本發(fā)明涉及陶瓷窯爐設計制造技術領域，尤其是涉及一種新型窯爐高溫取熱方法及其高溫取熱節(jié)能窯爐。

背景技術：

陶瓷熱工設備采用連續(xù)式生產窯爐(隧道窯、輥道窯)，按制品在窯內依次進行預熱、氧化、燒成、冷卻等過程，如圖1所示。陶瓷輥道窯高溫區(qū)冷卻的方式，目前最常見的是使用風機打入冷風，通過急冷風管的冷風直接與陶瓷磚坯進行對流熱交換并通過緩冷區(qū)的抽熱風機帶走余熱以冷卻陶瓷磚坯。這種冷卻方法和技術最早是從意大利引進，在行業(yè)內應用較為成熟，其中一種典型高溫區(qū)冷卻結構如圖2至4所示，內部耐火材料結構如圖5所示，它的弊端在于冷卻風對產品影響較大且冷卻效率還有待提高，需要配備大型余熱和急冷風機。經高溫燒成區(qū)出來的產品通常達到1200℃，800℃～1200℃溫度區(qū)間內主要是以輻射換熱為主，而冷卻采用對流換熱的方式，由于磚坯輻射出的大量熱，覆蓋在陶瓷制品表面相當于保溫可能會阻礙對流熱交換的進行，同時為保證此區(qū)的壓力平衡，大量被加熱的熱風由于原有結構原因不能及時抽走，造成此段冷卻效率低并且大量打入的急冷風可能會往燒成區(qū)溢流造成額外燃耗增加。由于冷卻方式和取熱的限制，造成急冷、緩冷和尾冷系統(tǒng)結構長，效率低。此外，現有技術一般直接抽取除此區(qū)窯爐內部的熱風用于助燃或者干燥，但這種方式抽取的余熱品位低，一般為100℃～350℃，用于許多地方都有限制。

因此，現有輥道窯燒成區(qū)后至急冷前區(qū)結構和取熱方法還有待于重構和突破。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種換熱效率高、熱能得到充分利用且節(jié)能效果顯著的新型窯爐高溫取熱方法。

為實現上述目的，本發(fā)明所提供的技術方案為：一種新型窯爐高溫取熱方法，其特征在于：在窯爐內燒成區(qū)至急冷區(qū)之間的高溫冷卻區(qū)內布置換熱裝置，換熱裝置與高溫冷卻區(qū)內的高溫制品直接進行熱交換，同時向換熱裝置內打入冷空氣，打入的冷空氣與換熱裝置進行熱交換形成高溫熱風，高溫熱風再被抽出作為余熱為后續(xù)工序使用。

優(yōu)選地，所述冷空氣從換熱裝置靠近燒成區(qū)的一端打入，并從換熱裝置的另一端被抽出，以形成與換熱裝置進行逆流吸熱。

進一步地，打入換熱裝置內的冷空氣量可進行調節(jié)。

進一步地，抽出的高溫熱風風量可進行調節(jié)，以保證整個窯爐橫向截面溫度場均勻。

同時，本發(fā)明還提供了一種換熱效率高、熱能得到充分利用且節(jié)能效果顯著的高溫取熱節(jié)能窯爐。

為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種高溫取熱節(jié)能窯爐，包括有窯爐，所述窯爐內依次設置有排煙區(qū)、氧化區(qū)、燒成區(qū)、高溫冷卻區(qū)、急冷區(qū)、緩冷區(qū)和尾冷區(qū)，所述窯爐內分別設置有換熱裝置和取熱裝置，所述換熱裝置設置在所述燒成區(qū)至所述急冷區(qū)之間的所述高溫冷卻區(qū)內，其中所述換熱裝置與所述高溫冷卻區(qū)內的產品進行熱交換；所述取熱裝置包括向所述換熱裝置打入冷空氣進行熱交換的冷空氣打入組件以及用于收集經與所述換熱裝置進行熱交換后冷空氣的熱風收集組件。

優(yōu)選地，上述的一種高溫取熱節(jié)能窯爐，其中所述冷空氣打入組件設置于所述換熱裝置其靠近所述燒成區(qū)的一端，所述熱風收集組件設置在所述換熱裝置的另一端，用于保證打入的冷空氣與換熱裝置進行逆流換熱。

