CN102705979B - 节能环保生物质锅炉 - Google Patents

Abstract

一种节能环保生物质锅炉，属于锅炉技术领域。包括具有水腔、炉膛、烟道和炉膛出灰口的箱体；一对回烟箱，各回烟箱的上部延伸有回烟箱清灰口，下部延伸有回烟箱出灰口；具有上排烟箱腔的上排烟箱和具有下排烟箱腔的下排烟箱；两组回烟管；两组出烟管；纯净水换热器，设置在箱体上，在箱体的顶部设置有一用于向所述水腔内引水的引水接口、与水腔相通的放空接口、一组与所述烟道相通的第一进风管和一组与所述炉膛相通的第二进风管，而在箱体的一侧的下部设置有一与所述水腔相通的出水接口和一排污接口。 优点：节约能源，保护环境；获得理想的热交换效果；给使用者提供了选择的便利性。

Description

节能环保生物质锅炉

技术领域

本发明属于锅炉技术领域，具体涉及一种节能环保生物质锅炉。

背景技术

上面提及的生物质锅炉是指以生物质原料作为燃料的锅炉，生物质原料并不限于地如植物秸秆、砻糠、锯木屑、果壳、甘蔗渣、玉米芯，等等。人们习惯称这种原料为生物燃料，进而称为再生能源。

随着诸如石油、煤炭、天然气和海洋冰之类的不可再生能源的锐减，并且价格不断上升，以及随着人类对环保意识的不断增强，以往视为“鸡肋”的嚼之无味而弃之可惜的前述生物燃料得到了空前的重视。据我国农业部门统计，全国仅农作物如稻草、麦秸、高梁、玉米、棉花和大豆秸秆的年产出量将近十亿吨，以90%至95%的获得系数计算，可获得9至9.5亿吨，相当于获得4.5亿至4.75亿吨标准煤（1吨秸秆的能量相当于0.5吨标准煤）。所谓的标准煤即为人们习惯称为的标煤，依据中国国家标准GB2589-81，每千克标煤的热值为29271千焦，即7000千卡。

由上述可知，有效地利用生物燃料，不仅可以减少对不可再生的自然资源的依赖性，而且具有理想的经济廉价性。然而，由于秸秆的堆积密度较低，给收集、运输和储存以及付诸锅炉应用带来一定的困难，因而通常需将其成型为固体，藉以提高生物能源的密度和热值，经成型后的并且体积缩至8-10倍左右、密度达1.2-1.5吨/m ³ 后便可表现出中等煤的程度。将生物燃料加工成这种物理形态后便为锅炉使用提供了保障，这就是近年来人们之所以青睐生物质锅炉的原因所在。将生物燃料加工成固体的技术内容可在已公开的中国专利文献中大量见诸，略以例举的如CN201030648Y（生物质燃料成型机）、CN201205759Y（生物质秸秆成型机）、CN201456417U（牧草秸秆压块成型机）、CN201415498Y（滚压式秸秆成型机）和CN201415499Y（秸秆滚压成型机）以及CN102205664A（生物燃料成型机），等等。

前述的生物质锅炉在已公开的中国专利文献中也可大量见诸，择以例举的如公布号CN102313282A（燃用生物质秸秆的高温高压循环流化床锅炉）、CN202109645U（往复炉排生物质颗料半气化热水锅炉）、CN202109530U（一种生物质燃料火锅炉）、CN202092302U（一种卧式室燃生物质锅炉）、CN202109644U（内置多道旋风除尘生物质颗粒锅炉）和CN202109469U（卧式生物质燃料锅炉），等等。

典型的以生物质燃料锅炉如文献A），CN202106947U推荐的“一种反燃多回程生物质低碳节能热水锅炉”、文献B），CN202008229U提供的“卧式环保节能生物质锅炉”和文献C），CN202109471U介绍的“生物质低氮直燃锅炉”。

