CN103307593A - 生物质卧式旋风烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本技术提供一种能够使得燃料充分燃烧，防止燃料结焦堆积，使用保养方便轻松的生物质卧式旋风烧锅炉，它包括卧式旋风风管和卧式燃烧室；多根半圆柱形旋风风管均布在燃烧室后端内壁上；旋风风管位于燃烧室内的前端封闭，后端与鼓风分风腔相通；燃烧室前端与换热烟气管相通，后端通过燃烧室背板与鼓风分风腔相隔离；旋风风管前端与燃烧室相接处的下部设置渣箱；燃烧室和换热烟气管的外周是换热介质腔；第一燃料进料通道内设置有第一进料绞龙，第一燃料进料通道上设置有与鼓风口；旋风风管的管壁上设置出风孔，出风孔的轴线方向与燃烧室的径向方向形成锐角，使得从出风孔进入燃烧室的风形成向同一方向旋转的涡流；鼓风分风箱与鼓风机的出口相通。

Description

生物质卧式旋风烧锅炉

技术领域

本技术涉及燃烧器，具体地说，是一种生物质卧式旋风烧锅炉。

背景技术

传统生物质小型锅炉采用的是立式炉膛，固定炉排，如果在生物质燃料结焦的情况下，固定炉排长时间燃烧就会逐步被结焦体累计起来，造成炉膛堵死，燃烧过程中还会由于炉排堵死缺氧，锅炉燃烧冒黑烟。所以现有的生物质小型锅炉存在的问题是：燃料不能充分燃烧，燃料热能没有充分利用；不能清除结焦，需要人工处理。

发明内容

本技术的目的在于提供一种能够使得燃料充分燃烧，防止燃料结焦堆积，使用保养方便轻松的生物质卧式旋风烧锅炉。

为解决上述问题，本技术采取的技术方案是：

本生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：它包括卧式旋风风管和卧式燃烧室；旋风风管呈半圆柱形，多根旋风风管均布在燃烧室后端的内壁上；旋风风管位于燃烧室内的前端封闭，后端与鼓风分风腔相通；燃烧室的前端的上部与换热烟气管相通，后端通过燃烧室背板与鼓风分风腔相隔离；燃烧室沿水平或者与水平成一定倾角方向延伸；旋风风管前端与燃烧室相接处的下部设置渣箱，渣箱上设有清渣口；燃烧室和换热烟气管的外周是充满换热介质的换热介质腔；在燃烧室背板上具有第一燃料进料通道的出口；沿水平或者与水平成一定倾角方向延伸的第一燃料进料通道内设置有第一进料绞龙，第一燃料进料通道上设置有与鼓风分风腔相通的鼓风口；旋风风管的管壁上设置出风孔，出风孔的轴线方向与燃烧室的径向方向形成锐角，使得从鼓风分风腔经旋风风管上出风孔进入燃烧室形成向同一方向旋转的涡流；鼓风分风箱与鼓风机的出口相通。

本技术的有益效果：第一燃料进料通道和燃烧室采用同一水平（或者与水平方向成一定倾角）方向进料设计，生物质燃料通过第一进料绞龙系统进入燃烧室，被点燃后生物质燃料开始燃烧。燃烧的生物质燃料，在旋风风管不断强制吹出的空气和第一进料绞龙不断补进的新燃料，火逐步开始正常燃烧，前面燃烧过的燃料不断被后面新的燃料往旋风风管封闭端的出口方向推，从而可以连续工作，哪怕燃料结焦严重的焦状物也会被向前推，直到掉入渣箱里，从而不会因为燃料结焦而累积在燃烧室内影响生物质燃料的补氧，从而保证炉膛燃烧效果。随着不断燃烧，不断推进，燃烧室不会有越积越多的灰烬和炉渣，从而保持锅炉的最佳燃烧状态。不用炉排，就能烧任何生物质成型燃料。

旋风风管上出风孔的轴线方向与燃烧室的径向方向形成锐角，从出风孔出来的风呈一个方向偏心吹，在燃烧室内形成了涡流状态燃烧，炉温可以比非涡流高很多，从而可以更好使得生物质固化成型燃料裂解气化燃烧，利于生物质燃烧的高温要求。

