CN104075314B - 一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉 - Google Patents

Abstract

一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，包括燃烧室、加热室以及余热回收室，加热室上设置有进烟口Ⅰ和出烟口Ⅰ，加热室内设置有储水室Ⅰ，储水室Ⅰ内设置有换热装置Ⅰ，换热装置Ⅰ包括N（N≥1）级换热管道Ⅰ，第一级换热管道Ⅰ的一端与进烟口Ⅰ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅰ与第二级换热管道Ⅰ的一端连通，第二级换热管道Ⅰ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅰ与第三级换热管道Ⅰ的一端连通，依次类推，第N‑1级换热管道Ⅰ的另一端通过第N‑1级汇集腔体Ⅰ与第N级换热管道Ⅰ的一端连通，第N级换热管道Ⅰ的另一端与出烟口Ⅰ连通；第一级汇集腔体Ⅰ和/或其余全部或部分汇集腔体Ⅰ上设置有除灰口Ⅰ，除灰口Ⅰ与加热室壳体连通。

Description

一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉

技术领域

本发明涉及锅炉的技术领域，具体的是一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉。

背景技术

利用草本和木本生物制造的生物质颗粒是一种优质生物质燃料，目前，我国已经基本解决了农作物秸秆等物质转化为生物质颗粒的成型问题。生物质颗粒可以用来代替煤炭、燃油和天然气，它不仅具有燃烧效率高、污染排放少等特点，而且其价格远远低于燃油，也不高于煤炭和天然气，因此生物质颗粒更适合锅炉的使用。但由于生物质颗粒客观上存在含碳量低、灰分和挥发份高的特性，在燃烧过程中相对于煤炭或燃油而言，需要更充足的氧气和更均匀的碳氧均衡空间，否则很难有较好的燃烧效果，并且会产生大量的燃灰。

生物质颗粒悬浮燃烧锅炉作为一种能量转换设备，一般是将生物质颗粒输送至锅炉的燃烧室内燃烧，进而向锅炉加热室输入高温烟气，而经过锅炉加热室转换，向外输出具有一定热能的蒸汽或高温水等，是用于供热水或高温蒸汽的重要设备，而锅炉加热室的换热效率决定了锅炉的升温速度和耗能等关键性能。在燃烧室燃烧产生的高温烟气通过烟气通道进入加热室，烟气通道内的高温气体与换热室内的水进行换热进而将水加热，最终烟气通道内的烟气通过出烟口排出。

目前使用的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，燃料燃烧产生的热量在加热室中并没有得到充分的利用。虽然烟气沿着烟气通道运行的过程中，其热量和烟气通道周围的水有一定的换热作用，但是由于烟气的运行速度较快、烟气通道的行程较短，大部分热量还来不及与水进行热交换通过出烟口排出，与此同时，加热室中水没有分隔，需要将储水室中全部的水进行加热，因此现有锅炉加热室中的烟气通道中的高温烟气就不能与加热室中的水充分接触，水升温速度慢，导致了锅炉换热效率低，燃料用量多的缺陷，而且高温烟气中含有大量的燃灰，如果燃灰清理不及时便会起到一些隔热和堵塞的副作用，因此方便清理烟气通道中的燃灰也成了提高锅炉加热室换热效率的关键因素。

目前使用的锅炉大多不存在余热回收室，一般无法对加入锅炉中的冷水进行预热，因此导致冷水和热水在锅炉内混合加热，冷水和热水的界限不清，水升温速度慢，锅炉的加热效果差，能源的消耗较高，如果将经过出烟口排出的烟气对冷水进行余热，不仅能够将烟气中的余热回收，而且能够提高锅炉的加热效果，降低锅炉的能耗。目前使用的锅炉中设置的余热回收室中的换热装置换热效果差，导致烟气余热回收的效果差、效率低，而且烟气中的大量燃灰易落入换热装置中，燃灰不易清理，然而如果燃灰得不到及时的理就会影响预热回收的效率。

