蓄热-换热式联用加热炉制造技术

本实用新型专利技术蓄热－换热式联用加热炉主要涉及一种工业加热及其余热回收技术领域，其特征是在加热炉内同时具有蓄热室和换热器；在加热炉的前部设置有均热段、加热段，在加热炉的尾部设有预热段；采用均热段、加热段、预热段多段供热制度。本实用新型专利技术的目的是实现加热炉大型化和炉膛压力的平稳控制，克服换热式和蓄热式这两种加热炉及其烟气余热回收技术的缺陷，并可使纯高炉煤气等低热值燃料在加热炉上得以应用，加热炉压力平稳，寿命延长。通过本实用新型专利技术的实施，实现加热炉大型化，烟气余热利用率提高；炉内压力状况改善，吸风和冒火减少、节能减排等目的。（*该技术在2018年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种工业加热及其余热回收
，主要在钢铁、 有色金属冶金，化工，动力，玻璃、陶瓷、耐火等行业中应用，凡涉及蓄 热一换热式联用加热的设备和方法。二
技术介绍
按余热回收方式划分，现有的加热炉主要包括换热式加热炉(常规加 热炉)和蓄热式加热炉两种方式。换热式加热炉的显著特征就是在加热炉 上采用了一种在烟道内回收烟气余热的装置——换热器(又称预热器、热 交换器)。换热器是利用炉膛排出的废气(热流体)预热助燃空气、煤气(冷流体)的热工设备。图3是已有的换热式加热炉示意图，工作时，高 温烟气和被预热空(煤)气同时流过间壁的两侧，烟气以对流和辐射传热 方式将热量传给间壁的一侧(高温侧)，经过间壁的导热传给间壁的另一 侧(低温侧)，再以对流或辐射传热方式将热量传给被预热空(煤)气。 蓄热式加热炉的烟气余热回收主要是通过炉体两侧的蓄热室来实现。图4 是已有的蓄热式加热炉余热回收过程示意图，助燃空气经切换阀进入右侧 通道，而后流经右侧的蓄热室吸收蓄热体储存的热量，把助燃空气预热到 800°C 1100°C，再经过烧嘴喷入炉内；与此同时左侧切换阀与引风机相 通，这样燃烧产物对物料加热后进入左侧通道，在蓄热室内将烟气热量大 部分传递给蓄热体后，以15(TC左右的温度经引风机排入大气中。间隔一 定时间(蓄热式燃烧技术常用的换向时间为30s 200s)后系统运行进入 后半周期，控制系统发出指令，切换阀动作，此时煤气和助燃空气从左侧 烧嘴喷出并混合燃烧，这时右侧烧嘴变为烟道。高温烟气经引风机的作用 通过右侧，将其蓄热体加热后，以15(TC左右的温度进入切换阀和引风机 排入大气中，完成一个换向周期。应用中两类加热炉均存在一定的问题和不足。换热式加热炉主要存在 的问题有加热炉不能以低热值的纯高炉煤气为燃料；不能充分回收烟气 余热，加热炉的热效率低等。蓄热式加热炉主要存在的问题有炉压高且 波动大，炉口和炉体冒火严重，炉门易烧损；炉况难于控制；加热炉寿命 短等。随着企业生产工艺流程的改造，加热炉大型化成为满足现代化生产所 必需，采用何种炉型何种方式实现加热炉的大型化值得期待。若通过增加 炉子长度或宽度的方法来实现加热炉大型化，有可能导致加热炉性能下 降，因而此方法不可取。若采用蓄热式加热炉炉型结构实现加热炉大型化，应考虑扩大蓄热室容积并增加引风机的排烟能力。在现有蓄热室的基础上 继续用增加蓄热室横截面积来扩大蓄热室容积难以实现;若用增加蓄热室 长度来实现蓄热室的扩容，则会增加流动阻力，加大动力消耗，进而影响 蓄热式加热炉的节能效果。即便提高排烟机引力在一定程度上能够加大排 烟量，但是随着排烟机引力的加大，将使烟气流经蓄热室的流速增加，影 响烟气和蓄热体之间的蓄热和换热效果，导致加热炉排烟温度的上升，进 而使蓄热式加热炉难以发挥排烟温度低的优点。可见，蓄热室扩容已成为 蓄热式加热炉进一步大型化的瓶颈，为了满足高效、节能、低污染的要求， 开发设计新型加热炉势在必行。 三、
技术实现思路
