節能蓄熱室天然氣加熱爐的制作方法
【專利摘要】節能蓄熱室天然氣加熱爐，涉及一種鍛造行業鍛造前加熱的節能型工業窯爐設計技術領域。包括側墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架 ，側墻包括內墻和外墻，內墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，外墻圍在內墻外側，爐體鋼架設置在側墻和后墻外，在內墻與外墻之間設置蓄熱室；內墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，澆注料層臨靠爐膛設置，耐火磚層緊貼所述澆注料層外側，澆筑料層與耐火磚層等高，燒嘴拱腳磚分別配合在兩側耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，燒嘴拱腳磚的下部設置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，橫孔貫穿整個燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室。本加熱爐煙氣余熱利用率高，爐溫、爐壓穩定，使用壽命長，安全系數高。
【專利說明】
節能蓄熱室天然氣加熱爐
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種鍛造行業鍛造前加熱的節能型工業窯爐設計技術領域。
【背景技術】
[0002]按余熱回收方式劃分，現有的加熱爐主要包括換熱式加熱爐和蓄熱式加熱爐兩種爐型。換熱式加熱爐的顯著特征就是在加熱爐上采用了一種在煙道內回收煙氣余熱的換熱器;但熱效率低，余熱回收效果并不理想，助燃空氣的預熱溫度一般不高于350°C，即使以增加成本為代價而采用耐熱合金鋼作為換熱器材料，預熱溫度也僅能達到600°C左右。除此之外這種爐型需配置爐外較長的排煙道和高聳的煙囪，占地面積大，投資成本高。
[0003]蓄熱式加熱爐的煙氣余熱回收主要是通過兩個蓄熱室配合換向機構來實現。舊有蓄熱室存在體積龐大、熱回收率低、氣體預熱溫度波動較大的缺點；近年來，蓄熱室的應用有了新的發展，將蓄熱室與燃燒裝置有機地結合在一起，形成了蓄熱式燒嘴。煙氣余熱回收效果較好，但爐墻的散熱損失嚴重，尤其是蓄熱式燒嘴外殼的溫度高得往往人無法用手觸碰。另外爐況難于控制，爐壓高且波動大，易造成爐口和爐體冒火，嚴重危害了爐門和爐體的使用壽命。
【實用新型內容】
[0004]為了克服現有技術的缺陷，本實用新型提供一種節能蓄熱室天然氣加熱爐。
[0005]本實用新型包括側墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架，所述側墻包括內墻和外墻，所述內墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，所述外墻圍在所述內墻外側，所述爐體鋼架設置在所述側墻和后墻外，在所述內墻與外墻之間設置蓄熱室;所述內墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，所述澆注料層臨靠爐膛設置，所述耐火磚層緊貼所述澆注料層外側，所述澆筑料層與所述耐火磚層等高，所述燒嘴拱腳磚分別配合在兩側所述耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，所述燒嘴拱腳磚為高溫澆注料預制而成，所述燒嘴拱腳磚上部設置供小型燒嘴插入的斜孔，所述燒嘴拱腳磚的下部設置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，所述橫孔貫穿整個燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室，所述斜孔與所述橫孔連通，同側的各所述燒嘴拱腳磚沿著內墻等距離間隔排列成一排，在間隔處通過填塞澆注料密封，所述爐頂配合固定在兩排所述燒嘴拱腳磚的斜側面之間;所述外墻內設置供助燃空氣或煙氣流通的內置管道，所述蓄熱室包括預熱區、上通道、下通道，所述蓄熱室的預熱區通過下通道連接所述內置管道，所述蓄熱室的預熱區通過上通道與所述橫孔連通。
