本发明公开一种铝材均质炉热回收系统，包括：炉体，其设有用于加热铝材的炉膛；喷嘴组，其设置在炉膛的一侧端壁上；以及冷却-预热室，其包括依次连通的进气通道、储材空间、排气通道，当冷却-预热室作为冷却室使用时，来自炉膛的加热后的铝材放置于储材空间内，来自进气通道的冷空气对储材空间内的铝材进行冷却后经由排气通道排出冷却室。其中，该系统进一步包括第一储热器，其设置于冷却-预热室的排气通道内，当冷却-预热室作为冷却室使用时，第一储热器用于吸收流经排气通道的空气的余热；当冷却-预热室作为预热室使用时，冷的铝材放置于储材空间内，冷空气经由第一储热器被加热后送入进气通道以对储材空间内的铝材进行预热。
喷嘴组，所述喷嘴组设置在所述炉膛的一侧端壁上；以及
冷却-预热室，所述冷却-预热室包括依次连通的进气通道、储材空间、排气通道，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，来自所述炉膛的加热后的铝材放置于所述储材空间内，来自所述进气通道的冷空气对所述储材空间内的铝材进行冷却后经由所述排气通道排出所述冷却室；
所述铝材均质炉热回收系统进一步包括第一储热器，所述第一储热器设置于所述冷却-预热室的所述排气通道内，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述第一储热器用于吸收流经所述排气通道的空气的余热；当所述冷却-预热室作为预热室使用时，冷的铝材放置于所述储材空间内，冷空气经由所述第一储热器加热后送入所述进气通道以对所述储材空间内的铝材进行预热。
2.如权利要求1所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述铝材均质炉热回收系统进一步包括连接于所述排气通道的旁通通道，在所述排气通道的空气流动方向上，所述旁通通道的入口处于所述第一储热器的上游，所述旁通通道的出口处于所述第一储热器的下游。
3.如权利要求2所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述旁通通道设有开关阀，当所述冷却-预热室作为预热室使用时，所述旁通通道的开关阀打开，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述旁通通道的开关阀关闭。
4.如权利要求3所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述排气通道进一步设有开关阀，在所述排气通道的空气流动方向上，所述排气通道的开关阀位于所述旁通通道的入口与所述第一储热器之间，当所述冷却-预热室作为预热室使用时，所述排气通道的开关阀关闭，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述排气通道的开关阀打开。
5.如权利要求4所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述第一储热器包括冷空气入口、冷空气入口开关阀、热空气出口、热空气出口开关阀，所述第一储热器的所述冷空气入口与第一风机连通，所述第一储热器的所述热空气出口通过管线与所述进气通道连通，当所述冷却-预热室作为预热室使用时，所述第一储热器的所述冷空气入口开关阀和所述热空气出口开关阀打开，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述第一储热器的所述冷空气入口开关阀和所述热空气出口开关阀关闭。
6.如权利要求5所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述进气通道进一步设有开关阀，在所述进气通道的空气流动方向上，所述进气通道的开关阀位于所述第一储热器的所述热空气出口与所述进气通道的连通位置的上游，当所述冷却-预热室作为预热室使用时，所述进气通道的开关阀关闭，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述进气通道的开关阀打开。
