[发明专利]一种带有烟气回流的蓄热式加热炉

说明书

技术领域：

本发明属于燃烧设备技术领域，特别涉及一种带有高温烟气回流的蓄热式加热炉。

背景技术：

现有的工业加热炉，在余热回收技术上，主要采用的是蓄热式回收烟气余热。蓄热式燃烧包括蓄热系统、排烟系统、燃烧系统等，各系统对称排布于炉体两侧。当一侧处于排烟状态时，燃料及空气从另一侧进入，一段时间后切换状态。在排烟状态下，高温烟气向蓄热体放热，烟气降至200℃以下排入大气；而在燃料供应侧，空气从蓄热体吸热，与燃料混合进入炉膛后燃烧。换向周期一般为30～200s。相比传统燃烧方式，蓄热式燃烧有很多优点：较高的余热回收率和温度效率节省了燃料的消耗，同时预热温度的提高也扩大了燃料的适用范围，低热值燃料同样可以实现较高的燃烧温度。但现有技术中仍存在一些问题：

(1)在使用高热值气体作为燃料时，较高的预热温度会导致高的燃烧温度，造成氧化氮大量生成，而且过高温度可能损坏工件。

(2)蓄热式燃烧方式中，烟气与空气之间的热量交换是通过蓄热体传递的，蓄热体的蓄热、放热是通过换向系统的频繁换向实现的。频繁换向过程中，气体在炉内的走向不断变化，导致炉膛内压力大幅波动，工况很不稳定，难于控制。

(3)加热过程中由于燃烧产物与工件直接接触，容易导致工件表面的氧化和脱碳。

发明内容：

本发明提供一种带有烟气回流的蓄热式加热炉，以克服现有技术的上述缺点。

上述目的通过以下的技术方案实现：

一种带有烟气回流的蓄热式加热炉，包括炉体、蓄热室、送风装置、排烟装置和换向装置，所述炉体分为炉腔和加热室，炉体四个角的位置设置四个蓄热室，蓄热室内设置蓄热体；蓄热室下游位置设置燃料喷嘴，燃料喷嘴外接有燃料管道；喷口对应的炉墙上设烧嘴砖，所述的炉腔为矩形或圆形，所述的蓄热室分布于炉体的四个角，喷口方向为同一走向，即同为顺时针或同为逆时针，所述的蓄热体为球状或蜂窝状，所述的烧嘴砖可以为楔形砖或有导向作用的异形砖，所述的炉腔与加热室用高导热系数的耐火材料隔开，换向装置为两个联动的换向机构，也可使用同一换向机构。

本发明由于炉腔为矩形或圆形，炉体四个角的位置都设有蓄热室，从鼓风机出来的常温空气通过自控系统的换向阀进入对角位置的两个蓄热室，在经过蓄热室内的蓄热体时被加热，在极短的时间里常温空气被加热到接近炉内温度，被加热的高温空气在与燃料混合后进入炉膛，卷吸回流烟气形成一股含氧量远低于21％的贫氧高温气流，实现贫氧状态下的燃烧。生成的燃烧产物，一部分从下游第一个喷口排入大气，一部分由于另一喷口的卷吸作用，成为回流烟气。炉腔内高温烟气在排入大气前经过蓄热室，将热量存储于蓄热体内，然后以低于150℃的低温经换向阀排入大气。在换向阀的作用下，四个蓄热式烧嘴两两一组，处于蓄热与放热的交替工作状态。此过程中高温烟气由炉腔内壁通过辐射加热工件。

这个技术方案有以下有益效果：

(1)本发明采用蓄热式燃烧技术，回收烟气余热，可以达到节约能源，减少二氧化碳排放的效果，同时扩大了燃料的适用范围，使用高热值或低热值气体都可以实现工件要求的温度。

(2)本发明通过烟气回流实现低氧状态下的燃烧，在通过蓄热提高燃烧温度的前提下，降低峰值温度，以减少氧化氮的生成，同时局部高温的避免也延长了炉子的使用寿命。

(3)本发明采用炉腔和加热室隔开的设置，燃烧产物与工件的不直接接触，有效避免了工件表面的氧化和脱碳，同时也为保护气氛下进行热处理创造了条件。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图；

图2为楔形烧嘴砖的示意图；

图3为异形烧嘴砖的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图进一步说明本发明带有烟气回流的蓄热式加热炉的具体实施方式。

实施例1：

图1给出了本实施例带有烟气回流的蓄热式加热炉的实施结构示意图，包括炉体7、鼓风机1、引风机3和换向机构2，炉腔8为矩形或圆形，周向按同一走向布置蓄热室A、B、C、D，四个蓄热室分为两组，处于对角线上的两个蓄热室为一组，即A，C为一组，B，D为一组蓄热室内设置蓄热体11，蓄热体为球状或蜂窝状，蓄热室下游位置设置燃料喷嘴12，燃料喷嘴外接有燃料管道，喷口对应的炉墙上设烧嘴砖，可以为楔形砖13或有导向作用的异形砖16，炉腔8与加热室9用高导热系数的耐火材料10隔开。