優(yōu)選地，上述的一種高溫取熱節(jié)能窯爐，其中所述換熱裝置包括分別鋪設在所述高溫冷卻區(qū)內爐腔頂端和底端上的耐火支撐板和逆向對流換熱風道。

優(yōu)選地，上述的一種高溫取熱節(jié)能窯爐，其中所述冷空氣打入組件包括用于冷空氣進入的水平低溫風管以及多個間隔豎直連接在所述水平低溫風管上的低溫風支風管，其中每一所述低溫風支風管其一端與所述水平低溫風管相連，其另一端與所述逆向對流換熱風道相連通。

優(yōu)選地，上述的一種高溫取熱節(jié)能窯爐，其中所述熱風收集組件包括與外部風機相連的水平高溫風管及多個間隔豎直連接在所述水平高溫風管上的高溫風支風管，其中每一所述高溫風支風管其一端與所述水平高溫風管相連，其另一端與所述逆向對流換熱風道相連通。

優(yōu)選地，上述的一種高溫取熱節(jié)能窯爐，其中所述換熱裝置和所述取熱裝置設置在所述窯爐的爐壁上的耐火材料內。

本發(fā)明具有的優(yōu)點和有益效果是：與現有技術相比，本方案將位于燒成區(qū)高溫陶瓷產品所含的熱能以輻射+對流換熱的方式進行熱交換，通俗來講，高溫陶瓷產品其所包含的熱能首先以輻射的方式與設置有的換熱裝置中的耐火支撐板進行熱交換，吸收熱量后的耐火支撐板進而對流進其內的冷空氣進行熱交換，熱交換后的冷空氣逐漸被加熱成高品位的熱風，高品位的熱風在得到充分利用的同時又能有效降低產品出窯爐溫度，節(jié)能效果顯著；此外，解決了急冷風溢流到燒成區(qū)的問題，同時對調整緩冷帶的冷卻制度和結構有利，能穩(wěn)定冷卻制度，極大降低抽熱風機功率。

附圖說明

圖1為現有輥道窯各區(qū)劃分結構示意圖；

圖2為現有輥道窯高溫冷卻區(qū)域的局部結構示意圖；

圖3為圖2中的a處局部放大結構示意圖；

圖4為圖3中的e-e處的截面結構示意圖；

圖5為現有輥道窯高溫冷卻區(qū)域的截面結構示意圖；

圖6為本發(fā)明中換熱裝置的結構示意圖；

圖7為圖6中b處的局部放大圖；

圖8為本發(fā)明中中空掛板組件的結構示意圖；

圖9為本發(fā)明中的冷空氣進入窯爐內與換熱裝置進行熱交換的結構示意圖；

圖10為本發(fā)明中經換熱作業(yè)后的冷空氣被抽出的結構示意圖；

圖11為本發(fā)明中的高溫取熱整體結構示意圖；

圖12為本發(fā)明中的高溫取熱整體剖面俯視結構示意圖。

圖中：1、窯爐；2、換熱裝置；21、耐火支撐板；22、密封件；23、逆向對流換熱風道；24、工字形帶孔支架；25、中空掛板組件；251、二級高鋁吊片；252、吊架；253、吊軌；3、取熱裝置；31、冷空氣打入組件；311、水平低溫風管；312、低溫風支風管；313、低溫風管調節(jié)閘板；32、熱風收集組件；321、水平高溫風管；322、高溫風支風管；323、高溫風管調節(jié)閘板；4、排煙區(qū)；5、氧化區(qū)；6、燒成區(qū)；7、高溫冷卻區(qū)；8、急冷區(qū)；9、緩冷區(qū)、10、尾冷區(qū)。

具體實施方式

為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

首先，本發(fā)明提供一種新型窯爐高溫取熱方法，即為在窯爐1內燒成區(qū)6至急冷區(qū)8之間的高溫冷卻區(qū)7內布置換熱裝置2，換熱裝置2與高溫冷卻區(qū)7內的高溫制品直接進行熱交換，同時向換熱裝置2內打入冷空氣，打入的冷空氣與換熱裝置2進行熱交換形成高溫熱風，高溫熱風再被抽出作為余熱為后續(xù)工序使用。

為了保證打入的冷空氣能夠充分與換熱裝置2進行換熱，上述冷空氣從換熱裝置2靠近燒成區(qū)6的一端打入，并從換熱裝置2的另一端被抽出，以形成與換熱裝置2進行逆流吸熱。

此外，為了保證打入的冷空氣用量和抽出的高溫熱風風量都可以調節(jié)，本方案中的上述打入換熱裝置2內的冷空氣量可進行調節(jié)，抽出的高溫熱風風量可進行調節(jié)，以保證整個窯爐1橫向截面溫度場均勻。

