CN103851606B - 一种固体颗粒燃料锅炉 - Google Patents

Abstract

一种固体颗粒燃料锅炉，包括料斗，料斗的下端连接搅笼的进料口，搅笼的出料口连接燃烧炉，搅笼的轴连接电机，燃烧炉的炉腔连接风机，燃烧炉的底部连接搅笼的进料口，搅笼的出料口连接燃烧炉，搅笼的轴连接电机，燃烧炉的炉腔连接风机,燃烧炉的炉壁上缠绕设置盘管，盘管的一端连接进水管的一端，盘管的另一端连接回水管的一端，回水管上安装水泵，进水管的另一端和回水管的另一端均连接换热器管程，换热器的壳程分别连接冷管和热管，料斗上部设置料仓，料斗的侧壁上安装传送带支架，传送带支架上安装传送带，传送带的一端位于料斗的上方，传送带的另一端位于料仓的下部，料仓下部开设卸料门。

Description

一种固体颗粒燃料锅炉

技术领域

本发明涉及一种燃烧机，确切地说是一种固体颗粒燃料锅炉。

背景技术

目前，现有的固体颗粒燃料锅炉中，固体颗粒燃料被点燃燃烧后，仍有部分未燃烧尽的生物质粉碎颗粒或木屑，这些生物质粉碎颗粒或木屑直接随灰烬沉降排出燃烧炉，不仅对环境造成污染，同时不能充分利用造成浪费。燃烧炉的炉壁温度较高，长时间高温条件造成炉壁老化，使用寿命短；炉壁升高后的热量通常散失在空气中，无形中造成能源的浪费。燃料投入过程为连续的机器投料，会出现燃烧殆尽还未投料，导致熄火的现象；或者，未燃烧完毕，新的燃料已经投入，造成缺氧熄灭的现象，影响使用过程的连续性。现有的固体颗粒燃料锅炉为了提高燃烧效率，通气中会伴有部分燃气，即通入的气体中为燃气和空气的混合气体，燃气燃烧有助于固体颗粒燃料的燃烧。一般情况下，燃气的量较少，原因是，通气管中有回火现象，如果燃气量过大会造成通气管内燃气爆炸，形成安全隐患。现有的固体颗粒燃料锅炉中，固体颗粒燃料燃烧不充分，大量燃料无法燃尽，燃料的能量无法充分释放，造成浪费；由于燃烧不充分，燃料在低氧状态下产生大量的一氧化碳等有害气体，对空气造成污染，同时一氧化碳浓度过高时容易爆炸，存在安全隐患。

发明内容

为解决上述问题，本发明的目的是提供一种固体颗粒燃料锅炉，能够有效二次利用未燃尽的生物质粉碎颗粒或木屑，减少污染和浪费。

本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：一种固体颗粒燃料锅炉，包括第一料斗，第一料斗的下端连接第一搅笼的进料口，第一搅笼的出料口连接第一燃烧炉，第一搅笼的轴连接第一电机，第一燃烧炉的炉腔连接第一风机，第一燃烧炉的底部连接第二搅笼的进料口，第二搅笼的出料口连接第二燃烧炉，第二搅笼的轴连接第二电机，第二燃烧炉的炉腔连接第二风机,第二燃烧炉的炉壁上缠绕设置盘管，盘管的一端连接进水管的一端，盘管的另一端连接回水管的一端，回水管上安装水泵，进水管的另一端和回水管的另一端均连接换热器管程，换热器的壳程分别连接冷管和热管，第一料斗上部设置料仓，料斗的侧壁上安装传送带支架，传送带支架上安装传送带，传送带的一端位于料斗的上方，传送带的另一端位于料仓的下部，料仓下部开设卸料门。

为进一步实现本发明的目的，还可以采用以下技术方案：所述的第一燃烧炉顶部安装风罩，风罩上部安装第三风机，风罩上端连接风管的一端，风管的另一端连接第二燃烧炉。所述的风管接近第二燃烧炉的一端内壁上安装挡环，挡环中间穿过连接柱，连接柱上端安装两个挡条，两个挡条与挡环配合，连接柱下端安装挡片，挡片的直径大于挡环的内径。所述的换热器管程为直管，直管为竖向排列，直管自上而下依次设置数个轴承，轴承外侧安装旋转叶片，冷管安装在换热器的侧部。所述的冷管上设置分配器，分配器设置数个支管，支管位于旋转叶片的侧部。所述的热管连接在换热器的底部，换热器的底部为斜面。所述的卸料门为斜板，斜板的一端铰接设置在料仓的底部，斜板与料仓的下口完全配合，料仓与传送带之间设置汽缸支架，汽缸支架上铰接汽缸的缸体，汽缸的活塞杆铰接斜板的底部。所述的第一料斗的内壁上安装光感应器，第一料斗的上部设置激光灯，激光灯直射光感应器，光感应器和汽缸通过导线连接控制器。

