技术领域
[0001] 本
发明涉及
工业窑炉领域，具体涉及一种辊道窑及其工作方法。
背景技术
[0002] 众所周知，辊道窑中参与燃烧的助燃气
温度越高越节能，所以如果能利用辊道窑的余热来提高助燃气的温度无疑是最行之有效的方法。辊道窑的余热主要是由冷却
风机打入窑内冷却产品的空气经
接触吸收烧制产品的热量后形成的。
[0003]
现有技术中，辊道窑冷却段的余热利用主要有两种方法：
[0004] 第一种是通过在辊道窑冷却段设置换热器；
[0005] 第二种是通过兑冷风后采用大功率高温风机抽冷却段余热风；
[0006] 但因以下原因这两种方法均未达到输送到
燃烧器的助燃气温度达到五百摄氏度以上，余热利用效率低、而且系统运行及投资成本大：
[0007] 一、采用换热器吸收冷却段余热：为提高换热效率一般换热器均采用耐高温不锈
钢制造，一方面因其耐高温性及停电、风机故障的限制，换热器只能放置在六百摄氏度以下的
位置上，另一方面辊道窑对换热器位置及制造成本的限制，换热器换热面积有限，由此造成换热器吸收余热效率较低。现有技术经换热器换热后通过管道输送到燃烧器时的助燃气温度低于二百摄氏度。
[0008] 二、采用风机抽冷却段余热：一方面因高温热风体积膨胀、
密度小及混合冷空气降温等需采用大功率高温风机；另一方面因考虑风机
叶轮高温
变形、轴及
轴承的冷却要求只能采用低风压、低转速风机及大直径输送管道，还必须采用耐高温金属材料制作，以致系统造价昂贵。现有技术一般只能抽五百摄氏度以下的热风，加上风机、输送管道的
散热，送到燃烧器中助燃气温度一般都低于二百五十摄氏度。另外，因所需风机功率大以及风机维护及维修成本高，致使系统运行成本高。
[0009] 另外，辊道窑窑顶是散热最大的部位，目前国内辊道窑窑顶散热基本没有回收，而且全部散发在生产车间，影响生产环境。
发明内容
[0010] 为了解决现有技术的辊道窑余热利用率低、成本高和生产环境差的技术问题，本发明公开一种余热利用率高、成本低和生产环境好的辊道窑及其工作方法。
[0011] 一种辊道窑，包括窑底、传动辊棒装置、侧墙、窑顶、引射式混合器、高温高压风系统、高温余热风道和余热风系统，二相对设置的所述侧墙夹设于所述窑顶和所述窑底之间并围成两端开口的窑收容空间，所述传动辊棒装置运载产品收容于所述窑收容空间并连接二相对设置的所述侧墙，所述辊道窑沿产品移动的方向划分为预热段、烧成段和冷却段，所述引射式混合器设于所述冷却带，所述高温高压风系统设于所述冷却段的所述窑顶，所述高温余热风道一端始于所述冷却段二相对设置的所述侧墙且连接所述引射式混合器，另一端连通至所述烧成段，所述余热风系统设于所述冷却段和所述烧成段的所述窑顶；所述引射式混合器为内藏式文丘里管结构。
[0012] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳
实施例中，所述引射式混合器包括依次相接设置的喷头、入口段、收缩段、中心段和扩展段。
[0013] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述烧成段包括
燃气管道、助燃气管道和引射式燃烧器，所述引射式燃烧器设于所述烧成段的二所述侧墙，所述燃气管道和所述助燃气管道分别和所述引射式燃烧器入口段相连；所述引射式燃烧器为内藏式文丘里管结构。
[0014] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述引射式燃烧器包括沿气体流动方向依次相接设置的线性微调蝶
阀、燃气喷头、燃烧器收缩段、燃烧器中心段、
燃烧室和点火装置，多个所述线性微调蝶阀分别设于所述燃气管道和所述助燃气管道，所述燃气喷头一端与所述燃气管道连通，另一端与所述燃烧器收缩段连通，所述助燃气管道一端与所述高温余热风道连通，另一端与所述燃烧器收缩段连通，所述燃烧室与所述点火装置连接并与所述窑收容空间连通。
