[实用新型]一种辐射加热器及工业炉

说明书

技术领域

本实用新型涉及燃气辐射加热领域，特别是涉及一种采用燃气提供热源，适用于将物料进行隔绝加热的大型辐射加热器，以及应用这种辐射加热器组合构成的工业炉。

背景技术

辐射加热是金属热处理、中低温热解、医药食品等行业常用的一种常用加热方式，工业上应用实例有罩式辐射炉、辐射加热管等。按照加热介质不同，常用的有电辐射、蒸汽辐射、燃气辐射等。蒸汽辐射加热温度较低，一般低于200℃；电辐射使用简单灵活，但能耗较高、成本较贵；燃气辐射运行成本较低、适用于中高温加热领域，目前在工业领域广泛使用。现有的燃气辐射一般都是采用高温耐热钢作为辐射体，燃气燃烧发出的热量要通过耐热钢作为中间辐射介质，通过钢材热辐射的方式将热量传递给炉膛和被加热物料。但由于辐射管管内空间限制，其表面加热功率一般有限。

罩式辐射炉一般用于冶金行业钢卷退火热处理工艺，为间歇式加热炉，工艺上经过加热和冷却两个阶段，每次加热需要炉膛重新升温，设备物理热损失较大，影响热效率。罩式炉主要设备包括:全封闭炉台、炉台循环风机、加热罩、冷却罩、内罩等。加热罩内分层沿环形布置多个切向烧嘴，用以给内罩加热。内罩布置在加热罩内，被加热物料放在以炉台和内罩形成的密闭空间里，密闭空间里以充入保护气体，以循环风机的高速旋转形成保护气的强对流循环，内罩以辐射和对流的方式将热量传递给被加热物料，常用于热轧钢卷的退火热处理工艺。罩式炉是一种间歇式加热装置，工艺上经过加热和冷却两个阶段，每次加热需要炉膛重新升温，设备物理热损失较大，影响热效率。且单台产量有限，并且不适用于散状运输的物料加热。

辐射加热管能够连续工作，但尺寸有限，管内空间较小，结构复杂，燃气和空气的燃烧控制较为困难，特别是在低温阶段着火失败率较高，火焰检测故障频发。为了提高表面发热功率，一般燃气辐射管的燃烧温度较高，容易烧坏辐射管，且容易增加NOx排放，不符合环保要求。

目前，围绕燃气辐射的技术问题一般集中在外型结构、管壳材质、节能技术、低NOx燃烧技术等方面。在外型结构方面，燃气辐射管按照形状可分为I型、U型、W型、P型、A型等；I型辐射管辐射面较小，功率较低；W型辐射管辐射面较大，功率较大；U型辐射管加热功率处于I型、W型两者之间；P型、A型辐射在管结构上具有烟气再循环能力，NOx排放较低。在管壳材质方面，一般使用合金耐热钢和不锈钢，一些特殊领域使用性能更高的特种钢。在管壳表面喷涂特种涂料，可以保护钢材，提高辐射率，有益效果很明显。在节能技术方面，罩式辐射炉在冷却阶段回收烟气余热，用于发电等。辐射加热管的目前发展趋势为蓄热式辐射管，可以使用高炉煤气、发生炉煤气等低热值燃料，利用陶瓷蜂窝蓄热体将烟气热量回收。

目前还有一种蓄热式辐射管燃烧装置是在传统U型辐射管基础上，通过在燃烧入口和烟气出口之间设置烟气回流支管，大部分烟气在辐射管内循环，借此形成低氧燃烧，降低高温污染物Nox生成速率，并通过优化布置燃气和空气喷口位置，使辐射管内形成无焰燃烧状态，降低燃烧温度，减少NOx排放。但管道压力波动和功率调节对改装置的燃烧效率影响较大，容易着火失败，工作状态监控困难。

上述的燃气辐射管加热器燃烧空间尺寸相对较小，单台辐射管加热器加热能力有限。并且由于材质耐热能力有限，辐射管容易过热烧损，使用寿命有限。在大型加热设备上，为了提高产量必须增加辐射管加热器数量，一些大型装置的辐射管加热器数量能够达到150～200个，控制系统复杂，故障率相对较高，维护成本较高。因此如何提高燃气辐射加热器燃烧空间，增加单台辐射加热器加热能力，成为人们亟待解决的问题。

实用新型内容

为了解决背景技术中的燃气辐射管加热器燃烧空间尺寸相对较小，单台加热能力有限的不足，本实用新型意在提出一种辐射加热器，能够增加传热面积，提高加热功率，充分利用炉膛空间，并且控制简单方便。

本实用新型提出一种辐射加热器，包括燃烧室、烧嘴、烟气出口；

所述燃烧室是封闭的腔室，包括内壁、外壁、上壁、下壁、第一侧壁、第二侧壁；

所述燃烧室的内壁是辐射面，所述燃烧室的外壁是绝热壁。

进一步地，所述烧嘴包括燃气喷口和空气喷口；

所述烧嘴设置有多个；

所述多个烧嘴分别设置在所述燃烧室的第一侧壁和/或第二侧壁。

进一步地，所述燃气喷口和所述空气喷口沿燃烧室的侧壁交错设置；

所述燃气喷口设置3～5组；所述空气喷口设置4～6组。