對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、連接管、冷風(fēng)道、換熱套、熱風(fēng)道、燃?xì)夤堋?、正火爐及煙囪，換熱套內(nèi)沿軸線方向設(shè)有將換熱套的內(nèi)腔分為相互獨(dú)立的煙氣通道和空氣通道的隔板，隔板上架裝有熱管，熱管分布在煙氣通道和空氣通道內(nèi)，鼓風(fēng)機(jī)將助燃空氣由冷風(fēng)道送入換熱套的空氣通道預(yù)加熱后由熱風(fēng)道送出與燃?xì)饣旌先紵?，產(chǎn)生的煙氣由輸煙管道送至換熱套的煙氣通道進(jìn)行熱量回收后排出。它對空氣加熱后助燃，提高加熱爐熱效率，使燃燒最高溫度點(diǎn)前移，節(jié)省燃料；高溫空氣相對常溫空氣處于低氧狀態(tài)，低氧氣氛燃燒使火焰體積成倍增大，爐內(nèi)溫度場分布均勻，降低燃燒峰值溫度，實(shí)現(xiàn)低NOx排放。
【專利說明】對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及熱處理【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說涉及對熱處理過程的正火處理工序中產(chǎn)生的煙氣余熱的回收利用。
【背景技術(shù)】
[0002]正火，又稱?；?，是在正火爐內(nèi)將工件加熱至Ac3 (Ac3指的是碳鋼在實(shí)際加熱過程中的相變溫度，一般是從727°C到912°C之間)或Acm(Acm是實(shí)際加熱中過共析鋼完全奧氏體化的臨界溫度線)以上30?50°C，保溫一段時(shí)間后，從爐中取出在空氣中或噴水、噴霧或吹風(fēng)冷卻的金屬熱處理工藝。燃?xì)庠谡馉t內(nèi)燃燒產(chǎn)生大量的熱煙氣，熱煙氣攜帶有500°C以上的高溫?zé)崃?，在現(xiàn)有的生產(chǎn)加工過程中一般不采取相關(guān)手段，對熱煙氣所攜帶熱量進(jìn)行回收利用，而直接排放掉，造成很大的浪費(fèi)。此外，即便是采取相關(guān)回收措施，多數(shù)也僅是使用在取暖、保溫或者洗浴上，回收利用率非常有限。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)對正火處理爐釋放出的大量煙氣所攜帶熱量的充分回收利用，所采取的技術(shù)手段是，提供了一種對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)，它利用煙氣所攜帶的熱量對燃燒所需空氣進(jìn)行加熱，這樣使燃?xì)馀c熱空氣混合在正火爐膛內(nèi)燃燒，即所謂的高溫空氣燃燒。
[0004]本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:一種對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)、連接管、冷風(fēng)道、換熱套、熱風(fēng)道、燃?xì)夤?、燒嘴、正火爐、煙囪、支承柱；換熱套為腔體結(jié)構(gòu)，其被軸向固定安裝在支承柱上；在換熱套的內(nèi)腔沿軸線方向設(shè)有隔板，隔板將換熱套的內(nèi)腔分為相互獨(dú)立的煙氣通道和空氣通道，隔板上架裝有熱管，熱管在煙氣通道和空氣通道內(nèi)均有分布；鼓風(fēng)機(jī)的出風(fēng)口與連接管的進(jìn)風(fēng)口連通，連接管的出風(fēng)口與冷風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口連通，冷風(fēng)道的出風(fēng)口與換熱套上空氣通道的進(jìn)風(fēng)口連通，空氣通道的出風(fēng)口與熱風(fēng)道的進(jìn)風(fēng)口連通，熱風(fēng)道的出風(fēng)口與燃?xì)夤艿膬?nèi)腔相通，燃?xì)夤艿某隹诙诉B接燒嘴，燒嘴設(shè)在正火爐的爐膛內(nèi)；在正火爐的上部固裝有輸煙管道；輸煙管道的進(jìn)煙口連通爐膛內(nèi)腔，其出煙口與換熱套上煙氣通道的進(jìn)煙口連通，煙氣通道的出煙口連通煙囪的進(jìn)煙口。
