CN106918227A - 采用蓄热式烧嘴的端部加热炉 - Google Patents

Abstract

本发明主要应用于钢板弹簧端部加热技术领域，特别涉及一种采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，包括蓄热***、炉体、助燃排烟***和燃气点火***，蓄热***包括对称设置在炉体左右两端的第一蓄热体和第二蓄热体，炉体内设有炉膛，炉膛两端分别设置燃气点火***，第一蓄热体的出气端、第二蓄热体的出气端分别通过第一连通腔、第二连通腔与炉膛的左右两端连通，助燃排烟***包括助燃风机和排烟风机，助燃风机和排烟风机通过助燃排烟控制管路连通，第一蓄热体的进气端与第二蓄热体的进气端分别与助燃排烟控制管路连通。本发明炉型炉膛温度均匀，温度控制精度较高，对稳定和提高产品质量提供了基本保证，降低质量事故的损失。

Description

采用蓄热式烧嘴的端部加热炉

技术领域

本发明涉及一种采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，主要应用于钢板弹簧端部加热技术领域。

背景技术

汽车钢板弹簧的片端加工—端部压延、卷耳、切角、压筋等，都需要进行端头局部加热，常用的端头局部加热设备有“感应电炉”和“天然气端头加热炉”，其中天然气端头加热炉具有适用范围广、加热均匀、维修简单等优点，使用最为普遍。目前广泛使用的天然气端头加热炉，采用的燃烧装置都是普通“直焰型扩散烧嘴”，该类型的烧嘴虽然结构简单、价格低、使用也比较方便，但用在端头加热炉上也带来如下缺点：

(1)端头加热炉均是“敞口式”炉型(而且多数是三面敞口)，直焰型扩散烧嘴燃烧时，燃烧区域具有较高的正压，极易从敞开的炉口处往外“冒火”，既浪费了大量热能，致使该炉型的热效率很低；又造成操作人员的工作环境非常恶劣，烟尘排放量较大。

(2)炉膛内的温度场差异巨大，存在明显的“高温区”与“低温区”，大大降低了整个炉膛的利用率(低温区只能用于预热簧片)。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种炉膛内的温度一致性好，可提高生产效率及生产质量的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉。

本发明所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，包括蓄热***、炉体、助燃排烟***和燃气点火***，蓄热***包括对称设置在炉体左右两端的第一蓄热体和第二蓄热体，炉体内设有炉膛，炉膛两端分别设置燃气点火***，第一蓄热体的出气端、第二蓄热体的出气端分别通过第一连通腔、第二连通腔与炉膛的左右两端连通，助燃排烟***包括助燃风机和排烟风机，助燃风机和排烟风机通过助燃排烟控制管路连通，第一蓄热体的进气端与第二蓄热体的进气端分别与助燃排烟控制管路连通。

所述的燃气点火***包括第一烧嘴、第二烧嘴、点火燃气管、风管以及设置在点火燃气管上的控制阀，第一烧嘴和第二烧嘴分别固定在炉体左右两端，并分别对应伸入到第一连通腔、第二连通腔内，点火燃气管、风管分别与两端的第一烧嘴和第二烧嘴相连，风管连通助燃风机。

所述的点火燃气管包括主燃气管道及连接在主燃气管道两侧的左燃气管道、右燃气管道，其中左燃气管道、右燃气管道分别包括两条燃气支管，所述的任一条燃气支管与相对应的烧嘴相连，另一条燃气支管通入相对应的连通腔内，燃气支管上均设置电磁阀。

所述的左燃气管道、右燃气管道的两条燃气支管之间通过连接管连接主燃气管道，连接管上设置电动调节阀，右燃气管道的两条燃气支管上分别设置第一电磁阀和第二电磁阀，左燃气管道的两条燃气支管上分别设置第三电磁阀和第四电磁阀。电动调节阀可根据炉膛温度自动调节阀门角度，从而控制燃气的流量，两烧嘴的设置及与烧嘴连接的左、右燃气管道(上的电磁阀)常开，可以保证充足的燃气进入烧嘴使烧嘴点燃后不熄灭，保证通入连通腔内的燃气遇到火焰后快速燃烧。