采用卧式设计，清渣口在侧部下边，保养不要爬到锅炉顶端，保养更轻松，使用更方便。

第一燃料进料通道上设置有和鼓风分风腔联通的鼓风口，风从鼓风分风腔和鼓风口进入第一燃料进料通道内的风将高温吹向燃烧室一端，而燃烧室火焰不会往绞龙方向燃烧，有效防止高温回火，并可以进一步向燃烧室补充新鲜空气助燃。

燃烧室的外周是充满换热介质的换热介质腔，起到冷却燃烧室的作用，燃烧室能和换热介质腔内的换热介质直接换热。旋风风管与鼓风分风腔相通，不断经过的冷空气可以冷却旋风风管，同时进入旋风风管内风也被预热后进入燃烧室。

上述的生物质卧式旋风烧锅炉，它还包括第二燃料进料通道，第二燃料进料通道内设置有第二进料绞龙，第二燃料进料通道的出口通过竖管料道与第一燃料进料通道上的进口相通，鼓风口设置在竖管料道上；在第二燃料进料通道的出口处设置活动挡板；第二燃料进料通道不出料时，活动挡板在鼓风分风腔内风压作用下，封闭第二燃料进料通道的出口。第二进料绞龙不工作时，活动挡板把第二燃料进料通道出口挡住，鼓风分风腔内的风不能吹向第二燃料进料通道，只能经竖管料道进入第一燃料进料通道后再进入燃烧室。第二燃料进料通道的进口与竖直设置的料仓的底部出口相通。

上述的生物质卧式旋风烧锅炉，燃烧室背板通过夹套与鼓风分风腔相隔离；该夹套通过夹套壁四周的孔洞与换热介质腔相通；第一燃料进料通道的出口穿过夹套伸入到燃烧室背板。该夹套和外围的换热介质腔联通，起到冷却燃烧室背板的作用。

上述的生物质卧式旋风烧锅炉，在燃烧室内具有穿过燃烧室的、与换热介质腔相通的换热管。生物质燃料在燃烧室内高温裂解燃烧产生的高温可燃气体，和旋风风管靠近前端处吹出的空气在燃烧室继续燃烧，这部分热量被燃烧室壁和燃烧室内的换热管吸收，热能利用更充分。优选，所述换热管位于燃烧室内上部，与换热烟气管相通的燃烧室前端的下部设置清理口。通过该清理口分别对燃烧室内的炉渣清理，同时该清理口在侧部下边，保养不要爬到锅炉顶端，保养更轻松，使用更方便。

上述的生物质卧式旋风烧锅炉，换热烟气管有多根，均位于燃烧室上部，分上下两层，各层内的换热烟气管均沿着水平方向延伸；下层的换热烟气管的前端均与燃烧室上部相通，下层的换热烟气管的后端与上层换热烟气管的后端相通，上层换热烟气管的前端与引风机的接口相通；在各层换热烟气管的前端处设置有换热烟气管清理口。锅炉采用卧式设计，烟气通行自然往上，引风机可以比传统的配置小一点，更加节能。同时，换热烟气管内烟气呈s形走向，换热效率高。换热烟气管为螺纹管，进一步提高换热效率。

上述的生物质卧式旋风烧锅炉，第一燃料进料通道出口处设置点火器。这样通过点火器对燃料进行点火更加方便。

附图说明

图1是生物质卧式旋风烧锅炉的主视图（示意）。

图2是生物质卧式旋风烧锅炉的后视图（示意）。

图3是生物质卧式旋风烧锅炉的左视图（示意）。

图4是生物质卧式旋风烧锅炉的右视图（示意）。

图5是卧式旋风风管等的示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本技术的具体实施方式做进一步的说明。

如图1所示的生物质卧式旋风烧锅炉，燃烧室1包括相连的燃烧室1和燃烧室2。燃烧室1的内壁上设置有卧式旋风风管。卧式旋风风管16呈半圆柱形，右端（前端）封闭，左端（后端）穿越夹套层29与鼓风分风腔14相通。在燃烧室1后端设置有与鼓风分风腔14相隔离的夹套层29，夹套层29右侧的侧壁形成了燃烧室背板。该夹套层通过开孔与水腔33相通。第一燃料进料通道穿过鼓风分风腔14和夹套层29，与燃烧室背板上具有第一燃料进料通道7的出口；燃烧室背板上的第一燃料进料通道出口处设置陶瓷电热线圈（点火器）3。火焰探测器30鼓风分风腔14和夹套层29伸入到燃烧室1内。

