[实用新型]余热利用双层铁制烟囱

说明书

本实用新型涉及一种火焰反射炉铁制烟囱。

目前，一般中小型燃油、燃气、燃煤火焰反射炉均采用鼓风机鼓入室温空气与喷油嘴、喷气嘴、喷煤嘴的燃料混合的方法，将室温空气与燃料喷入炉膛燃烧，通过火焰反射将热量传给被熔金属，使金属加热熔化；高温烟气通过主烟道、烟囱排入大气。由于大量的室温空气进入炉膛，空气本身被加热吸收了大量的热能，从而增加了单位燃料消耗；这种火焰反射炉热效率通常为25～30％，高温烟气带走热损失占50％左右，大量的高温烟气(约700℃)通过烟囱向空中排放，既造成能源的大量损失，又使周围空气温度人为上升，严重污染环境，有害于人类健康和不利于农作物生长。

本实用新型的目的就是针对上述火焰反射炉的进风方式、高温烟气余热的回收及利用而设计了一种余热利用双层铁制烟囱。

为达到上述目的，本实用新型为双层结构，包括排放高温烟气的内层和预热室温空气的外层。内层包括防雨帽、铁制内烟囱和烟道，外层包括防雨帽、内烟囱外壁面、焊接在内烟囱外壁面螺旋向下的热交换片、与内烟囱同轴线安装并位于内烟囱外围的铁制外预热筒。

热交换片的设置是为了增加热交换面积，为了提高室温空气预热效果，热交换片螺旋向下排列，螺旋角为30～45度。

为了便于预热空气在外层螺旋流动，外预热筒内径为内烟囱外径的1.5～2.5倍；为了防止高温烟气进入外预热筒，外预热筒上口(进气口)低于内烟囱上口(排气口)2～3米；外预热筒的外壁面敷有一定厚度的保温层以防预热空气通过筒壁向外散热；在外预热筒下端离地面一定高度(由鼓风机高度确定)处设置有出风口，出风口通过敷设保温层的铁管与高温鼓风机的进风口相连，高温鼓风机出风口与喷嘴之间也连接有敷设保温层的铁管，实现预热空气代替室温空气进入炉膛。

为了保证预热空气温度不超过高温鼓风机允许使用的温度上限，在连接外预热筒出风口与高温鼓风机进风口的铁管上设有一带调节阀的冷风管，通过调节调节阀来控制进室温空气量，将风温调整到高温鼓风机允许范围之内。

本实用新型的外预热筒可以为砖砌结构。本实用新型还可在原有旧铁制烟囱上进行改造，即将原有烟囱作为内烟囱便可。

本实用新型采用上述结构后，由于火焰反射炉产生的高温烟气通过烟道、内烟囱由下而上向空中排放的同时，从外预热筒上口进入的室温空气沿热交换片螺旋向下流动，两者相隔内烟囱壁作相对运动，充分进行热交换，预热空气到达外预热筒出风口可升温至100～250℃，从而充分利用了高温烟气的余热来预热室温空气，使室温空气在进入炉膛前已具有一定温度，从而有效地降低了能耗，节省了燃料；同时在热交换过程中，相对降低了高温烟气的排放温度，减轻了环境污染程度。

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

图1为本实用新型结构示意图。

附图1描述了本实用新型在火焰反射炉中的应用情况。火焰反射炉产生的高温烟气经烟道10、内烟囱5向空中排放，其在内烟囱5中由下而上流动时通过内烟囱5的壁面及热交换片4向外层散热；室温空气从外预热筒6上口进入沿热交换片4螺旋向下流动直至外预热筒6的出风口，与已加热的内烟囱5的外壁面及热交换片4充分进行热交换，室温空气得到预热。如果预热空气的温度超过高温鼓风机9的允许使用范围，则在它进入高温鼓风机之前，开启冷风管7上的调节阀8放入一定量的室温空气，使预热空气的温度低于高温鼓风机9的允许使用温度上限；如果预热空气温度在高温鼓风机允许范围之内，则不需调温。符合温度要求的预热空气经铁管11由高温鼓风机9、铁管12送入喷嘴，在喷嘴出口处与燃料混合后，喷入炉膛燃烧。

以下实施例充分说明了本实用新型。

在某6吨燃油(再生柴油)火焰反射熔铝炉中实施本实用新型，铁制内烟囱5高15米，外径0.42米，烟道10长为10米；内烟囱5的外表面焊有厚度为5毫米的螺旋向下排列的热交换片4，热交换片4的螺旋角为30度，螺距为242毫米，高度为150毫米，其下起点正对外预热筒6的出风口；外预热筒6以6毫米厚钢板焊制，内径0.84米，其外表面敷有50毫米厚硅酸铝纤维加石棉布缠绕的保温层；高温鼓风机9风压2公斤，耐热250℃，风量3500立方米/小时；预热空气温度平均达150℃左右；与原普通烟囱相比，高温烟气的排出温度由原来的720℃左右降为650℃左右，每炉熔炼时间缩短2～3小时，提高生产率25％以上，熔铝1吨节油20公斤，每炉节油120公斤，按每天熔炼1炉、每月工作25天、每年工作11个月、油价1800元/吨计算，每年可节油33吨，降低生产成本5.94万元，节约熔炼工时550小时。