[0006]本實用新型所述蓄熱室為兩個，所述兩個蓄熱室分別設置在所述爐膛兩側的外墻和內墻之間，所述蓄熱室上頂部是弧形斜頂，所述蓄熱室的下底部是爐底，所述蓄熱室的側壁是所述耐火磚層，所述蓄熱室下部設置橫向布置的耐熱格柵板，所述耐熱格柵板下方為所述下通道，所述耐熱格柵板上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體作為所述預熱區，所述預熱區與所述弧形斜頂之間設有間隔，所述間隔為所述上通道;所述內置管道包括橫主管、豎主管、支管;所述豎主管豎直設置于所述爐墻中部臨近爐體鋼架的內側;所述橫主管兩端封閉，所述橫主管沿爐墻方向橫向設置于所述外墻下部，所述橫主管的下平面與所述下通道的下平面齊平，所述橫主管的上平面的中部與所述豎主管連通，所述橫主管的外側面臨靠所述爐體鋼架，所述橫主管的內側面與各所述支管的一端連通;所述支管以偶數的數量均勻對稱布置在所述橫主管與所述下通道之間，各所述支管的另一端分別與所述下通道連通，所述豎主管的上端連接相應的四通閥換向機構。
[0007]本實用新型在所述蓄熱室的中部設置一堵中間墻，所述中間墻的下端與所述爐底連接，所述中間墻的上端連接至所述燒嘴拱腳磚的下平面，所述中間墻另外兩端面分別支撐在所述內墻與外墻上；中間墻可以有效的將內墻熱應力傳遞至爐體鋼架上。
[0008]本實用新型所述澆筑料層上端面分別設置一排凸塊，各所述燒嘴拱腳磚的下端面分別設置與所述凸塊配合的凹槽，所述燒嘴拱腳磚分別通過下端面的凹槽與所述澆筑料層上端面的凸塊配合連接;在各所述燒嘴拱腳磚的兩側面上分別設置凹槽，填充澆筑料密封后，兩側面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚連成一個整體。
[0009]本實用新型在兩排所述燒嘴拱腳磚內分別插置常開燒嘴，在所述后墻上設置兩個與兩排所述常開燒嘴對應的點火燒嘴，各所述點火燒嘴的內端對應設置在所述靠近所述后墻的常開燒嘴的下方，所述點火燒嘴的外端設置在所述后墻外，所述點火燒嘴的外端連接相應的天然氣源和助燃空氣源。
[0010]本實用新型兩個蓄熱室分別以A蓄熱室和B蓄熱室區別定義。初始工作時，助燃空氣從內置管道進入A蓄熱室的下通道往上流通，依次穿過耐熱格柵板孔隙和預熱區的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙進入上通道，然后進入燒嘴拱腳磚的橫孔，并在橫孔內與天然氣部分混合后一起進入爐膛進行燃燒;燃燒后產生的煙氣從爐墻另一側的燒嘴拱腳磚的橫孔流入B蓄熱室，煙氣從上往下流通，依次穿過預熱區的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙和耐熱格柵板孔隙進入下通道，其攜帶的大量余熱絕大部分將會被球狀陶瓷蓄熱體吸收，以低于120°C的溫度從下通道旁的內置管道排出爐外。
[0011]球狀陶瓷蓄熱體儲存滿熱量后，本加熱爐開始換向工作，助燃空氣從內置管道進入B蓄熱室的下通道往上流通，依次穿過耐熱格柵板孔隙和預熱區的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙進入上通道，將之前球狀陶瓷蓄熱體吸收的熱量絕大部分傳遞給助燃空氣，預熱后的助燃空氣進入燒嘴拱腳磚的橫孔，并在橫孔內與天然氣部分混合后一起進入爐膛進行燃燒;燃燒后產生的煙氣從爐墻另一側的燒嘴拱腳磚的橫孔流入A蓄熱室，煙氣從上往下流通，依次穿過預熱區的球狀陶瓷蓄熱體之間的空隙和耐熱格柵板孔隙進入下通道，并將絕大部分的熱量傳遞給球狀陶瓷蓄熱體吸收，以低于120°C的溫度從下通道旁的內置管道排出爐外。
[0012]兩個蓄熱室按照上述規律輪流充當助燃空氣的進入通道和煙氣的排出通道兩種功能。這種結構可以有效地回收煙氣余熱，同時內墻蓄熱滿后的余熱在向外傳遞經過蓄熱室時也被助燃空氣所吸收，從而大大減少了爐墻的散熱損失。
[0013]本實用新型的節能蓄熱室天然氣加熱爐采用全溫段換向分散式燒嘴的設計。設置兩組燃燒裝置，兩組燃燒裝置配合四通閥換向機構輪流工作。所述燃燒裝置包括一組常開燒嘴和一只點火燒嘴。一組常開燒嘴由多只小型燒嘴組成，多只小型燒嘴布置在燒嘴拱腳磚斜孔內，沿爐膛方向等距離間隔排列，其數量和位置與燒嘴拱腳磚相對應;小型燒嘴間距小(250cm左右)，數量多，排布緊湊，可以實現整個爐膛段布滿發熱點，保證了較快的加熱速度和良好的爐溫均勻性;而且火焰柔和，爐壓低，有益于延長爐門和爐墻的使用壽命。
