[发明专利]工业炉用蓄热式冲击传热装置

说明书

本发明公开了工业炉用蓄热式冲击传热装置，包括气体处理装置，抽气管路和吹气管路分别设置在气体处理装置的抽气口和出气口；在抽气管路上，分别设置第一、第二抽气支路，在吹气管路上，分别设置第一、第二吹气支路；第一抽气支路和第一吹气支路、第二抽气支路和第二吹气支路分别在受控状态下与第一、第二蓄热体连通，第一、第二蓄热体后面的管路分别设置开口，作为抽气的排出口或进气的吹入口。本发明蓄热式高速冲击传热工业炉，烟气经过蓄热体的热交换，充分利用热能，同时被蓄热体加热的烟气的温度仍然适合直接喷在待加热工件上，直接加热工件，显著提高了传热系数；显著提高了加热效率，在原来的蓄热燃烧基础上再增加20%甚至更高，还能提高均匀度。

技术领域

本发明涉及工业工业炉的附属部件，尤其是采用天然气、液化气等作为燃料的工业炉用蓄热式冲击传热装置。

背景技术

采用天然气、煤气或燃料油作为燃料的工业炉，其工作原理是将待加热工件放置在炉膛内，加热升温达到工艺要求的温度，保温或均温。在加热过程中，普遍认为传热有三种形式：辐射、对流和传导加热。

在加热之初的低温阶段，主要靠对流传热，基本没有辐射传热，或者辐射传热效果很差，此阶段放置在炉膛内待加热工件与炉气间的热交换能力比较差，导致加热效率很低。正是由于加热之初的对流传热能力很差，以锻造工业炉为例，其加热效率很低，通常在10%以内，某些甚至只有3—5%，能源浪费严重；采用蓄热式燃烧以后，热效率提高至30-50%左右，已经大幅提高了热效率，但基本上达到了现阶段蓄热式工业炉废热极限回收率，再提高加热效率很难了。

由于燃料燃烧时温度较高，如天然气火焰达到2000℃以上，这样高温度的火焰如果直接喷到待加热工件上，是会烧坏工件的，工件软化或部分融化等，使工件内部结构产生不利变化，影响性能甚至大幅度降低其相关性能指标，所以是必须避免火焰直接喷到待加热工件上的，因此现有的技术中提高对流传热的手段不多。这就是低温阶段对流传热加热效率很低的主要原因。

现在虽然可以采用高速燃烧器，但是高速燃烧器的火焰必须避免直接喷到待加热工件上，一般采用将待加热工件支架起来远离火焰。对于高温炉，通常采用平焰燃烧的方式，它们都直接或间接降低对流传热效果，对流传热系数仍然很低，导致加热时间较长，燃料消耗较多等。

如何在高温火焰不直接喷到待加热工件上的情况下，提高对流传热系数，大幅度提高工业炉的加热效率，以缩短加热时间、减少燃料消耗、提高炉膛内温度和气体的均匀度，是本领域迫切想解决的技术难题。

发明内容

本发明针对现有技术中工业炉在加热过程中，因对流传热系数低，导致加热效率较低、延长了加热时间、增大了燃料消耗等不足，提供一种大幅度提高加热效率的工业炉用蓄热式冲击传热装置。

本发明的技术方案：工业炉用蓄热式冲击传热装置，其特征在于：包括对气体进行加压的气体处理装置，抽气管路和吹气管路分别设置在气体处理装置的抽气口和出气口；在抽气管路上，分别设置第一抽气支路和第二抽气支路，在吹气管路上，分别设置第一吹气支路和第二吹气支路；第一抽气支路和第一吹气支路分别在受控状态下都与第一蓄热体连通，第一蓄热体后面的管路上设置有第一开口，作为抽气的排出口或进气的吹入口；第二抽气支路和第二吹气支路分别在受控状态下都与第二蓄热体连通，第二蓄热体后面的管路上设置有第二开口，作为抽气的排出口或进气的吹入口。

进一步的特征是：在第一开口和第二开口上设置喷嘴，喷嘴的横截面逐渐缩小。

所述的受控状态，是在第一抽气支路、第二抽气支路和第一吹气支路、第二吹气支路上分别设置控制阀，用以通断每条支路，形成一路进气、另一路排气的循环管道。

在每条分支管路上，分别设置自动换向阀和/或手动控制阀。

两条或四条支路上的自动换向阀联动设置，同时产生动作，同时控制两条或四条支路的通断。