本发明的优点在于：本发明将燃烧后的灰烬投入另一个燃烧炉中进行二次利用，使未燃尽的生物质粉碎颗粒或木屑进行二次燃烧，使未利用的能量释放，充分利用资源，已经燃尽的灰烬能够作为肥料二次利用，对环境无污染。本发明将有效利用燃烧炉的炉壁的热量，将产生的热量收集利用在其他的热力工艺中，有效节约能源；同时对燃烧炉的炉壁进行降温处理，减缓炉壁老化的速度，延长炉壁的使用寿命，降低生产成本。本发明的燃料投放方式为间歇式，即分批将固体颗粒燃料输送至料斗内，一个批次燃烧接近完全后再向料斗内投放下一批次。每个批次的燃料都得到了充分燃烧，既不会因燃料燃烧尽而熄火，也不会因为投料过多导致固体颗粒燃料燃烧不充分，能够保持本发明的连续性燃烧。本发明的将燃气和空气进气分开，在燃气管上增加防回火装置，避免回火现象，从而提高燃气管的安全性。进入第一燃烧炉的燃气量增加，进一步促进固体颗粒燃料的燃烧，提高燃烧效率，提高能源生产率。本发明在燃烧过程中增加氧气的含量，为富氧环境下的燃烧，在氧气的参与下，能够提高固体颗粒燃料尽量大的烧尽，有效将固体颗粒燃料的能量释放，提高燃烧效率；在富氧条件下，燃烧充分，即使产生一氧化碳气体也会迅速燃烧成二氧化碳，对空气无污染；降低可燃气体的产生，降低安全隐患。本发明在燃烧过程中喷入气化的可燃性液体，液体遇火后迅速燃烧，提高第一燃烧炉的温度，促进固体颗粒燃料尽量大的烧尽，有效将固体颗粒燃料的能力释放，提高燃烧效率，减少一氧化碳等有害气体的产生，减少环境污染。本发明还具有结构简洁紧凑、制造成本低廉和使用简便的优点。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；图2是图1的Ⅰ局部放大结构示意图；图3是图2的A向视结构示意图；图4是图1的Ⅰ局部放大结构示意图；图5是防回火装置结构示意图；图6是图1的Ⅲ局部放大结构示意图；图7是图1的Ⅳ局部放大结构示意图；图8是图7的Ⅴ局部放大结构示意图；图9是图7的B向视结构示意图。

附图标记：1第一驱动电机2进料斗3第一风机4第一搅笼5第一燃烧炉6第二电机7第二搅笼8第二风机9第二燃烧炉10第三风机11风管12风罩13挡条14挡环15连接柱16挡片17进水管18轴承19旋转叶片20支管21分配器22冷管23热管24回水管25水泵26盘管27传送带支架28料仓29传送带30光感应器31激光灯32斜板33汽缸34汽缸支架35控制器36防回火装置37空气管38燃气管39外壳40凹槽41限位板42连接轴43排气口44堵片45爆炸腔46活动环47内管48弹簧49挡环50氧气管51制氧机52冷凝器53储水罐54水泵55蒸汽回流管56喷嘴57导热丝58汽轮59蒸汽罩60发电机61电线62排气管63水管64液体燃料罐65管壁66出液管67第一单向阀68进液管69第二单向阀70汽缸71支架72中间瓶73活塞74支管75网圈。

