CN2923729Y - 罩式炉加热罩 - Google Patents

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马新建
向顺华
刘茵
陆建民
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Abstract

本实用新型公开了一种新型罩式炉加热罩,包括冷空气总管、冷空气支管、换热器耐火材料、热空气支管、换热器、烟气进口、烟气出口支管、热空气环、烟气出口总管、加热罩筒体、导向臂、燃气分配环、助燃风机、吊梁、烧嘴前空气管、烧嘴、仪表、烧嘴前燃气管和燃气总管,换热器包括两个与加热罩筒体横截面形状对应的半环形通道,安装在所述加热罩筒体的顶部。本实用新型集中换热系统的换热器形式,增大了换热面积,空气在换热器内有一个集中—分配—热交换—集中—再分配的过程,可将空气预热温度提高约450℃左右,并且各烧嘴所需热空气温度均匀,提高燃烧效率,改善燃烧效果,节约燃料。

Description

罩式炉加热罩
技术领域
本实用新型涉及一种热处理中使用的罩式炉设备,特别涉及一种罩式炉加热罩。
背景技术
罩式炉也叫钟罩炉,是周期性热处理设备,主要由炉台、内罩、加热罩、冷却罩等构成。罩式炉加热罩一般主要由钢结构、内衬、烧嘴、空气换热器、空燃气及烟气管路、助燃风机等部件组成。空气换热器是利用燃烧后的废烟气对空气进行预热,预热后空气送到烧嘴与燃气混合后燃烧,预热后空气温度一般能达250~300℃,提高燃烧效率,节约燃料,同时排放的烟气温度下降,减轻环境污染。
现有罩式炉加热罩的空气换热器分内热式和外热式两种。
如图1、2所示为现有内热式空气换热器单体图,设置在加热罩筒体内部,主要由翅片管1”、空气通道2”、套管3”和烟气通道4”构成,其中的翅片是为增加热交换面积而设。一个空气换热器对应一个烧嘴,分布在加热罩内圆周方向。烟气经烟气通道4”的同时从助燃风机来的冷空气通过空气通道2”,烟气和冷空气在翅片管1”两侧进行热交换后,热空气进入烧嘴,烟气进入排烟管道。如图3所示为专利CN97229736.7罩式退火炉的空气换热器套管结构,该专利属内热式空气换热器结构,主要差异是将圆形或椭圆形废气烟道装置为方形,并适当改变套管板厚,可以增加套管的截面积,方便加工、安装和维修。上述换热器的优点是结构简单,缺点是换热效率不高,空气预热温度一般在250~300℃之间;另外如果进入的各换热器的烟气温度和气量不一致,也会造成出口空气温度不均,燃烧效果差;而且由于换热器设置在加热罩内,预热的助燃空气吸收了部分炉内热量,排烟温度高。
附图4和图5所示为现有外热式空气换热器加热罩结构示意图和剖视图,主要由助燃风机1’、冷空气进口管2’、热空气分配环3’、热空气出口管4’、烟气入口5’、换热器6’、烟气出口7’、烟气排放管8’、加热罩筒体9’和吊梁10’构成。由助燃风机1’送出的冷风经冷空气进口管2’送到换热器6’,跟烟气热交换后从热空气出口管4’出来进入热空气分配环3’,再由热空气分配环3’分配到每个烧嘴的空气管。与此同时,加热罩内的烟气由烟气入口5’进入换热器6’,跟空气热交换后由烟气出口7’进入烟气排放管8’,最后排放到烟道。该种换热器结构同样存在着换热行程短,空气预热温度不高,一般在250~300℃之间;而且这种外热式空气换热器采用从加热罩一侧排放废气的方式,使得炉内烟气流动不均匀,对加热过程不利。
在罩式退火炉退火加热过程中,在同一燃料条件下,空气预热温度的高低和均匀性决定了烧嘴燃烧效率和火焰温度的均匀性,从而间接影响了内罩里面保护气体的温升效果。从理论上来说高温烟气与被预热的空气间传热时间越长,换热效率越高,节能效果越好,但实际上会受到多种因素限制。上述换热器结构存在着换热行程短,空气预热温度不高等缺点。
发明内容
本实用新型的目的,是提供一种新型罩式炉加热罩结构,通过集中换热系统提高并均匀空气预热温度,提高燃烧效率,改善燃烧效果,节约燃料。
本实用新型的目的是这样实现的:
一种罩式炉加热罩,包括冷空气总管、冷空气支管、换热器耐火材料、热空气支管、换热器、烟气进口、烟气出口支管、热空气环、烟气出口总管、加热罩筒体、导向臂、燃气分配环、助燃风机、吊梁、烧嘴前空气管、烧嘴、仪表、烧嘴前燃气管和燃气总管。其实质性特点在于:
所述换热器包括两个与加热罩筒体横截面形状对应的半环形通道,安装在所述加热罩筒体的顶部。所述换热器的半环形通道设置在吊梁的两侧,包括冷空气分配箱、耐热管、热空气集箱、烟气出口、烟气换热通道、烟气出口通道,
所述冷空气总管和冷空气支管设置在所述加热罩筒体靠近助燃风机的一侧面。所述烟气出口支管、热空气支管、烟气出口总管设置在所述加热罩筒体与所述冷空气总管和所述冷空气支管相对的一侧面。
上述罩式炉加热罩包括空气管路和烟气管路结构,空气管路和烟气管路结构采用了集中换热系统设置,空气在换热器内形成一个集中—分配—热交换—集中—再分配的过程。
本实用新型罩式炉加热罩,由于采用了上述的技术方案,使之与现有技术相比,具有以下的优点和积极效果:
1、本实用新型由于采用了集中换热系统,换热面积大,所以可以提高空气预热温度到400~450℃,提高了换热效率和换热能力。