[0015] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述高温余热风道的数量包括四个，两两对称设于二相对设立的所述侧墙。
[0016] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述高温高压风系统包括相接设置的进口风道、风机本体和出口风道，所述风机本体为小功率风机，沿高温风的流动方向依次相接设置的元件为所述进口风道、所述风机本体、所述出口风道、所述喷头、所述引射式混合器的所述入口段、所述引射式混合器的所述收缩段、所述引射式混合器的所述中心段、所述引射式混合器的所述扩展段，所述高温余热风道一端连通所述引射式混合器的所述扩展段，另一端连通所述烧成段的所述助燃气管道。
[0017] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述余热风系统包括冷风进口、由保温板围成的窑顶余热风通道、抽风管道和抽热风机，所述冷风进口连接所述窑顶余热风通道，所述抽风管道一端连接所述窑顶余热风通道，另一端连接所述抽热风机。
[0018] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述风机本体的材质为耐高温
不锈钢，所述喷头、所述入口段、所述收缩段、所述中心段、所述扩展段采用高
铝耐火材料制成。
[0019] 在本发明提供的辊道窑的一种较佳实施例中，所述线性微调蝶阀、所述燃气喷头及所述点火装置采用耐高温不锈钢制成，所述燃烧器收缩段、所述燃烧器中心段及所述燃烧室采用刚玉
莫来石制成。
[0020] 一种辊道窑工作方法，提供一种辊道窑，包括辊道窑本体，所述辊道窑本体沿产品移动的方向划分为预热段、烧成段和冷却段，设于所述冷却段的元件包括引射式混合器和高温高压风系统，设于所述烧成段的元件包括燃气管道、助燃气管道和引射式燃烧器，同时设于所述烧成段和所述冷却段的元件包括高温余热风道和余热风系统，所述燃气管道和所述助燃气管道皆与所述引射式燃烧器连接，所述引射式混合器和所述引射式燃烧器皆为内藏式文丘里管结构；
[0021] 所述引射式混合器包括依次相接设置的喷头、入口段、收缩段、中心段和扩展段；
[0022] 所述余热风系统包括冷风进口、由保温板围成的余热风通道、抽风管道和抽热风机，所述冷风进口连接所述余热风通道，所述抽风管道一端连接所述窑顶余热风通道，另一端连接所述抽热风机；
[0023] 所述引射式燃烧器包括依次相接设置的燃气喷头、燃烧器收缩段、燃烧器中心段、燃烧室和点火装置；
[0024] 所述高温高压风系统抽吸所述辊道窑的所述冷却段的窑收容空间内的热风，输送到所述喷头，再经所述喷头高速喷出，从而在所述引射式混合器的所述收缩段及所述入口段处产生
负压，从而将所述冷却段的所述窑收容空间内的高温余热风吸入所述入口段及所述收缩段，高温余热风与所述喷头喷出的热风在所述收缩段混合后进入所述中心段，这时混合风速度加快，即动压加大，当混合风由所述中心段进入所述扩展段后，因所述扩展段容积突然增大，混合风速度降低，即静压增大，达到了混合风输送的条件，然后混合风就通过所述高温余热风道输送到所述烧成段的所述助燃气管道进行再利用；
[0025] 由所述冷风进口吹入的冷风进入所述余热风通道，冷风吸收所述窑顶的散热后通过所述抽风管道进入所述抽热风机，由所述抽热风机输送到余热使用点；
[0026] 所述引射式燃烧器的所述燃气喷头高速喷出的燃气使所述助燃气管道出口处及所述燃烧器收缩段处的压
力减小，于是吸入所述助燃气管道的高温余热风，在所述燃烧器收缩段与燃气混合并
加速进入所述燃烧器中心段，这时混合后的气体速度加快，即动压增加，然后进入所述燃烧室进行燃烧，此时所述燃烧室的压力增加，燃烧后的高温烟气经所述燃烧室出口喷入所述烧成段的所述窑收容空间内对产品进行加热。
[0027] 本发明提供的辊道窑及其工作方法的有益效果是：