[0014]所述點火燒嘴的數量為兩只，分別布置在爐膛兩側的后墻上，其內端對應設置在靠近后墻的常開燒嘴的下方，其外端設置在后墻外，連接相應的天然氣源和助燃空氣源。當爐溫處于常溫和650°C(天然氣的燃點)之間時，點火燒嘴起到引燃常開燒嘴和火焰監測的雙作用；點火燒嘴由PLC自動控制，通過高壓打火點燃后，自爐后向爐前排列的順序逐個開通常開燒嘴的天然氣，則爐膛一側的多個常開燒嘴被依次引燃，之后點火燒嘴的天然氣和空氣管路關閉不再燃燒，僅需起到火焰監測的單作用。當爐溫高于650°C(天然氣的燃點)，通過常開燒嘴進入爐膛的天然氣可以自行燃燒時，點火燒嘴的天然氣和空氣管路處于關閉狀態，僅需起到火焰監測的單作用。
[0015]進入換向輪流工作狀態時，先前處于工作的一組燃燒裝置停止工作，爐膛另一側的一組燃燒裝置開始工作；由于兩組常開燒嘴均配置一只點火燒嘴，常溫狀態下就可以進行換向蓄熱燃燒，突破了以往必須在爐溫高于650°C(天然氣的燃點)才能換向蓄熱燃燒的限制。
【附圖說明】

[0016]圖1為本實用新型的一種結構不意圖；
[0017]圖2為圖1的A-A剖視圖。
【具體實施方式】
[0018]如圖1、2所示，本節能蓄熱室天然氣加熱爐，包括側墻28、后墻29、爐底3、爐頂4、爐體鋼架5，側墻28包括內墻1、外墻2，內墻I與后墻29、爐頂4、爐底3圍成爐膛6，外墻2圍在內墻I外側，爐體鋼架5設置在外墻2外，在內墻I與外墻2之間設置蓄熱室7;內墻I包括澆筑料層8、耐火磚層9、多塊燒嘴拱腳磚10，澆注料層8臨靠爐膛6設置，耐火磚層9緊貼澆注料層8外側，澆筑料層8與耐火磚層9等高，燒嘴拱腳磚10分別配合在兩側耐火磚層9、澆注料層8上方形成兩排，燒嘴拱腳磚10為高溫澆注料預制而成，燒嘴拱腳磚10上部設置供小型燒嘴插入的斜孔U，燒嘴拱腳磚10的下部設置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔12，橫孔12貫穿整個燒嘴拱腳磚10從而連通爐膛6和蓄熱室7，斜孔11與橫孔12連通，同側的各燒嘴拱腳磚10沿著內墻I等距離間隔排列成一排，在間隔處通過填塞澆注料密封，爐頂4配合固定在兩排燒嘴拱腳磚10的斜側面之間；外墻2內設置供助燃空氣或煙氣流通的內置管道13，蓄熱室7包括預熱區14、上通道15、下通道16，蓄熱室7的預熱區14通過下通道16連接內置管道13，蓄熱室7的預熱區14通過上通道15與橫孔12連通。
[0019]蓄熱室7為兩個，兩個蓄熱室7分別設置在爐膛6兩側，蓄熱室7上頂部是弧形斜頂17，蓄熱室7的下底部是爐底3，蓄熱室7的側壁是耐火磚層9，蓄熱室7下部設置橫向布置的耐熱格柵板18，耐熱格柵板18下方為所述下通道16，耐熱格柵板18上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體19作為預熱區14，預熱區14與弧形斜頂17之間設有間隔，間隔為上通道15;內置管道13包括橫主管20、豎主管21、支管22;豎主管21豎直設置于爐墻中部臨近爐體鋼架5的內側;橫主管20兩端封閉，橫主管20沿爐墻方向橫向設置于外墻2下部，橫主管20的下平面與下通道16的下平面齊平，橫主管20的上平面的中部與豎主管21連通，橫主管20的外側面臨靠爐體鋼架5，橫主管20的內側面與各支管22的一端連通;支管22以偶數的數量均勻對稱布置在橫主管20與下通道16之間，各支管22的另一端分別與下通道16連通，豎主管21的上端連接相應的四通閥換向機構。
[0020]進一步的，在蓄熱室7的中部設置一堵中間墻23，中間墻23的下端與爐底3連接，中間墻23的上端連接至燒嘴拱腳磚10的下平面，中間墻23另外兩端面分別支撐在內墻I與外墻2上；中間墻23可以有效的將內墻I熱應力傳遞至爐體鋼架5上。
[0021]進一步的，在澆筑料層8上端面分別設置一排凸塊24，各燒嘴拱腳磚10的下端面分別設置與凸塊24配合的凹槽25，燒嘴拱腳磚10分別通過下端面的凹槽25與澆筑料層8上端面的凸塊24配合連接;在各燒嘴拱腳磚10的兩側面上分別設置凹槽26，填充澆筑料密封后，兩側面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚10連成一個整體。