具体实施方式

一种固体颗粒燃料锅炉，如图1所示，包括第一料斗2，通过第一料斗2向本发明投放生物质粉碎颗粒或木屑，第一料斗2的下端连接第一搅笼4的进料口，第一搅笼4的出料口连接第一燃烧炉5，粉碎颗粒或木屑有搅笼4输送至第一燃烧炉5内，第一搅笼4的轴连接第一电机1，第一燃烧炉5的炉腔连接第一风机3，第一风机3向第一燃烧炉5内通风，第一燃烧炉5的底部连接第二搅笼7的进料口，第二搅笼7的出料口连接第二燃烧炉9，第二搅笼7的轴连接第二电机6，第二燃烧炉9的炉腔连接第二风机8，第二燃烧炉9的炉壁上缠绕设置盘管26，盘管26的一端连接进水管17的一端，盘管26的另一端连接回水管24的一端，回水管24上安装水泵25，水泵25驱动盘管26的水流动，进水管17的另一端和回水管24的另一端均连接管程，的壳程分别连接冷管22和热管23；第一料斗2上部设置料仓28，料仓28能够放置大量的固体颗粒燃料，第一料斗2的侧壁上安装传送带支架27，传送带支架27上安装传送带29，传送带29的一端位于第一料斗2的上方，传送带29的另一端位于料仓28的下部，料仓28下部开设卸料门。第一燃烧炉5的炉腔连接燃气管38和空气管37，燃气管38和空气管37均连接风机3，燃气管38上设置防回火装置36，防回火装置包括外壳39和爆炸腔45，爆炸腔45朝向第一燃烧炉5的方向，外壳39内设置内管47，内管47上开设凹槽40，内管47中间穿过连接轴42，连接轴42的一端设置圆形的堵片44，堵片44的外径大于内管47的内径，堵片44位于爆炸腔45内，连接轴42的另一端设置限位板41,限位板41与凹槽40配合。第二燃烧炉9连接氧气管50的一端，氧气管50的另一端连接制氧机51。第一燃烧炉5上安装气化管，气化管由管壁65和支管74组成，支管74安装在管壁65内，支管74连接总管的一端，总管的另一端连接液体燃料罐64。本发明将第一燃烧炉5燃烧后的灰烬通过第二搅笼7投入第二燃烧炉9中进行二次利用，使未燃尽的生物质粉碎颗粒或木屑进行二次燃烧，使未利用的能量释放，充分利用资源，已经燃尽的灰烬能够作为肥料二次利用，对环境无污染。由于燃烧炉的炉壁温度较高，由回水管24进入盘管26的冷水被加热至高温，再有进水管17流入内，换热器经过换热后将冷管22内的水进行加热，再有热管23输送至需要热力的工艺车间进行利用。本发明将有效利用燃烧炉的炉壁的热量，将产生的热量收集利用在其他的热力工艺中，有效节约能源；同时对燃烧炉的炉壁进行降温处理，减缓炉壁老化的速度，延长炉壁的使用寿命，降低生产成本。通过控制卸料门的开闭，实现料仓28向传送带29放置燃料，再有传送带29将燃料输送至第一料斗2内。卸料门为间歇式开闭，因此燃料投放方式为间歇式，即分批将固体颗粒燃料输送至料斗内，一个批次燃烧接近完全后再向料斗内投放下一批次。每个批次的燃料都得到了充分燃烧，既不会因燃料燃烧尽而熄火，也不会因为投料过多导致固体颗粒燃料燃烧不充分，能够保持本发明的连续性燃烧。本发明的将燃气和空气进气分开，在燃气管38上增加防回火装置36，避免回火现象，从而提高燃气管38的安全性。进入第一燃烧炉5的燃气量增加，进一步促进固体颗粒燃料的燃烧，提高燃烧效率，提高能源生产率。一但燃气管38内出现火舌，燃气管的爆炸腔45会发生轻微爆炸，在爆炸的压力作用下堵片44向如图方向所示的右侧移动，将内管47堵住，避免更多的燃气收到火舌的危险，爆炸结束后，在燃气压力的作用下，堵片44复位，继续向第一燃烧炉5内通气。制氧机51产生的氧气直接有氧气管50输送至第二燃烧炉9内。本发明在燃烧过程中增加氧气的含量，为富氧环境下的燃烧，在氧气的参与下，能够提高固体颗粒燃料尽量大的烧尽，有效将固体颗粒燃料的能量释放，提高燃烧效率；在富氧条件下，燃烧充分，即使产生一氧化碳气体也会迅速燃烧成二氧化碳，对空气无污染；降低可燃气体的产生，降低安全隐患。液体燃料由总管进入支管74后，截面面积减小，流速增加，通过支管74后阻力瞬间减少，形成气化，气化的燃料遇到火舌后能够迅速燃烧，提高第一燃烧炉5的温度促进固体颗粒燃料尽量大的烧尽，有效将固体颗粒燃料的能力释放，提高燃烧效率，减少一氧化碳等有害气体的产生，减少环境污染。