将生物质颗粒应用在锅炉中，传统锅炉用的送风装置和送料装置的结构设计不合理，存在以下几个缺陷：1.无法提供充足的氧气以满足充分的碳氧混合，不能适应生物质颗粒的燃烧；2.使用送料装置将生物质颗粒直接送入燃烧室，会造成大量的生物质颗粒堆积在燃烧室的部分区域而造成生物质颗粒不能充分燃烧；3.送料装置不断的将生物质颗粒送入燃烧室中，燃烧室中的火焰可能顺着生物质颗粒回火至储料箱中，存在安全隐患；4.在输送生物质颗粒燃料时，生物质颗粒燃料有时会在出料口堵塞而导致送料装置的驱动设备损坏；5.一般使用的自动点火设备是点火棒向燃烧室内喷射火苗，在燃烧的过程中，燃烧室的火焰可能回火至点火棒而将点火棒损坏。这就是现有技术所存在的不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，可以提高锅炉加热室的换热效率，进而加快锅炉加热室中水的升温速度，回收锅炉排出烟气中富含的热量，降低消耗，而且可以方便清理滞留在换热装置中的燃灰。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，包括燃烧室、加热室以及余热回收室，所述加热室上设置有进烟口Ⅰ和出烟口Ⅰ，所述加热室内设置有储水室Ⅰ，储水室Ⅰ内设置有换热装置Ⅰ，所述换热装置Ⅰ包括N（N≥1）级换热管道Ⅰ，所述第一级换热管道Ⅰ的一端与进烟口Ⅰ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅰ与第二级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第二级换热管道Ⅰ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅰ与第三级换热管道Ⅰ的一端连通，依次类推，所述第N-1级换热管道Ⅰ的另一端通过第N-1级汇集腔体Ⅰ与第N级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第N级换热管道Ⅰ的另一端与出烟口Ⅰ连通；所述第一级汇集腔体Ⅰ和/或其余全部或部分汇集腔体Ⅰ上设置有除灰口Ⅰ，所述除灰口Ⅰ与加热室壳体连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述余热回收室上设置有进烟口Ⅱ和出烟口Ⅱ，所述进烟口Ⅱ与出烟口Ⅰ连通，所述余热回收室内设置有储水室Ⅱ，储水室Ⅱ内设置有换热装置Ⅱ，所述储水室Ⅱ与储水室Ⅰ连通，所述换热装置Ⅱ包括N（N≥1）级换热管道Ⅱ，所述第一级换热管道Ⅱ的一端与进烟口Ⅱ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅱ与第二级换热管道Ⅱ的一端连通，所述第二级换热管道Ⅱ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅱ与第三级换热管道Ⅱ的一端连通，依次类推，所述第N-1级换热管道Ⅱ的另一端通过第N-1级汇集腔体Ⅱ与第N级换热管道Ⅱ的一端连通，所述第N级换热管道Ⅱ的另一端与出烟口Ⅱ连通。所述换热装置Ⅱ包括N级换热管道Ⅱ，能够充分回收经过加热室排出的烟气中的热量，并将储水室Ⅱ的水进行预热，提高锅炉的能源利用率；同时锅炉使用生物质颗粒作为燃料时产生的高温烟气中含有大量燃灰，所设置的汇集腔体Ⅱ能够暂存从高温烟气中沉降的烟灰。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述燃烧室连接有送风装置和加料装置，所述燃烧室内设置有燃烧腔体，所述燃烧腔体上设置有出火口、进料口以及进风口，所述出火口与进烟口Ⅰ连通，所述进风口与送风装置连通；所述加料装置与进料口的连接处设置有喇叭口，所述送风装置与喇叭口连通。设置的喇叭口能够使生物质颗粒较大范围的向燃烧腔体中分散，而且生物质颗粒不会在进料口处堵塞，与此同时，通过送风装置与喇叭口连通，在风吹的作用下，进入到喇叭口的生物质燃料可以较均匀分散进入整个燃烧腔体，生物质燃料进入燃烧腔体 内时充分的与氧接触，进而能够实现悬浮燃烧；而且送风装置通过送风管道向喇叭口送的风能够阻止燃烧腔体内的火焰回火至加料装置中，消除了安全隐患。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述第一级换热管道Ⅰ至第N级换热管道Ⅰ均位于第一级汇集腔体Ⅰ的同侧；所述N级换热管道Ⅰ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅰ位于中心或最外围，相应的，其余换热管道Ⅰ依次排布在其前一级换热管道Ⅰ的外围或内侧。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述第一级换热管道Ⅱ至第N级换热管道Ⅱ均位于第一级汇集腔体Ⅱ的同侧；所述N级换热管道Ⅱ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅱ位于中心或最外围，相应的，其余换热管道Ⅱ依次排布在其前一级换热管道Ⅱ的外围或内侧。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述N级换热管道Ⅰ并排和/或堆叠排列。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述N级换热管道Ⅱ并排和/或堆叠排列。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述加料装置与喇叭口的小端固定连接或为一体成型结构；所述加料装置的末端或者喇叭口上设置有至少一个通风口，所述通风口与送风装置连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述加料装置通过连接管与喇叭口相连，所述连接管的一端与喇叭口的小端连接、另一端周向设置有与加料装置连接的突起，所述连接管上设置有至少一个通风口，所述加料装置与突起、连接管、喇叭口形成储风腔，所述储风腔与送风装置连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述出火口通过出火管与锅炉的加热室相连，所述出火管为双层管道，所述双层管道之间留有间隙，所述间隙与送风装置连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：自动点火装置，所述自动点火装置的末端与送风装置连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述加料装置的中部设置有至少一个通风口，所述通风口与送风装置连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述通风口处设置有向内部倾斜的导风板。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述N级换热管道Ⅰ的外围分别设置有衬套，所述衬套与相对应的汇集腔体围成N级储水腔Ⅰ，从第N级储水腔Ⅰ至第一级储水腔Ⅰ依次连通，所述第N级储水腔Ⅰ与储水室Ⅰ连通、所述第一级储水腔Ⅰ与出水口Ⅰ连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述N级换热管道Ⅱ的外围分别设置有衬套，所述衬套与相对应的汇集腔体围成N级储水腔Ⅱ，从第N级储水腔Ⅱ至第一级储水腔Ⅱ依次连通，所述第N级储水腔Ⅱ与储水室Ⅱ连通、所述第一级储水腔Ⅱ与出水口Ⅱ连通。

