所属技术领域
[0001] 本实用新型涉及一种助燃风加热节能装置，具体是一种能够充分利用冷却陶瓷制品产生的余热、减少排放污染的陶瓷烧成窑炉助燃风加热节能装置；该装置尤其适用于连续烧成的陶瓷烧成窑炉。本实用新型还涉及设有上述助燃风加热节能装置的陶瓷烧成窑炉。
背景技术
[0002] 在传统的烧成窑炉燃烧系统中，助燃风是由助燃风机将环境的常温空气加压后通过烧嘴(或
燃烧器)与
燃料混和燃烧后将高温烟气喷入窑内，以加热及
烧结制品(包括墙地砖、日用瓷、卫生洁具及特种陶瓷等)，该过程中需要消耗大量的
热能。根据烧成工艺特点，烧好的制品必须经过急冷降温过程，缓冷降温过程，最终冷却过程，从最高烧成
温度点逐步降到常温。在冷却过程中，主要采取的办法是通过风机供入常温空气，与烧结后的制品
接触进行热交换。热交换后，空气因含有大量的热量(这部分热量称为冷却余热)，温度远比常温空气高；传统的烧成窑炉系统往往将这些空气不做任何处理、直接排入大气，这样不仅对大气有影响，而且也浪费大量的热能。实用新型内容
[0003] 本实用新型要解决的第一个技术问题，是提供一种能够充分利用冷却陶瓷制品产生的余热、减少排放污染的陶瓷烧成窑炉助燃风加热节能装置。
[0004] 本实用新型要解决的第二个技术问题，是提供一种设有上述助燃风加热节能装置的陶瓷烧成窑炉。
[0005] 本实用新型要解决的第一个技术问题，可以通过以下的技术方案实现：一种助燃风加热节能装置，其特征在于：包括助燃风机1，所述助燃风机1的出风口连通两条通道，其中一通道为热交换通道，另一通道为调节通道，所述热交换通道和调节通道的另一端相互连通。
[0006] 使用时，将热交换通道设置在窑炉的急冷段内，将调节通道设置在窑炉的急冷段外，并将两通道相互连通的一端连接至位于窑炉烧结段内的
喷嘴，然后将常温空气或将窑炉的缓冷终冷段高于常温的空气(温度为120～150℃)连通至助燃风机的进风口作为最初的助燃风。当助燃风机加压时，使助燃风经出风口同时进入两通道内，其中通
过热交换通道内的风与急冷段内部炽热的空气进行热交换温度升高，并与调节通道内的风混合达到合适的温度，然后到达喷嘴与燃料混合燃烧。
[0007] 作为本实用新型一个优选
实施例，所述热交换通道包括上、下设置的两条单元通道和若干加热支管4；其中，位于上方的单元通道为上单元通道2，位于下方的单元通道为下单元通道3，各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两风盒的连接管；各加热支管4均连通上、下单元通道的风盒，且同一加热支管两端连接的上、下单元通道设置在异侧的风盒；所述下单元通道3的连接管33连通助燃风机1的出风口，所述上单元通道2的连接管23与所述调节通道连通。
[0008] 安装时，将热交换通道的各加热支管设置在窑炉的急冷段内，助燃风机加压使最初的助燃风由下单元通道3的连接管33进入两风盒31、32，然后经相应的加热支管进入到上单元通道2的两风盒21、22，助燃风在加热支管内流动时与窑炉的急冷段内的炽热空气进行热交换温度升高并自动上升，减轻助燃风机1的负载，助燃风上升到达上单元通道2的连接管23与调节通道的助燃风混合，该过程主要是调节通道的温度较低的空气稀释上单元通道2的连接管23的温度较高的助燃风，达到要求的温度。
[0009] 在上述
基础上，本实用新型可以做以下的改进：所述助燃风机1的出风口连接有一主管5，所述热交换通道的上、下单元通道2、3的连接管23、33均与该主管5连通，且所述下单元通道3的连接管33靠近助燃风机1的出风口；所述主管5与上、下单元通道2、3的连接管23、33连接之间的部分构成调节通道。
[0010] 在上述基础上，本实用新型所述调节通道设有控制
阀；该
控制阀为
电动阀6。