2、本实用新型结构上的改进使得空气在换热器内有一个集中—分配—热交换—集中—再分配的过程,达到了分配给各烧嘴的热空气温度均匀的目的,改善了燃烧效果,节约了燃料。
3、本实用新型换热器充分利用加热罩顶部吊梁四周的空间来设计换热器,使加热罩筒体四周重量保持相对均匀,减少了配重块。
附图说明
图1是现有技术内热式加热罩空气换热器剖视图;
图2为图1所示换热器沿A-A线的剖视图;
图3是专利CN97229736.7空气换热器套管结构示意图;
图4是现有外热式空气换热器加热罩结构示意图;
图5为图4所示换热器加热罩沿B-B线的局部剖视图;
图6是本实用新型罩式炉加热罩的俯视图;
图7为图6所示的新型罩式炉加热罩C向视图;
图8为图6所示的新型罩式炉加热罩D向视图;
图9为沿着图6中的N-N线的剖视图;
图10为沿着图6中的M-M线的剖视图。
具体实施方式
以下是本实用新型的一较佳实施例,但本实用新型的保护范围并不限于此:
如图6、图7、图8、图9、图10,本实用新型罩式炉加热罩主要由冷空气总管1、冷空气支管2、冷空气分配箱3、烟气进口4、耐热钢管5、烟气出口6、热空气集箱7、烟气换热通道8、换热器耐火材料9、热空气支管10、烟气出口通道11、换热器12、烟气出口支管13、热空气环14、烟气出口总管15、加热罩筒体16、导向臂17、燃气分配环18、燃气快速接头19、助燃风机20、吊梁21、烧嘴前空气管22、烧嘴23、仪表24、烧嘴前燃气管25和燃气总管26等组成。
如图6、图7、图8所示,吊梁21安装在加热罩筒体16的顶部中间;换热器12主体由两个符合加热罩筒体16横截面形状的半环形体组成,安装在加热罩筒体16的顶部,并且两个半环形体布置在吊梁21的两侧,其中,A向侧为冷空气入口侧,B向侧为热空气出口侧。
如图7、图9、图10所示,吊梁21安装在加热罩筒体16的顶部中间;导向臂17安装在加热罩筒体16的外侧下部(具体位置要结合车间导向柱);烧嘴23分两层均匀安装在加热罩筒体16下半部的四周;烧嘴前空气管22的一端通过螺纹或法兰连接在烧嘴上、另一端通过焊接或法兰连接在上方的热空气分配环14上;仪表24安装在加热罩筒体16外侧下半部;燃气分配环18焊接在加热罩筒体16的外侧下部;燃气总管26一端焊接在燃气分配环18上、另一端连接在燃气快速接头19上;燃气快速接头19安装在加热罩筒体16下部外侧,一端跟燃气总管26连接、另一端接在车间燃气接口上(具体位置要结合车间配置);助燃风机20安装在加热罩筒体16外侧上半部、吊梁21A向端部的下方;冷空气总管1通过法兰连接在助燃风机20上方;两根冷空气支管2的一端通过焊接或法兰连接在冷空气总管1上端、另一端通过法兰分别连接在吊梁21A向端部两侧的换热器12上。
如附图8、图9、图10所示,两根热空气支管10的一端通过法兰分别连接在吊梁21B向端部两侧的换热器12上、另一端在下方通过焊接或法兰连接在加热罩筒体16外侧的热空气分配环14上;烟气出口总管15安装在吊梁21B向端加热罩筒体16外侧,通过卡套或快速接头连接到车间烟道;两根烟气出口支管13安装在加热罩筒体16外侧、吊梁21B向端部下方,一端通过法兰分别连接到吊梁21B向端部两侧的换热器12的烟气出口通道11上、另一端通过法兰跟下方的烟气出口总管15连接;两根热空气支管10安装在吊梁21B向端、加热罩筒体16外侧上半部,一端通过法兰分别连接在吊梁21B向端部两侧换热器12的热空气集箱7上、另一端通过焊接或法兰分别连接在下面的热空气分配环14上。
空气管路连接关系(按空气走向):助燃风机20(法兰连接)冷空气总管1(法兰连接或焊接)冷空气支管2(法兰连接)换热器12(焊接或法兰连接)热空气支管10(焊接或法兰连接)热空气分配环14(焊接或法兰连接)烧嘴前空气管22(螺纹或法兰连接)烧嘴23。其中,冷空气支管2通过法兰连接在换热器12的冷空气分配箱3上;热空气支管10通过焊接或法兰连接在换热器12的热空气集箱7上。
换热器12内的空气管路连接关系(按空气走向):冷空气支管2(法兰连接)冷空气分配箱3(焊接)耐热钢管5(焊接)热空气集箱7(焊接或法兰连接)热空气支管10。
烟气管路连接关系(按烟气走向):加热罩顶部的烟气进口4(焊接)换热器12(焊接)的烟气出口通道11(法兰连接)烟气出口支管13(法兰连接)烟气出口总管15(卡套或快速接头连接)车间烟道。其中,换热器12的烟气管路包括两个符合加热罩筒体16横截面形状的半环形体烟气换热通道8,烟气出口6和烟气出口通道11。
空气流程:从助燃风机20来的冷空气经冷空气总管1出来后分成两路进入冷空气支管2,再经冷空气分配箱3将冷空气分配到耐热钢管5,与烟气换热通道8内烟气热交换后汇集到热空气集箱7,然后通过热空气支管10进入到热空气分配环14,最后由热空气分配环14将热空气分配给烧嘴前空气管22,然后与从烧嘴前燃气管25来的燃气一起供给烧嘴23燃烧。
烟气流程:烧嘴23燃烧后的烟气从加热罩顶部的烟气进口4,进入到烟气换热通道8后与耐热钢管5内的冷空气热交换后,再经烟气出口6和烟气出口通道11通到烟气出口支管13,然后汇集到烟气出口总管15,排放到车间烟道。
本实用新型是对现有罩式炉加热罩的一种补充、完善和创新,通过集中换热系统提高并均匀空气预热温度,提高燃烧效率,改善燃烧效果,节约燃料,该实用新型的应用前景非常广阔。

