专利名称：太阳能风能工业炉的制作方法
专利说明太阳能风能工业炉 本发明属于太阳能风能应用技术，是对传统工业炉的革新与它的现存炉的节能改造技术。
工业炉是工业生产中的重要热工设备，在锻压、热处理、熔炼、铸造、热轧、焊接等热加工工艺中均使用不同类型的工业炉。陶瓷工业，建材工业使用的窑炉遍及城乡。全国总能耗中，各行各业的工业炉能耗约占一小半。因此，在极端重视节能减排的今天，对传统工业炉进行革新，对既有炉进行改造，使它们一致改用可再生能源——太阳能和风能，应是各国政府的明智选择，是使地球止暖降温的不可缺少也不宜延误的最关键举措之一。世界钢联指出中国钢产量2007年将首次达到5亿t。中国排放的温室气体比其它国家多。在制钢时使用的废料较少，生产中燃烧更多的煤，鼓风炉每生产1吨钢，就排放约2t二氧化碳。世界制钢企业的所有碳排放中，有51％左右是中国产生的。
工业炉按供热方式可分为两类，一是火焰炉(燃料炉)，二是电炉。电炉有许多优点温度易于精确和自动控制，炉温均匀，加热质量高，热效率高，不产生烟尘和有害气体。但长期以来，限于我国供电量不足和电费较贵，火焰炉无论在过去和当前一直占绝对数量优势。附表为我国1983年全国县以上工业企业的工业炉11.3万台和年能耗1.62亿t标准煤。全年能耗中电能仅占7.9％。近年工业发展，各行各业的产工业炉数比例会有变化，绝对值都成倍增加，据2006年10月统计，我国现有高炉约1100座，2006年我国钢产量达4.18亿t。我国工业炉窑，每年耗煤占总量的47.3％，达7亿t。工业炉剧增，火焰炉的比例更加增多，对环境的污染也更严重。
附表各行业工业炉数量和能耗情况(1983年) 我国工业炉单位能耗比外国要多好多，例如，炼钢平炉、炼钢电炉和平板玻璃的能耗是美国的1.5-2倍以上。
现在太阳能利用技术和风能利用技术已达到实用化阶段，它们的生产成本，也在向火电价靠拢，因此，将太阳能和风能用于工业炉的时机已经基本成熟.若将太阳能与风能应用于工业炉，可以使我国减排CO2近一半，可免去各种因燃料引发的环境问题，使我国产品的成本(单位能耗)降低，甚至低于发达国家；我国产品不仅有价格优势，还有质量优势(因全部用上了电炉，使产品质量提高)。这样，我国产品不仅有劳动力成本低的优势，还有能耗费用低的优势。有了这些价格优势和质量优势，我国工业炉有关产品将无敌于天下。
本发明是这样实施的 一、能源将所有工业炉全部改用太阳能和风能。太阳能和风能发电功率，按工业炉的正常需电量设计，并与当地电网联网。当工业炉不用或少用电能时，所发多余电并网；当所发电力不足时，由电网补充。这样，既保证能源安全、生产连续，又可使整个企业年均不耗电网电力。
二、对既有工业炉的改造 对电炉只要按原炉的功率要求，接入光电和风电即可。附图中，电阻元件的接线板与它们连接即可。图中，1为炉门。2为炉门升降机构。3为电热元件。4为炉衬。
对火焰炉应根据炉子的结构类型、加热工艺、热工控制和炉内气氛等进行改造。其中最核心的问题是，将原炉消耗的燃料所能产生的热量改由电炉来提供，因此要计算出电炉的总功率及所需的热元件的功率和数量，以及确定它们在炉腔、炉壁和炉底的安放位等等。这里要特别指出的是对非电炉的改造不是简单的光电和风电对燃料的产热量的替换，它会明显提高炉子的装载量、产生能力和生产率，显著减少单位热耗，并提高炉底热强度。为提高炉子的可装载量，可将原炉中的炉前管道和烟道等加以改造，使之成为同用途或另用途的炉膛，大大提高炉子的经济效益。
附
图1中，1为炉门，2为炉门升降机构；附图2中，3为电热元件(镍铬钢)，4为炉衬(耐火砖)。
权利要求
1、应用太阳能和风能的工业炉技术，其特征在于
a、以太阳能电池组件和风力发电机向工业炉供电；
b、以太阳能电池组件和风力发电机的电能与网电联网；
c、以太阳能电池组件和风力发电机发电能，可供现有电炉也可供现有燃料炉(它经改造成电炉后)；
d、光电和风电以及网电互补。
2、根据权利要求1所述特征，将光电、风电和网电接到电炉接线板上。
3、根据权利要求1所述特征，根据原工业炉所需热能计算出所需各电热元件的总功率。
4、根据权利要求1所述特征，根据炉膛各部位的需热情况，将各电热元件分配和安装在炉膛、炉壁和炉底的合适部位。
5、根据权利要求1所述特征，选用镍铬合金、铁铬铝合金、钼、钨、钽等作金属电热元件。
6、根据权利要求1所述特征，选用碳化硅、钼等非金属电热元件。
7、根据权利要求1所述特征，将原燃料炉的燃烧装置拆除。
8、根据权利要求1所述特征，将原燃料炉的炉前管道和排烟通道等部位，加接电热元件，改为热加工室。
全文摘要
以太阳能和风能替代现有各种燃料炉和电炉的热能的技术。它以镍铬钢为电热元件，它接入光电或风电，实现电热转换，为炉腔供给必要的热能。它可节省我国总能耗的47.3％以上，温室气体及其它环境问题相应减少；可使工业炉的结构简化，去掉了各种燃烧装置和烟、气的管道与节省空间；降低单位能耗，从而大大提高生产率，降低成本，使炉温均匀，能实现自动控制，加热工艺质量显著提高与稳定。它可使我国的各类工业炉产品，不但有低劳动力成本优势，还有低能耗成本优势和高质量优势，为我国的工业炉有关产品与世界竞争提供了极为有利的条件。它是我国节能减排，实现《京都议定书》承诺和碳排量贸易额的重要部分。
文档编号H05B3/12GK101408380SQ20071016395
公开日2009年4月15日 申请日期2007年10月12日 优先权日2007年10月12日
发明者钟志强, 黄福元, 李茂丰, 门大公, 钟显亮, 音 钟, 昇 钟, 杨国丽 申请人:钟显亮