[0011] 在上述基础上，本实用新型所述上单元通道2的连接管23与主管5的出风口的连接处和/或下单元通道3的连接管33与主管5的连接处设有手动闸阀。
[0012] 实际生产时，通过热交换通道的手动闸阀和调整通道的控制阀调节热交换后的助燃风和最初助燃风混合后的温度，达到恒定温度的目的。
[0013] 在上述基础上，本实用新型所述主管5上设有用于检测管内助燃风的检测部件；所述检测部件位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风机1的
位置；所述检测部件包括
热电偶7和压
力传感器8，其中所述热电偶7连接电动阀6，所述
压力传感器连接助燃风机1的
变频器。
[0014] 生产时，将助燃风机1(变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8均与窑体的控制系统连接，电动阀6的控制
信号来源于热电偶7，主要通过变化最初助燃风的量调节热交换后的助燃风温度，达到恒定温度的目的。而压力传感器8主要通过风机1的变频器恒定风压，根据气体常数方程式V＝RT/P(其中V-助燃风体积，R为普适气体常量，即常数，T为绝对温度，P为压强，这里指助燃风压力)。即通过温度T(由电动阀6控制)和风压P控制(由助燃风机1通过变频器调节)，来稳定产品烧成所需的助燃风量V，使窑内的温度稳定，在利用助燃风带入
显热而节能的同时保证了产品
质量的稳定。
[0015] 在上述基础上，本实用新型所述助燃风机1的进风口连接有两个用于连通气源的进风管101、102；两进风管101、102与助燃风机1之间均设有
过滤器9。使用时，将窑炉缓冷急冷段收集的余热风连通至其中一个进风管，另一进风管则连通外界自然风，两种风混合可使进入助燃风机1的最初助燃风具有合适的温度且
氧气含量适中；过滤器则对混合后最初助燃气除尘、消除杂质。
[0016] 在上述基础上，本实用新型包括多个助燃风机，多个助燃风机并列设置，且各助燃风机的出风口均连同主管5。实际工作时，可以选择将多台助燃风机均启动，也可以选择在满足正常生产需要的情况下，仅启动部分的助燃风机；同时采用多台助燃风机，可提高进风效率，而且当其中部分的助燃风机发生故障停止工作时，其余的助燃风机可继续工作，保证生产线的正常生产。
[0017] 本实用新型要解决的第二技术问题，可以通过以下的技术方案来实现：一种陶瓷烧成窑炉，包括窑体，所述窑体依次分为烧结段I、急冷段II、缓冷终
冷锻III，其特征在于：还包括助燃风加热节能装置，所述助燃风加热节能装置包括助燃风机1，所述助燃风机1的出风口分别连通两条通道，其中一通道为热交换通道，另一通道为调节通道，所述热交换通道和调节通道的另一端相互连通；所述热交换通道设置在窑炉的急冷段II内，将调节通道设置在窑炉的急冷段II外，并将两通道相互连通的一端连接至位于窑炉烧结段I内的喷嘴。
[0018] 在上述基础上，本实用新型所述热交换通道包括上、下设置的两条单元通道和若干加热支管4；其中，位于上方的单元通道为上单元通道2，位于下方的单元通道为下单元通道3，各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两风盒的连接管；各加热支管4均连通上、下单元通道的风盒，且同一加热支管两端连接的上、下单元通道设置在异侧的风盒；所述下单元通道3的连接管33连通助燃风机1的出风口，所述上单元通道2的连接管23与所述调节通道连通；所述热交换通道的加热支管4设置在窑体15的急冷段II内。
[0019] 所述助燃风机1的出风口连接有一主管5，该主管5位于窑体15外；所述热交换通道的上、下单元通道2、3的连接管23、33均与该主管5连通，且所述下单元通道3的连接管33靠近助燃风机1的出风口；所述主管5与上、下单元通道2、3的连接管23、33连接之间的部分构成调节通道。
