[發明專利]節能加熱爐

有效

• 申請號: 201410355769.5
• 申請日: 2014-07-24
• 公開（公告）號: CN104101213A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發明（設計）人: 王家邦
• 申請（專利權）人: 蘇州羅卡節能科技有限公司
• 主分類號: F27D1/10
• 分類號: F27D1/10;C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及工業窯爐和工業鍋爐，特別是冶金、機械、建材、石油、電子、半導體、電力和化工等行業使用的各種高溫窯爐、加熱爐和熱處理退火爐及鍋爐等。

背景技術

我國工業窯爐及工業鍋爐是能源消耗的主體，而工業窯爐及工業鍋爐普遍存在熱效率低，能源浪費比較大的現象。針對工業窯爐及工業鍋爐普遍存在的能源有效利用率低，能源浪費比較大的問題，國內外普遍所采取的主要節能措施為：(1)?盡可能采用保溫效果好的輕質型保溫材料；(2)?采用紅外線節能涂料噴涂技術；(3)?煙氣余熱回收利用；(4)?黑體輻射元件節能技術。

傳統方式是采用熱容較小的輕質材料和保溫材料筑爐，以減少蓄熱和散熱損失。這種節能方法，只是將熱量“堵”在了爐膛里，并沒有加熱工件的有效熱吸收，沒有改變熱射線的“漫反射”狀態，沒有解決熱射線是否到位的問題，所以加熱工件的有效熱仍然很低。人們通過熱平衡計算或測試，發現電阻爐爐體蓄熱和散熱損失高達60%～70%，而加熱工件的有效熱僅25%～30%。

蓄熱式加熱爐是利用煙氣余熱回收的典型技術，熱效率得到較大幅度的提高；隨后紅外輻射涂料的應用，在高熱效的基礎上解決了加熱工件的有效熱吸收問題，進一步提高了熱效率。

工業窯爐爐膛內傳熱有:火焰輻射、燃燒的產物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內氣體輻射和爐內氣體的對流傳熱。簡單來說，參與爐內熱交換過程的有3種基本物體：爐氣、爐壁、加熱煅燒物。在800℃以下是爐氣與被加熱物之間的傳熱主要依靠對流傳熱；在800℃～1000℃之間是則同時依靠對流和輻射，當溫度高于1000℃時爐氣與被加熱物之間的熱傳導主要依靠紅外輻射換熱，被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實現的。大部分工業窯爐爐膛內由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質保溫磚或陶瓷纖維砌筑的。這些耐火材料具有耐火性，高溫下強度高，穩定性高等特性可以滿足窯爐需要，但這些耐火材料的紅外發射率一般在0.35左右（如在1100℃下：耐火粘土磚：0.35～0.65，莫來石0.4，氧化鋁0.18～0.52，耐火纖維0.35），而紅外輻射涂料的發射率在0.85～0.95。紅外輻射傳熱就是利用紅外線獨特的輻射能力加熱物體，使物體受熱，在一定的溫度下，加熱物體輻射出具有一定穿透能力的紅外波，使被加熱物體發生分子振蕩，產生能級躍遷，輻射一定波段的紅外線，從而產生熱量。其特點一是吸熱物體均勻受熱，二是由內向外加熱，從而減少了加熱時間，提高能源利用率。

紅外涂層技術的根本弱點是涂層易老化，在實際使用過程中不斷粉化掉落或被氣流沖蝕，熱紅外發射率逐步衰減，失去紅外輻射功能，熱效隨時間推移下降。

此外，還有以突起物來增加爐膛面積；為進一步提高熱效率，有人提出黑體強化輻射傳熱節能，開發了相應的黑體輻射元件，其間隔分布在窯爐內壁。如專利“一種黑體材料及由黑體材料制成的節能輻射杯（專利號：CN?103288464?A）”明確指出所用由下述重量百分比的物質組成：碳化硅95％，三氧化二鐵0.5％、二氧化錳0.5％和三氧化二鋁4％，具有自身黑度系數高，導熱性好，并在爐內溫度900℃以上的條件下發射紅外線電磁波，在使用中不會對環境產生污染，環保、節能，爐膛升溫速度快，并且價格低廉。同時指出：當前在黑體輻射元件節能技術中黑體輻射元件的制做材料選用的是剛玉-莫來石，在1000℃條件下導熱系數2.6W/m.K，其黑度是通過表面噴涂紅外線涂料來保證。在實際應用過程中，在黑體所在的位置之外，還是采用噴涂紅外涂料來提高熱效，同樣存在初期熱效高，使用過程中隨著紅外涂層脫落存在熱效衰減，該技術也沒有充分解決能量吸收和紅外輻射涂料老化等問題。

發明內容

本發明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的節能加熱爐。

本發明的節能加熱爐包括爐體，關鍵在于所述爐體的爐膛內壁可拆卸地安裝有若干塊耐高溫紅外輻射板，所述耐高溫紅外輻射板朝向爐膛內部的一面設有紅外輻射層，耐高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設有隔熱層。