由于烟气流动较快，为了避免部分可燃物质被烟气带走，如图1所示，所述的第一燃烧炉5顶部安装风罩12，风罩12上部安装第三风机10，风罩12上端连接风管11的一端，风管11的另一端连接第二燃烧炉9。第三风机10将烟气中的粉尘等可燃物输送至第二燃烧炉9内，进一步促进未燃尽固体颗粒燃料的再利用，减少污染和浪费。

第二燃烧炉9燃烧过程中热气会带动部分烟气反向进入风管11，为了避免出现这种到倒流现象，如图2和图3所示，所述的风管11接近第二燃烧炉9的一端内壁上安装挡环14，挡环14中间穿过连接柱15，连接柱15上端安装两个挡条13，两个挡条13与挡环14配合，连接柱15下端安装挡片16，挡片16的直径大于挡环14的内径。当第二燃烧炉9内的烟气倒流时，在烟气的带动下，将挡片16向上吹起，挡片16与挡环14配合，将风管11堵塞，使烟气不能倒流。烟气压力下降后，在重力的作用下，挡片16下降，使挡条13与挡环14配合，保证烟气的正常流动。

换热器热交换过程中，换热器的管程为较长，导致阻力较大，为了克服该缺点，所述的管程为直管，直管为竖向排列，直管自上而下依次设置数个轴承18，轴承18外侧安装旋转叶片19，冷管22安装在的侧部。直管能够有效较少管程，通过旋转叶片19增加了换热的接触面积，不会降低换热效率。所述的冷管22上设置分配器21，分配器21设置数个支管20，支管20位于旋转叶片19的侧部。有支管20排出的冷水对旋转叶片19进行直接接触，促进换热过程进行。所述的热管23连接在的底部，的底部为斜面，换热后的水直接落入斜面进入热管23，加快热水的流动。

如图2所示，所述的卸料门为斜板32，斜板32的一端铰接设置在料仓28的底部，斜板32与料仓28的下口完全配合，料仓28与传送带29之间设置汽缸支架34，汽缸支架34上铰接汽缸33的缸体，汽缸33的活塞杆铰接斜板32的底部。通过汽缸33活塞杆的推拉实现斜板32与料仓28配合与分离，从而实现间歇的投入固体颗粒燃料燃料。斜板32在闭合时，承受压力小于水平的卸料门，因此更加省力，节约能源。

为了实现投料的自动化，所述的第一料斗2的内壁上安装光感应器30，第一料斗2的上部设置激光灯31，激光灯31直射光感应器30，光感应器30和汽缸通过导线连接控制器35。当固体颗粒燃料燃料没过光感应器30时，光感应器30接收不到激光灯31的光线，控制器35控制汽缸33将斜板32上推使投料停止；当固体颗粒燃料燃料下降，光感应器30漏出接收到激光灯31的信号，并且信号持续一定时间后，控制器35控制汽缸33将斜板32下拉，开始新的一批投料。

在爆炸过程中压力过大，为了减小爆炸腔45内的压力，如图5所示，所述外壳39的内壁设置挡环49，内管47和外壳39之间设置活动环46，活动环46相对挡环49接近爆炸腔45，活动环46远离爆炸腔45的一端连接弹簧48的一端，弹簧48的另一端连接挡环49，外壳39上设置排气口43，排气口43位于活动环46的一侧。爆炸后，活动环46在压力的作用下会向如图所示方向的右侧移动，此时将排气口43与爆炸腔45通联，爆炸产生的气体由排气口43排出，起到泄压的作用。压力下降后，在弹簧48的作用下，活动环46复位。

制氧机51需要外接电源，为了实现能源自给，如图2所示，所述的第二燃烧炉9上部安装蒸汽罩59，蒸汽罩59内上部设置排气管62，排气管62中部安装汽轮58，汽轮58的转轴穿出排气管62连接发电机60，发电机60通过电线61连接制氧机51，排气管62的上部连接蒸汽回流管55的一端，蒸汽回流管55的另一端连接冷凝器52，冷凝器52连接储水罐53，储水罐53连接水管63的一端，水管63的另一端连接蒸汽罩59，水管63上安装水泵54。第二燃烧炉9上部为高温，水由水管63进入蒸汽罩59后，高温作用下蒸发形成蒸汽，蒸汽由排气管62排出进入冷凝器62内，蒸汽液化后进入储水罐53。蒸汽经过排气管62时驱动汽轮58转动，汽轮58带动发电机60，发电机60能够进行发电，发出的电供给制氧机51。所述的蒸汽罩59上安装喷嘴56，喷嘴56与水管63连接。喷嘴56将喷出的水细化，增加蒸发速度。所述的蒸汽罩59和第二燃烧炉9内设置导热丝57，导热丝57能够加快热传递，直接将第二燃烧炉9产生的热量传递至蒸汽罩59内，提高水蒸发的速度。

