燃氣梭式窯的餘熱利用裝置的製作方法

2024-04-03 01:02:05

專利名稱：燃氣梭式窯的餘熱利用裝置的製作方法
技術領域：
燃氣梭式窯的餘熱利用裝置技術領域[0001]本實用新型涉及一種燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，屬於窯體餘熱利用技術領域。
背景技術：
[0002]目前，隨著我國工業生產的不斷發展，能源問題越來越突出。普遍存在著一種極不正常的狀況，一方面能源不足，影響企業開工率；另一方面能源浪費又相當嚴重，能源利用率很低，陶瓷生產是我國輕工業生產中耗能較大的行業之一，而窯爐又是陶瓷生產中不可能缺少的主要耗能設備。現階段陶瓷工業窯爐的熱效率普遍較低，主要原因是窯爐排出煙氣帶走了爐內熱量的大部分，回收利用好這部分熱量是提高窯爐能源利用率的有效手段，最近幾年，一種以液化天然氣為燃料的無動力梭式窯爐在全國各產瓷區得到了較快的普及，並進一步推廣到陶瓷行業以外的化工領域，這種液化氣間歇窯爐，由於採用了新型的耐火材料等措施，相對其他間歇窯爐，節能達20%以上，作為陶瓷工業窯爐的發展趨勢和方向，勢必在陶瓷工業的技改中替代了其他落後的工藝設備，社會擁有量將越來越多，接踵而來的問題便是如何回收利用其大量的餘熱。發明內容[0003]本實用新型所要解決的技術問題是克服現有技術的不足，提供一種能夠最大限度地利用燃氣梭式窯的排出煙氣的餘熱，並且換熱效率高，提高其能源利用率的燃氣梭式窯的餘熱利用裝置。[0004]本實用新型解決上述技術問題採取的技術方案是:一種燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，包括與窯體連通的煙 ，還包括換熱裝置，換熱裝置圍在煙 的外部，換熱裝置內具有換熱腔，換熱腔的一側緊貼在煙 的外壁上，換熱裝置的底部設置有冷風進口，換熱裝置的頂部設置有熱風出口，並且冷風進口和熱風出口均與換熱腔連通，換熱裝置的熱風出口處連接有抽風機。[0005]進一步，所述的煙囪上設置有熱風直接出口，該熱風直接出口位於換熱裝置的上方，熱風直接出口通過管道與換熱裝置的熱風出口連通後再與抽風機連接，熱風直接出口與熱風出口之間的管道上設置有封閉管道的閘板。[0006]更進一步，所述的煙 的外壁上安裝有水加熱裝置，水加熱裝置的底部設置有冷水進口，水加熱裝置的頂部設置有熱水出口。[0007]採用了上述技術方案後，用煙囪內煙氣的餘熱可以利用水加熱裝置產生熱水對燃氣梭式窯的液化氣鋼瓶供熱，使瓶內餘氣基本用盡，與不用熱水相比，特別是在冬季，每隻鋼瓶內均剩餘較多尾氣無法使用，相當於縮小了鋼瓶的容積，造成一定的浪費，如果要使鋼瓶內餘氣用完，用戶只好另加裝一臺熱水器，本實用新型安裝水加熱裝置後，不但節約了熱水器的投資，還節省了許多燃料，用煙囪內煙氣的餘熱可以利用換熱裝置產生熱風則供給坯體或待燒產品乾燥用，替代原有供熱風設備，既節省投資，減少燃料消耗，又降低了企業成本，雖熱沒有充分回收煙氣的熱量，但總的能量利用率得到了提高，累積回收熱量以100臺4.5m3窯爐為例，每年相當於節約燃料近I千噸標準煤，經濟效益比較可觀。另外，本實用新型的換熱裝置和水加熱裝置，對高溫段煙囪還起到了一定的保護作用，延長了煙囪的使用壽命，節約了設備的維修方面，由於燃氣梭式窯仍屬間歇式窯爐，在冷卻階段尚有大量的熱量散發，通過閘板控制，在不影響窯內產品冷卻的情況下可直接抽取利用現有熱源。


[0008]圖1為本實用新型的燃氣梭式窯的餘熱利用裝置的結構示意圖。
具體實施方式
