本發(fā)明涉及一種節(jié)能環(huán)保玻璃爐。
背景技術:
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)窯爐普遍存在熱效率低,能源浪費比較大的現(xiàn)象。針對工業(yè)窯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(nèi)外普遍所采取的主要節(jié)能措施為:盡可能采用保溫效果好的輕質(zhì)型保溫材料;采用遠紅外線節(jié)能涂料噴涂技術;煙氣余熱回收利用;黑體輻射元件節(jié)能技術。
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,并沒有需要燒結的產(chǎn)品的有效熱吸收,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,所以需要燒結的產(chǎn)品的有效熱仍然很低。人們通過熱平衡計算或測試,發(fā)現(xiàn)爐體蓄熱和散熱損失高達60%~70%,而需要燒結的產(chǎn)品的有效熱僅25%~30%。
蓄熱式節(jié)能環(huán)保玻璃爐的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需要燒結的產(chǎn)品的有效熱吸收問題,進一步提高了熱效率。
工業(yè)窯爐膛內(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)氣體的對流傳熱。簡單來說,參與窯內(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℃以下是窯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℃時窯氣與被加熱物之間的熱傳導主要依靠遠紅外輻射換熱,被加熱物所吸收的熱90%通過輻射換熱來實現(xiàn)的。大部分工業(yè)窯爐膛內(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,但這些耐火材料的遠紅外發(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),而遠紅外輻射涂料的發(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)生能級躍遷,輻射一定波段的紅外線,從而產(chǎn)生熱量。其特點一是吸熱物體均勻受熱,二是由內(nèi)向外加熱,從而減少了加熱時間,提高能源利用率。
遠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(fā)射率逐步衰減,失去紅外輻射功能,熱效隨時間推移下降。
技術實現(xiàn)要素:
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)能環(huán)保玻璃爐。
本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保玻璃爐包括爐體,關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;所述紅外輻射層由堇青石板制成,所述隔熱層為陶瓷纖維毯。
在窯爐內(nèi)壁安裝帶帶隔熱層的耐高溫紅外輻射板,其法相全發(fā)射率在0.85~0.97,并可根據(jù)需要調(diào)節(jié)角度,將能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上,同時也可根據(jù)窯型和需要燒結的產(chǎn)品堆放設計紅外輻射板結構及弧度,使吸收的能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上。耐高溫紅外輻射板背面具有隔熱層,可以使能量盡可能多的通過輻射傳遞給需要燒結的產(chǎn)品,其背面溫度與爐內(nèi)氣溫相比低300~500℃;耐高溫紅外輻射板可延長使用壽命,特別是纖維內(nèi)襯,可延緩粉化時間,同時可解決氣流沖刷損壞纖維內(nèi)襯等溫度,大幅度延長窯爐使用壽命,提高經(jīng)濟效益。而且,爐壁上安裝耐高溫紅外輻射板可減緩致密耐火材料受煙氣急冷急熱造成的熱震損壞,可降低耐火材料的質(zhì)量要求,降低筑爐成本。耐高溫紅外輻射板使用壽命長,可達到5~10年,與工業(yè)窯爐和鍋爐的設計壽命相當,甚至更高。遠紅外輻射板在實際使用過程中,遠紅外輻射能力不衰減,長期保證節(jié)能環(huán)保玻璃爐的高效節(jié)能,綜合節(jié)能效率達到15~30%,與已有技術相比有更進一步提高。
