機械排煙式熱能綜合利用節能梭式窯的製作方法

2024-04-03 02:07:05

專利名稱：機械排煙式熱能綜合利用節能梭式窯的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種工業窯爐，具體涉及一種機械排煙式熱能綜合利 用節能梭式窯，可廣泛應用於陶瓷行業、耐火材料行業，乃至於磨料、磨 具(砂輪)等行業。
背景技術：
所謂梭式窯，顧名思義，就是它的窯車的進出，象一部老織布的梭子， 左右穿梭，故將其稱謂梭式窯。其實，現在的梭式窯，窯車只是從一個門 進，燒成瓷器後，仍然從這個門出，而另外一個門沒有了，在此處設置了 一根煙囪，窯的兩邊有火道，火道下方安裝有文丘裡(自吸式)噴嘴，這 就是梭式窯結構的簡要描述。梭式窯的原理，仍屬倒焰式的。噴嘴從下向上噴射火焰，上升到了窯 的頂部之後，再從匣缽的間隙或是棚板縫隙之間，由上而下經過排煙口和 煙囪，自然排出窯外。在現有技術中，梭式窯在燃燒時，都會產生大量煙氣廢熱，在冷卻時也有一定數量的餘熱。《中國陶瓷》雜誌，2006年第42巻第3期，刊登了 景德鎮陶瓷學院的蔣方樂、胡國林等教授發表的一篇論文，名為"梭式窯 加熱過程燃耗分配的計算機仿真"U)。這篇論文中，列舉幾項能耗數據。 其中陶瓷製品燒成時的能耗，佔總能耗的5.37%，是一個非常小的數字， 而窯爐的蓄熱(包括製品與窯具)的能耗，佔總能耗的39.9%，從煙囪中 排出去的煙氣廢熱，佔總能耗的48.33%。人們普通看好這部分的熱量能被利用，曾有人作過這方面的探索，但 終因陶瓷製品在燒成時受到損害，燒成時的能耗也相對增加，卻望而止步。 之所以沒有嘗試成功，這與其結構、原理以及測控手段是休戚相關的。這 些熱量往往不能加以利用，差不多都是向空氣中白白地排放。而且由於其 測控手段落後，僅僅通過開開氣閥和拉煙囪閘板等調節手段，難以實現對 窯爐進行適時準確調控以及提升窯爐性能。發明內容
本實用新型的目的是在完全模擬最佳燒成工藝，確保陶瓷產品在燒 成質量和不增加燒成能耗的前提下，將梭式窯在燒成過程中原本向空中排 放的大量煙氣廢熱和冷卻時窯爐的蓄熱及製品的餘熱回收以作它用，從而 達到節能降耗和汙染減排的主要目的。與此同時，尚可適當地提高梭式窯 的綜合性能。本實用新型的目的是這樣實現的， 一種機械排煙式熱能綜合利用節能 梭式窯，包括窯體、煙囪、窯門、窯兩邊的火道以及火道下方安裝的文丘 裡噴嘴，其特徵是在所述的煙囪偏下位置處，重新開了一個排煙通道，在 排煙通道端部位置，設置了一個煙道閘板，煙道閘板後面引出去了一條排 煙管路，在管路上設置了一道空氣閥，在空氣閥之後安裝一臺由變頻器進 行控制的鍋爐引風機，鍋爐引風機的出風口與受熱器的管路連接。本實用新型的使用方法，是將煙囪閘板關死，不讓熱量外排，用鍋爐 引風機將高溫廢氣抽到受熱器中循環使用，譬如說作為乾燥模、坯的熱源， 換熱後作為噴嘴的助燃風等等。考慮到管路上的熱量損耗，假定其熱效率為80% (這是低估了 )，可供利用的餘熱量至少能達到69%左右。空氣閩的功能是為摻入冷空氣，以降低煙氣廢熱溫度，使之既保護了鍋爐引風機，又要適用受熱器(這裡指的烘房)溫度的需要。變頻器的功能是控制鍋爐引風機的排煙量和排煙風溫。本實用新型在一座容積5013的梭式窯上，已運行了 9個月之久，它不僅取得了實實在在的效果，而且其效果非常顯著。綜合起來，有如下幾項效果。1、 節能降耗根據上文介紹，從煙^J中排出去的廢熱量佔燒窯時總能耗為48.33%, 梭式窯熄火後的餘熱的佔總能耗的39. 09%，這兩項熱量之和為87.42%,使 用該項技術與裝置的用戶，每天可省下來原來烘房的使用費用ioo元左右。2、 汙染減排節能降耗本身，自然就會帶來汙染減排的效果，烘房利用餘熱，不燒 燃料了，餘熱本來就是排空，不燒燃料的廢氣不是就全減排了嗎？這部分 汙染就少。況且原來從梭式窯煙囪排放的廢熱，溫度高達100(TC，經過受
熱器之後，廢氣排放溫度不到IO(TC,這也緩解了對環境溫度的壓力。3、 性能提升由於採用機械排煙，梭式窯的性能得到一定程度的提升，窯內氣流分 層現象得到舒緩，窯內上下溫差有所縮小，燒成周期有了明顯縮短。4、 測控手段改善 釆用變頻器控制鍋爐引風機的轉速，來改變煙氣的排放量和對熱風溫度進行自動控制，與原有的測控手段相比，也得到了改善，使搡作變得更 加便捷、輕鬆、靈活和精準，這也受到用戶特別是操作者的好評與喜愛。對於節能降耗和汙染減排的效能，也許不會有什麼疑惑，但對於改自 然排煙為機械排煙能提升梭式窯的性能，則有不同的認可和質疑，為此必 須從理論上來尋求依據。在教科書中，有一個倒焰窯煙囪高度的計算公式。變換一下就成為煙 囪抽力的計算公式，其表述如下F=Hx{asx [ 273 + ( 273 +t空)]一cc解x [ 273 + ( 273 + t煙)〗} x B + 760從公式中可以看出，煙囪的抽力(F),取決於三個要素， 一是煙囪的 高度(H), H愈高抽力F愈大，但H是一常數。二是大氣壓(B),因為燒 窯時間不長，大氣壓B也可視為一個常數。三是煙氣的溫度t煙和與t煙相 關的煙氣的重度oc煙，在剛燒窯時因te-t煙和a空- a煙，所以抽力F-O, 然後隨著t煙的升高，oc煙下降，使F不斷增大，並對煙囪抽力產生很大的 變化。在氧化階段希望窯壓為負值，但是由於抽力很小，窯壓處於失控狀態， 使得窯內氣流容易產生分層，導致溫差增加，為了保證陶瓷製品在相同的 溫度下進入還原階段，搡作者在此要進行很長時間的保溫。在還原階段，隨著煙氣廢熱溫度增加，而煙囪抽力增長很快，稍有不 慎，就可能使還原氣氛不足，而把瓷器燒黃了，所以搡作者特別要注意煙 囪閘板的調節。本實用新型採用了機械排煙，並設有控制裝置進行合理的控制。對於 上述問題則可迎刃而解。基於同樣的理由，增強了抽力，使自然冷卻變為符合冷卻工藝的強制
冷卻，可以縮短燒成周期，也非常容易理解。