上述文献A虽然能够体现说明书第0005段的技术效果，但是客观上存在着大量烟气排放的情形，从而有失环保及节能效果，并且对立式的多回程火管的管内清洁难度大。上述文献B由于将进、出水口与设在热交换室内的换热管组连接，换热管组的管腔内通水，而管外为高温烟气，因此只能满足即燃即用要求，而不能体现储水，并且如果连续用水，那么水温难以保障。上述文献C属于生物质燃料气化炉范畴，而并非为真正意义上的生物质锅炉。关于生物质燃料气化炉还可由并不限于的CN101531925A等公开的文献中见诸。

鉴于上述已有技术，有必要加以改进，对此，本申请人作了有益的设计，下面将要介绍的技术方案便是在这种背景下产生的。

发明内容

本发明的任务在于提供一种有助于显著改善燃烧效果避免产生外排烟气而藉以体现节能和环保、有益于增大储水量而藉以满足供水量要求以及有益于对排烟管实施清洁而藉以确保使用效果的节能环保生物质锅炉。

本发明的任务是这样来完成的，一种节能环保生物质锅炉，包括具有水腔、炉膛、与炉膛相通的烟道和位于炉膛的下方的炉膛出灰口的一箱体；彼此并行地设置在所述箱体左端的并且分别对应于所述炉膛的两侧的各构成有一回烟腔的一对回烟箱，各回烟箱位于所述的水腔内，并且各回烟箱的上部延伸有一与回烟腔相通的并且伸展到水腔外的与开设在箱体上的箱体清灰口相配合的回烟箱清灰口，而下部延伸有一同样与回烟腔相通的并且同样伸展到水腔外的与开设在箱体上的箱体出灰口相配合的回烟箱出灰口；彼此上下对应地设置在所述箱体右端的并且位于所述水腔内的具有上排烟箱腔的一上排烟箱和具有下排烟箱腔的一下排烟箱，其中：上排烟箱具有一伸展到箱体外的上排烟箱排烟口，而下排烟箱具有一伸展到箱体外的下排烟箱清灰口，所述的烟道与所述的下排烟箱腔相通；位于所述水腔的下部的两组回烟管，该两组回烟管中的其中一组回烟管的左端与所述的一对回烟箱中的其中一个回烟箱的下部配接，并且与该回烟箱的回烟箱腔相通，而右端与所述下排烟箱的一端配接，并且与下排烟箱腔相通，两组回烟管中的另一组回烟管的左端与所述的一对回烟箱中的另一个回烟箱的下部配接，并且与该另一个回烟箱的回烟箱腔相通，而右端与所述下排烟箱的另一端配接，并且同样与下排烟箱腔相通；位于所述水腔的上部的两组出烟管，该两组出烟管中的其中一组出烟管的左端与所述的一对回烟箱中的其中一个回烟箱的上部配接，并且与该回烟箱的回烟箱腔相通，而右端与所述上排烟箱的一端配接，并且与上排烟箱腔相通，两组出烟管中的另一组出烟管的左端与所述一对回烟箱中的另一个回烟箱的上部配接，并且与该另一个回烟箱的回烟腔相通，而右端与所述上排烟箱的另一端配接，并且同样与上排烟箱腔相通；一纯净水换热器，设置在所述箱体上，并且对应于所述水腔的顶部，其中：在所述的箱体的顶部设置有一用于向所述水腔内引水的引水接口、与水腔相通的放空接口、一组与所述烟道相通的第一进风管和一组与所述炉膛相通的第二进风管，而在箱体的一侧的下部设置有一与所述水腔相通的出水接口和一排污接口。

在本发明的一个具体的实施例中，所述的炉膛与所述炉膛出灰口之间具有一组炉排，炉膛出灰口位于炉排的下部，各炉排具有炉排管腔，炉排管腔与所述的水腔相通。

在本发明的另一个具体的实施例中，在所述的炉膛上配设有炉膛门；在所述的炉膛出灰口上配设有炉膛出灰口门；在所述的回火箱清灰口上配设有清灰口门，在所述的回烟箱出灰口上配设有出灰口门。

