專利名稱:連續旋轉型高溫蓄熱設備的制作方法
技術領域:
本發明涉及各種火焰爐窯燃燒煙氣余熱回收設備,尤其涉及一種連續旋轉型高溫蓄熱設備。
背景技術:
火焰加熱的各種爐窯熱工設備在工業領域廣泛應用,這些設備在實現其工藝目的同時必須燃燒燃料,同時也會產生大量廢棄的高溫煙氣,高溫煙氣在排放的同時會帶走大量的能源,因此對這些能源進行回收利用是有廣泛深遠的應用價值。目前常規的燃燒煙氣余熱回收裝置主要有兩種一種是空氣預熱器,另一種是換向型蓄熱裝置。常規的空氣預熱器主要有間壁式和熱管式兩種,無論哪種方式,均存在換熱比表面小、預熱空氣溫度低、換熱效率不高等問題,此外,當煙氣帶有一定腐蝕性時,這兩種回收方式均受到很大限制。換向型蓄熱裝置其核心特點是燃燒器裝置自帶有蓄熱載體,燃燒器成對出現,工作時,兩只燃燒器按設定節拍交替換向,一只燃燒,另一只排煙,煙氣流經燃燒器時熱量被燃燒器內的蓄熱載體置換,煙氣低溫排放,到下一個周期該燃燒器燃燒時,助燃冷空氣從蓄熱載體流過并被預熱,這種過程周期反復,從而實現了煙氣余熱回收效果。由于這種換向型蓄熱裝置中蓄熱體有極大的換熱比表面積,因此可實現極高的余熱回收效果,因此,換向型蓄熱裝置是一種高效余熱回收方式,因此,近年來在各種工業爐窯上廣泛應用。但是,這種換向式蓄熱裝置也有其本身的局限性,由于需要定周期的換向工作,燃燒器頻繁交替點火,帶來了助燃空氣和煙氣的流場頻繁波動,爐壓波動很大,增加了控制上的難度,影響了整個系統的可靠性;同時每次換向的瞬間都需要有一定的時間停止工作,其工作效率受到了限制;此外,一旦一個蓄熱裝置停止工作,整套系統都處于癱瘓狀態,必然造成停產,系統可靠性較弱。
發明內容
本發明的目的是克服現有技術存在的不足,提供一種連續旋轉型高溫蓄熱設備。本發明的目的通過以下技術方案來實現
連續旋轉型高溫蓄熱設備,包括機架、蓄熱裝置、驅動裝置和升降機構,特點是所述蓄熱裝置呈圓柱形結構,包含上蓋、旋轉體和下蓋,上蓋通過螺栓固定在機架上,上蓋頂部設有熱煙氣進口及熱空氣出口,上蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有熱煙氣倉及熱空氣倉; 下蓋支撐于升降機構上,下蓋頂部側面設有冷煙氣出口及冷空氣進口,下蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有冷空氣倉及冷煙氣倉,下蓋的扇形凸面中心安裝有一個轉軸,下蓋外部四周均布有托輪,旋轉體支撐于下蓋上的托輪上,旋轉體底部中心設有滑動軸孔,滑動軸孔與下蓋上的轉軸相配合,旋轉體外部四周均布有柱銷;驅動裝置包含電機減速機和鈍齒輪, 電機減速機安裝在機架上,電機減速機的輸出軸上安裝鈍齒輪,鈍齒輪與旋轉體上的柱銷相嚙合;下蓋上的冷空氣進口與上蓋上的熱空氣出口相對應,下蓋上的冷煙氣出口與上蓋上的熱煙氣進口相地應,旋轉體填充有蓄熱介質。進一步地,上述的連續旋轉型高溫蓄熱設備,其中,所述蓄熱介質為蜂窩體或氧化鋁陶瓷小球。更進一步地,上述的連續旋轉型高溫蓄熱設備,其中,所述升降機構為千斤頂。本發明技術方案突出的實質性特點和顯著的進步主要體現在
①本發明連續旋轉型高溫蓄熱設備能夠將常溫助燃空氣預熱后的溫度僅比出爐煙氣低100°c左右,排出的煙氣溫度降低到150°c以下,因此,與傳統換熱器及換向式蓄熱裝置想比,可實現更高的余熱回收效率;