[0028] 一、冷却段采用高温高压风系统抽其窑顶三百摄氏度热风，再通过引射式混合器，可得到十倍于高温高压风系统所抽风量且具一定压力的高温余热风，达到了高温余热风输送的要求，高温余热风经设于二相对设置的两侧墙的高温余热风道输送到辊道窑烧成段的引射式燃烧器中与燃气混合燃烧，这样达到了利用余热大幅度提高助燃气的温度(可达五百摄氏度以上)的效果，节能效果显著，同时因采用小功率风机作为高温余热风的动力，其功率只有目前用大功率风机输送的十几分之一，大幅降低运行成本。
[0029] 二、采用引射式燃烧器可解决以下两个问题：
[0030] (一)因引射式燃烧器的燃气喷头高速喷出燃气时在助燃气管道出口及收缩段处形成负压，具有抽吸助燃气的作用，所以采用引射式燃烧器可弥补引射式混合器输送高温余热风时压力此采用风机输送小的问题；另外，引射式燃烧器具有加压功能，保证了燃气与助燃气混合后于燃烧室内的压力加大，使燃烧室喷出的热烟气速度加快。
[0031] (二)采用引射式燃烧器可使燃气与助燃气自行调节此例，即调节辊道窑窑收容空间内温度只需调节燃气管道内线性微调蝶阀开度来改变燃气喷头喷出速度就可调节燃气与助燃气的混合此例；关小燃气管道内线性微调蝶阀开度，燃气量减少，燃气喷头的喷出速度减小，在助燃气管道及燃烧器收缩段处负压减小，这时从助燃气管道吸入的助燃气也相应减少，燃烧后喷入窑收容空间内的温度就降低；反之，喷入窑收容空间内的温度就升高。
[0032] 三、因高温余热风道设置在辊道窑二相对设置的侧墙，且连通所述冷却段和所述烧成段，这样既保证了高温余热风输送距离为最短，又完美的解决了高温余热风道材料的耐温及保温问题，同时大幅度减少了高温余热输送系统的投资成本及维护维修成本。
[0033] 四、运用本发明技术
回收利用辊道窑窑顶散热，即充分利用了余热，又大大改善了生产环境。
附图说明
[0034] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：
[0035] 图1是本发明提供的辊道窑的立体结构示意图；
[0036] 图2是本发明提供的辊道窑整体结构侧视图；
[0037] 图3是图2提供的辊道窑冷却段III-III处剖视图；
[0038] 图4是图2中IV-IV处剖视图；
[0039] 图5是图2提供的辊道窑烧成段V-V处剖视图；
[0040] 图6是图5中VI区域引射式燃烧器局部放大图。
具体实施方式
[0041] 下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0042] 请参阅图1，是本发明提供的辊道窑的立体结构示意图。所述辊道窑1包括窑底100、侧墙200、窑顶300、传动辊棒装置400，二相对设置的所述侧墙200夹设于所述窑顶
300和所述窑底100之间并围成两端开口的窑收容空间500，所述传动辊棒装置400连接二相对设置的所述侧墙200，所述传动辊棒装置400运载产品收容于所述窑收容空间500并贯穿所述辊道窑1。
[0043] 请参阅图2，是本发明提供的辊道窑整体结构侧视图。所述辊道窑1沿产品移动的方向划分为预热段(图未示)、烧成段13和冷却段11。
[0044] 为便于区分，本实施例将所述冷却段11的所述窑底100、所述侧墙200、所述窑顶300、所述传动辊棒装置400和所述窑收容空间500分别标示为100(a)、200(a)、300(a)、
400(a)和500(a)；将所述烧成段13的所述窑底100、所述侧墙200、所述窑顶300、所述传动辊棒装置400和所述窑收容空间500分别标示为100(b)、200(b)、300(b)、400(b)和
500(b)。
