷管106和点火喷管105，所述燃烧室101一端开口形成喷口(图中未示出)，另一端与所述蓄热室104连通，所述蓄热室104远离所述燃烧室101的一侧设有助燃空气入口107，所述蓄热室104内设有蓄热体103；所述燃气喷管106套设于所述点火喷管105外，所述燃气喷管106和所述点火喷管105均穿设于所述蓄热室104上，且均伸入所述燃烧室101内；所述燃气喷管106上设有燃气入口110和燃气出口(图中未示出)，所述点火喷管105上设有点火气入口111、点火气出口(图中未示出)和点火器108，所述燃气出口和所述点火气出口均位于所述燃烧室101内，所述燃气入口110、所述点火气入口111及所述点火器108均位于所述蓄热室104之外，且所述点火器108位于所述点火气入口111与所述蓄热室104之间。其中，喷口也作为燃烧烟气入口，助燃空气入口107也作为燃烧烟气出口；燃烧室101和蓄热室104都优选为圆柱体形或长方体形腔室，二者同轴拼接；燃气喷管106与点火喷管105同轴套装，且沿蓄热室104的中轴线穿过蓄热体103。蓄热体103优选为采用陶瓷蜂窝体，蓄热体103的垂直于气体流通方向的截面形状为圆形或矩形，且截面尺寸与蓄热室104的截面尺寸匹配，从而蓄热体103嵌装于蓄热室104内。所述蓄热室104优选为具有空气腔和蓄热腔，所述空气腔和所述蓄热腔沿气体流通方向依次设置且互相连通，所述蓄热体103设于所述蓄热腔内，所述助燃空气入口107设于所述空气腔对应的蓄热室104壁面上；在蓄热室104内留有空气腔可提高蓄热室104内空气的流通速度。上述燃气入口110、点火气入口111及点火器108均位于蓄热室104之外，指的是位于蓄热室104远离燃烧室101一侧的室外，即点火器108位于常温区域；该点火器108可采用火花塞。点火喷管105远离燃烧室101的一端设有窥视镜109或火焰检测器109，可实时监测点火情况。

作为本实施例的一种优选结构，所述燃烧室101包括渐缩段(图中未示出)，所述渐缩段沿气体流通方向截面面积逐渐减小，所述燃气出口位于所述渐缩段内且靠近所述渐缩段的小断面端。如图2，燃烧室101包括一渐缩段，该渐缩段的大断面端与蓄热室104连接相通，该渐缩段的小端面端沿气体流通方向向前延伸形成一平直段，该平直段远离所述渐缩段的一端开口即形成所述喷口。燃气喷管106位于燃烧室101内的端部为封闭端，所述燃气出口包括多个燃气喷孔102，多个燃气喷孔102在燃气喷管106的管壁上间隔布置。多个燃气喷孔102可在燃气喷管106的管壁上呈不规则分布，但会导致渐缩段内各区域的燃气分布不均匀，影响燃烧效果，造成燃烧不均匀不充分。因此，优选地，采用如下方式：多个所述燃气喷孔102分成多组喷孔组，每组所述喷孔组的各所述燃气喷孔102沿所述燃烧喷管的管壁环形布置；进一步地，各燃气喷孔102的轴向均为燃气喷管106的径向。采用如上结构的燃气出口布置方式，可使得进入渐缩段各区域的燃气分布均匀，从而有利于主燃气与助燃空气的充分均匀混合，保证燃烧充分。采用渐缩段，可增大气体流速；燃气出口位于渐缩段将要收缩到最小截面积的位置，既有利于燃气与助燃空气的混合，又不至于使得燃气在燃烧室101内完全燃烧，造成本烧嘴温度超高，影响使用寿命。另外，点火气出口设于点火喷管105位于燃烧室101内的端部上，即点火喷管105位于燃烧室101内的端部开口形成所述点火气出口；点火喷管105与燃气喷管106位于燃烧室101内的端部优选为平齐设置，便于设备制作；当然，也可不平齐设置，此时该点火气出口则需要伸出燃气喷管106之外，但仍设置在渐缩段内为佳。

如图2，所述燃气喷管106和所述点火喷管105均包括沿气体流通方向依次设置的低温段和高温段，所述低温段均为不锈钢管，所述高温段均为碳化硅质管体，低温段采用不锈钢管可提高管体的结构强度，便于燃气喷管106穿设在蓄热室104上，高温段采用碳化硅材质可提高设备的使用寿命。本实施例中，燃烧室101和蓄热室104优选为采用一体结构形成烧嘴本体，该烧嘴本体为中空结构，内部腔体沿气体流通方向分隔形成为上述蓄热室104和燃烧室101的内腔。对应于上述燃气喷管106的高温段，该烧嘴本体的壳体采用浇注料或者碳化硅材质；对应于上述燃气喷管106的低温段，该烧嘴本体的壳体采用不锈钢材质。该烧嘴本体可完全安装在炉墙内，也可有一部分在炉墙外，此时在炉墙外的部分需要配置保温措施。

