一种环保节能型燃油锻造加热炉的设计思考

作者:李建新 刊名:锻压装备与制造技术 上传者:方木平

【摘要】针对小批量锻件加工和锻件维修,开发了节能环保型燃油锻造加热炉,该炉采用先进燃烧器,燃烧充分,大大降低了废气中的CO、NO2的排放量,热效率可达30%左右。本文对该炉型的具体结构作了深入分析。

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1前言目前,轴承套圈锻造基本上已淘汰采用燃煤反射炉和老式燃油加热炉,普遍采用中频感应加热炉加热棒料,节能、环保效果显著。但对于批量很小的产品和一些需要维修的产品,采用中频感应加热炉就很不经济了。有时还需采用老式燃煤反射炉和老式燃油加热炉。因此,开发一种适合小批量生产和维修加工的高效、节能、环保加热设备,已经刻不容缓。为此,我们为某轴承锻造厂设计了2台高效、节能、环保型燃油锻造加热炉,经现场使用,效果良好。2炉子设计这里以生产率为220kg/h的燃油炉为例,探讨了燃油炉设计中应注意的一些问题。2.1炉体结构炉壳采用3mm厚薄钢板制成,为了增强炉壳的强度,在炉底板上焊有数条纵向和横向的加固筋。炉衬用高铝砖砌内层,轻质粘土砖砌中间层,外层为保温砖,炉底板用高铝砖,更换方便。炉膛采用拱顶结构,拱角60。火焰经烧嘴砖的喇叭形通道形成平火焰,再经炉膛顶部的异形砖形成火焰漩涡,在相当大的平面内造成均匀的温度场。炉门采用侧开式炉门,制造安装方便。燃烧器配有滑动式法兰,特制一安装架和导轨,便于燃烧器的推进和退出。2.2燃烧器(烧嘴)的选择炉子设计中采用平焰燃烧器,它的特点是燃料与助燃空气以强烈的旋转运动喷出烧嘴,并沿垂直于烧嘴中心的炉壁展开,在紧靠炉壁表面的一层空间内完全燃尽,形成圆盘形平火焰,能在相当大的平面内形成均匀的温度场[1],具有较强的辐射能力,有利于炉内强化传热过程和实现均匀加热,提高工件的加热速度和加热质量。该燃烧器采用高压离心雾化技术,混合充分,火焰可调,燃烧完全,火焰温度高,具有强化传热和节能效果。用旋流器叶片实现燃烧空气的旋转,从而在炉内形成一个高温回流区,满足冷炉点火和正常燃烧所需的条件,保证了冷炉点火不冒黑烟,改善了车间环境。该燃烧器把喷嘴、油泵、通风机、点火变压器及电极、电动机、燃烧控制继电器等都装在一个机壳内,装到炉子上时只要把油管和电源接通就可实现吹扫、供风、点火、喷油雾化、燃烧、停机、再启动等全自动控制,操作简单、方便,大大降低了劳动强度。2.3异形砖的设计2.3.1烧嘴砖平焰燃烧器形成平焰燃烧的方法有两种(:1)在燃烧器出口处设置挡流板,使轴向气流受阻而沿炉壁径向散开形成平火焰(;2)利用旋转气流配合喇叭形通道而形成平火焰[2]。在设计烧嘴砖时,将烧嘴砖的出口设计成喇叭形。这里要注意两点:一是烧嘴砖的出口半径R=(1~1.5)尴3(图中约为1.4尴3);二是出口锥角应与火焰张角1相适应,若<1易造成烧嘴砖结焦和烧损,若>1将有部分空气不能与油混合。该烧嘴砖的出口锥角约为23(选用燃烧器的火焰张角为25~30)。烧嘴砖采用高铝砖制成或采用耐火浇注料浇注而成。其结构见图1。2.3.2切线砖在烧嘴砖上方有一异形砖,其结构见图2。火焰5第年1102期装备EQUIPMENT经烧嘴砖高速进入炉膛,经此异形砖形成薄而均匀的火焰,增大了火焰对炉墙的给热量,与此同时火焰因散热而冷却,缩短了燃烧生成物在高温区域的滞留时间,使NOX量减少,同时不致使火焰直接冲刷在零件上,避免零件过热。2.4电气控制这种燃烧器的电气控制系统是全自动的,开机后自动按顺序启动,关闭后油泵和风机顺序关闭,但这不完全适用于锻造加热,主要是因为锻造加热炉炉膛内温度高达1300以上,油泵停机后,风机不能马上停,应该至少再吹2min以上,否则会烧坏燃烧器的头部。因此,应对其控制系统进行改造,以适应锻造加热的需要。应考虑以下几个方面(:1)风机(和油泵一体)能单独开关(;2)在开油泵电磁阀之前,风机(油泵)必须处于工作状态,即风机未开,油泵电磁阀不能开启(;3)打火电极单独控制(;4)

参考文献

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