②連續旋轉型高溫蓄熱設備可實現連續的余熱回收效果,火焰燃燒穩定,無需頻繁點火,能夠保持助燃空氣和煙氣的穩定流動,閥門無需頻繁動作,因此,與換向式蓄熱裝置相比,系統的運行可靠性有明顯提高;
③連續旋轉型高溫蓄熱設備所配的燒嘴數量及安裝位置不受限制,燃燒時也無需頻繁點火及換向,因此,爐壓運行平穩,較好解決了換向蓄熱式裝置爐壓高居不下、爐口冒火問題,大大延長了爐門鑄件的使用壽命;
④連續旋轉型高溫蓄熱設備根據爐窯設備能力設置,可實現燃燒煙氣100%從旋轉裝置本體通過,實現全煙氣余熱回收,與換向蓄熱式裝置相比,無需設置輔助煙道;
⑤連續旋轉型高溫蓄熱設備余熱燃燒過程始終是穩定的,因此,可實現理想的空燃比調節效果,解決了換向蓄熱式裝置總是助燃空氣過量的問題;
⑥連續旋轉型高溫蓄熱設備預熱空氣的溫度和排出煙氣的溫度可根據中間旋轉體的轉速進行調節,排煙溫度更低,而且全部是動力排煙,采用連續旋轉型高溫蓄熱設備的爐窯其煙道更為簡單,也更為靈活。
下面結合附圖對本發明技術方案作進一步說明 圖1 本發明的結構示意圖。
具體實施例方式如圖1所示,連續旋轉型高溫蓄熱設備,包括機架1、蓄熱裝置、驅動裝置6和升降機構7,蓄熱裝置呈圓柱形結構,包含上蓋2、旋轉體3和下蓋5,上蓋2位于蓄熱裝置的頂部,上蓋2通過螺栓固定在機架1上,上蓋2頂部設有熱煙氣進口及熱空氣出口,上蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有熱煙氣倉及熱空氣倉;下蓋5位于蓄熱裝置的底部,下蓋5支撐于升降機構7上,升降機構7為千斤頂,下蓋5頂部側面設有冷煙氣出口及冷空氣進口,下蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有冷空氣倉及冷煙氣倉,下蓋5的扇形凸面中心安裝有一個轉軸,下蓋外部四周均布有托輪,旋轉體3支撐于下蓋上的托輪上,旋轉體底部中心設有滑動軸孔,滑動軸孔與下蓋上的轉軸相配合,構成旋轉體的旋轉中心軸,旋轉體3外部四周均布有柱銷;驅動裝置6包含電機減速機和鈍齒輪,電機減速機安裝在機架1上,電機減速機的輸出軸上安裝鈍齒輪,鈍齒輪與旋轉體上的柱銷相嚙合,旋轉體3以轉軸為中心旋轉; 下蓋上的冷空氣進口與上蓋上的熱空氣出口相對應,下蓋上的冷煙氣出口與上蓋上的熱煙氣進口相地應,旋轉體3填充有蓄熱介質4,蓄熱介質4為蜂窩體或氧化鋁陶瓷小球。旋轉體3承 載在下蓋四周的托輪上,由驅動裝置6驅動旋轉,旋轉體3與上蓋和下蓋間內部采用平面小縫隙方式實現無接觸旋轉,達到低泄漏效果。中間旋轉體3持續旋轉, 將進入的高溫煙氣余熱回收并持續對進入的冷空氣進行預熱,實現連續的余熱回收,同時保持助燃空氣和煙氣的穩定流動。具體應用時,常溫助燃空氣在外部力的作用下經下蓋5上的冷空氣進口進入旋轉體中,經過中間旋轉體3的熱半區,將中間旋轉體3內的高溫蓄熱介質4冷卻,同時常溫助燃空氣被加熱到1000°C以上,通過上蓋2上的熱空氣出口經風道再進入指定燃燒裝置進行燃燒。高溫的煙氣(1100 1200°0在外部抽力作用下通過上蓋2上的熱煙氣進口被抽到中間旋轉體3的冷半區,將中間旋轉體內的蓄熱介質4加熱,煙氣自身得到冷卻,其溫度被降到150°C以下,然后通過下蓋上的冷煙氣出口排出。旋轉體3通過驅動裝置6的驅動作用保持6(Γ90秒/轉的速度不停旋轉,將熱半區被冷卻了的蓄熱介質旋轉到爐內高溫煙氣經過的另一面,利用爐內高溫煙氣對蓄熱介質進行再加熱;同時旋轉式蓄熱體的冷半區內的蓄熱介質已經被爐內高溫煙氣加熱,送到了熱半區,繼續為常溫的助燃空氣進行預熱。