所述的第一蓄热体，第二蓄热体均包括蓄热体壁和蜂窝陶瓷蓄热体组成的蓄热腔，蜂窝陶瓷蓄热体和蓄热体壁之间设有纤维保温层。

所述的助燃排烟控制管路包括排烟管、助燃管和四个换向阀，其中两个换向阀设置在排烟管上，另两个换向阀设置在助燃管上，排烟风机设置在排烟管的两换向阀之间，助燃风机设置在助燃管的两个换向阀之间，排烟管与助燃管的两端均与第一蓄热体的进气端及第二蓄热体的进气端相连。

所述的第一连通腔、第二连通腔均包括蓄热体连通段和炉膛连通段，蓄热体连通段和炉膛连通段垂直设置，蓄热体连通段的截面设置为直角梯形，炉膛连通段的截面设置为锥形，蓄热体连通段的内径由蓄热体至炉膛方向逐渐减小，炉膛连通段由外端至内端依次增大。

蓄热式烧嘴的工作原理是“成对使用，一支燃烧、一支抽气排烟，利用烟气温度将烧嘴内部的蓄热体加热到一定温度(将热量储存)，然后交替工作”，这样可使燃料燃烧生成的热量绝大部分约束于炉体之内，使加热炉的热效率显著提高。据初步统计，较普通炉型节省天然气20％以上。因蓄热烧嘴的频繁换向工作，炉膛内的温度一致性很好(整个炉膛都是高温区)。这一效果也相当于延长了炉膛加热段，提高了生产率。采用蓄热烧嘴的炉型因配备了抽烟风机，炉膛内的燃烧尾气是被风机抽出，所以炉膛内是微负压，从炉口溢出的火焰(包括热空气)很少，显著改善了操作人员的工作环境。同时，排烟温度≤150℃，减少了对大气的热污染和尾气中的烟尘含量。因蓄热式烧嘴的天热气、助燃空气和排烟都需要频繁“换向”，电磁阀、气动切断阀等控制元件较多，自动控制***较为复杂。另外需要配备助燃、排烟两台风机，所以带来炉子本身的制造成本较高。

另外，使用时，炉膛顶部装好炉盖，只有炉膛的用于放置待加热工件的一侧留有狭长的空隙，其余封闭，以减少热量损失，提高热能的利用率。

本发明的有益效果是：

新炉型炉膛温度均匀，温度控制精度较高，对稳定和提高产品质量提供了基本保证，降低质量事故的损失，提高企业的质量声誉。同时可大幅降低设备故障率，提高了生产的稳定性和可靠性。

附图说明

图1是本发明使用状态俯视结构示意图。

图中：1、炉体；2、炉膛；3、第一电磁阀；4、第二电磁阀；5、第一烧嘴；6、第一连通腔；7、第一蓄热体；8、第一换向阀；9、第二换向阀；10、排烟管；11、助燃管；12、助燃风机；13、排烟风机；14、第三换向阀；15、第四换向阀；16、第二蓄热体；17、第二连通腔；18、第二烧嘴；19、第三电磁阀；20、第四电磁阀；21、电动调节阀；22、主燃气管道；23、风管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步描述：

