[發(fā)明專利]節(jié)能加熱爐

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410355769.5
• 申請(qǐng)日: 2014-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN104101213A
• 公開（公告）日: 2014-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王家邦
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州羅卡節(jié)能科技有限公司
• 主分類號(hào): F27D1/10
• 分類號(hào): F27D1/10;C04B35/66
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工業(yè)窯爐和工業(yè)鍋爐，特別是冶金、機(jī)械、建材、石油、電子、半導(dǎo)體、電力和化工等行業(yè)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(shù)

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

傳統(tǒng)方式是采用熱容較小的輕質(zhì)材料和保溫材料筑爐，以減少蓄熱和散熱損失。這種節(jié)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(tài)，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(jì)算或測(cè)試，發(fā)現(xiàn)電阻爐爐體蓄熱和散熱損失高達(dá)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(shù)，熱效率得到較大幅度的提高；隨后紅外輻射涂料的應(yīng)用，在高熱效的基礎(chǔ)上解決了加熱工件的有效熱吸收問題，進(jìn)一步提高了熱效率。

工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)傳熱有:火焰輻射、燃燒的產(chǎn)物輻射、爐墻固體表面輻射和爐內(nèi)氣體輻射和爐內(nèi)氣體的對(duì)流傳熱。簡單來說，參與爐內(nèi)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(duì)流傳熱；在800℃～1000℃之間是則同時(shí)依靠對(duì)流和輻射，當(dāng)溫度高于1000℃時(shí)爐氣與被加熱物之間的熱傳導(dǎo)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(shí)現(xiàn)的。大部分工業(yè)窯爐爐膛內(nèi)由耐火磚，耐火澆注料，耐火輕質(zhì)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(qiáng)度高，穩(wěn)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(fā)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(fā)射率在0.85～0.95。紅外輻射傳熱就是利用紅外線獨(dú)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(fā)生分子振蕩，產(chǎn)生能級(jí)躍遷，輻射一定波段的紅外線，從而產(chǎn)生熱量。其特點(diǎn)一是吸熱物體均勻受熱，二是由內(nèi)向外加熱，從而減少了加熱時(shí)間，提高能源利用率。

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

此外，還有以突起物來增加爐膛面積；為進(jìn)一步提高熱效率，有人提出黑體強(qiáng)化輻射傳熱節(jié)能，開發(fā)了相應(yīng)的黑體輻射元件，其間隔分布在窯爐內(nèi)壁。如專利“一種黑體材料及由黑體材料制成的節(jié)能輻射杯（專利號(hào)：CN?103288464?A）”明確指出所用由下述重量百分比的物質(zhì)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(shù)高，導(dǎo)熱性好，并在爐內(nèi)溫度900℃以上的條件下發(fā)射紅外線電磁波，在使用中不會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染，環(huán)保、節(jié)能，爐膛升溫速度快，并且價(jià)格低廉。同時(shí)指出：當(dāng)前在黑體輻射元件節(jié)能技術(shù)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(dǎo)熱系數(shù)2.6W/m.K，其黑度是通過表面噴涂紅外線涂料來保證。在實(shí)際應(yīng)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(shù)也沒有充分解決能量吸收和紅外輻射涂料老化等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提出一種能源利用率高、使用壽命長的節(jié)能加熱爐。

本發(fā)明的節(jié)能加熱爐包括爐體，關(guān)鍵在于所述爐體的爐膛內(nèi)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(nèi)部的一面設(shè)有紅外輻射層，耐高溫紅外輻射板朝向爐膛壁的一面設(shè)有隔熱層。