7.如权利要求1～6中任一项所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述铝材均质炉热回收系统进一步包括第二储热器，在所述排气通道的空气流动方向上，所述第二储热器位于所述第一储热器与所述旁通通道的出口之间。
8.如权利要求7所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述第二储热器包括冷空气入口、冷空气入口开关阀、热空气出口、热空气出口开关阀，所述第二储热器的所述冷空气入口与第二风机连通，所述第二储热器的所述热空气出口通过管线与所述喷嘴组连通，当所述冷却-预热室作为预热室使用时，所述第二储热器的所述冷空气入口开关阀和所述热空气出口开关阀打开，当所述冷却-预热室作为冷却室使用时，所述第二储热器的所述冷空气入口开关阀和所述热空气出口开关阀关闭。
9.如权利要求8所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述第一储热器和所述第二储热器均包括壳体以及容纳在所述壳体内的若干个蓄热球，每个所述蓄热球包括球壳以及密封在所述球壳内的固-液相变储能材料。
10.如权利要求9所述的铝材均质炉热回收系统，其特征在于，所述第一储热器的所述固-液相变储能材料为硝酸盐，所述第二储热器的所述固-液相变储能材料为石蜡。
铝材均质炉热回收系统
技术领域
[0001] 本发明涉及一种余热回收系统，特别涉及一种用于均质炉的余热回收系统。
背景技术
[0002] 面对日益严峻的环境问题和能源危机，全世界都在大力提倡节能减排，尤其是对于耗能和污染都较严重的工业窑炉相关产业，如何进行节能减排改造，已经成为本领域技术人员在设计该类设备时必须要考虑的因素。
[0003] 以铝材均质炉为例，其冷却室出口处的空气温度通常会达到400摄氏度左右。如果将这些高温空气直接排放到环境中，不但会造成能源浪费还会对环境造成一定程度的破坏。
[0004] 如中国专利201020562151.3号公开的一种均质炉和时效炉预热系统，包括均质炉、废气输送系统、时效炉，其中，所述废气输送系统包括管道、阀门、风机三个部分，把管道一头接在均质炉的排烟风管上，然后在把管道连接到风机的吸风口，中间在通过两个阀门连接，一个阀门是让废气直接排放或排到除尘系统处理后在排放，一个阀门是用来连通风机到吸风口处，风机出风口处通过管道和风机连接到时效炉上。该专利技术利用了均质炉的烟气余热，然而，其没有考虑到冷却室的余热利用问题。
[0005] 又如中国专利申请201110380687.2号公开的一种铝型材生产线余热综合利用系统，通过排烟管道、送烟管道、输烟管道、排烟阀、输烟阀、安全阀、换热器、送风机及送烟阀组成的烟气输送网络将铝型材生产线上的熔铸炉、铝锭预热室、均质炉、铝棒加热炉、时效炉、固化炉和烘干炉连通起来组成铝型材生产线余热综合利用系统。该系统能将铝型材生产线上的上游高温炉排出的高温烟气中的余热分配到下游各低温炉中，每个炉的余热都能为下游炉所充分利用。然而，该专利申请所设计的余热利用系统建造成本太高，尤其不适合于对原有设备的节能减排改造。
[0006] 因此，提供一种能充分利用冷却室余热并使得构造简化的铝材均质炉热回收系统成为业内急需解决的问题。
发明内容
[0007] 本发明的目的是提供一种铝材均质炉热回收系统，该系统能够充分回收利用冷却室余热。
[0008] 根据本发明的方案，提供一种铝材均质炉热回收系统，包括：炉体，炉体内设有用于加热铝材的炉膛；喷嘴组，喷嘴组设置在炉膛的一侧端壁上；以及冷却-预热室，冷却-预热室包括依次连通的进气通道、储材空间、排气通道，当冷却-预热室作为冷却室使用时，来自炉膛的加热后的铝材放置于储材空间内，来自进气通道的冷空气对储材空间内的铝材进行冷却后经由排气通道排出冷却室。其中，铝材均质炉热回收系统进一步包括第一储热器，第一储热器设置于冷却-预热室的排气通道内，当冷却-预热室作为冷却室使用时，第一储热器用于吸收流经排气通道的空气的余热；当冷却-预热室作为预热室使用时，冷的铝材放置于储材空间内，冷空气经由第一储热器被加热后送入进气通道以对储材空间内的铝材进行预热。