[0005]被加熱后的空氣與燃?xì)庠谌細(xì)夤艿某隹诙嘶旌虾笥蔁焯幦紵a(chǎn)生的煙塵、廢氣等由正火爐上部設(shè)置的輸煙管道經(jīng)煙囪排出，高溫?zé)煔庠诮?jīng)過換熱套的煙氣通道時(shí)，高溫?zé)煔鉀_刷煙氣通道內(nèi)的熱管，當(dāng)煙氣溫度> 30°C時(shí)，熱管就會(huì)被激活自動(dòng)將熱量傳導(dǎo)至位于空氣通道內(nèi)的熱管部分，這樣高溫?zé)煔饨?jīng)煙氣通道內(nèi)的熱管吸熱后溫度降下來由煙囪排出，吸收的熱量傳導(dǎo)給空氣通道內(nèi)的熱管，常溫空氣在鼓風(fēng)機(jī)的作用下沿冷風(fēng)道反向流動(dòng)沖刷空氣通道內(nèi)的熱管，這時(shí)空氣通道內(nèi)的熱管放熱，將常溫空氣加熱，加熱后的空氣經(jīng)熱風(fēng)道送至燃?xì)夤芘c燃?xì)饣旌喜⒃跓焯幦紵?br>
[0006]本實(shí)用新型的有益效果是:熱空氣比冷空氣更利于與燃料充分燃燒，同時(shí)降低空氣對加熱爐的吸熱量，可提高加熱爐熱效率；高溫空氣與燃料混合燃燒，可使燃燒的最高溫度點(diǎn)前移，節(jié)省燃料；高溫空氣相對常溫空氣處于低氧狀態(tài)，這樣就實(shí)現(xiàn)了低氧氣氛燃燒，與傳統(tǒng)火焰相比，火焰體積成倍增大，爐內(nèi)溫度場分布均勻，降低了燃燒峰值溫度，避免了NOx的大量生成，實(shí)現(xiàn)低NOx排放。即本實(shí)用新型熱回收率高，節(jié)省燃料，使正火爐內(nèi)的溫度分布更均勻，且減少NOx排放量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0007]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0008]圖中:I鼓風(fēng)機(jī)，2連接管，3冷風(fēng)道，4換熱套，41煙氣通道，42空氣通道，43隔板，44熱管，5熱風(fēng)道，6燃?xì)夤埽?燒嘴，8正火爐，81輸煙管道，9煙囪，10支承柱。
【具體實(shí)施方式】
[0009]為便于進(jìn)一步理解本實(shí)用新型的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖對其作進(jìn)一步說明。
[0010]如圖1所示，一種對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)，包括鼓風(fēng)機(jī)1、連接管2、冷風(fēng)道3、換熱套4、熱風(fēng)道5、燃?xì)夤?、燒嘴7、正火爐8、煙囪9、支承柱10 ;所述換熱套4軸向固定安裝在支承柱10上；所述換熱套4為腔體結(jié)構(gòu)，其內(nèi)腔被軸向設(shè)置在內(nèi)的隔板43分為互不干涉的煙氣通道41和空氣通道42，隔板43上架裝有熱管44，該熱管44為現(xiàn)有技術(shù)，對于其作用原理此處不再贅述。所述熱管44在所述煙氣通道41和空氣通道42內(nèi)均有分布；所述鼓風(fēng)機(jī)I的出風(fēng)口與所述連接管2的進(jìn)風(fēng)口連通，所述連接管2的出風(fēng)口與所述冷風(fēng)道3的進(jìn)風(fēng)口連通，所述冷風(fēng)道3的出風(fēng)口與所述換熱套4上空氣通道42的進(jìn)風(fēng)口連通，空氣通道42的出風(fēng)口與所述熱風(fēng)道5的進(jìn)風(fēng)口連通，所述熱風(fēng)道5的出風(fēng)口與所述燃?xì)夤?的內(nèi)腔相通，所述燃?xì)夤?的出口端連接燒嘴7，所述燒嘴7設(shè)在所述正火爐8的爐膛內(nèi)；在正火爐8的上部固裝有輸煙管道81 ;所述輸煙管道81的進(jìn)煙口連通爐膛內(nèi)腔，其出煙口與所述換熱套4上的煙氣通道41進(jìn)煙口連通，所述煙氣通道41的出煙口連通所述煙? 9的進(jìn)煙口。
[0011 ] 換熱套4工作原理如圖1所示:右邊為煙氣通道41，左邊為空氣通道42，中間由隔板43分開，煙氣通道41、空氣通道42互不干擾。高溫?zé)煔庥捎疫叺臒煔馔ǖ?1排放，排放時(shí)高溫?zé)煔鉀_刷熱管44右邊(當(dāng)煙氣溫度> 30°C時(shí)，熱管44被激活便自動(dòng)將熱量傳導(dǎo)至左邊)，這時(shí)熱管44右邊吸熱，高溫?zé)煔饬鹘?jīng)熱管44后溫度下降后排出，熱量被熱管44吸收并傳導(dǎo)至其左邊。常溫清潔空氣在鼓風(fēng)機(jī)I作用下，沿左邊空氣通道42反方向流動(dòng)沖刷熱管44左邊，這時(shí)熱管44左邊放熱，將清潔空氣加熱，空氣流經(jīng)熱管44的左邊后溫度升高。