换热管10有多根，均位于燃烧室2内上部，左右交叉。下层的换热烟气管的前端通过烟道21与燃烧室2前端上部相通，，下层的换热烟气管11的后端（左端）通过烟道22与上层换热烟气管12的后端（左端）相通，上层换热烟气管的前端（右端）通过烟道23与引风机接口32相通；在各层换热烟气管的前端处的烟道21、23上设置有换热烟气管清理口19、20。在烟道22的下部处设置有清灰口25。

燃烧室1和燃烧室2相接处的下部设置渣箱24，渣箱上设有清渣口8；燃烧室1的侧壁上有炉门31。燃烧室和烟气管的外周是充满水的水腔33。

竖直设置的料仓4的底部出口与水平延伸的第二燃料进料通道5的进口相通。第二燃料进料通道内设置有第二进料绞龙5，第二燃料进料通道的出口通过一竖管料道15与沿水平方向延伸的第一燃料进料通道7相通，在第二燃料进料通道的出口处设置活动挡板6。竖管料道15与鼓风分风腔14相通。第二燃料进料通道5不出料时，活动挡板6在鼓风分风腔内风压作用下，封闭第二燃料进料通道的出口。第一燃料进料通道内设置有第一进料绞龙7。

燃烧室2右端的下部设置清理口9。

旋风风管16的左端与鼓风分风腔14相通，旋风风管16的管壁上设置出风孔，出风孔的轴线方向与燃烧室1的径向方向形成锐角，使得从鼓风分风腔14经出旋风风管出风孔进入燃烧室1内形成向同一方向旋转的涡流。鼓风分风腔14与安装在13处的鼓风机的出口相通。水腔的上部具有出水口18和排空口17，下部具有进水口28，排污口27。 

燃烧室1的内壁上设置旋风风管16，旋风风管16为右端封闭左侧敞开的半圆柱管，半圆柱管的轴向方向与燃烧室1的轴线平行；半圆柱管与燃烧室1内壁焊接密闭；半圆柱管上设置出风孔，出风孔的轴线方向与燃烧室1的径向方向形成10-90°锐角，使得从鼓风分风腔进入旋风风管内腔并从出风孔出来气体在燃烧室1内形成向同一方向旋转的涡流。

工作原理：

一、     进料原理：

1、 打开燃料仓盖26，加入生物质固化成型燃料到料仓4；

2、 燃料通过第二燃料进料通道5进入竖管料道15再到第一燃料进料通道7进入燃烧室1；

3、 第一、二进料绞龙分别由两个电机带动，也就是说，两级进料系统有独立的电机传动。

二、     配风原理：

1、 鼓风机鼓风进入鼓风分风腔14，通过鼓风分风腔14分别被分配到旋风风管16、竖管料道15、陶瓷电热线圈3。

2、 旋风风管上面布置有一个以上出风孔，风经过出风孔直接吹入燃烧室1给生物质燃料补氧燃烧。

3、 经过竖管料道15的风和燃料一起进入第一燃料进料通道7，再进入燃烧室1。

三、     燃烧原理：

1、 生物质燃料从第一燃料进料通道7进入燃烧室1后，被陶瓷电热线圈3吹出来的高温空气点燃，生物质固化成型燃料开始燃烧。

2、 旋风风管16不断强制吹出的空气，第一燃料进料通道7不断补进的新燃料，火逐步开始正常呈漩涡式燃烧。

3、 旋风风管出风孔出来的风呈一个方向偏心吹，形成了涡流状态燃烧，温度到比非涡流提高很多，有利于生物质燃烧的高温要求。

4、 前端燃烧的灰烬和结焦物在后面进料系统不断进新燃料后，往渣箱方向推进，直到掉入渣箱里。这样燃烧阶段就不怕结焦燃料因为无法自动排出，不能长时间燃烧的问题。

5、 生物质固化成型燃料在燃烧室1内高温裂解燃烧，和旋风风管前端吹出的空气在燃烧室2内继续燃烧，部分热量被燃烧室和燃烧室2内的换热管吸收。

6、 高温烟气从燃烧室再进入烟气管，再经过引风机接口，最后由引风机排出。

7、 旋风风管、燃烧室、烟气管外全部有水包围，特别在燃烧室1和鼓风分风腔14中做了一个和外围的水联通的夹套层，起到冷却燃烧室背板的作用。

8、 在第二燃料进料通道与竖管料道相接处设置有活动挡板，不工作状态下活动挡板将第二燃料进料通道出口挡住，这样鼓风分风腔进入竖管料道的风不能吹向料仓，只能进第一燃料进料通道后再进入燃烧室1。