在本发明的又一个具体的实施例中，在所述的箱体上并且在对应于所述炉膛出灰口的上方设置有一用于与燃烧器相配接的燃烧室，该燃烧室与所述的烟道相通。

在本发明的再一个具体的实施例中，在所述的下排烟箱清灰口上配设有下排烟箱清灰口门。

在本发明的还有一个具体的实施例中，所述的洁净水换热器包括进水箱、回水箱、一组换热管、一组回水管和一出水箱，进水管以及出水箱固定在所述箱体的右端的上部并且位于箱体的外侧，回水箱固定在箱体的左端的上部并且同样位于箱体的外侧，一组换热管的右端在穿过箱体的箱壁后与所述进水箱的进水箱箱腔相通，左端在穿过箱体的箱壁后与所述回水箱的回水箱箱腔相通，而中部位于所述水腔内，一组回水管的右端在穿过箱体的箱壁后与出水箱相通，左端在穿过箱体的箱壁后与回水箱相通，中部位于所述水腔内，其中：在所述进水箱上设有一进水箱进水接口，而在所述出水箱上设有一出水箱出水接口。

在本发明的更而一个具体的实施例中，在所述箱体的长度方向的前后壁体上各设置有用于对所述水腔保温的保温层。

在本发明的进而一个具体的实施例中，所述的进、回水箱和出水箱的横截面形状均呈半圆形。

在本发明的又更而一个具体的实施例中，在所述箱体上设置有用于揭示所述水腔中的水位的液位计。

在本发明的又进而一个具体的实施例中，所述的液位计的数量有两个，其中一个液位计设置在所述箱体的上部，用于揭示所述水腔中的所述水位的上液位，而另一个液位计设置在箱体的下部，用于揭示水腔中的水位的下液位。

本发明提供的技术方案由炉膛、第一、第二进风管分别实现一次、二次和三次进风，从而可体现充分燃烧以利节约能源，并且趋势于无烟气排放，藉以保护环境；由于回烟箱、上、下排烟箱、回烟管和出烟管均处于水腔内，因而能获得理想的热交换效果；由于在箱体的上部增设有洁净水换热器，因而可获得不同于水腔内的水质的水，给使用者提供了选择的便利性。

附图说明

图1为本发明的实施例结构图。

图2为图1的剖视图。

具体实施方式

为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本发明的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本发明方案的限制，任何依据本发明构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本发明的技术方案范畴。

请参见图1和图2，给出了一大体上呈长方体的箱体1，该箱体1具有水腔11、炉膛12、烟道13、炉膛出灰口14、箱体清灰口15和箱体出灰口16，以目前图1所示的位置状态为例，在水腔11中隔设的炉膛12、炉膛出灰口14、箱体清灰口15和箱体出灰口16均位于箱体1的左端，其中：炉膛出灰口14位于炉膛12的炉排121的下方，并且既与炉膛12相通，又与前述的烟道13相通，整个烟道13以封闭状态位于水腔11内。前述的炉排121具有炉排管腔1211，炉排管腔1211与水腔11相通。在炉膛12上枢轴设置有炉膛门122，而在炉膛出灰口14上配设有一炉膛出灰口门141。在箱体1的顶部分别设置有与水腔11相通的用于向水腔11内引入水源的引水接口17a、与水腔11相通的用于保障安全的放空接口17b、伸展到前述烟道13内的用于向烟道13内输送二次助燃空气的一组第一进风管17c和一组伸展到炉膛12内的用于向炉膛12输送三次助燃空气的一组第二进风管17d。并且在箱体1的一侧设置有用于将水腔11中的经换热后的热水引出的出水接口17e以及设置有一用于将水腔11中的积污外排的排污接口17f，该排污接口17f也可兼起进水接头的作用。又，优选地，在箱体1的壁体上增设保温层19。还，在箱体1上设置有图中未示出的液位计，液位计的数量有一对，其中一个液位计设在箱体1的上部，用于显示水腔11内的水的上液位，而另一个液位计则设在水箱1的下部，用于显示水腔11中的水的下液位。再，可在箱体1的左端设置有一燃烧室18，该燃烧室18与前述的烟道13相通，其作用是用于与燃烧器配接，以便使本发明起到双重作用，一是使用生物质燃料，二是依据需要而使用燃气，从而使本发明结构具有应用中的灵活选择性。依据公知常识，在箱体1上还设置有温度计，由温度计显示水腔11中的水的温度。