需要說明的是,冷半區與熱半區沒有實質的區域劃分,是按蓄熱介質的溫度高低來劃分的,助燃空氣經過的蓄熱介質高溫區域即為熱半區,爐內煙氣經過的蓄熱介質低溫區域即為冷半區。 因旋轉體3保持6(Γ90秒/轉的速度不停旋轉,因此兩區域是時刻變化的。本發明連續旋轉型高溫蓄熱設備能夠將常溫的助燃空氣預熱到1000°C以上,排出的煙氣溫度降低到150°C以下,比常規的換向式蓄熱裝置余熱回收效率更高。連續旋轉型高溫蓄熱設備是一個連續的預熱回收過程,能夠保持助燃空氣和煙氣的穩定流動,沒有了換向式蓄熱裝置的停頓時間,系統的運行效率也有了極大的提高;連續旋轉型高溫蓄熱設備根據蓄熱能力的大小,只需一個就能滿足不同蓄熱能力的要求,無需成對設置,預熱空氣的溫度和排出煙氣的溫度可根據中間旋轉體的轉速進行調節,簡單可靠。采用該裝置,可實現高溫煙氣80%以上的回收效率,是一種新型高溫煙氣余熱回收方式。需要理解到的是以上所述僅是本發明的優選實施方式,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以作出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.連續旋轉型高溫蓄熱設備,包括機架、蓄熱裝置、驅動裝置和升降機構,其特征在于 所述蓄熱裝置呈圓柱形結構,包含上蓋、旋轉體和下蓋,上蓋通過螺栓固定在機架上,上蓋頂部設有熱煙氣進口及熱空氣出口,上蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有熱煙氣倉及熱空氣倉;下蓋支撐于升降機構上,下蓋頂部側面設有冷煙氣出口及冷空氣進口,下蓋內部設有的扇形凸面將其分隔有冷空氣倉及冷煙氣倉,下蓋的扇形凸面中心安裝有一轉軸,下蓋外部四周均布有托輪,旋轉體支撐于下蓋上的托輪上,旋轉體底部中心設有滑動軸孔,滑動軸孔與下蓋上的轉軸相配合,旋轉體外部四周均布有柱銷;驅動裝置包含電機減速機和鈍齒輪,電機減速機安裝在機架上,電機減速機的輸出軸上安裝鈍齒輪,鈍齒輪與旋轉體上的柱銷相嚙合;下蓋上的冷空氣進口與上蓋上的熱空氣出口相對應,下蓋上的冷煙氣出口與上蓋上的熱煙氣進口相地應,旋轉體填充有蓄熱介質。
2.根據權利要求1所述的連續旋轉型高溫蓄熱設備,其特征在于所述蓄熱介質為蜂窩體或氧化鋁陶瓷小球。
3.根據權利要求1所述的連續旋轉型高溫蓄熱設備,其特征在于所述升降機構為千斤頂。
全文摘要
本發明涉及連續旋轉型高溫蓄熱設備,上蓋固定在機架上,上蓋頂部設有熱煙氣進口及熱空氣出口;下蓋支撐于升降機構上,下蓋頂部側面設有冷煙氣出口及冷空氣進口,下蓋的扇形凸面中心安裝有一轉軸,下蓋外部四周均布有托輪,旋轉體支撐于下蓋上的托輪上,旋轉體底部中心的滑動軸孔與下蓋上的轉軸相配合,旋轉體外部四周均布有柱銷;驅動裝置的電機減速機安裝在機架上,電機減速機輸出軸上的鈍齒輪與旋轉體上的柱銷相嚙合;下蓋上的冷空氣進口與上蓋上的熱空氣出口相對應,下蓋上的冷煙氣出口與上蓋上的熱煙氣進口相地應,旋轉體填充有蓄熱介質。旋轉體持續旋轉,將進入的高溫煙氣余熱回收并持續對進入的冷空氣進行預熱,實現連續的余熱回收。
文檔編號F27D17/00GK102288042SQ201110229638
公開日2011年12月21日 申請日期2011年8月11日 優先權日2011年8月11日
發明者何雷, 余志華, 左建中, 胡恩雷, 胡羅成, 陳劍飛 申請人:蘇州博能爐窯科技有限公司