圖l為本實用新型結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖所示實施例的具體實施方式
，對本實用新型的上述內容再作進一步的詳細說明圖l中，l為變頻器，2是反饋信號和控制信號線，3是鍋爐引風機， 4是溫度傳感器，5是空氣閥，6為煙道閘板，7為煙囪閘板，8是煙囪，9 為斜管微壓計，IO為窯體，ll為窯門，12為排煙通道，13為排煙管路， 14為受熱器的管路。操作者只要按最佳燒成和冷卻工藝要求，輕輕地旋轉一下變頻器1上 的電位器旋鈕，觀察一下斜管微壓計9的窯壓的變化，使窯壓朝著預先設 置的方向發展。這比起原先操作者去操作沒有位置標誌的煙囪閘板7來控 制窯壓，要便捷、輕鬆、靈活和精確得多。當然，也有人質疑，停電怎麼辦？ 一個合理的設計，當然要引入合理 的退出機制。當發生突變事件後，過程仍然可以繼續下去。這一點，從附 圖中，便可一目了然。 一是原本可以取消的煙囪8，將它保存下來，就是 在停電後，實現自然排煙。二是煙道口處，設置了一個閘板6，停電後立 即將閘板6關掉。打開煙囪鬧板7,操作者按原先的常規操作即可。
權利要求1、一種機械排煙式熱能綜合利用節能梭式窯，包括窯體(10)、煙囪(8)、窯門(11)、窯兩邊的火道以及火道下方安裝的文丘裡噴嘴，其特徵是在所述的煙囪(8)偏下位置處，重新開了一個排煙通道(12)，在排煙通道(12)中設置了一個煙道閘板(6)，煙道閘板(6)後面引出去了一條排煙管路(13)，在管路(13)上設置了一道空氣閥(5)，在空氣閥(5)之後安裝一臺由變頻器(1)進行控制的鍋爐引風機(3)，鍋爐引風機(3)的出風口與受熱器的管路(14)連接。
專利摘要本實用新型涉及一種機械排煙式熱能綜合利用節能梭式窯，包括窯體10、煙囪8、窯門11、窯兩邊的火道以及火道下方安裝的文丘裡噴嘴，其特徵是在所述的煙囪8偏下位置處，重新開了一個排煙通道12，通過設置煙道閘板6、排煙管路13、空氣閥5、鍋爐引風機3、受熱器管路14等技術手段，解決了將梭式窯在燒成過程中原本向空中排放的大量煙氣廢熱和冷卻時窯爐的蓄熱及製品的餘熱利用問題，從而達到節能降耗和排汙減排以及提高梭式窯綜合性能的目的。本實用新型可廣泛應用於陶瓷行業、耐火材料行業，乃至於磨料、磨具(砂輪)等行業。
文檔編號F27B9/00GK201032357SQ20072014640
公開日2008年3月5日 申請日期2007年4月2日 優先權日2007年4月2日
發明者餘正發, 劉志耕, 張樹材, 潔 彭, 彭志宏, 徐錫保, 衡 權, 星 洪, 程火玉, 簡喜輝, 蘋 鄧 申請人:中國輕工業陶瓷研究所