作为优选，本方案的技术特征还包括：上述燃烧腔体外围设置储水室Ⅲ，所述储水室Ⅲ分别与储水室Ⅰ、储水室Ⅱ连通。

本发明的有益效果从上述的技术方案可以得知：一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，包括燃烧室、加热室以及余热回收室，所述加热室上设置有进烟口Ⅰ和出烟口Ⅰ，所述加热室内设置有储水室Ⅰ，储水室Ⅰ内设置有换热装置Ⅰ，所述换热装置Ⅰ包括N（N≥1）级换热管道Ⅰ，所述第一级换热管道Ⅰ的一端与进烟口Ⅰ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅰ与第二级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第二级换热管道Ⅰ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅰ与第三级换热管道Ⅰ的一端连通，依次类推，所述第N-1级换热管道Ⅰ的另一端通过第N-1级汇集腔体Ⅰ与第N级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第N级换热管道Ⅰ的另一端与出烟口Ⅰ连通；所述第一级汇集腔体Ⅰ和/或其余全部或部分汇集腔体Ⅰ上设置有除灰口Ⅰ，所述除灰口Ⅰ与加热室壳体连通。所述换热装置Ⅰ包括N级换热管道Ⅰ，能够增加高温烟气与储水室Ⅰ中水的换热面积和换热时间，使得高温烟气与储水室Ⅰ中水充分换热，加快储水室Ⅰ中水的升温速度，提高燃料的利用率，降低锅炉能耗；同时锅炉使用生物质颗粒作为燃料时产生的高温烟气中含有大量燃灰，所设置的汇集腔体Ⅰ能够暂存从高温烟气中沉降的烟灰，设置有除灰口Ⅰ，方便清理换热装置Ⅰ中的燃灰，避免燃灰堵塞换热管道Ⅰ进而影响换热效率；同时设置余热回收室能够对水进行预热，提高燃料的利用率，降低锅炉能耗。

由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明

图1为本发明具体实施方式1的立体结构示意图1；

图2为本发明具体实施方式1的主视图；

图3为图2中的A-A剖视图；

图4为图1中换热装置Ⅰ的立体结构示意图；

图5为具体实施方式2中换热装置Ⅰ的立体结构示意图；

图6为具体实施方式3的加热室的剖视图；

图7为图6中换热装置Ⅰ的立体结构示意图；

图8为具体实施方式4中换热装置Ⅰ的立体结构示意图；

图9为图1中换热装置Ⅱ的立体结构示意图；

图10为具体实施方式5中换热装置Ⅱ的立体结构示意图；

图11为具体实施方式6中的余热回收室的剖视图；

图12为图11中换热装置Ⅱ的立体结构示意图；

图13为具体实施方式7中的换热装置Ⅱ的立体结构示意图；

图14为图1中生物质颗粒燃料燃烧装置的主视结构示意图；

图15为图1中生物质颗粒燃料燃烧装置的俯视结构示意图；

图16为图15中的A-A剖视图；

图17为图15中的B-B剖视图；

图18为图16中的A部放大图；

图19为突起、连接管和喇叭口的连接结构示意图1；

图20为突起、连接管和喇叭口的连接结构示意图2；

图21为突起、连接管和喇叭口的连接结构示意图3；

图22为本发明具体实施方式8中生物质颗粒燃料燃烧装置的结构示意图；

图中：1-电机，2-输送绞龙，3-储料斗，4-风机，5-风箱，6-燃烧腔体，7-储水室Ⅲ，8-燃烧室壳体，9-进料口，10-出火口，11-出火管，12-进水口，13-进水管，14-出水口，15-出水管，16-喇叭口，17-连接管，18-突起，19-储风腔，20-通风口，21-送风管道，22-进风口，23-间隙，24-通风口，25-送风管道，26-送风管道，27-送风管道，28-自动点火装置，29-送风管道，30-固定板，31-除灰口，32-观火管，33-支撑板，34-联轴器，35-支架，36-导风板，37-加热室壳体，38-换热装置Ⅰ，38.1-第一级换热管道Ⅰ，38.2-第一级汇集腔体Ⅰ，38.3-第二级换热管道Ⅰ，