本生物质卧式旋风烧锅炉优点：

1、 传统生物质小型锅炉采用的是立式炉膛，固定炉排，如果在燃料结焦的情况下，固定炉排长时间燃烧就会逐步被结焦体累计起来，造成炉膛堵死，燃烧过程中还会由于炉排堵死缺氧，锅炉燃烧冒黑烟。本技术的锅炉采用横向同一水平（或者与水平成一定倾角）方向进料设计，燃烧后灰烬和结焦体被后面新的燃料不断推向渣箱，随着不断燃烧，不断推进，（燃烧室2和燃烧室1内的）炉膛不会越积越多的灰烬和炉渣，从而保持锅炉的最佳燃烧状态。

2、 由于采用旋风燃烧方式，炉膛温度高，对生物质裂解和气化起到高温催化作用，因此可以更加高效地进行燃烧。

3、 锅炉采用卧式设计，烟气通行自然往上，引风机可以比传统的配置小一点，更加节能。

4、 锅炉采用卧式设计，清理口、清渣口、换热烟气管清理口都在侧边，保养不要爬到锅炉顶端，保养更轻松。

5、 换热烟气管采用螺纹管，大大提高了生物质锅炉的换热效率。

不用炉排，就能烧任何生物质成型燃料。

Claims (9)

1.生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：它包括卧式旋风风管和卧式燃烧室；旋风风管呈半圆柱形，多根旋风风管均布在燃烧室后端的内壁上；旋风风管位于燃烧室内的前端封闭，后端与鼓风分风腔相通；燃烧室的前端的上部与换热烟气管相通，后端通过燃烧室背板与鼓风分风腔相隔离；燃烧室沿水平或者与水平成一定倾角方向延伸；旋风风管前端与燃烧室相接处的下部设置渣箱，渣箱上设有清渣口；燃烧室和换热烟气管的外周是充满换热介质的换热介质腔；在燃烧室背板上具有第一燃料进料通道的出口；沿水平或者与水平成一定倾角方向延伸的第一燃料进料通道内设置有第一进料绞龙，第一燃料进料通道上设置有与鼓风分风腔相通的鼓风口；旋风风管的管壁上设置出风孔，出风孔的轴线方向与燃烧室的径向方向形成锐角，使得从鼓风分风腔经旋风风管上出风孔进入燃烧室形成向同一方向旋转的涡流；鼓风分风箱与鼓风机的出口相通。

2. 如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：它还包括第二燃料进料通道，第二燃料进料通道内设置有第二进料绞龙，第二燃料进料通道的出口通过竖管料道与第一燃料进料通道上的进口相通，鼓风口设置在竖管料道上；在第二燃料进料通道的出口处设置活动挡板；第二燃料进料通道不出料时，活动挡板在鼓风分风腔内风压作用下，封闭第二燃料进料通道的出口。

3.如权利要求2所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：第二燃料进料通道的进口与竖直设置的料仓的底部出口相通。

4.如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：燃烧室背板通过夹套与鼓风分风腔相隔离；该夹套通过夹套壁四周的孔洞与换热介质腔相通；第一燃料进料通道穿过夹套。

5.如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：在燃烧室内具有穿过燃烧室的、与换热介质腔相通的换热管。

6.如权利要求5所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：所述换热管位于燃烧室内上部，与换热烟气管相通的燃烧室前端的下部设置清理口。

7.如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：换热烟气管有多根，均位于燃烧室上部，分上下两层，各层内的换热烟气管均沿着水平方向延伸；下层的换热烟气管的前端均与燃烧室上部相通，下层的换热烟气管的后端与上层换热烟气管的后端相通，上层换热烟气管的前端与引风机的接口相通；在各层换热烟气管的前端处设置有换热烟气管清理口。

8.如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：换热烟气管为螺纹管。

9.如权利要求1所述的生物质卧式旋风烧锅炉，其特征是：第一燃料进料通道出口处设置点火器。

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