[发明专利]一种烟气回流相变换热辐射管装置

说明书

本发明涉及一种烟气回流相变换热辐射管装置，包括主烧嘴、换热器和辐射管组成的辐射管燃烧器；换热器为相变换热器；相变换热器分隔为2个相变蓄热室，烟气入口由烟气分流闸板控制；位于烟气上游的2个相变蓄热室对应侧分别设预热空气管道，2个预热空气管道连通后连接主烧嘴的预热空气喷口，且连通处设预热空气换向阀；位于烟气下游的2个相变蓄热室对应侧分别设转换气体管道，2个转换气体管道通过烟气换向阀分别连通烟气总管或助燃空气引入口，烟气总管另外通过回流烟气管道和烟气回流引风机连接主烧嘴的回流烟气喷口。本发明可大辐度提高辐射管后废气的换热效率，降低空气过氧量，提高辐射管热度的均匀性，降低煤气消耗及NOx污染物排放量。

技术领域

本发明涉及钢铁冶金热处理炉燃烧技术领域，尤其涉及一种烟气回流相变换热辐射管装置。

背景技术

辐射管燃烧器包括燃烧器、辐射管、换热器，燃烧器组织煤气和助燃空气混合燃烧形成高温烟气喷入辐射管中，高温烟气通过辐射管间壁将热量传递给被加热体。高温烟气将热量置换出去后，从辐射管的另一端排出，此时的废气温度在600℃-700℃，再通过换热器将废气热量置换出来，加热燃烧器用的助燃空气，热量循环利用，最后排出的废气温度为400-500℃左右。辐射管加热技术属于间接加热方式，主要用于对钢板热处理质量要求较高的汽车、家电、镀锌、高端建材、军工等退火炉关键部位，加热温度均匀性好。

目前辐射管燃烧器中的换热器主要采用翅片管换热、喷流换热，存在换热效率不高、流体阻力大的问题，废气最终排放的温度较高，热量浪费，而且，流体阻力大造成引风机耗电高，综合节能降耗幅度低，而且这种换热方式，对于辐射管的废气余热回收已经达到极限。

近几年刚起步的烟气回流辐射管技术，是靠助燃空气喷射作用将部分烟气吸入与预热空气混合后，形成混合气体，由烧嘴组织与煤气混合，参与燃烧，再喷入辐射管内。该种烟气回流再利用的方式，可以大幅度提高辐射管热效率。如专利号为201020551967.6的实用新型专利，公开的一种“与辐射管烧嘴配套使用的换热器”，采用的技术方案是将烟气通过空气喷射将烟气卷入，空气与烟气混合后送入烧嘴进行燃烧。专利号为201110406418.9的发明专利，公开的一种“空气喷射卷吸回流烟气的辐射管燃烧装置用换热器”，采用的技术方案是添加锥形渐缩空气喷射管，形成负压卷吸烟气与预热空气掺混，同时，内外侧交错布置翅片，增加换热面积。专利号为201310190177.8的发明专利，公开的“一种气体双循环辐射管加热装置”，采用的技术方案是在辐射管上增设了烟气回流管，在炉内形成封闭的内环气体循环，使部分烟气回流。

但以上这些技术方案，均采用靠内部气流自然形成的吸力使烟气回流的水平，其存在的问题是：辐射管内部、排烟的气流平衡很难确定，无法控制烟气合理的流量，直接影响主烧嘴燃烧的状态。

发明内容

本发明提供了一种烟气回流相变换热辐射管装置，利用相变材料的高效换热特点，大辐度提高了辐射管后废气的换热效率；同时将部分烟气强制回流，增加了烟气回流量及控制作用，降低了空气过氧量，提高了辐射管热度的均匀性，降低了煤气消耗及NOx污染物排放量。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种烟气回流相变换热辐射管装置，包括由主烧嘴、换热器和辐射管组成的辐射管燃烧器；所述主烧嘴设有煤气喷口、助燃空气喷口和回流烟气喷口；辐射管的一端连接主烧嘴的喷射端，另一端连接排烟管，排烟管内设换热器，该换热器为相变换热器；相变换热器沿纵向分隔为2个对称的相变蓄热室，2个相变换热室的烟气入口由烟气分流闸板控制开闭；位于烟气流动方向上游的2个相变蓄热室对应侧分别设预热空气管道，2个预热空气管道连接主烧嘴的助燃空气喷口，且连接处设预热空气换向阀；位于烟气流动方向下游的2个相变蓄热室对应侧分别设转换气体管道，2个转换气体管道通过烟气换向阀分别连通烟气总管或助燃空气引入口，烟气总管另外通过回流烟气管道和烟气回流引风机连接主烧嘴的回流烟气喷口。