[0020] 在上述基础上，本实用新型所述调节通道设有控制阀；该控制阀为电动阀6；所述上单元通道2的连接管23与主管5的连接处和/或下单元通道3的连接管33与主管5的连接处设有手动闸阀；所述主管5上设有用于检测管内助燃风的检测部件；所述检测部件位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风机1的位置；所述检测部件包括热电偶7和压力传感器8，其中所述热电偶7连接电动阀6，所述压力传感器连接助燃风机1的变频器；所述助燃风机1(变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8均与窑体的控制系统连接。当稳定连接助燃风机1的进风口的进风管101、102和热交换通道的手动闸阀的冷
门开度后，窑体的控制系统可控制助燃风机1(变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8自动设置并调节助燃风压力、助燃风温度、从而稳定助燃风风量，以达到最佳燃烧效果和节能的目的。
[0021] 在上述基础上，本实用新型所述助燃风机1的进风口连接有两个用于连通气源的进风管101、102，两进风管101、102与助燃风机1之间均设有过滤器9；其中一进风管连通所述窑体15的缓冷终冷段III，另一进风管连通室温空气。窑体的缓冷终冷锻III内的空气可高达120～150℃，远高于常温空气；而急冷段II空气的温度远又高于缓冷终冷锻III，将缓冷终冷锻III内的空气和常温空气混合作为温度适当、含氧量高的最初助燃风，并采用助燃风机加压迫使最初的助燃风进入热交换通道的若干加热支管，与窑体15的急冷段II的空气进行热交换，助燃风温度升至250℃左右，与燃料混合燃烧时可节省燃料12～15％。
[0022] 在上述基础上，本实用新型所述主管5靠近其与热交换通道的下单元通道3连接处的端部设有两个出风口，两出风口分别连通窑体15烧结段I内上部和下部的喷嘴。
[0023] 与
现有技术相比，本实用新型提供的助燃风加热节能装置，可充分利用窑炉自身的大量
能量，使热能被充分合理利用；不仅可用于新建的窑炉上，还可以对大多数正在运行的窑炉上进行改造，仅对现有设备做小的改动，实行模
块化安装即可；该结构对原窑炉的烧成系统及产品的品质无不良影响，反而更有利于调节窑内压力及温度，而且可以达到节能减排的效果。本实用新型提供的陶瓷烧成窑炉采用上述的助燃风加热节能装置，充分利用窑体的缓冷终冷锻III和急冷段II的与人，使助燃风最终加热温度达到250℃时，带入的显热可节省燃料12～15％；而冷却部分排入大气的热风温度比余热利用前降低100℃左右；而且在节省燃料的同时降低排放温度，符合国家节能减排的产业政策。
附图说明
[0024] 图1是本实用新型的陶瓷烧成窑炉的结构示意图；
[0025] 图2是沿图1中A-A线的剖视示意图；
[0026] 图3是沿图1中B-B线的剖视示意图。
具体实施方式
[0027] 实施例1
[0028] 本实用新型的实施例1为助燃风加热节能装置，它包括了两台助燃风机1，两助燃风机1并列设置且两助燃风机1的出风口连通，两助燃风机1相通的出风口连通有两条通道，其中一通道为热交换通道，另一通道为调节通道，热交换通道和调节通道的另一端相互连通。
[0029] 热交换通道包括上、下设置的两条单元通道和若干加热支管4；其中，位于上方的单元通道为上单元通道2，位于下方的单元通道为下单元通道3；各单元通道包括两个相对设置的风盒和用于连通两风盒的连接管。
[0030] 各加热支管4均连通上、下单元通道的风盒，且同一加热支管两端连接的上、下单元通道设置在异侧的风盒，具体是如图2、3所示：上单元通道2右侧的风盒22和下单元通道3左侧的风盒31由一根加热支管4连通，上单元通道2左侧的风盒21和下单元通道3右侧的风盒32由一根加热支管4连通。