如图1所示，本发明所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，包括蓄热***、炉体1、助燃排烟***和燃气点火***，蓄热***包括对称设置在炉体1左右两端的第一蓄热体7和第二蓄热体16，炉体1内设有炉膛2，炉膛2两端分别设置燃气点火***，第一蓄热体7的出气端、第二蓄热体16的出气端分别通过第一连通腔6、第二连通腔17与炉膛2的左右两端连通，助燃排烟***包括助燃风机12和排烟风机13，助燃风机12和排烟风机13通过助燃排烟控制管路连通，第一蓄热体7的进气端与第二蓄热体16的进气端分别与助燃排烟控制管路连通。燃气点火***包括第一烧嘴5、第二烧嘴18、点火燃气管、风管23以及设置在点火燃气管上的控制阀，第一烧嘴5和第二烧嘴18分别固定在炉体1左右两端，并分别对应伸入到第一连通腔6、第二连通腔17内，点火燃气管、风管分别与两端的第一烧嘴5和第二烧嘴18相连，风管23连通助燃风机12。点火燃气管包括主燃气管道22及连接在主燃气管道22两侧的左燃气管道、右燃气管道，其中左燃气管道、右燃气管道分别包括两条燃气支管，所述的任一条燃气支管与相对应的烧嘴相连，另一条燃气支管通入相对应的连通腔内，燃气支管上均设置电磁阀。左燃气管道、右燃气管道的两条燃气支管之间通过连接管连接主燃气管道22，连接管上设置电动调节阀21，右燃气管道的两条燃气支管上分别设置第一电磁阀3和第二电磁阀4，左燃气管道的两条燃气支管上分别设置第三电磁阀19和第四电磁阀20。第一蓄热体7，第二蓄热体16均包括蓄热体壁和蜂窝陶瓷蓄热体组成的蓄热腔，蜂窝陶瓷蓄热体和蓄热体壁之间设有纤维保温层。助燃排烟控制管路包括排烟管10、助燃管11和四个换向阀，其中两个换向阀设置在排烟管10上，另两个换向阀设置在助燃管11上，排烟风机13设置在排烟管10的两换向阀之间，助燃风机12设置在助燃管11的两个换向阀之间，排烟管10与助燃管11的两端均与第一蓄热体7的进气端及第二蓄热体16的进气端相连。第一连通腔6、第二连通腔17均包括蓄热体连通段和炉膛连通段，蓄热体连通段和炉膛连通段垂直设置，蓄热体连通段的截面设置为直角梯形，炉膛连通段的截面设置为锥形，蓄热体连通段的内径由蓄热体至炉膛方向逐渐减小，炉膛连通段由外端至内端依次增大。

如图1所示，排烟风机13的两侧的换向阀分别设为第一换向阀8和第四换向阀15，助燃风机12的两端的换向阀设为第二换向阀9和第三换向阀14。右燃气管道中的与第一烧嘴5连通的燃气支管上的电磁阀为第一电磁阀3，另外一条燃气支管上的电磁阀为第二电磁阀4，左燃气管道中的与第二烧嘴18连通的燃气支管上的电磁阀为第四电磁阀20，另外一条燃气支管上的电磁阀为第三电磁阀19。

主燃气管道22中通入天然气，各管路中所有阀门处于关闭状态，助燃风机12及排烟风机13开始工作，待风压与气压稳定后，同时打开第一电磁阀3、第四电磁阀20，点燃第一烧嘴5和第二烧嘴18，待火焰稳定后，打开第二换向阀9、第四换向阀15，第一换向阀8、第三换向阀14保持关闭，同时打开第二电磁阀4、将电动调节阀21设为自动状态，使天然气进入第一连通腔6内，此时空气经过助燃风机12、第二换向阀9进入第一蓄热体7，并与天然气在第一连通腔6内充分混合，遇点燃的第一烧嘴5开始燃烧，天然气燃烧产生的气体及热量在排烟风机13的作用下沿炉膛2向左扩散，依次经过：第二连通腔17、第二蓄热体16、第四阀门、排烟风机13后被排出，在这个过程中，第二蓄热体16及炉膛2的温度逐渐升高，燃烧产生的气体温度逐渐降低，被降温后的气体通过排烟风机13排出。

当被排出的气体温度≤150℃后，关闭第二换向阀9、第四换向阀15、第二电磁阀4，打开第一换向阀8、第三换向阀14、第三电磁阀19，天然气进入第二连通腔17内，此时在助燃风机12的作用下空气经过第三换向阀14进入第二蓄热体16，由于第二蓄热体16温度较高，空气温度逐渐升高，第二蓄热体16温度逐渐降低，同时被加热了的空气与天然气在第二连通腔17内充分混合，遇点燃的第二烧嘴18开始燃烧，燃气燃烧产生的气体及热量在排烟风机13的作用下沿炉膛2向右扩散，依次经过第一连通腔6、第一蓄热体7、第一换向阀8、排烟风机13后被排出，在这个过程中，第一蓄热体7及炉膛2的温度逐渐升高，燃烧产生的气体温度逐渐降低，被降温后的气体通过排烟风机13排出。