[0009]為了使本實用新型的內容更容易被清楚地理解，下面根據具體實施例並結合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明。[0010]如圖1所示，一種燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，包括與窯體I連通的煙囪2，還包括換熱裝置3，換熱裝置3圍在煙囪2的外部，換熱裝置3內具有換熱腔3-1，換熱腔3-1的一側緊貼在煙 2的外壁上，換熱裝置3的底部設置有冷風進口 3-1-1，換熱裝置3的頂部設置有熱風出口 3-1-2，並且冷風進口 3-1-1和熱風出口 3-1-2均與換熱腔3-1連通，換熱裝置3的熱風出口 3-1-2處連接有抽風機。[0011]如圖1所示，煙囪2上設置有熱風直接出口 2-1，該熱風直接出口 2-1位於換熱裝置3的上方，熱風直接出口 2-1通過管道4與換熱裝置3的熱風出口 3-1-2連通後再與抽風機連接，熱風直接出口 2-1與熱風出口 3-1-2之間的管道4上設置有封閉管道4的閘板5。[0012]如圖1所示，煙囪2的外壁上安裝有水加熱裝置6，水加熱裝置6的底部設置有冷水進口 6-1，水加熱裝置6的頂部設置有熱水出口 6-2。[0013]本實用新型的工作原理如下:[0014]用煙囪2內煙氣的餘熱可以利用水加熱裝置6產生熱水對燃氣梭式窯的液化氣鋼瓶供熱，使瓶內餘氣基本用盡，與不用熱水相比，特別是在冬季，每隻鋼瓶內均剩餘較多尾氣無法使用，相當於縮小了鋼瓶的容積，造成一定的浪費，如果要使鋼瓶內餘氣用完，用戶只好另加裝一臺熱水器，本實用新型安裝水加熱裝置6後，不但節約了熱水器的投資，還節省了許多燃料，用煙囪2內煙氣的餘熱可以利用換熱裝置3產生熱風則供給坯體或待燒產品乾燥用，替代原有供熱風設備，既節省投資，減少燃料消耗，又降低了企業成本，雖熱沒有充分回收煙氣的熱量，但總的能量利用率得到了提高，累積回收熱量以100臺4.5m3窯爐為例，每年相當於節 約燃料近I千噸標準煤，經濟效益比較可觀。另外，本實用新型的換熱裝置3和水加熱裝置6，對高溫段煙囪2還起到了一定的保護作用，延長了煙囪2的使用壽命，節約了設備的維修方面，由於燃氣梭式窯仍屬間歇式窯爐，在冷卻階段尚有大量的熱量散發，通過閘板5控制，在不影響窯內產品冷卻的情況下可直接抽取利用現有熱源。[0015]燃氣梭式窯的熱效率及單位產品能耗雖然比其他類型的間歇窯爐優越，但仍屬倒焰形式，煙囪2排煙溫度相當高。通過對不同容積，不同產品的梭式窯爐進行熱平衡測試後可知，煙氣帶走的熱量佔燃料燃燒熱的359^40%，相當可觀，如果直接抽取煙氣利用，肯定會影響窯內壓力及溫度的分布，不但會使窯爐難以操作控制，甚至會造成燃燒產物對用熱部門的汙染，因此我們只能收集高溫煙氣向周圍空間散發的熱量，決定在梭式窯的煙囪上加設換熱裝置來達到餘熱利用的目的。[0016]如何才能最大限度地收集該窯爐的餘熱及怎樣將這些熱量以何種形式送到用熱部門，使熱損失最小，是關鍵問題。根據傳熱學原理，煙氣通過煙囪壁向周圍空間散熱包括有導熱、對流和輻射三種傳熱過程，通常散熱量可採用以下公式來得:Q= a (tw-t) Jidl，式中，a—煙囪外壁與周圍空氣之間的對流輻射傳熱係數，單位:w/m2 °C ；tw，t——分別為煙囪外壁溫度和周圍環境溫度，單位:V ; d—煙囪外徑，m; I—煙囪長度，m。[0017]從該式可以看出，散熱量與煙囪長度成正比，但在煙囪外加裝換熱裝置後，就變成了流體與固體(煙囪壁)之間的熱交換，其過程相當複雜，目前都是以牛頓冷卻定律作為計算基礎求其他換熱量，即:Q=ctk (tw — tf) F ;式中，a k -對流傳熱係數，w/m2 °C ；tw——與流體接觸的固體壁面溫度，V ; tf——流體的溫度，°C;F——與流體接觸的熱交換面積，m2。