專利名稱：一種能回收利用鋁合金熔化爐余熱的投料塔的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種金屬熔化爐，特別是大噸位鋁合金熔化爐的余熱回收利用。技術背景鋁合金熔化爐是鋁合金工業(yè)的重要設備，其作用是將固態(tài)的鋁錠加熱熔化成液態(tài)，進而進行下一步的加工。由于環(huán)境污染越來越嚴重，節(jié)能減排已是各行各業(yè)一個重要的課題。目前，國內鋁合金壓鑄行業(yè)，逐漸拋棄老式、熱效率較低的坩堝爐、反射爐等，采用熱效率較高的塔式熔化爐，能源消耗大幅降低。如何進一步提高塔式鋁合金熔化爐的熱效率成為新的研究方向。塔式熔化爐是利用熔化爐排放煙氣對投料塔內待熔化鋁錠進行預熱，煙氣排放溫度較低。燃燒器在正常燃燒時，助燃空氣中的氧氣與燃氣發(fā)生反應，釋放熱量。但助燃空氣中含量79%的其他氣體(主要成份氮氣)不參與燃燒反應，反而要吸收熱量，降低了熱效率。如果能將助燃空氣在進燃燒器前進行預熱，既提高了熱效率，減少了熱損耗，同時，可以有效減少氮氧化物和一氧化碳等有害氣體的產生。熱交換式投料塔即是利用熔化爐排煙預熱助燃空氣，進一步提高熱效率，降低能耗。
發(fā)明內容本實用新型的目的是進一步利用熔化爐排放的煙氣熱量，通過熱交換的方式將煙氣熱量帶回爐內再利用，有效降低鋁合金熔化爐的排煙溫度，提高熱效率。本實用新型設計一種能回收利用鋁合金熔化爐余熱的投料塔，包括投料塔、投料塔蓋、投料塔蓋上的排煙口、投料塔蓋驅動氣缸，其特征在于:投料塔的外殼內側有一層保溫層，在保溫層和內層之間設置有熱交換層，在投料塔上設置有助燃空氣進氣口和助燃空氣出口，助燃空氣進氣口和助燃空氣出口均連通熱交換層。其特征在于:在投料塔的上部設置排煙溫度熱電偶，排煙溫度熱電偶位于內層的內側，在投料塔的中部設置料位光電管，料位光電管位于內層的內側。本實用新型的優(yōu)點在于:通過熱交換的方式預熱助燃空氣，降低爐子的排煙溫度，減少排煙帶走的熱量。進一步提高熱效率，同時減少有害氣體的產生，節(jié)能減排。

附圖1為本實用新型的剖視圖， 附圖2為本實用新型的側視圖，附圖3為本實用新型的俯視圖，1-投料塔蓋、2-外殼、3-保溫層、4-熱交換層、5-內層(澆注料層)、6_助燃空氣出口、7-排煙口、8-助燃空氣進氣口、9_料位光電管、10-排煙溫度熱電偶、11-投料塔蓋驅動氣缸。
具體實施方式
圖中包括投料塔、投料塔蓋、投料塔蓋上的排煙口、投料塔蓋驅動氣缸，其特征在于:投料塔的外殼內側有一層保溫層，在保溫層和內層之間設置有熱交換層，在投料塔上設置有助燃空氣進氣口和助燃空氣出口，助燃空氣進氣口和助燃空氣出口均連通熱交換層。其特征在于:在投料塔的上部設置排煙溫度熱電偶，排煙溫度熱電偶位于內層的內側，在投料塔的中部設置料位光電管，料位光電管位于內層的內側。投料塔下部與熔化爐的熔化室連接。在投料塔外殼制作中，首先制作不銹鋼內膽即熱交換層，為一中空的腔體，內部焊接有一些不銹鋼散熱片，在制作碳鋼的外殼前，熱交換層外貼附50麗厚硅酸鈣保溫板即保溫層，最后外包外殼及加強筋。待爐殼制作完成后，在內膽內側焊接不銹鋼“Y”型釘鉤，用于耐火材料的固定及加強，然后依據圖紙搭模具型腔，最后灌注耐火澆注料即為內層，24小時后拆模、養(yǎng)護。即完成上述結構的制作。投料塔外殼內的保溫層內填充隔熱保溫材料，降低投料塔外壁溫度，減少熱量散失。在投料塔澆注料與外殼保溫層之間設置熱交換層。爐子排放的煙氣使投料塔澆注料層和熱交換層溫度升高，熔化加熱燃燒需要的助燃空氣不直接通過管道進入燃燒器，而是先通過投料塔內設置的熱交換層。熱交換層由于吸收了煙氣的熱量，溫度升高。當冷的助燃空氣通過時，便吸收熱量，再進入燃燒器燃燒，助燃空氣就將一部分熱量重新帶入爐內。由于熱空氣與燃氣混合燃燒，燃氣燃燒更加充分，有效降低了 NOx與CO的產生。進一步提高了熱效率，降低能耗。而投料塔外壁由于助燃空氣的熱交換使得表面溫度更低。所述的熱交換式投料塔設有塔蓋，在蓋子上設有煙氣排放口，爐內燃燒產生的廢氣通過煙氣排放口排出。投料塔側面設有爐蓋氣缸開啟機構，熔化材料投入時氣缸動作自動打開爐蓋。熔化材料投入后氣缸驅動爐蓋自動關閉。投料塔側面設有料位檢測光電管，當熔化材料在投料塔內到達料位檢測位置時，停止投入熔化材料。投料塔上部設有排煙溫度檢測熱電偶，通過排煙溫度來控制熔化燃燒器的大小火調節(jié)。