38.4-第二级汇集腔体Ⅰ，38.5-第三级换热管道Ⅰ，38.6-第三级换热腔体Ⅰ，38.7-第四级换热管道Ⅰ，39-储水室Ⅰ，40-汇集腔体Ⅰ，41-汇集腔体Ⅱ，42-进烟口Ⅰ，43-出烟口Ⅰ，44-除灰管道Ⅰ，45-余热回收室壳体，46-换热装置Ⅱ，46.1-第一级换热管道Ⅱ，46.2-第一级汇集腔体Ⅱ，46.3-第二级换热管道Ⅱ，46.4-第二级汇集腔体Ⅱ，46.5-第三级换热管道Ⅱ，46.6-第三级换热腔体Ⅱ，46.7-第四级换热管道Ⅱ，47-储水室Ⅱ，48-进烟口Ⅱ，49-出烟口Ⅱ，50-除灰管道Ⅱ，51-衬套，52-储水腔,53-汇集腔体Ⅲ，54-汇集腔体Ⅳ，55-第一级储水腔Ⅰ，56-第二级储水腔Ⅰ，57-第三级储水腔Ⅰ，58-第一级储水腔Ⅱ，59-第二级储水腔Ⅱ，60-第三级储水腔Ⅱ。

具体实施方式

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

具体实施方式1

如图1-4、图9和图14-18所示，一种锅炉用生物质颗粒燃烧装置，包括燃烧腔体 6、加料装置、送风装置和自动点火装置28，

所述送风装置包括电机1、由电机1驱动的风机4以及与风机4连接的风箱5，所述风机4和风箱5的上部固定连接有支撑板33；

所述加料装置包括电机1以及由电机1驱动的输送绞龙2，所述电机1通过联轴器34与输送绞龙2连接，所述电机1与输送绞龙2之间还设置有支架35，所述支架35与输送绞龙2的固定在支撑板33上，所述输送绞龙2的上方设置有储料斗3；所述输送绞龙的中部设置有通风口24，所述通风口24通过送风管道21与风箱5连通，能够防止燃烧腔体内的火焰回火至储料斗3内。

所述燃烧腔体6上设置有出火口10、与加料装置连通的进料口9以及与送风装置连通的进风口，所述燃烧腔体6的外围依次设置有储水室Ⅲ7和外壳8，所述燃烧腔体6的下方设置有贯穿储水室Ⅲ7的除灰口31，所述燃烧腔体6连接有观火管32，所述观火管32贯穿储水室Ⅲ7并延伸至燃烧装置的燃烧室壳体8，打开除灰口31，人工向外清理燃灰；而且操作人员可以通过观火管32来观测燃烧腔体6内的燃烧状态，进而控制生物质颗粒以及风的输送量和风速。

所述自动点火装置28的末端通过送风管道29与风箱5连通。自动点火装置28的点火棒向燃烧腔体6内喷射火苗，所述自动点火装置28的末端通过送风管道29与风箱5连接，能够避免燃烧腔体6中的火焰回火至自动点火装置28而将自动点火装置28损坏。

所述加料装置与进料口9的连接处设置有喇叭口16，所述送风装置通过送风管道21向喇叭口16送风，其具体结构如下：

所述输送绞龙2通过连接管17与喇叭口16相连，所述连接管16的一端与喇叭口17的小端连接、另一端周向设置有与输送绞龙2内壁连接的环形的突起18，所述连接管17上周向均匀设置有三个通风口20，所述通风孔20为圆形、椭圆形或半椭圆形等，所述输送绞龙2的燃烧室壳体与突起18、连接管17、喇叭口16形成储风腔19，所述储风腔19通过送风管道21与风箱5连通。送风管道21输送至储风腔19的风均匀的分向各个通风口20，进入通风口20的风将生物质颗粒吹入燃烧腔体 6，使得生物质颗粒分散，充分燃烧。所述通风口20处设置有向内部倾斜的导风板36。设置的导风板36能够阻止送风装置输送的风向背离喇叭口16的方向流动，避免对加料装置内生物质燃料造成冲击或扬起生物质燃料中的粉尘。图19-21为突起、连接管和喇叭口的连接结构示意图；在本实施例中，三个通风口20分别为两个圆形和一个半椭圆形。

所述出火口10通过出火管11与加热室相连，所述出火管11为双层管道，所述双层管道之间留有间隙23，所述间隙24通过送风管道26与送风装置连通。

所述加热室内设置有储水室Ⅰ39，所述储水室Ⅰ39内设置有换热装置Ⅰ38，所述加热室壳体37上设置有进烟口Ⅰ42和出烟口Ⅰ43，所述换热装置Ⅰ38包括三级换热管道Ⅰ，所述第一级换热管道Ⅰ38.1的一端与进烟口Ⅰ42连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅰ38.2与第二级换热管道Ⅰ38.3的一端连通，所述第二级换热管道Ⅰ38.3的另一端通过第二级汇集腔体Ⅰ38.4与第三级换热管道Ⅰ38.5的一端连通，所述第三级换热管道Ⅰ38.5的另一端通过汇集腔体Ⅱ41与出烟口Ⅰ43连通；所述第一级汇集腔体Ⅰ38.2、第二级汇集腔体Ⅰ38.4和汇集腔体Ⅱ41的最低端分别设置有除灰口Ⅰ，所述除灰口Ⅰ通过除灰管道Ⅰ44与加热室壳体37连通。所述进烟口Ⅰ42和出烟口Ⅰ43位于换热装置Ⅰ38的两侧。