[0018]上式中的換熱量Q與ak、F和溫度差At均成正比，但由於隨著換熱面積的增大，在煙囪直徑不變的情況下，即增大了換熱裝置的長度，這時溫度差At在逐漸變小，換熱裝置成本也在增加，a k更是一個複雜多變的函數，與形狀、壁面溫度、流體流速、流體溫度諸多因素有關，根據這些情況，經過仔細計算，確定了換熱裝置的主要尺寸和換熱面積，使得換熱量較大，換熱效率較高。[0019]利用煙氣餘熱通過水加熱裝置所產生的熱水，主要用與對液化氣鋼瓶加熱，一是提供液化氣蒸發所需的熱量，二是提高液化氣入窯的溫度。餘熱產生的熱空氣則送至乾燥設備作為熱源使用，但須對輸送管道進行保溫設計，並滿足以下各項要求:①保溫材料導熱係數較小；②選用了多孔性保溫材料，容量較小；③保溫材料耐熱高溫高且不易燃燒；④所選材料具有一定的機械強度且吸水率小；⑤施工方便，造價低。[0020]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並不用於限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的 保護範圍之內。
權利要求1.一種燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，包括與窯體(I)連通的煙囪(2)，其特徵在於:還包括換熱裝置(3 )，換熱裝置(3 )圍在煙囪(2 )的外部，換熱裝置(3 )內具有換熱腔(3-1)，換熱腔(3-1)的一側緊貼在煙囪(2)的外壁上，換熱裝置(3)的底部設置有冷風進口(3-1-1),換熱裝置(3)的頂部設置有熱風出口(3-1-2)，並且冷風進口(3-1-1)和熱風出口(3-1-2)均與換熱腔(3-1)連通，換熱裝置(3)的熱風出口(3-1-2)處連接有抽風機。
2.根據權利要求1所述的燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，其特徵在於:所述的煙囪(2)上設置有 熱風直接出口(2-1)，該熱風直接出口(2-1)位於換熱裝置(3)的上方，熱風直接出口(2-1)通過管道(4)與換熱裝置(3)的熱風出口(3-1-2)連通後再與抽風機連接，熱風直接出口( 2-1)與熱風出口( 3-1-2)之間的管道(4)上設置有封閉管道(4)的閘板(5)。
3.根據權利要求1或2所述的燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，其特徵在於:所述的煙囪(2 )的外壁上安裝有水加熱裝置(6 )，水加熱裝置(6 )的底部設置有冷水進口( 6-1)，水加熱裝置(6)的頂部設置有熱水出口(6-2)。
專利摘要本實用新型公開了一種燃氣梭式窯的餘熱利用裝置，包括與窯體連通的煙囪，還包括換熱裝置，換熱裝置圍在煙囪的外部，換熱裝置內具有換熱腔，換熱腔的一側緊貼在煙囪的外壁上，換熱裝置的底部設置有冷風進口，換熱裝置的頂部設置有熱風出口，並且冷風進口和熱風出口均與換熱腔連通，換熱裝置的熱風出口處連接有抽風機。本實用新型能夠最大限度地利用燃氣梭式窯的排出煙氣的餘熱，並且換熱效率高，提高其能源利用率。
文檔編號F27D17/00GK203083378SQ201220674180
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月10日 優先權日2012年12月10日
發明者文智勇 申請人:醴陵陶潤實業發展有限公司