[0045] 请同时参阅图2、图3和图4，图2是本发明提供的辊道窑整体结构侧视图，图3是图2提供的辊道窑冷却段III-III处剖视图，图4是图2中IV-IV处剖视图。所述冷却段11包括引射式混合器111、高温余热风道113、高温高压风系统117、余热风系统119和高温余热风入口段120。所述引射式混合器111结构为内藏式文丘里管结构，包括依次相接设置的喷头1110、入口段1111、收缩段1113、中心段1115和扩展段1117，所述高温余热风入口段120和所述喷头1110分别连接所述入口段1111。所述高温余热风道113的数量包括四个，两两对称设于二相对设置的所述侧墙200(a、b)，所述高温余热风道113一端连通所述扩展段1117，另一端连通所述烧成段13。所述喷头1110为一喷射管，一端连接所述高温高压风系统117，另一端连接所述入口段1111。所述高温高压风系统117设于所述窑顶300(a)，所述高温高压风系统117包括依次相接的进口风道1171、风机本体1173和出口风道1175，所述进口风道1171连通所述窑收容空间500(a)，所述出口风道1175连通所述喷头1110，具体而言，所述风机本体1173为小功率风机。因此，沿高温风的流动方向依次相接设置的元件为所述进口风道1171、所述风机本体1173、所述出口风道1175、所述喷头1110、所述入口段1111、所述收缩段1113、所述中心段1115、所述扩展段1117。所述余热风系统119设于所述冷却段11和所述烧成段13的所述窑顶300(a、b)以充分利用所述窑顶300(a、b)的余热，所述余热风系统119包括冷风进口1197、由保温板1190围成的余热风通道1191、抽风管道1193、抽热风机1195，所述冷风进口1197设于所述烧成段13的所述窑顶300(a)且连接所述余热风通道1191，所述抽风管道1193一端连接所述窑顶300(a、b)的所述余热风通道1191，另一端连接所述抽热风机1195。
[0046] 工作时，所述高温高压风系统117通过所述风机本体1173以及所述进口风道1171抽吸所述辊道窑1的所述冷却段11的所述窑收容空间500(a)内三百摄氏度的热风，经所述出口风道1175输送到所述喷头1110，再经所述喷头1110高速喷出，从而在所述收缩段1113及所述入口段1111处产生负压，从而将所述辊道窑1的所述窑收容空间500(a)内的高温余热风吸入所述入口段1111及所述收缩段1113，高温余热风与所述喷头1110喷出的热风在所述收缩段1113混合后进入所述中心段1115，这时混合后的热风速度加快，即动压加大，当混合后的热风由所述中心段1115进入所述扩展段1117后，因所述扩展段1117容积突然增大，混合后的热风速度降低，即静压增大，达到了混合后热风输送的条件，于是高温热风就通过所述高温余热风道113输送到所述烧成段13的所述助燃气管道133。
[0047] 所述冷风进口1197的冷风进入所述窑顶300(a、b)的所述余热风通道1191，冷风吸收所述辊道窑1的所述窑顶300(a、b)的散热后通过所述抽风管道1193进入所述抽热风机1195，由所述抽热风机1195输送到余热使用点。
[0048] 请同时参阅图2、图5和图6，图2是本发明提供的辊道窑整体结构侧视图，图5是图2提供的辊道窑烧成段V-V处剖视图，图6是图5中VI区域引射式燃烧器局部放大图。所述烧成段13包括燃气管道131、助燃气管道133和引射式燃烧器135。所述燃气管道131包括相接设置的燃气主管1311和燃气支管1313，所述引射式燃烧器135包括线性微调蝶阀1351、燃气喷头1353、燃烧器收缩段1354、燃烧器中心段1355、燃烧室1356和点火装置
1352，所述线性微调蝶阀1351分别设于所述燃气支管1313和所述助燃气管道133，所述燃气喷头1353一端与所述燃气支管1313连通，另一端与所述燃烧器收缩段1354连通，所述助燃气管道133一端与所述高温余热风道113连通，另一端与所述燃烧器收缩段1354连通。所述燃烧室1356与所述窑收容空间500(b)连通。