所述三级换热管道Ⅰ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅰ38.1包括一个换热管并位于换热装置Ⅰ38的中间，第二级换热管道Ⅰ38.3包括五个换热管，五个换热管均匀布置在第一级换热管道Ⅰ38.1的外围，第三级换热管道Ⅰ38.5包括七个换热管，七个换热管均匀布置在第二级管道Ⅰ38.3的外围；所述第一级换热管道2.1、第二级换热管道2.3和第三级换热管道2.5的外围均设置有衬套51，所述衬套51与相应的汇集腔体围成第一级储水腔Ⅰ55、第二级储水腔Ⅰ56以及第三级储水腔Ⅰ57，所述储水室Ⅰ39与第三级储水腔Ⅰ57的进口连通，所述第三级储水腔Ⅰ57的出口与第二级储水腔Ⅰ56的进口连通，所述第二级储水腔Ⅰ56的出口与第一级储水腔Ⅰ55的进口连通，所述第一级储水腔Ⅰ55的出口与加热室上的出水口连通。由于第一级换热管道Ⅰ38.1至第三级换热管道Ⅰ38.5中的温度逐级降低，储水室Ⅰ39中的水依次进入第三级储水腔Ⅰ57、第二级储水腔Ⅰ56和第一级储水腔Ⅰ55，最后从加热室上的出水口流出。水依次从低温的储水腔流至高温的储水腔，从加热室上的出水口流出的温度最高，水分级加热，升温迅速，便于快速使用。

所述余热回收室内设置有储水室Ⅱ47，所述储水室Ⅱ47内设置有换热装置Ⅱ46，所述余热回收室壳体45上设置有进烟口Ⅱ48和出烟口Ⅱ49，所述换热装置Ⅱ46包括四级换热管道Ⅱ，所述四级换热管道Ⅱ依次连接、而且并排和堆叠呈2X2的矩阵结构，所述进烟口Ⅱ48通过汇集腔体Ⅲ53与第一级换热管道Ⅱ46.1连接，所述第一级换热管道Ⅱ46.1通过第一级汇集腔体Ⅱ46.2与第二级换热管道Ⅱ46.3连通，所述第二级换热管道Ⅱ46.3并排设置在第一换热管道Ⅱ46.1的一侧，所述第二级换热管道Ⅱ46.3通过第二级换热腔体Ⅱ46.4与第三级换热管道Ⅱ46.5相连，所述第三级换热管道Ⅱ46.5并排设置在第二级换热管道Ⅱ46.3的上方，所述第三级换热管道Ⅱ46.5通过第三级汇集腔体Ⅱ46.6与第四级换热管道Ⅱ46.7连通，所述第四级换热管道Ⅱ46.7并排设置在第三级换热管道Ⅱ46.5的一侧、并且第四级换热管道Ⅱ46.7并排设置在第一级换热管道Ⅱ46.1的上方，所述四级换热管道Ⅱ分别包括十六个换热管，所述十六个换热管呈4X4矩阵排列；所述汇集腔体的最低端设置有除灰口Ⅱ，所述除灰口Ⅱ通过除灰管道Ⅱ50与余热回收室壳体45相连。

所述储水室Ⅲ7分别与储水室Ⅰ39、储水室Ⅱ47连通，先向储水室Ⅱ47内加水，水先在储水室Ⅱ47内进行预热再通过水管进入储水室Ⅲ7，水在储水室Ⅲ7内进行初次加热再通过水管进入储水室Ⅰ39内进行二次加热，最终从储水室Ⅰ39上的出水口流出。相同的原理，水也可先进入储水室Ⅲ7，从储水室Ⅲ7进入储水室Ⅰ39，再从储水室Ⅰ39进入储水室Ⅱ47，最后从储水室Ⅱ47的出水口流出等。