[0012]換熱套4被安裝在爐膛煙口，熱管44的右端將煙氣中熱量吸收并高速傳導(dǎo)至左端，使排煙溫度降至接近零點(diǎn)而減少熱量排放損失，其煙氣余熱回收效率高達(dá)80%。加熱后的清潔高溫空氣作為助燃空氣使用。
[0013]高溫空氣燃燒技術(shù)利用蓄熱式燃燒基本原理，利用蓄熱式熱交換，一方面將高溫排煙溫度降低到30°C以下，另一方面將常溫的助燃空氣預(yù)熱到幾百攝氏度高溫。高溫空氣燃燒技術(shù)與常規(guī)燃燒技術(shù)區(qū)別在于:高效預(yù)熱系統(tǒng)和低氧無焰燃燒狀態(tài)。高溫是空氣溫度預(yù)熱到幾百攝氏度。低氧是指空氣加熱后體積膨脹，單位體積內(nèi)氧分子含量減少，使燃燒區(qū)內(nèi)氧氣濃度低于15%，甚至低至3-5%。燃燒過程:空氣溫度通過預(yù)熱，沖入一個(gè)氧含量低于15%的燃燒室內(nèi)，與貧氧氣體燃料作延緩狀燃燒下析出熱能，不存在傳統(tǒng)燃燒過程中出現(xiàn)的局部高溫高氧區(qū)，燃燒后生成的高溫?zé)煔猓?jīng)換熱套4進(jìn)行熱交換后排出，這樣構(gòu)成一個(gè)交替循環(huán)，實(shí)現(xiàn)極限余熱回收和助燃空氣的高溫預(yù)熱。
[0014]采用高溫空氣助燃的優(yōu)點(diǎn)是:將助燃劑空氣溫度預(yù)熱到燃料自燃點(diǎn)溫度以上，燃料一進(jìn)入爐內(nèi)就能著火燃燒，燃燒溫度性好，助燃空氣高溫預(yù)熱后，降低了對燃料熱值的要求，有利于低熱值燃料的有效利用，實(shí)現(xiàn)了高效節(jié)能，節(jié)能率大于30% ;低氧氣氛燃燒，與傳統(tǒng)火焰相比，火焰體積成倍增大，爐內(nèi)溫度場分布均勻；同時(shí)降低了燃燒峰值溫度，避免了熱力型NOx的大量生成,實(shí)現(xiàn)超低NOx排放。
【權(quán)利要求】
1.一種對正火處理中排放煙氣熱量的回收利用系統(tǒng)，其特征是: 包括鼓風(fēng)機(jī)(I)、連接管(2)、冷風(fēng)道(3)、換熱套(4)、熱風(fēng)道(5)、燃?xì)夤?6)、燒嘴(7)、正火爐(8)、煙囪(9)及支承柱(10)； 所述換熱套(4)為腔體結(jié)構(gòu)，其被軸向固定安裝在所述支承柱(10)上； 所述換熱套(4)的內(nèi)腔沿軸線方向設(shè)有隔板(43)，所述隔板(43)將所述換熱套(4)的內(nèi)腔分為相互獨(dú)立的煙氣通道(41)和空氣通道(42)； 所述隔板(43 )上架裝有熱管(44 )，所述熱管(44 )在所述煙氣通道(41)和所述空氣通道(42)內(nèi)均有分布； 所述鼓風(fēng)機(jī)(I)的出風(fēng)口與所述連接管(2 )的進(jìn)風(fēng)口連通，所述連接管(2 )的出風(fēng)口與所述冷風(fēng)道(3 )的進(jìn)風(fēng)口連通，所述冷風(fēng)道(3 )的出風(fēng)口與所述換熱套(4 )上空氣通道(42 )的進(jìn)風(fēng)口連通，空氣通道(42 )的出風(fēng)口與所述熱風(fēng)道(5 )的進(jìn)風(fēng)口連通，所述熱風(fēng)道(5 )的出風(fēng)口與所述燃?xì)夤?6)的內(nèi)腔相通，所述燃?xì)夤?6)的出口端連接燒嘴(7)，所述燒嘴(7)設(shè)在所述正火爐(8)的爐膛內(nèi)； 在所述正火爐(8)的上部固裝有輸煙管道(81)； 所述輸煙管道(81)的進(jìn)煙口連通爐膛內(nèi)腔，其出煙口與所述換熱套(4)上的煙氣通道(41)進(jìn)煙口連通，所述煙氣通道(41)的出煙口連通所述煙囪(9)的進(jìn)煙口。
【文檔編號】F23L15/00GK203534218SQ201320471421
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月2日
【發(fā)明者】鄭秀恩, 楊玉國 申請人:山東潤源實(shí)業(yè)有限公司