當投料塔內熔化材料較少，排煙溫度較高時，熔化燃燒器自動切換為低燃燒狀態(tài)，節(jié)約能源。所述的熱交換式投料塔設有與助燃空氣進行熱交換的熱交換層，熱交換層設有增加散熱面積的散熱片(焊接不銹鋼扁鐵來增加熱交換層的換熱面積)，能有效提高熱交換的效果。在投料塔的側面，設有助燃空氣的進氣接口，另外兩個側面設有出氣接口。助燃空氣經過進氣接口進入熱交換層，在熱交換層吸收熱量，再通過出氣接口進入燃燒器燃燒。進氣口和排氣口的位置，保證助燃空氣能有效經過熱交換層的所有散熱面，提高熱交換效果。投料塔最里層為澆注料層，采用的是高強度的耐高溫澆注料。在耐高溫的同時能承受鋁錠投入時對爐壁的沖擊，提高設備的使用壽命。在熱交換層的外面設有保溫層，能進一步降低投料塔表面的溫度，減少投料塔表面散熱，提高熱效率。熔化爐正常工作時，投料塔蓋通過氣缸驅動自動打開，待投料機構投入待熔化的鋁錠后，投料塔蓋自動關閉。熔化燃燒器開始工作熔化爐內的鋁錠。燃燒產生的煙氣通過投料塔頂部的排煙口排除。由于投料塔內堆積了一定量的待熔化材料，當煙氣經過投料塔時，這部分待熔化的材料就吸收了煙氣的熱量而得到了預熱，排煙溫度也相應的降低，熱效率提高。當熔化材料累計到一定程度時，料位光電管檢測到物料，說明投料塔內材料處于滿料狀態(tài)。此時排煙溫度熱電偶檢測到的排煙溫度也較低。熔化燃燒器滿功率工作。當熔化材料快熔化完的時候，由于沒有熔化材料的吸熱，排煙溫度也會相應升高。本實用新型所述的投料塔不僅僅利用排放的煙氣來預熱待熔化材料，在煙氣排放的過程中，投料塔的熱交換層也被加熱到一定溫度。投料塔的進氣口與助燃風機連接，出氣口與燃燒器連接。當溫度較低的助燃空氣經過熱交換層時，便吸收其中的熱量，溫度升高。再通過出口管道進入熔化燃燒器和燃氣混合燃燒。這樣，助燃空氣就將熱量重新帶回爐內利用。又由于熱的助燃空氣和燃氣混合，使燃燒更加充分，有效降低了 NOx與CO的產生。溫度測量，經過熱交換的助燃空氣溫度達到90°C以上，通過計算，熱效率可提高2%-3%。熱效率計算以天然氣為例，全年平均溫度20°C，經熱交換加熱后的助燃空氣溫度達到90°C，溫升70°C。燃氣熱值:NG8400kcal/Nm3設100X 104 kcal 熱量需要的天然氣:100 X IO4 / 8400 =119 Nm3天然氣燃燒反應方程式:CH4 X 202 =CO2 + 2H20燃氣/空氣燃燒比:1: 11需要的空氣量:119X 11 = 1309 Nm3空氣比熱容:0.24Kcal/kg.V 空氣密度:1.24kg/ Nm3由常溫加熱至90°C的助燃空氣吸收的熱量:1309 X 1.24X 0.24X (90-20) = 27269 kcal提高熱效率:27269 / 100X 104 =0.027 熱效率提高約 2.7%。
權利要求1.一種能回收利用鋁合金熔化爐余熱的投料塔，包括投料塔、投料塔蓋、投料塔蓋上的排煙口、投料塔蓋驅動氣缸，其特征在于:投料塔的外殼內側有一層保溫層，在保溫層和內層之間設置有熱交換層，在投料塔上設置有助燃空氣進氣口和助燃空氣出口，助燃空氣進氣口和助燃空氣出口均連通熱交換層。
2.按權利要求1所述的一種能回收利用鋁合金熔化爐余熱的投料塔，其特征在于:在投料塔的上部設置排煙溫度熱電偶，排煙溫度熱電偶位于內層的內側，在投料塔的中部設置料位光電管，料位 光電管位于內層的內側。
專利摘要本實用新型涉及大噸位鋁合金熔化爐的余熱回收利用。具體為一種能回收利用鋁合金熔化爐余熱的投料塔，包括投料塔、投料塔蓋、投料塔蓋上的排煙口、投料塔蓋驅動氣缸，其特征在于投料塔的外殼內側有一層保溫層，在保溫層和內層之間設置有熱交換層，在投料塔上設置有助燃空氣進氣口和助燃空氣出口，助燃空氣進氣口和助燃空氣出口均連通熱交換層。其特征在于在投料塔的上部設置排煙溫度熱電偶，排煙溫度熱電偶位于內層的內側，在投料塔的中部設置料位光電管，料位光電管位于內層的內側。本實用新型的優(yōu)點在于通過熱交換的方式預熱助燃空氣，降低爐子的排煙溫度，減少排煙帶走的熱量。進一步提高熱效率，同時減少有害氣體的產生，節(jié)能減排。
文檔編號F27D17/00GK203083381SQ201220745018
公開日2013年7月24日 申請日期2012年12月31日 優(yōu)先權日2012年12月31日
發(fā)明者楊希放 申請人:正英日坩工業(yè)燃燒設備(上海)有限公司