本生物质颗粒燃烧悬浮燃烧的运作过程大致如下：启动风机4以及加料装置中的输送绞龙2，风机4将空气鼓进喇叭口16和燃烧腔体6，生物质颗粒与空气充分混合并在气流的作用下沸腾式运动，启动自动点火装置28，使燃烧腔体6内的生物质颗粒燃烧，在燃烧过程中，风机4持续向喇叭口16和燃烧腔体 6内鼓风，使得生物质颗粒持续与空气充分混合呈沸腾式运动并从燃烧腔体 6的底部向顶部逐级悬浮燃烧，燃烧的温度逐渐升高，生物质颗粒的燃烧越来越充分，最终通过出火口10向加热室窜火，燃烧腔体内的温度可达1000度以上，燃烧率可达95％以上，烟尘排放可达到GB13271的烟尘排放要求，设置的喇叭口16能够使生物质颗粒较大范围的向燃烧腔体中分散，而且生物质颗粒不会在进料口9处堵塞，与此同时，通过送风装置向喇叭口16送风，在风吹的作用下，进入到喇叭口16的生物质燃料可以较均匀分散进入整个燃烧腔体6，生物质燃料进入燃烧腔体6内时充分的与氧接触，进而能够实现悬浮燃烧；而且送风装置向喇叭口16送的风能够阻止燃烧腔体6的火焰回火至加料装置中，消除了安全隐患。

所述送风管道上分别设置有风量控制阀（在图中未示出），风量控制阀可为手动控制或电动控制，根据需求，通过控制风量控制阀可以随时调节各个送风管道的送风量和流速，使得生物质颗粒与氧气充分混合、生物质颗粒从喇叭口16向燃烧腔体6扩散等，提高生物质颗粒的燃烧率，而且燃烧更安全。

加热室设置在燃烧室的一侧，从燃烧室排出的高温烟气通过进烟口Ⅰ42进入第一级换热管道Ⅰ38.1中，进而进入第一级汇集腔体Ⅰ38.2，高温烟气在转向第二级换热管道Ⅰ38.3的过程中速度减缓，高温烟气中部分燃灰沉降至第一级汇集腔体Ⅰ38.2的底端，所述高温烟气通过第二级换热管Ⅰ38.3道进入第二级汇集腔体Ⅰ38.4，高温烟气在转向第三级换热管道Ⅰ38.5的过程中速度减缓，高温烟气中的部分燃灰沉降至第二级汇集腔体Ⅰ38.4的底端，所述高温烟气通过第三级换热管道Ⅰ38.5进入汇集腔体Ⅱ41，所述汇集腔体Ⅱ41上设置有与出烟口Ⅰ43的连通的烟气出口（图中未示出），进而从出烟口Ⅰ43进入余热回收室，高温烟气在进入余热回收室的过程中速度减缓，部分燃灰沉降至汇集腔体Ⅱ41的底端，通过设置在汇集腔体最低端的除灰口Ⅰ进行除灰。

余热回收室设置在加热室的上方，从加热室排出的高温烟气通过进烟口Ⅱ48进入汇集腔体Ⅲ53，所述汇集腔体Ⅲ53上设置有与进烟口Ⅱ48连通的烟气进口（图中未示出），高温烟气中的燃灰沉淀至汇集腔体Ⅲ53的底部，接着高温烟气进入第一级换热管道Ⅱ46.1中，进而进入第一级汇集腔体Ⅱ46.2，高温烟气在转向第二级换热管道Ⅱ46.3的过程中速度减缓，高温烟气中部分燃灰沉降至第一级汇集腔体Ⅱ46.2的底端，所述高温烟气通过第二级换热管Ⅱ46.3道进入第二级汇集腔体Ⅱ46.4，高温烟气在转向第三级换热管道Ⅱ46.5的过程中速度减缓，高温烟气中的部分燃灰沉降至第二级汇集腔体Ⅱ46.4的底端，所述高温烟气通过第三级换热管道Ⅱ46.5进入第三级汇集腔体Ⅱ46.6中,进而通过第四级换热管道Ⅱ46.7进入汇集腔体Ⅳ54，所述汇集腔体Ⅳ54上设置有与出烟口Ⅱ49连通的烟气出口（图中未示出），高温烟气进入汇集腔体Ⅳ54中速度减缓，部分燃灰沉降至汇集腔体Ⅳ54的底端，最后高温烟气温度降低并从出烟口Ⅱ49排出。通过设置在汇集腔体最低端的除灰口Ⅱ进行除灰。

具体实施方式2

与上述具体实施方式1的不同之处在于：如图5所示，所述换热装置Ⅰ38包括四级换热管道Ⅰ，所述四级换热管道Ⅰ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅰ38.1包括九个换热管并位于换热装置Ⅰ38的最外围，所述第二级换热管Ⅰ38.3道包括七个换热管，七个换热管均匀布置在第一级换热管道Ⅰ38.1的内侧，第三级换热管道包括五个换热管，五个换热管均匀布置在第二级换热管道Ⅰ38.3的内侧，所述第四级换热管道Ⅰ38.7包括一个换热管，所述第四级换热管道Ⅰ38.7位于换热装置Ⅰ38的最中间位置；所述第一级换热管道Ⅰ38.1通过汇集腔体Ⅰ40与进烟口Ⅰ42连通，所述汇集腔体Ⅰ40上设置有与进烟口Ⅰ42连通的烟气进口（图中未示出），所述第一级汇集腔体Ⅰ38.2和第三级汇集腔体Ⅰ38.6呈环形排布，所述第二级汇集腔体Ⅰ38.4与汇集腔体Ⅰ40呈环形排布，所述出烟口Ⅰ43和进烟口Ⅰ42位于换热装置38的同侧。