一对回烟箱2彼此并行地设置在水腔11内，位于箱体1的左端，并且分别对应于前述的炉膛12的两侧，各回烟箱2具有一回烟腔21，并且各回烟箱2的上部延伸构成有一伸展到水腔11外的回烟箱清灰口22，而下部延伸有一同样伸展至回水腔外的回烟箱出灰口23。由图所示，回烟箱清灰口22与开设在箱体1上的前述箱体清灰口15相配合，并且配设有一清灰口门221，而回烟箱出灰口23与开设在箱体1上的前述箱体出灰口16相配合，并且配设有一出灰口门31。

一个上排烟箱3和一个下排烟箱4以上下对应关系设置在箱体1的右端，位于水腔11内，上排烟箱3具有上排烟箱腔31，而上排烟箱腔31具有一伸展到箱体1外的上排烟箱排烟口32，下排烟箱4具有下排烟箱腔41，下排烟箱腔41具有一同样伸展到箱体1外的下排烟箱清灰口42，并且在下排烟箱清灰口42上配有一下排烟箱清灰口门42。其中：下排烟箱腔41与前述的烟道13相通。

给出了位于水腔11内的下部的两组回烟管5，该两组回烟管5中的其中一组（位于图示状态的前侧的一组）回烟管5的左端与前述的一对回烟箱2中的其中一个（位于图示状态的前侧的一个）回烟箱2的下部配接，并且与该回烟箱2的回烟腔21相通，而右端与下排烟箱4的一端配接，并且与下排烟箱腔41相通，两组回烟管5中的另一组（位于图示位置状态的后侧的）一组回烟管5的左端与一对回烟箱2中的另一个（位于图示状态的后侧的一个〈图中未示出〉）回烟箱2的下部配接，并且与该另一个回烟箱2的回烟箱腔21相通，而右端与下排烟箱4的另一端配接，并且同样与下排烟箱腔41相通。两组回烟管5的中部均位于水腔11内。

给出了位于水腔11内的并且处于水腔11上部的两组出烟管6，该两组出烟管6中的其中一组（位于图示位置状态的前侧的一组）出烟管6的左端与一对回烟箱2中的其中一个（位于图示状态的前侧的一个）回烟箱2的上部配接，并且与该回烟箱2的回烟箱腔21相通，而右端与上排烟箱3的一端配接，并且与上排烟箱腔31相通，两组出烟管6中的另一组出烟管6（图中未示出）的左端与一对回烟箱2中的另一个回烟箱2（图中未示出）的上部配接，并且与该另一个回烟箱2的回烟箱腔21相通，而右端与上排烟箱3的另一端配接，并且与上排烟箱腔31相通。两组出烟管6的中部均位于水腔11内。

由图示可知两组回烟管5对应于两组出烟管6的下方，在清灰口门221、出灰口门231、炉膛出灰口门141和下排烟箱清灰口42处于关闭状态下（其中：炉膛门122的开启度依需调节），由炉膛12燃烧时产生的高温烟气经烟道13进入下排烟箱4的下排烟箱腔41内，再经两组回烟管5进入一对回烟箱2的回烟箱腔21内，进而经两组出烟管6进入上排烟箱3的上排烟箱腔31内，趋于烧尽的烟气出自上排烟箱排烟口32。在该过程中，由回烟管5和出烟管6对水腔11内的水加热。并且水腔11内的水同时与设置在箱体1顶部的洁净水换热器7换热。

前述的洁净水换热器7包括进水箱71、回水箱72、一组换热管73、一组回水管74和出水箱75，进水箱71和出水箱75固定在箱体1的右端的上部并且位于箱体1的外侧，回水箱72固定在箱体1的左端的上部，并且同样位于箱体1的外侧，一组换热管73的右端在穿过箱体1的箱壁后与进水箱71的进水箱箱腔711相通，左端在穿过箱体1的箱壁后与回水箱72的回水箱箱腔721相通，而中部位于水腔11内，一组回水管74的右端在穿过箱体1的箱壁后与出水箱75相通，左端在穿过箱体1的箱壁后与回水箱72相通，中部同样位于水腔11内。由图所示，在进水箱71上延伸有一进水箱进水接口712，用于向进水箱71引入外部水源，而在出水箱75上延接有一出水箱出水接口751，用于将出水箱75内的水引出，以供使用。优选地，将进、回水管71、72和出水箱75的横截面形状设计成半圆形，以便可靠地与箱体1固定。