[0031] 两助燃风机1连通的出风口连接有一主管5，热交换通道的上、下单元通道2、3的连接管23、33均与该主管5连通，且下单元通道3的连接管33靠近助燃风机1的出风口；主管5与上、下单元通道2、3的连接管23、33连接之间的部分构成调节通道。
[0032] 调节通道上设有电动阀6；上单元通道2的连接管23与主管5的连接处设有手动闸阀11，下单元通道3的连接管33与主管5的连接处设有手动闸阀12。
[0033] 主管5上设有用于检测管内助燃风的热电偶7和压力传感器8；热电偶7和压力传感器8位于调节通道与热交换通道的上单元通道2的连接管23连接处远离阻燃风机1的位置；其中热电偶7连接电动阀6，压力传感器连接助燃风机1的变频器。
[0034] 两助燃风机1的进风口也连通，且连接有两个用于连通气源的进风管101、102；两进风管101、102与助燃风机1之间均设有过滤器9。
[0035] 实施例2
[0036] 本实用新型的实施例2为陶瓷烧成窑炉，如图1～3所示，它包括了实施例1的助燃风加热节能装置和窑体15，其中窑体15依次分为烧结段I、急冷段II、缓冷终冷锻III。
[0037] 助燃风加热节能装置的热交换通道的各加热支管4均设置在窑体15的急冷段II内，主管5设置在窑体15外。设置在两助燃风机1的进风口的一进风管102连通所述窑体15的缓冷终冷段III，另一进风管101连通室温空气。主管5靠近其与热交换通道的下单元通道3连接处的端部设有两个出风口13、14，两出风口分别连通窑体15烧结段I内上部和下部的喷嘴。
[0038] 助燃风加热节能装置的助燃风机1(变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8均与窑体15的控制系统连接。
[0039] 本陶瓷烧成窑炉的工作过程：将调节通道的电动阀6、上单元通道2的手动闸阀11和下单元通道3的手动闸阀12调制合适的开度，然后启动两助燃风机1，使得常温空气进入进风管101、窑炉15的缓冷终冷段III120～150℃的空气进入另一进风管102，两种空气混合成为最初的助燃风，经过滤器9
净化后，最初的助燃风经助燃风机1的进风口经助燃风机1的出风口进入主管5内。
[0040] 当最初的助燃风达到下单元通道3与主管5的连接处时，一部分的助燃风继续在主管5的调节通道部分流动，该部分的助燃风的温度不变；另一部分的助燃风经下单元通道3的连接管33进入两风盒31、32内，然后进入加热支管4内，该部分的助燃风在加热支管4内流动时与急冷段II内的热空气进行热交换，温度升高至250℃左右，最后经上单元通道2的两风盒21、23进入相应的连接管23，到达上单元通道2与主管5的连接处，与调节通道内的助燃风混合成温度合适的最终助燃风，该最终助燃风经主管5两个出风口13、14分别连通窑体15烧结段I内上部和下部的喷嘴，并与燃料混合燃烧。
[0041] 当稳定连接助燃风机1的进风口的进风管101、102和热交换通道的手动闸阀的冷门开度后，窑体的控制系统可控制助燃风机1(变频器控制风压)、电动阀6、热电偶7、压力传感器8自动设置并调节助燃风压力、助燃风温度、从而稳定助燃风风量，以达到最佳燃烧效果和节能的目的。电动阀6的
控制信号来源于热电偶7，主要通过变化最初助燃风的量调节热交换后的助燃风温度，达到恒定温度的目的。而压力传感器8主要通过风机1的变频器恒定风压，根据气体常数方程式V＝RT/P(其中V-助燃风体积，R为普适气体常量，即常数，T为绝对温度，P为压强，这里指助燃风压力)。即通过温度T(由电动阀6控制)和风压P控制(由助燃风机1通过变频器调节)，来稳定产品烧成所需的助燃风量V，使窑内的温度稳定，在利用助燃风带入显热而节能的同时保证了产品质量的稳定。