本蓄热式烧嘴的工作原理如下：本蓄热式烧嘴采用夹层管道，中心管道走点火气(点火燃气和点火空气的混合物)，夹层走主燃气；主燃气从夹层管的管壁上的多个燃气喷孔102喷出，与助燃空气充分混合，便于完全燃烧。点火时，燃气喷管106的燃气入口110和点火喷管105的点火气入口111同时打开；点完火后，通过电磁阀关闭点火气供应管路，即关闭上述中心管道。通过将点火气与主燃气分开后，点火燃气和点火空气压力稳定，点火可靠；由于点火气开通时间只有1秒钟，因此点火燃气可以适当大些(其总的消耗仍然很少)，提高点火效率及成功率，有效解决点火困难的问题。由于火花塞点火时间短(0.1秒钟)，也不存在火花塞积炭的问题。点火气可以预先配制好，也可以在点火喷管105内就地配制；对于预先配制好的情况，点火喷管105上只设置一个气体入口即可，此时，通过该点火器108入口连接点火气供应管路，该点火气供应管路供应配制好的点火燃气和点火空气的混合气体；对于在点火喷管105内就地配制的情况，需在点火喷管105上设置两个气体入口，即所述点火气入口111包括点火燃气入口和点火空气入口，点火燃气和点火空气分别通过对于的入口进入点火喷管105内混合反应。在点火喷管105内就地配制的系统安全性更高，但就地配制的点火气由于混合不均，比例不是最佳，需要点火变压器的功率大一点(超过25W)。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种隧道窑，包括炉体，所述炉体设有产品进口和产品出口，所述产品进口与所述产品出口之间沿产品运行方向依次设有预热段、加热段、急冷段和缓冷段，其特征在于：所述加热段的两侧炉壁上沿产品运行方向均间隔布置有多个蓄热式烧嘴；所述缓冷段设有产品热量回收机构。

2.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：所述产品热量回收机构包括至少一级高温热风回收结构和至少一级低温热风回收结构，所述缓冷段内形成有缓冷段高温区和缓冷段低温区，所述缓冷段高温区靠近所述急冷段，所述缓冷段低温区靠近所述产品出口；各所述高温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段高温区内，各所述低温热风回收结构的热风进口沿产品运行方向间隔设于所述缓冷段低温区内。

3.根据权利要求2所述的隧道窑，其特征在于：所述预热段内具有高温预热区和低温预热区，所述低温预热区靠近所述产品进口，所述高温预热区靠近所述加热段；各所述高温热风回收结构的热风出口均设于所述高温预热区内，各所述低温热风回收结构的热风出口均设于所述低温预热区内，各所述热风出口按热风温度由低至高的顺序在所述预热段内沿产品运行方向依次间隔布置。

4.根据权利要求2或3所述的隧道窑，其特征在于：所述缓冷段内还形成有缓冷段中温区，所述缓冷段中温区位于所述缓冷段高温区与所述缓冷段低温区之间；所述急冷段连接有急冷风供应机构，所述急冷风供应机构包括急冷风机和供风管路，所述供风管路与所述急冷风机的进风口连通，所述供风管路包括常温空气供应管和回收热风供应管，所述回收热风供应管的入口端位于所述缓冷段中温区内。

5.根据权利要求4所述的隧道窑，其特征在于：所述常温空气供应管及所述回收热风供应管上均设有流量控制阀。

6.根据权利要求3所述的隧道窑，其特征在于：各所述热风出口均包括多个热风喷口，每个所述热风出口的多个所述热风喷口沿产品运行方向间隔设置。

7.根据权利要求3或6所述的隧道窑，其特征在于：各所述热风出口均设于所述预热段的底部。

8.根据权利要求3或6所述的隧道窑，其特征在于：所述预热段内还设有气体搅拌机构，所述气体搅拌机构包括多台搅拌风机，各所述搅拌风机沿产品运行方向间隔布置在所述预热段内的两侧炉壁上，各所述搅拌风机的抽风口均位于所述预热段上部，出风口均位于所述预热段下部。

9.根据权利要求1所述的隧道窑，其特征在于：所述加热段内形成有加热段低温区和加热段高温区，所述加热段低温区靠近所述预热段，所述加热段高温区靠近所述急冷段；所述加热段低温区内的各所述蓄热式烧嘴均设于所述加热段低温区两侧炉壁的下部，所述加热段高温区内的各所述蓄热式烧嘴分布于所述加热段高温区两侧炉壁的上部及下部。