申请人描述本发明的使用，首先开启引水接口17a的管路上的阀门，向水腔11中引水（此时的出水接口17e和排污接口17f处于关闭状态），并且通过进水箱进水接口712向进水箱71引入，直至出水箱出水接口75出水时停止向进水箱71引水，并且关闭出水箱出水接口75的管路上的阀门。向水腔11中引水的程度由箱体1上部的液位计揭示。对炉膛12点火，使位于（投入于）炉膛12中的生物质燃料在炉排121上燃烧（由于使用生物质燃料，因此燃烧室18不起作用，并且用盖盖封燃烧室），此时的清灰口门221、出灰口门231和下排烟箱清灰口门42俱处于封闭状态，而炉膛门122也趋于关闭状态，燃烧产生的火苗夹带着高温烟气进入烟道13，进而高温烟气进入下排烟箱腔41，经回烟管5引入回烟箱2，进入到回烟箱2中的烟气即经过回烟管5与水腔11中的水换热后得到显著降温后的烟气经出烟管6进入上排烟箱腔31，在进入上排烟箱腔31之前由出烟管6与水腔中的水换热，因此自上排烟管排烟口32外排的烟气的温度较低并且趋于烧尽。在上述过程中，由第一、第二进风管17c、17d分别向烟道13和炉膛12内引入空气，以利保障燃烧效果。

当水腔11内的水温达到由温度计反应的所需程度时，可开启出水接口17e的管路上的阀门，引出使用，同时依据需要开启出水箱出水接口751的管路上的阀门引出使用。

若要对回烟管5和出烟管6的管腔实施清洁时，那么在停用状态，撤离清灰口门221、出灰口门231和下排烟箱清灰口门421，用工具如杆件等对回烟管5和出烟管6的管腔疏通，在疏通过程中进入到回烟腔21底部和进入到下排烟箱腔41内的烟尘从回烟箱出灰口23清出并且从下排烟箱清灰口42清出，而位于炉排121下方的灰烬由炉膛出灰口14清出。

Claims (10)

1.一种节能环保生物质锅炉，其特征在于包括具有水腔(11)、炉膛(12)、与炉膛(12)相通的烟道(13)和位于炉膛(12)的下方的炉膛出灰口(14)的一箱体(1)；彼此并行地设置在所述箱体(1)左端的并且分别对应于所述炉膛(12)的两侧的各构成有一回烟腔(21)的一对回烟箱(2)，各回烟箱(2)位于所述的水腔(11)内，并且各回烟箱(2)的上部延伸有一与回烟腔(21)相通的并且伸展到水腔(11)外的与开设在箱体(1)上的箱体清灰口(15)相配合的回烟箱清灰口(22)，而下部延伸有一同样与回烟腔(21)相通的并且同样伸展到水腔(11)外的与开设在箱体(1)上的箱体出灰口(16)相配合的回烟箱出灰口(23)；彼此上下对应地设置在所述箱体(1)右端的并且位于所述水腔(11)内的具有上排烟箱腔(31)的一上排烟箱(3)和具有下排烟箱腔(41)的一下排烟箱(4)，其中：上排烟箱(3)具有一伸展到箱体(1)外的上排烟箱排烟口(32)，而下排烟箱(4)具有一伸展到箱体(1)外的下排烟箱清灰口(42)，所述的烟道(13)与所述的下排烟箱腔(41)相通；位于所述水腔(11)的下部的两组回烟管(5)，该两组回烟管(5)中的其中一组回烟管(5)的左端与所述的一对回烟箱(2)中的其中一个回烟箱(2)的下部配接，并且与该回烟箱(2)的回烟箱腔(21)相通，而右端与所述下排烟箱(4)的一端配接，并且与下排烟箱腔(41)相通，两组回烟管(5)中的另一组回烟管(5)的左端与所述的一对回烟箱(2)中的另一个回烟箱(2)的下部配接，并且与该另一个回烟箱(2)的回烟箱腔(21)相通，而右端与所述下排烟箱(4)的另一端配接，并且同样与下排烟箱腔(41)相通；位于所述水腔(11)的上部的两组出烟管(6)，该两组出烟管(6)中的其中一组出烟管(6)的左端与所述的一对回烟箱(2)中的其中一个回烟箱(2)的上部配接，并且与该回烟箱(2)的回烟箱腔(21)相通，而右端与所述上排烟箱(3)的一端配接，并且与上排烟箱腔(31)相通，两组出烟管(6)中的另一组出烟管(6)的左端与所述一对回烟箱(2)中的另一个回烟箱(2)的上部配接，并且与该另一个回烟箱(2)的回烟箱腔(21)相通，而右端与所述上排烟箱(3)的另一端配接，并且同样与上排烟箱腔(31)相通；一洁净水换热器(7)，设置在所述箱体(1)上，并且对应于所述水腔(11)的顶部，其中：在所述的箱体(1)的顶部设置有一用于向所述水腔(11)内引水的引水接口(17a)、与水腔(11)相通的放空接口(17b)、一组与所述烟道(13)相通的第一进风管(17c)和一组与所述炉膛(12)相通的第二进风管(17d)，而在箱体(1)的一侧的下部设置有一与所述水腔(11)相通的出水接口(17e)和一排污接口(17f)。