Claims (5)

1、一种罩式炉加热罩,包括冷空气总管、冷空气支管、换热器耐火材料、热空气支管、换热器、烟气进口、烟气出口支管、热空气环、烟气出口总管、加热罩筒体、导向臂、燃气分配环、助燃风机、吊梁、烧嘴前空气管、烧嘴、仪表、烧嘴前燃气管和燃气总管,其特征在于,换热器包括两个与加热罩筒体横截面形状对应的半环形通道,安装在所述加热罩筒体的顶部。
2、如权利要求1所述的罩式炉加热罩,其特征在于:所述换热器的半环形通道包括空气管路和烟气管路,该空气管路包括依次连接的冷空气分配箱、耐热管和热空气集箱,所述烟气管路包括依次连接的烟气换热通道、烟气出口和烟气出口通道。
3、如权利要求1所述的罩式炉加热罩,其特征在于:所述两个半环形通道设置在吊梁的两侧。
4、如权利要求1所述的罩式炉加热罩,其特征在于:所述冷空气总管和冷空气支管设置在所述加热罩筒体靠近助燃风机的一侧面。
5、如权利要求4所述的罩式炉加热罩,其特征在于:所述烟气出口支管、热空气环、烟气出口总管设置在所述加热罩筒体与冷空气总管和冷空气支管相对的一侧面。
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