[0049] 工作时，所述引射式燃烧器135的所述燃气喷头1353高速喷出的燃气使所述助燃气管道133出口处及所述燃烧器收缩段1354处的压力减小，于是吸入所述助燃气管道133的高温余热风，在所述燃烧器收缩段1354与燃气混合并加速进入所述燃烧器中心段1355，这时混合后的气体速度加快，即动压增加，然后进入所述燃烧室1356进行燃烧，此时所述燃烧室1356的压力增加，燃烧后的高温烟气经所述燃烧室1356出口喷入所述辊道窑1的所述烧成段13的所述窑收容空间500(b)内对产品进行加热。
[0050] 优选的，所述高温高压风系统117的所述风机本体1173材质为耐高温不锈钢，所述进口风道1171和所述出口风道1175采用高铝耐火材料制成，所述喷头1110、所述入口段1111、所述收缩段1113、所述中心段1115、所述扩展段1117采用高铝耐火材料制成，高铝耐火材料可承受一千四百摄氏度的温度。所述线性微调蝶阀1351、所述燃气喷头1353及所述点火装置1352采用耐高温不锈钢，所述燃烧器收缩段1354、所述燃烧器中心段1355及所述燃烧室1356采用刚玉莫来石材质制成。所述窑底100、所述侧墙200和所述窑顶300皆采用轻质
耐火砖与陶瓷
纤维棉砌筑。
[0051] 本发明提供的所述辊道窑1的有益效果是：
[0052] 一、所述冷却段11采用所述高温高压风系统117抽吸所述窑顶300(a)三百摄氏度热风，再通过所述引射式混合器111，可得到十倍于所述高温高压风系统117所抽风量且具一定压力的高温余热风，达到了高温余热风输送的要求，高温余热风经设于二相对设置的所述侧墙200(a、b)的所述高温余热风道113输送到所述辊道窑1的所述烧成段13的所述引射式燃烧器135与燃气混合燃烧，这样达到了利用余热大幅度提高助燃气的温度的效果，可达五百摄氏度以上，节能效果显著，同时因采用小功率的所述风机本体1173作为高温余热风的动力，其功率只有目前用大功率风机输送的十几分之一，大幅降低运行成本。
[0053] 二、采用所述引射式燃烧器135可解决以下两个问题：
[0054] (一)因所述引射式燃烧器135的所述燃气喷头1353高速喷出燃气时在所述助燃气管道133出口及所述燃烧器收缩段1354区域形成负压，具有抽吸助燃气的作用，所以采用所述引射式燃烧器135可弥补所述引射式混合器111输送高温余热风时压力此采用风机输送小的问题；另外，所述引射式燃烧器135具有加压功能，保证了燃气与助燃气混合后于所述燃烧室1356内压力增加，使所述燃烧室1356喷出的高温烟气速度加快。
[0055] (二)采用所述引射式燃烧器135可使燃气与助燃气自行调节此例，即调节所述辊道窑1所述窑收容空间500(b)内温度只需调节所述燃气管道131的所述线性微调蝶阀1351开度来改变所述燃气喷头1353喷出速度就可调节燃气与助燃气的混合此例；关小所述燃气管道131的所述线性微调蝶阀1351开度，燃气量减少，所述燃气喷头1353的喷出速度减小，在所述助燃气管道133及所述燃烧器收缩段1354处负压减小，这时从所述助燃气管道133吸入的助燃气也相应减少，燃烧后喷入所述窑收容空间500(b)内的温度就降低；
反之，喷入所述窑收容空间所述内的温度就升高。
[0056] 三、因所述高温余热风道113设置在二相对设置的所述侧墙200(a、b)，且连通所述冷却段11和所述烧成段13，这样既保证了高温余热风输送距离为最短，又完美的解决了所述高温余热风道材料的耐温及保温问题，同时大幅度减少了高温余热输送系统的投资成本及维护维修成本。
[0057] 四、运用本发明技术回收利用所述辊道窑1所述窑顶300(a、b)散热，即充分利用了余热，又大大改善了生产环境。
[0058] 以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的
专利范围，凡是利用本发明
说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