[0009] 优选地，铝材均质炉热回收系统可以进一步包括连接于排气通道的旁通通道，在排气通道的空气流动方向上，旁通通道的入口处于第一储热器的上游，旁通通道的出口处于第一储热器的下游。
[0010] 优选地，旁通通道可以设有开关阀，当冷却-预热室作为预热室使用时，旁通通道的开关阀打开，当冷却-预热室作为冷却室使用时，旁通通道的开关阀关闭。
[0011] 优选地，排气通道可以进一步设有开关阀，在排气通道的空气流动方向上，排气通道的开关阀位于旁通通道的入口与第一储热器之间，当冷却-预热室作为预热室使用时，排气通道的开关阀关闭，当冷却-预热室作为冷却室使用时，排气通道的开关阀打开。
[0012] 优选地，第一储热器包括冷空气入口、冷空气入口开关阀、热空气出口、热空气出口开关阀，第一储热器的冷空气入口与第一风机连通，第一储热器的热空气出口通过管线与进气通道连通，当冷却-预热室作为预热室使用时，第一储热器的冷空气入口开关阀和热空气出口开关阀打开，当冷却-预热室作为冷却室使用时，第一储热器的冷空气入口开关阀和热空气出口开关阀关闭。
[0013] 优选地，进气通道进一步设有开关阀，在进气通道的空气流动方向上，进气通道的开关阀位于第一储热器的热空气出口与进气通道的连通位置的上游，当冷却-预热室作为预热室使用时，进气通道的开关阀关闭，当冷却-预热室作为冷却室使用时，进气通道的开关阀打开。
[0014] 可选择地，铝材均质炉热回收系统可以进一步包括第二储热器，在排气通道的空气流动方向上，第二储热器位于第一储热器与旁通通道的出口之间。
[0015] 可选择地，第二储热器可以包括冷空气入口、冷空气入口开关阀、热空气出口、热空气出口开关阀，第二储热器的冷空气入口与第二风机连通，第二储热器的热空气出口通过管线与喷嘴组连通，当冷却-预热室作为预热室使用时，第二储热器的冷空气入口开关阀和热空气出口开关阀打开，当冷却-预热室作为冷却室使用时，第二储热器的冷空气入口开关阀和热空气出口开关阀关闭。
[0016] 优选地，第一储热器和第二储热器均包括壳体以及容纳在壳体内的若干个蓄热球，每个蓄热球包括球壳以及密封在球壳内的固-液相变储能材料。
[0017] 优选地，第一储热器的固-液相变储能材料为硝酸盐，第二储热器的固-液相变储能材料为石蜡。
[0018] 可选择地，第一储热器和第二储热器可以采用其它形式的蓄热材料，比如蜂窝蓄热体。
[0019] 可选择地，本发明中涉及的开关阀可以为手动阀，优选地，可以为电磁阀以配合控制系统实现自动控制。
[0020] 可选择地，第一储热器采用适于250～300摄氏度工况的蓄热材料，第二储热器采用适于150～200摄氏度工况的蓄热材料。
[0021] 可选择地，喷嘴组包括均匀分布在炉膛的一侧端壁上的若干个喷嘴。
[0022] 本发明的有益效果是：（1）、第一储热器、第二储热器分级设置于冷却室的排气通道内，能够充分回收利用冷却室的余热，避免能源浪费；（2）、采用冷却-预热室构造，通过控制相应的开关阀就能使冷却-预热室在冷却功能和预热功能之间方便切换，这精简了系统构造、减少了设备成本、提高了装置利用率；（3）、在铝材进入均质炉进行热处理前，利用第一储热器储蓄的热量加热空气后对铝材进行预热，能够为均质炉节省能耗；（4）、利用第二储热器储蓄的热量预热空气后送入喷嘴组助燃，能够提供均质炉的热效率；（5）、第一储热器储蓄的热量直接在冷却-预热室内就近利用，能够缩短热传输路径、减少热损失。
附图说明
[0023] 图1示出了本发明的铝材均质炉热回收系统的冷却-预热室作为冷却室使用时的示意图。
[0024] 图2示出了本发明的铝材均质炉热回收系统的冷却-预热室作为预热室使用时的示意图。
具体实施方式
[0025] 请参照图1及图2，根据本发明的一种实施方式，铝材均质炉热回收系统包括炉体100、喷嘴组120以及冷却-预热室200。
[0026] 炉体100内设有用于加热铝材的炉膛（图未示）。喷嘴组120设置在炉膛的一侧端壁上。冷却-预热室200包括进气通道210、储材空间220、排气通道230、旁通通道240、第一储热器250以及第二储热器260。第一储热器250和第二储热器260沿着排气通道230的空气流动方向依次设置。
