[实用新型]具有多孔喷管换热器的连续式低氧高温燃烧熔铝炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种窑炉设备，特别涉及一种熔铝炉。

背景技术

面对日益严峻的环境问题和能源危机，全世界都在大力提倡节能 减排，尤其是对于耗能和污染都较严重的工业窑炉相关产业，如何进 行节能减排改造，已经成为本领域技术人员在设计该类设备时必须要 考虑的因素。

以熔铝炉为例，其烟气出口处的烟气温度通常会达到1000-1100 摄氏度左右。如果将这些高温烟气直接排放到环境中，不但会造成能 源浪费还会对环境造成一定程度的破坏。因此，本领域一直在不断探 索降低锅炉烟气温度的技术，例如将锅炉的排放烟气重新引入锅炉再 次燃烧，或者在烟气排放过程中设置换热器，对烟气余热加以利用， 上述种种措施在降低烟气温度的同时实现了对烟气能量的最大化利 用，节省了能源，并降低了排放污染。在现有的高温烟气余热利用技 术中，常常采用不锈钢材质或碳钢材质的换热器，然而不锈钢的成本 高，应用范围有限，而碳钢相对于不锈钢而言，无法承受较高的温度， 因此采用碳钢材质的换热器往往需要在多个换热器或蓄热室之间切 换，系统结构复杂，成本高且维护检修难度大。

如中国专利申请公开第103123241A号揭示的一种熔铝炉用空气 预热器，包括碳化硅材料、空气预热器换热钢管，碳化硅材料内衬于 空气预热器换热钢管内壁。该熔铝炉用空气预热器为了避免高温烧 坏，其采用碳化硅材料内衬于空气预热器换热钢管内壁，这使得制造 成本升高。

又如中国专利公开第203550557U号揭示的一种熔铝炉快速切换 蓄热式燃烧系统，包括：炉体、第一及第二燃料喷嘴、第一及第二通 气管、第一及第二储热器、第一及第二进气管，其中，第一储热器与 第二储热器能够交替在预热工作状态与蓄热工作状态之间切换运行。 并且，第一储热器和/或第二储热器包括第一级蓄热区、第二级蓄热区 以及设置在第一级蓄热区与第二级蓄热区之间的沉淀区。该熔铝炉快 速切换蓄热式燃烧系统为了避免高温损坏储热器，采用了两个储热器 交替运行，这使该系统的构造成本升高。

可见，以上所公开的技术均采用换热器进行高温烟气和空气的热 交换，利用烟气余热来预热空气，然而上述技术存在缺点或不足，例 如：(1)、将一对燃烧器以及与一对燃烧器分别对应的一对蓄热室设 置在炉体的两侧，当一侧的燃烧器和蓄热室温度过高时，切换为另一 侧的燃烧器和蓄热室，然而在切换过程中需要设备停止运行，使得燃 烧不连续，功率损耗大；(2)、上述高温烟气与空气之间的换热方式， 热交换效率不高，均无法达到较佳的热交换效果，特别对于熔铝炉而 言，由于其排放的烟气温度高达1000-1100摄氏度，上述换热器的结 构和工作方式均无法满足有效降低烟气温度的要求，因此易造成换热 器的温度过热，特别是采用碳钢制造的换热器，更无法长时间承受如 此高的烟气温度，存在安全隐患；(3)、排放的烟气中氮氧化合物含 量高，对环境存在危害。

因此，提供一种能够充分利用烟气余热、实现高温烟气与空气之 间有效热交换的熔铝炉余热利用系统成为业内急需解决的问题。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种能够显著提高换热效率、有效避免 换热器过热损坏的连续式低氧高温燃烧熔铝炉。

本文中的术语“标定耐热温度”是指材料在该温度下可以保证长 时间工作而不损坏。

一般碳钢的标定耐热温度约为350摄氏度，碳钢最高允许使用温 度上限一般为450摄氏度，超过450摄氏度碳钢会产生石墨化现象， 使钢的强度降低导致碳素钢不能满足使用要求。因此，尽管碳钢价格 低廉且工艺性能(如焊接性和冷成形性)优良，但一般的熔铝炉高温 换热器不能采用碳钢材料制造。

一般不锈钢的标定耐热温度约为525摄氏度。有些特殊的不锈钢 耐热温度可能更高，如301或304不锈钢的耐热温度约为870摄氏度 左右，但不锈钢材料价格较高且工艺性能较差，虽然可用于熔铝炉高 温换热器，但在约1000摄氏度的高温工况下，也会缩短使用寿命。

本实用新型采用特殊构造的多孔喷管换热器，即使换热器采用一 般碳钢制造，也能保证长时间工作不损坏。