具体实施方式3

与具体实施方式2的不同之处在于：如图6和图7所示，所述换热装置Ⅰ38包括四级换热管道Ⅰ，所述四级换热管Ⅰ道依次连接、而且并排和堆叠呈2X2的矩阵结构，所述进烟口Ⅰ42通过汇集腔体Ⅰ40与第一级换热管道Ⅰ38.1连接，所述第一级换热管道Ⅰ38.1通过第一级汇集腔体Ⅰ38.2与第二级换热管道Ⅰ38.3连通，所述第二级换热管道Ⅰ38.3并排设置在第一换热管道Ⅰ38.1的一侧，所述第二级换热管道Ⅰ38.3通过第二级换热腔体Ⅰ38.4与第三级换热管道Ⅰ38.5相连，所述第三级换热管道Ⅰ38.5并排设置在第二级换热管道Ⅰ38.3的上方，所述第三级换热管道Ⅰ38.5通过第三级汇集腔体Ⅰ38.6与第四级换热管道Ⅰ38.7连通，所述第四级换热管道Ⅰ38.7并排设置在第三级换热管道Ⅰ38.5的一侧、并且第四级换热管道Ⅰ38.7并排设置在第一级换热管道Ⅰ38.1的上方，所述四级换热管道Ⅰ分别包括十六个换热管，所述十六个换热管呈4X4矩阵排列；所述汇集腔体的最低端设置有除灰口Ⅰ，所述除灰口Ⅰ通过除灰管道Ⅰ44与加热室壳体37相连。

具体实施方式4

与具体实施方式3的不同之处在于：如图8所示，所述换热装置Ⅰ38包括四级换热管道Ⅰ，所述四级换热管道Ⅰ依次连接，并且并排呈1X4的矩阵结构。

具体实施方式5

与具体实施方式1的不同之处在于：如图10所示，所述换热装置Ⅱ46包括四级换热管道Ⅱ，所述四级换热管道Ⅱ依次连接，并且并排呈1X4的矩阵结构。

具体实施方式6

与上述具体实施方式的不同之处在于：如图11和图12所示，所述换热装置Ⅱ46包括三级换热管道Ⅱ，所述第一级换热管道Ⅱ46.1的一端与进烟口Ⅱ48连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅱ46.2与第二级换热管道Ⅱ46.3的一端连通，所述第二级换热管道Ⅱ46.3的另一端通过第二级汇集腔体Ⅱ46.4与第三级换热管道Ⅱ46.5的一端连通，所述第三级换热管道Ⅱ46.5的另一端通过汇集腔体Ⅳ54与出烟口Ⅱ49连通；所述第一级汇集腔体Ⅱ46.2、第二级汇集腔体Ⅱ46.4和汇集腔体Ⅳ54的最低端分别设置有除灰口Ⅱ，所述除灰口Ⅱ分别通过除灰管道Ⅱ50与余热回收室壳体45连通；所述进烟口Ⅱ48和出烟口Ⅱ49位于换热装置Ⅱ46的两侧。

所述三级换热管道Ⅱ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅱ46.1包括一个换热管并位于换热装置Ⅱ46的中间，第二级换热管道Ⅱ46.3包括五个换热管，五个换热管均匀布置在第一级换热管道Ⅱ46.1的外围，第三级换热管道Ⅱ46.5包括七个换热管，七个换热管均匀布置在第二级管道Ⅱ46.3的外围；所述第一级换热管道46.1、第二级换热管道46.3和第三级换热管道46.5均设置有衬套51，所述衬套51与相应的汇集腔体围成第一级储水腔Ⅱ58、第二级储水腔Ⅱ59以及第三级储水腔Ⅱ60，所述储水室Ⅱ47与第三级储水腔Ⅱ60的进口连通，所述第三级储水腔Ⅱ60的出口与第二级储水腔Ⅱ59的进口连通，所述第二级储水腔Ⅱ59的出口与第一级储水腔Ⅱ58的进口连通，所述第一级储水腔Ⅱ58的出口与余热回收室上的出水口连通。由于第一级换热管道46.1至第三级换热管道46.5中的温度逐级降低，储水室Ⅱ47中的水依次进入第三级储水腔Ⅱ60、第二级储水腔Ⅱ59和第一级储水腔Ⅱ58，最后从余热回收室上的出水口流出。水依次从低温的储水腔流至高温的储水腔，从余热回收室上的出水口流出的温度最高，回收烟气中的余热对水分级加热，水升温迅速，提高水预热的效率。