专利技术目的本技术提供一种蓄热一换热式联用加热炉，其目的是 实现加热炉大型化，克服上述两种加热炉的各自缺陷，使两者的烟气余热 回收技术相得益彰，使纯高炉煤气等低热值燃料在加热炉上得以应用，加 热炉的压力控制平稳，加热炉的寿命延长。技术方案本技术是通过以下技术方案来实现的 一种蓄热一换热式联用加热炉，其特征在于在该加热炉内同时具有 蓄热室和换热器；在加热炉的前部设置有均热段、加热段，在加热炉的尾 部设有预热段；在加热段和均热段内设置有蓄热式烧嘴和换热式烧嘴，在 预热段后设有辅助烟道，在辅助烟道内设有换热器；所述的蓄热式烧嘴与 蓄热室相通，蓄热室为相对设置，相对设置的蓄热室通过管路、换向装置 与引风机或鼓风机相连；鼓风机与辅助烟道内的换热器相连，换热器与换 热式烧嘴相连。加热段分为第一加热段、第二加热段或更多加热段，通过在炉膛内横 向设置的隔墙分开。在相对设置的与蓄热室相连的管路上，以及与换热器相连的管路上设 有联动控制阀。在炉体内设置有多个蓄热式烧嘴和换热式烧嘴。优点及效果本技术所述的蓄热一换热式联用加热炉及其技术 的功效是实现加热炉大型化，通过蓄热和换热技术的嫁接，烟气余热利 用率提高；炉内压力状况改善，吸风和冒火减少；加热炉寿命延长，作业 率提高，加热炉单位产品燃耗大幅度降低；与蓄热式炉相比，基本建设投 资减少，运行及维护费用降低；炉体周围环境得到改善。附图说明图1是本技术所述的蓄热一换热式联用加热炉的主要结构示意图2是图1的A—A剖面图；图3是已有的换热式加热炉结构示意图； 图4是已有的蓄热式加热炉结构示意图。 五具体实施方式下面通过附图对本技术加以具体描述本技术采用的技术方案是:提供一种蓄热一换热式联用加热炉及 其技术用以回收烟气余热，采用均热段l、加热段2、 3和预热段4等多 点供热制度。既可维持较高的热效率和加热能力，又能保证加热炉的平稳 运行。该炉兼顾了蓄热式加热炉和换热式加热炉的特点，既有换热式烧嘴，也有蓄热式烧嘴；既有烟囱自然排烟，也有引风机强制排烟；既有辅助烟 道和换热器，也有蓄热室。在所述蓄热一换热式联用加热炉结构图上设置有换热式烧嘴7、蓄热 式烧嘴5，以及与烧嘴砖相连接的向炉内鼓入燃烧介质和从炉内引出烟气 并为蓄热体蓄热的蓄热室10、 11。所述换热式烧嘴7与鼓风机12和燃料供应系统连接，所述蓄热室10、 11通过管道、换向装置13及相应的控制阔分别与鼓风机12和引风机14 相连接。所述换热式烧嘴7的数量取决于炉体的大小和换热供热负荷，蓄热式 烧嘴5的数量取决于炉体的大小和蓄热供热负荷，蓄热室IO、 ll的数量 应根据满足炉内正常燃烧所需空气量的要求而定。所述均热段l、加热段2、 3、预热段4的长度根据具体的物料加热工 艺而定。所述蓄热一换热式联用加热炉在一座加热炉上同时采用两种烟气余 热回收技术。其中，加热炉前部采用蓄热式燃烧技术，而后部采用换热燃 烧技术。蓄热燃烧单元产生的烟气部分地从蓄热室10、 ll排出炉外，这 部分排烟量根据高温烟气与被加热介质的水当量比确定。除此之外，蓄热 燃烧产生的剩余烟气量则汇同换热燃烧单元产生的烟气由炉尾辅助烟道 8排出炉外。所述蓄热燃烧单元主要包括蓄热室10、 11、蓄热式烧嘴5、换向装置 13、控制阀以及管道系统，换热燃烧单元主要包括换热器9、换热式烧嘴 7和管道系统。所述辅助烟道8的面积选取应以排烟量及烟气流速的大小为依据。 图中标记1均热段、 2第一加热段、3第二加热段、4预热段5蓄热式烧嘴、6隔墙、 7换热式烧嘴、8辅助烟道9换热器、 IO蓄热室A、 11蓄热室B、12鼓风机13换向装置、14引风机、 15联动控制阀、16管道系统。参见图1，本技术所述的蓄热一换热式联用加热炉采用多段(点)供热制度，包括均热段l、第一加热段2、第二加热段3，各段长度根据 具体的物料加热工艺而定。采用两级加热段供热，可采用不同热值的燃料， 而且炉压平稳，效果尤为明显。加热炉后部采用换热燃烧技术，前部采用 蓄热式燃烧技术。换热式烧嘴7、和蓄热室10、 11的数量取决于炉体的 大小、各段供热负荷以及燃烧所需的空气量。所述蓄热一换热式联用加热炉在炉尾设置辅助烟道8本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种蓄热－换热式联用加热炉，其特征在于：在该加热炉内同时具有蓄热室和换热器；在加热炉的前部设置有均热段、加热段，在加热炉的尾部设有预热段；在加热段和均热段内设置有蓄热式烧嘴和换热式烧嘴，在预热段后设有辅助烟道，在辅助烟道内设有换热器；所述的蓄热式烧嘴与蓄热室相通，蓄热室为相对设置，相对设置的蓄热室通过管路、换向装置与引风机或鼓风机相连；鼓风机与辅助烟道内的换热器相连，换热器与换热式烧嘴相连。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡九菊，谢国威，王连勇，孙文强，
申请(专利权)人：蔡九菊，
类型：实用新型
国别省市：89[中国|沈阳]