[科普中國]-頂燃式隧道窯

頂燃式隧道窯的燒嘴設(shè)在窯頂，燃料和空氣從頂部燒嘴噴入磚垛間隙中燃燒，其結(jié)構(gòu)如圖所示，故頂部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多采用吊頂結(jié)構(gòu)。

簡介頂燃式隧道窯的燒嘴設(shè)在窯頂，燃料和空氣從頂部燒嘴噴入磚垛間隙中燃燒，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。這樣，燒嘴的數(shù)量不受限制，可采用小容量、多點、分散的方式進行布置，從而大大改善了傳熱情況和磚垛溫度的均勻性。特別是當(dāng)其與間歇式燃燒方式相配合時，燃料消耗可降低34% ~46%。表1列出了產(chǎn)量為200t/d黏土磚側(cè)燒窯（燒成溫度為1350℃）和頂燒窯相比較的數(shù)據(jù)。頂窯具有明顯的優(yōu)越性。

特點及應(yīng)用側(cè)燒窯的燒嘴設(shè)在靠近車臺平面處，窯橫斷面上靜壓強分布不均勻，如圖2所示。在窯底兩側(cè)有較大的負(fù)壓，而中心部位由于燒嘴噴射動壓頭的轉(zhuǎn)化形成較高的正壓，給窯底靜壓平衡和密封帶來困難，產(chǎn)生漏氣。而頂燒窯橫斷面上的靜壓強分布比較均衡, 如圖3所示，其頂部有較均衡的負(fù)壓，底部有較均衡的正壓。它與幾何壓頭造成的靜壓強分布情況剛好相反，減弱了熱氣體的偏流現(xiàn)象，有利于窯內(nèi)氣體溫度的均勻。頂燒式窯的燒嘴也可不安裝在兩窯車接頭處，以減少熱氣體向窯底的泄露。但頂燒式窯由于燒嘴設(shè)在項部，故頂部結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，多采用吊頂結(jié)構(gòu)。 目前，這種窯多用于低溫?zé)傻酿な看u和陶瓷制品。

間歇式燃燒法頂燒式隧道窯與間歇式燃燒法相配合，則能收到更好的效果。

原理間歇式燃燒法是指在制品燒成要求和允許的溫度范圍內(nèi)，使燒嘴按預(yù)定的時間間隔進行燃燒。如燒成溫度為1300℃，允許溫差為±15℃，則可使燒嘴在1285℃時點火，當(dāng)溫度升到1315℃時熄火。燃燒停止的時間取決于允許的溫度下限，如1285℃，一旦溫度降至此值，便再次自動點燃燒嘴進行升溫，如此反復(fù)。采用這種方式，隧道窯窯頂可根據(jù)需要設(shè)置一些燒嘴， 使其在與窯車前進方向垂直碼放的磚垛間燃燒， 并根據(jù)規(guī)定的時間與相鄰燒嘴反復(fù)交替地進行燃燒與停熄。這樣，圖1中所示的A點溫度變化規(guī)律如圖4所示。圖中虛線為相鄰燒嘴溫度變化規(guī)律。由圖4可知，A點的溫度在其允許溫度范圍內(nèi)呈近似正弦曲線波動。

特點間歇式燃燒法有利于燃燒產(chǎn)物對制品的傳熱。因為在這一傳熱過程中，包括兩個過程：一是燃燒產(chǎn)物對制品表面的輻射和對流，二是制品內(nèi)部的不穩(wěn)定導(dǎo)熱。只有當(dāng)此兩過程傳熱率近似相等時，傳熱過程才比較合理。但制品內(nèi)部的導(dǎo)熱過程總是較慢的。這樣，當(dāng)其表面溫度升高并逐漸接近燃燒產(chǎn)物的溫度時，燃燒產(chǎn)物對制品的傳熱減弱，它所攜帶的較多熱量就不能傳給制品而被煙氣帶走。采用間歇式燃燒法則可克服這一弊病。因當(dāng)表面溫度升高至接近燃燒產(chǎn)物溫度時，燃燒終止，而制品內(nèi)部的導(dǎo)熱仍在進行，表面溫度逐漸下降，直至進入下一個燃燒周期。間歇式燃燒法與頂燒式隧道窯相配合（也可與其他窯爐相配合）可非常明顯地降低燃料消耗。

未普及原因頂部間歇燃燒法不能普及的主要原因在于：它要求向很多燒嘴定量供油，并要通過間歇燃燒系統(tǒng)非常正確地控制各燒嘴燃油量的增喊，這就使得燒嘴的噴射裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工精度要求較高，同時應(yīng)有與之相應(yīng)的自動調(diào)節(jié)裝置。

燃料噴射裝置頂燒式隧道窯與間歇式燃燒法相配合，則能收到更好的效果。由于頂部間歇燃燒法不能普及，所以采用電磁空氣閥將壓縮空氣作用在燃料噴射裝置上，使其間歇定量噴霧，并用開關(guān)把要求噴射的時間關(guān)系作用在電磁閥上。間歇式燃燒技術(shù)的另一個關(guān)鍵問題是防止燒嘴在終止燃燒時結(jié)焦阻塞。為此，燒嘴宜小型化，并用定量壓送泵送油。1

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

楊明 - 副教授 - 西南大學(xué)