在固体颗粒燃料本身能够完全燃烧的情况下仍然送入液体燃料，会造成浪费。为了克服上述问题，采用歇性地将气化的液体燃料投入第一燃烧炉5，如图2和图3所示，所述的总管由进液管68和出液管66组成，进液管68和出液管66之间安装中间瓶72，中间瓶72的上端连接进液管68和出液管66，进液管68上安装第二单向阀69，出液管66上安装第一单向阀67，第一单向阀67和第二单向阀69只允许液体由如图所示的从左向右移动，中间瓶72内设置活塞73，活塞73的下部连接汽缸70，第一燃烧炉5上设置支架71，支架71上安装汽缸70。汽缸70抽来活塞73上下移动，使中间瓶72内的压力变化。当活塞73位于中间瓶72的下部时，中间瓶72内的压力降低，液体燃料进入中间瓶72，活塞73向上移动时，将中间瓶72内的液体燃料压入出液管66内，再进入第一燃烧炉5。分批的将液体燃料送入第一燃烧炉内能够保持燃烧的断续型，避免始终保持固体颗粒燃料与气化的液体燃料同时燃烧。所述的支管74的管口处安装网圈75，网圈75能够阻挡液体燃料，提高液体燃料流动的速度，进一步提高气化能力，细颗粒的液体燃料更易燃烧。

本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。

Claims (8)

1.一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：包括第一料斗（2），第一料斗（2）的下端连接第一搅笼（4）的进料口，第一搅笼（4）的出料口连接第一燃烧炉（5），第一搅笼（4）的轴连接第一电机（1），第一燃烧炉（5）的炉腔连接第一风机（3），第一燃烧炉（5）的底部连接第二搅笼（7）的进料口，第二搅笼（7）的出料口连接第二燃烧炉（9），第二搅笼（7）的轴连接第二电机（6），第二燃烧炉（9）的炉腔连接第二风机（8）,第二燃烧炉（9）的炉壁上缠绕设置盘管（26），盘管（26）的一端连接进水管（17）的一端，盘管（26）的另一端连接回水管（24）的一端，回水管（24）上安装水泵（25），进水管（17）的另一端和回水管（24）的另一端均连接换热器管程，换热器的壳程分别连接冷管（22）和热管（23），第一料斗（2）上部设置料仓（28），料斗（2）的侧壁上安装传送带支架（27），传送带支架（27）上安装传送带（29），传送带（29）的一端位于料斗（2）的上方，传送带（29）的另一端位于料仓（28）的下部，料仓（28）下部开设卸料门。

2.根据权利要求1所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的第一燃烧炉（5）顶部安装风罩（12），风罩（12）上部安装第三风机（10），风罩（12）上端连接风管（11）的一端，风管（11）的另一端连接第二燃烧炉（9）。

3.根据权利要求2所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的风管（11）接近第二燃烧炉（9）的一端内壁上安装挡环（14），挡环（14）中间穿过连接柱（15），连接柱（15）上端安装两个挡条（13），两个挡条（13）与挡环（14）配合，连接柱（15）下端安装挡片（16），挡片（16）的直径大于挡环（14）的内径。

4.根据权利要求1所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的换热器管程为直管，直管为竖向排列，直管自上而下依次设置数个轴承（18），轴承（18）外侧安装旋转叶片（19），冷管（22）安装在换热器的侧部。

5.根据权利要求4所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的冷管（22）上设置分配器（21），分配器（21）设置数个支管（20），支管（20）位于旋转叶片（19）的侧部。

6.根据权利要求5所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的热管（23）连接在换热器的底部，换热器的底部为斜面。

7.根据权利要求1所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的卸料门为斜板（32），斜板（32）的一端铰接设置在料仓（28）的底部，斜板（32）与料仓（28）的下口完全配合，料仓（28）与传送带（29）之间设置汽缸支架（34），汽缸支架（34）上铰接汽缸（33）的缸体，汽缸（33）的活塞杆铰接斜板（32）的底部。

8.根据权利要求7所述的一种固体颗粒燃料锅炉，其特征在于：所述的第一料斗（2）的内壁上安装光感应器（30），第一料斗（2）的上部设置激光灯（31），激光灯（31）直射光感应器（30），光感应器（30）和汽缸通过导线连接控制器（35）。