[0022]在兩排燒嘴拱腳磚10內分別插置常開燒嘴27，在爐膛6兩側的后墻29上設置兩個與兩排常開燒嘴27對應的點火燒嘴30，各點火燒嘴30的內端對應設置在靠近后墻的常開燒嘴27的下方，點火燒嘴30的外端設置在后墻29外，點火燒嘴30的外端連接相應的天然氣源和助燃空氣源。
【主權項】
1.節能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于包括側墻、后墻、爐底、爐頂、爐體鋼架，所述側墻包括內墻和外墻，所述內墻與后墻、爐頂、爐底圍成爐膛，所述外墻圍在所述內墻外側，所述爐體鋼架設置在所述側墻和后墻外，在所述內墻與外墻之間設置蓄熱室;所述內墻包括澆筑料層、耐火磚層、多塊燒嘴拱腳磚，臨靠爐膛設置澆注料層，所述耐火磚層緊貼所述澆注料層外側，所述澆筑料層與所述耐火磚層等高，所述燒嘴拱腳磚分別配合在兩側所述耐火磚層、澆注料層上方形成兩排，所述燒嘴拱腳磚為高溫澆注料預制而成，所述燒嘴拱腳磚上部設置供小型燒嘴插入的斜孔，所述燒嘴拱腳磚的下部設置供助燃空氣或煙氣流通的橫孔，所述橫孔貫穿整個燒嘴拱腳磚從而連通爐膛和蓄熱室，所述斜孔與所述橫孔連通，同側的各所述燒嘴拱腳磚沿著內墻等距離間隔排列成一排，在間隔處通過填塞澆注料密封，所述爐頂配合固定在兩排所述燒嘴拱腳磚的斜側面之間;所述外墻內設置供助燃空氣或煙氣流通的內置管道，所述蓄熱室包括預熱區、上通道、下通道，所述蓄熱室的預熱區通過下通道連接所述內置管道，所述蓄熱室的預熱區通過上通道與所述橫孔連通。2.根據權利要求1所述的節能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于所述蓄熱室為兩個，所述兩個蓄熱室分別設置在所述爐膛兩側的外墻和內墻之間，所述蓄熱室上頂部是弧形斜頂，所述蓄熱室的下底部是爐底，所述蓄熱室的側壁是所述耐火磚層，所述蓄熱室下部設置橫向布置的耐熱格柵板，所述耐熱格柵板下方為所述下通道，所述耐熱格柵板上方填充滿球狀陶瓷蓄熱體作為所述預熱區，所述預熱區與所述弧形斜頂之間設有間隔，所述間隔為所述上通道;所述內置管道包括橫主管、豎主管、支管;所述豎主管豎直設置于爐墻中部臨近爐體鋼架的內側;所述橫主管兩端封閉，所述橫主管沿爐墻方向橫向設置于所述外墻下部，所述橫主管的下平面與所述下通道的下平面齊平，所述橫主管的上平面的中部與所述豎主管連通，所述橫主管的外側面臨靠所述爐體鋼架，所述橫主管的內側面與各所述支管的一端連通;所述支管以偶數的數量均勻對稱布置在所述橫主管與所述下通道之間，各所述支管的另一端分別與所述下通道連通，所述豎主管的上端連接相應的四通閥換向機構。3.根據權利要求1或2所述的節能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于在所述蓄熱室的中部設置一堵中間墻，所述中間墻的下端與所述爐底連接，所述中間墻的上端連接至所述燒嘴拱腳磚的下平面，所述中間墻另外兩端面分別支撐在所述內墻與外墻上。4.根據權利要求1所述的節能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于所述澆筑料層上端面分別設置一排凸塊，各所述燒嘴拱腳磚的下端面分別設置與所述凸塊配合的凹槽，所述燒嘴拱腳磚分別通過下端面的凹槽與所述澆筑料層上端面的凸塊配合連接;在各所述燒嘴拱腳磚的兩側面上分別設置凹槽，填充澆筑料密封后，兩側面的凹槽有效地將一排燒嘴拱腳磚連成一個整體。5.根據權利要求1所述的節能蓄熱室天然氣加熱爐，其特征在于在兩排所述燒嘴拱腳磚內分別插置常開燒嘴，在所述爐膛兩側的后墻上設置兩個與兩排所述常開燒嘴對應的點火燒嘴，各所述點火燒嘴的內端對應設置在靠近所述后墻的常開燒嘴的下方，所述點火燒嘴的外端設置在所述后墻外，所述點火燒嘴的外端連接相應的天然氣源和助燃空氣源。
【文檔編號】F27D17/00GK205718456SQ201620487958
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月26日
【發明人】董輝, 朱粉平
【申請人】江蘇騰達環境工程有限公司