進一步地,所述耐高溫紅外輻射板利用金屬陶瓷復合錨固釘固定于爐膛內(nèi)壁上,所述金屬陶瓷復合錨固釘為三層結構,外層為陶瓷管,內(nèi)層為金屬或金屬陶瓷,中間層為將內(nèi)層完全包裹的致密澆注料。傳統(tǒng)的金屬錨固件由于抗高溫氧化能力差,無法滿足高溫環(huán)境下的長時間應用,而陶瓷錨固件則由于陶瓷材料本身脆性問題無法保證懸掛安全可靠性;而本發(fā)明中的金屬陶瓷復合錨固釘,其外層為高抗熱震致密陶瓷管,1100℃水冷大于30次,內(nèi)層為耐高溫金屬或金屬陶瓷,具有一定的抗高溫氧化特性,中間為耐高溫致密澆注料,是密封層,同時具有高強度,可作為結構支撐層使用,室溫耐壓強度大于120mpa,抗折強度達到20mpa,可防止耐高溫金屬件或金屬陶瓷氧化,上述金屬陶瓷復合錨固釘具有多種防護作用,確保懸掛穩(wěn)定和長壽命;三層中任何單層或兩層損壞均不會影響到懸掛安全可靠性,只有三層同時受到破壞才有可能影響到懸掛,提高了可靠性。
進一步地,為加強金屬陶瓷復合錨固釘各層之間的連接穩(wěn)定性,所述金屬陶瓷復合錨固釘?shù)耐鈱泳哂袃?nèi)外螺紋,金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋;或者所述金屬陶瓷復合錨固釘?shù)耐鈱泳哂型饴菁y,金屬陶瓷復合錨固釘?shù)膬?nèi)層具有外螺紋。
進一步地,所述每塊耐高溫紅外輻射板均利用五個金屬陶瓷復合錨固釘固定于爐膛內(nèi)壁上,其中四個金屬陶瓷復合錨固釘分布于耐高溫紅外輻射板的四個角,其余一個金屬陶瓷復合錨固釘位于耐高溫紅外輻射板的中央。上述五個金屬陶瓷復合錨固釘構成了由四個三角形拼接的圖形,其中任何兩個金屬陶瓷復合錨固釘損壞也不會影響耐高溫紅外輻射板均的懸掛安全。
進一步地,所述紅外輻射層的法線方向正對爐膛內(nèi)的需要燒結的產(chǎn)品,以盡可能多地將所吸收的能量均勻輻射到需要燒結的產(chǎn)品上,提高能量利用率。
進一步地,所述耐高溫紅外輻射板上有中空凸出空腔和/或翅片,以吸收更多的煙氣中的能量,并將該能量反射回發(fā)熱工件。
本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保玻璃爐設置了可拆卸的耐高溫紅外輻射板,安裝及拆卸方便,使用壽命長,固定可靠,可以大大提高節(jié)能環(huán)保玻璃爐的能量利用率和使用壽命,具有很好的推廣價值。
附圖說明
圖1是本發(fā)明的節(jié)能環(huán)保玻璃爐的爐膛結構示意圖。
圖2是本發(fā)明的耐高溫紅外輻射板的安裝結構示意圖。
具體實施方式
下面對照附圖,通過對實施實例的描述,對本發(fā)明的具體實施方式如所涉及的各構件的形狀、構造、各部分之間的相互位置及連接關系、各部分的作用及工作原理等作進一步的詳細說明。
實施例1:
如圖所示,本實施例節(jié)能環(huán)保玻璃爐包括爐體,爐體的爐膛內(nèi)壁1可拆卸地安裝有若干塊耐高溫紅外輻射板2,所述耐高溫紅外輻射板2朝向爐膛內(nèi)部的一面設有紅外輻射層21,耐
高溫紅外輻射板2朝向爐膛壁的一面設有隔熱層22;紅外輻射層21的法線方向正對爐膛內(nèi)的輥筒上的玻璃3。其中,耐高溫紅外輻射板2的紅外輻射層21由堇青石板制成,厚度約為10mm;耐高溫紅外輻射板2的隔熱層22為陶瓷纖維毯,厚度約為5~20mm。
每塊耐高溫紅外輻射板2均利用五個金屬陶瓷復合錨固釘4固定于爐膛內(nèi)壁1上,其中四個金屬陶瓷復合錨固釘4分布于耐高溫紅外輻射板2的四個角,其余一個金屬陶瓷復合錨固釘4位于耐高溫紅外輻射板2的中央。
耐高溫紅外輻射板2上有翅片5,以吸收更多的煙氣中的能量,并將該能量反射回發(fā)熱工件。當然,翅片5也可以用中空凸出的空腔代替,起到同樣的作用。