[0027] 在排气通道230的空气流动方向上，旁通通道240的入口241处于第一储热器250的上游，旁通通道240的出口242处于第二储热器260的下游。旁通通道240设有开关阀245。
[0028] 第一储热器250包括冷空气入口251、冷空气入口开关阀252、热空气出口255以及热空气出口开关阀256。第一储热器250的冷空气入口251与第一风机300连通，第一储热器250的热空气出口255通过流体管线与进气通道210连通。
[0029] 在图1及图2所示非限制性实施方式中，第一储热器250包括壳体（图未示）以及容纳在壳体内的若干个蓄热球（图未示），每个蓄热球包括球壳以及密封在球壳内的固-液相变储能材料，第一储热器250的固-液相变储能材料为硝酸盐。
[0030] 第二储热器260包括冷空气入口261、冷空气入口开关阀262、热空气出口265、热空气出口开关阀266。第二储热器260的冷空气入口261与第二风机400连通，第二储热器260的热空气出口265通过流体管线与喷嘴组120连通。
[0031] 在图1及图2所示非限制性实施方式中，第二储热器260包括壳体（图未示）以及容纳在壳体内的若干个蓄热球（图未示），每个蓄热球包括球壳以及密封在球壳内的固-液相变储能材料，第二储热器260的固-液相变储能材料为石蜡。
[0032] 进气通道210设有开关阀215，在进气通道210的空气流动方向上，进气通道210的开关阀215位于第一储热器250的热空气出口255与进气通道210的连通位置212的上游。
[0033] 排气通道230设有开关阀235，在排气通道230的空气流动方向上，排气通道230的开关阀235位于旁通通道240的入口241与第一储热器250之间。
[0034] 本发明的冷却-预热室200可以在冷却功能与预热功能之间切换。
[0035] 作为一种非限制性操作方式，请参照图1，当冷却-预热室200作为冷却室使用时，进气通道210的开关阀215打开；排气通道230的开关阀235打开；旁通通道240的开关阀245关闭；第一储热器250的冷空气入口开关阀252和热空气出口开关阀256关闭；第二储热器260的冷空气入口开关阀262和热空气出口开关阀266关闭。此时，来自炉膛的加热后的铝材500放置于储材空间220内，来自第三风机900的冷空气（比如20摄氏度左右的环境空气）经由进气通道210对储材空间220内的铝材500进行冷却，空气然后经由第一储热器250和第二储热器260吸收余热后通过排气通道230排出。
[0036] 作为一种非限制性操作方式，请参照图2，当冷却-预热室200作为预热室使用时，进气通道210的开关阀215关闭；排气通道230的开关阀235关闭；旁通通道240的开关阀245打开；第一储热器250的冷空气入口开关阀252和热空气出口开关阀256打开；第二储热器260的冷空气入口开关阀262和热空气出口开关阀266打开。此时，冷铝材600放置于储材空间220内，来自第一风机300的冷空气（比如20摄氏度左右的环境空气）经由第一储热器250被加热至260摄氏度左右，然后送入进气通道210以将储材空间220内的冷铝材600预热至200摄氏度左右，空气随后经旁通通道240排出。来自第二风机400的冷空气（比如20摄氏度左右的环境空气）经由第二储热器260被预热成80摄氏度左右的热空气并通过流体管线输送至喷嘴组120用于助燃。
[0037] 作为一种替代实施方式，根据需要可以不设置第二储热器260或者根据需要可以进一步设置第三储热器。
[0038] 尽管在此已详细描述本发明的优选实施方式，但要理解的是本发明并不局限于这里详细描述和示出的具体结构，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可由本领域的技术人员实现其它的变型和变体。例如，在图1所示非限制性实施方式中铝材为棒状，然而，铝材可以为任意形状，比如工字型。此外，系统各处的温度和压力参数可以根据具体使用条件在本发明所公开的范围内适当选取。