同時，如圖1、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖9和圖10所示，本實施例提供一種高溫取熱節(jié)能窯爐，包括有窯爐1，窯爐1內依次設置有排煙區(qū)4、氧化區(qū)5、燒成區(qū)6、高溫冷卻區(qū)7、急冷區(qū)8、緩冷區(qū)9和尾冷區(qū)10，窯爐1內分別設置有換熱裝置2和取熱裝置3，換熱裝置2設置在燒成區(qū)6至急冷區(qū)8之間的高溫冷卻區(qū)7內，其中換熱裝置2與高溫冷卻區(qū)7內的產品進行熱交換；取熱裝置3包括向換熱裝置2打入冷空氣進行熱交換的冷空氣打入組件31以及用于收集經與換熱裝置2進行熱交換后冷空氣的熱風收集組件32。

參見附圖9和10所示，同樣的地為了保證打入的冷空氣能夠充分與換熱裝置2進行換熱，上述冷空氣打入組件31設置在換熱裝置2其急冷區(qū)8的一端，熱風收集組件32設置在換熱裝置2的另一端，用于保證打入的冷空氣與換熱裝置2進行逆流換熱。

請結合參照附圖6所示，具體的，本方案中的上述換熱裝置2包括分別鋪設在高溫冷卻區(qū)區(qū)域窯爐1爐腔頂端和底端上的耐火支撐板21以及分別設置在和窯爐1爐腔頂端以及耐火支撐板21和窯爐1爐腔底端之間的逆向對流換熱風道23。上述耐火支撐板21可采用耐高溫的青石板或sic硼板，耐火支撐板21之間采用密封件22進行密封，以便形成不漏風的熱風通道。在該結構中，鋪設的底部耐高溫制成板用工字形帶孔支架24支撐，鋪設頂部換熱通道則用中空掛板組件25進行支撐。

請再結合參照附圖7和8所示，本方案中的中空掛板組件25包括有吊架252以及分別設置在吊架252的上下兩端的二級高鋁吊片251和吊軌253，二級高鋁吊片251的底部嵌入在吊架252上，吊架252的底部設置有卡扣，吊軌253上設置有卡槽，吊架252與吊軌253通過卡扣和卡槽活動式連接，頂端的耐火支撐板21擱置在吊軌253上。

請再結合參照附圖9所示，本方案中的上述冷空氣打入組件31包括用于冷空氣進入的水平低溫風管311以及多個間隔豎直連接在水平低溫風管311上的低溫風支風管312，其中每一低溫風支風管312其一端與水平低溫風管311相連，其另一端與逆向對流換熱風道23相連通，用于向逆向對流換熱風道23內通入冷空氣。

請結合參照附圖10所示，本方案中的上述熱風收集組件32包括與外部風機相連的水平高溫風管321及多個間隔豎直連接在水平高溫風管321上的高溫風支風管322，其中每一高溫風支風管322其一端與水平高溫風管321相連，其另一端與逆向對流換熱風道23相連通。

此外，請再結合參照附圖9和10所示，為了能夠調節(jié)打入的冷空氣用量和后續(xù)抽出的高溫熱風風量，本方案在低溫風支風管312上設置有控制打入冷風量的低溫風管調節(jié)閘板313，低溫風管調節(jié)閘板313設置在水平低溫風管311和低溫風支風管312連接處的前端。同時在高溫風支風管322和水平高溫風管321連接處設置有高溫風管調節(jié)閘板323。

參見附圖11和12所示，為了進一步的起到節(jié)能效果，本方案中的換熱裝置2和取熱裝置3設置在窯爐1爐壁上的耐火材料內。

經本方案取出的熱量，可用于助燃、干燥窯以及噴霧干燥塔使用。

綜上所述，方案將位于燒成區(qū)6高溫陶瓷產品所含的熱能以輻射+對流換熱的方式進行熱交換，通俗來講，高溫陶瓷產品其所包含的熱能首先以輻射的方式與設置有的換熱裝置2中的耐火支撐板21進行熱交換，吸收熱量后的耐火支撐板21進而對流進其內的冷空氣進行熱交換，熱交換后的冷空氣逐漸被加熱成高品位的熱風，高品位的熱風在得到充分利用的同時又能有效降低產品出窯爐1溫度，節(jié)能效果顯著；此外，解決了急冷風溢流到燒成區(qū)6的問題，同時對調整緩冷帶的冷卻制度和結構有利，能穩(wěn)定冷卻制度，極大降低抽熱風機功率。

以上對本發(fā)明的一個實施例進行了詳細說明，但所述內容僅為本發(fā)明的較佳實施例，不能被認為用于限定本發(fā)明的實施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進等，均應仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內。