2.根据权利要求1所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于所述的炉膛(12)与所述炉膛出灰口(14)之间具有一组炉排(121)，炉膛出灰口(14)位于炉排(121)的下部，各炉排(121)具有炉排管腔(1211)，炉排管腔(1211)与所述的水腔(11)相通。

3.根据权利要求1所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于在所述的炉膛(12)上配设有炉膛门(122)；在所述的炉膛出灰口(14)上配设有炉膛出灰口门(141)；在所述的回烟箱清灰口(22)上配设有清灰口门(221)，在所述的回烟箱出灰口(23)上配设有出灰口门(231)。

4.根据权利要求1所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于在所述的箱体(1)上并且在对应于所述炉膛出灰口(14)的上方设置有一用于与燃烧器相配接的燃烧室(18)，该燃烧室(18)与所述的烟道(13)相通。

5.根据权利要求1所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于在所述的下排烟箱清灰口(42)上配设有下排烟箱清灰口门(421)。

6.根据权利要求1所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于所述的洁净水换热器(7)包括进水箱(71)、回水箱(72)、一组换热管(73)、一组回水管(74)和一出水箱(75)，进水箱(71)以及出水箱(75)固定在所述箱体(1)的右端的上部并且位于箱体(1)的外侧，回水箱(72)固定在箱体(1)的左端的上部并且同样位于箱体(1)的外侧，一组换热管(73)的右端在穿过箱体(1)的箱壁后与所述进水箱(71)的进水箱箱腔(711)相通，左端在穿过箱体(1)的箱壁后与所述回水箱(72)的回水箱箱腔(721)相通，而中部位于所述水腔(11)内，一组回水管(74)的右端在穿过箱体(1)的箱壁后与出水箱(75)相通，左端在穿过箱体(1)的箱壁后与回水箱(72)相通，中部位于所述水腔(11)内，其中：在所述进水箱(71)上设有一进水箱进水接口(712)，而在所述出水箱(75)上设有一出水箱出水接口(751)。

7.根据权利要求1或6所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于在所述箱体(1)的长度方向的前后壁体上各设置有用于对所述水腔(11)保温的保温层(19)。

8.根据权利要求6所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于所述的进、回水箱(71)、(72)和出水箱(75)的横截面形状均呈半圆形。

9.根据权利要求7所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于在所述箱体(1)上设置有用于揭示所述水腔(11)中的水位的液位计。

10.根据权利要求9所述的节能环保生物质锅炉，其特征在于所述的液位计的数量有两个，其中一个液位计设置在所述箱体(1)的上部，用于揭示所述水腔(11)中的所述水位的上液位，而另一个液位计设置在箱体(1)的下部，用于揭示水腔(11)中的水位的下液位。

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