当被排出的气体温度≤150℃后，第一换向阀8、第三换向阀14、第三电磁阀19再次关闭，第二换向阀9、第四换向阀15、第二电磁阀4再次打开，如此循环，当炉膛2到达设定温度后将要加热的工件放在炉膛2上方使工件加热。

设备正常运行后电动调节阀21可根据炉膛温度自动调节开启，以控制燃气流量。

蓄热燃烧装置端部加热炉主要技术参数

预期直接经济效益：

①在生产相同数量的产品前提下，旧炉型的天然气用量约为3×23＝69m3/h，×7h/班≈480m3/班。新炉型约为50m3/h×7h/班＝350m3/班。

按每天两班制、每月25天计算，每年节省天然气约为7.8万m3/年。

②天然气价格平均按2.8元/m3计算，每年可降低燃气成本21.8万元左右。

Claims (7)

1.一种采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：包括蓄热***、炉体(1)、助燃排烟***和燃气点火***，蓄热***包括对称设置在炉体(1)左右两端的第一蓄热体(7)和第二蓄热体(16)，炉体(1)内设有炉膛(2)，炉膛(2)两端分别设置燃气点火***，第一蓄热体(7)的出气端、第二蓄热体(16)的出气端分别通过第一连通腔(6)、第二连通腔(17)与炉膛(2)的左右两端连通，助燃排烟***包括助燃风机(12)和排烟风机(13)，助燃风机(12)和排烟风机(13)通过助燃排烟控制管路连通，第一蓄热体(7)的进气端与第二蓄热体(16)的进气端分别与助燃排烟控制管路连通。

2.根据权利要求1所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：燃气点火***包括第一烧嘴(5)、第二烧嘴(18)、点火燃气管、风管(23)以及设置在点火燃气管上的控制阀，第一烧嘴(5)和第二烧嘴(18)分别固定在炉体(1)左右两端，并分别对应伸入到第一连通腔(6)、第二连通腔(17)内，点火燃气管、风管分别与两端的第一烧嘴(5)和第二烧嘴(18)相连，风管连通助燃风机(12)。

3.根据权利要求2所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：点火燃气管包括主燃气管道(22)及连接在主燃气管道(22)两侧的左燃气管道、右燃气管道，其中左燃气管道、右燃气管道分别包括两条燃气支管，所述的任一条燃气支管与相对应的烧嘴相连，另一条燃气支管通入相对应的连通腔内，燃气支管上均设置电磁阀。

4.根据权利要求3所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：左燃气管道、右燃气管道的两条燃气支管之间通过连接管连接主燃气管道(22)，连接管上设置电动调节阀(21)，右燃气管道的两条燃气支管上分别设置第一电磁阀(3)和第二电磁阀(4)，左燃气管道的两条燃气支管上分别设置第三电磁阀(19)和第四电磁阀(20)。

5.根据权利要求1所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：第一蓄热体(7)，第二蓄热体(16)均包括蓄热体壁和蜂窝陶瓷蓄热体组成的蓄热腔，蜂窝陶瓷蓄热体和蓄热体壁之间设有纤维保温层。

6.根据权利要求1所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：助燃排烟控制管路包括排烟管(10)、助燃管(11)和四个换向阀，其中两个换向阀设置在排烟管(10)上，另两个换向阀设置在助燃管(11)上，排烟风机(13)设置在排烟管(10)的两换向阀之间，助燃风机(12)设置在助燃管(11)的两个换向阀之间，排烟管(10)与助燃管(11)的两端均与第一蓄热体(7)的进气端及第二蓄热体(16)的进气端相连。

7.根据权利要求1所述的采用蓄热式烧嘴的端部加热炉，其特征在于：第一连通腔(6)、第二连通腔(17)均包括蓄热体连通段和炉膛连通段，蓄热体连通段和炉膛连通段垂直设置，蓄热体连通段的截面设置为直角梯形，炉膛连通段的截面设置为锥形，蓄热体连通段的内径由蓄热体至炉膛(2)方向逐渐减小，炉膛连通段由外端至内端依次增大。