具体实施方式7

如图13所示，所述换热装置Ⅱ46包括四级换热管道Ⅱ，所述四级换热管道Ⅱ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅱ46.1包括九个换热管并位于换热装置Ⅱ46的最外围，所述第二级换热管Ⅱ46.3道包括七个换热管，七个换热管均匀布置在第一级换热管道Ⅱ46.1的内侧，第三级换热管道Ⅱ46.5包括五个换热管，五个换热管均匀布置在第二级换热管道Ⅱ46.3的内侧，所述第四级换热管道Ⅱ46.7包括一个换热管，所述第四级换热管道Ⅱ46.7位于换热装置Ⅱ46的最中间位置；所述第一级换热管道Ⅱ46.1通过汇集腔体Ⅲ53与进烟口Ⅱ48连通，所述第一级汇集腔体Ⅱ46.2和第三级汇集腔体Ⅱ46.6呈环形排布，所述第二级汇集腔体Ⅱ46.4与汇集腔体Ⅲ53呈环形排布，所述出烟口Ⅱ49和进烟口Ⅱ48位于换热装置46的同侧。

具体实施方式8

与上述具体实施方式的不同之处在于加料装置与进料口9的连接结构以及对应的送风方式：

如图22所示，在本实施例中，所述输送绞龙2与喇叭口16固定连接，沿着生物质燃料颗粒的输送方向，在喇叭口16的前端，所述输送绞龙2的壳体上设置有通风口20，所述通风口20通过送风管道21与风箱5连接。借助送风管道21输送的风将生物质颗粒燃料吹入燃烧腔体6，使得生物质颗粒分散，充分燃烧。相同的原理，或者在喇叭口16上设置有通风口20，在此不在赘述。

本发明中未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述，当然，上述说明并非是对本发明的限制，本发明也并不仅限于上述实施方式，本领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也应属于本发明的保护范围。

Claims (16)

1.一种生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，包括燃烧室、加热室以及余热回收室，所述加热室上设置有进烟口Ⅰ和出烟口Ⅰ，所述加热室内设置有储水室Ⅰ，储水室Ⅰ内设置有换热装置Ⅰ，其特征是：所述换热装置Ⅰ包括N（N≥1）级换热管道Ⅰ，所述第一级换热管道Ⅰ的一端与进烟口Ⅰ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅰ与第二级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第二级换热管道Ⅰ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅰ与第三级换热管道Ⅰ的一端连通，依次类推，所述第N-1级换热管道Ⅰ的另一端通过第N-1级汇集腔体Ⅰ与第N级换热管道Ⅰ的一端连通，所述第N级换热管道Ⅰ的另一端与出烟口Ⅰ连通；所述第一级汇集腔体Ⅰ和/或其余全部或部分汇集腔体Ⅰ上设置有除灰口Ⅰ，所述除灰口Ⅰ与加热室壳体连通；所述燃烧室连接有送风装置和加料装置，所述燃烧室内设置有燃烧腔体，所述燃烧腔体上设置有出火口、进料口以及进风口，所述出火口与进烟口Ⅰ连通，所述进风口与送风装置连通；所述加料装置与进料口的连接处设置有喇叭口，所述送风装置与喇叭口连通；所述加料装置与喇叭口的小端固定连接或为一体成型结构；所述加料装置的末端或者喇叭口上设置有至少一个通风口，所述通风口与送风装置连通。

2.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述余热回收室上设置有进烟口Ⅱ和出烟口Ⅱ，所述进烟口Ⅱ与出烟口Ⅰ连通，所述余热回收室内设置有储水室Ⅱ，储水室Ⅱ内设置有换热装置Ⅱ，所述储水室Ⅱ与储水室Ⅰ连通，所述换热装置Ⅱ包括N（N≥1）级换热管道Ⅱ，所述第一级换热管道Ⅱ的一端与进烟口Ⅱ连通、另一端通过第一级汇集腔体Ⅱ与第二级换热管道Ⅱ的一端连通，所述第二级换热管道Ⅱ的另一端通过第二级汇集腔体Ⅱ与第三级换热管道Ⅱ的一端连通，依次类推，所述第N-1级换热管道Ⅱ的另一端通过第N-1级汇集腔体Ⅱ与第N级换热管道Ⅱ的一端连通，所述第N级换热管道Ⅱ的另一端与出烟口Ⅱ连通。

3.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述第一级换热管道Ⅰ至第N级换热管道Ⅰ均位于第一级汇集腔体Ⅰ的同侧；所述N级换热管道Ⅰ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅰ位于中心或最外围。

4.根据权利要求2所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述第一级换热管道Ⅰ至第N级换热管道Ⅰ均位于第一级汇集腔体Ⅰ的同侧；所述N级换热管道Ⅰ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅰ位于中心或最外围。

5.根据权利要求2所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述第一级换热管道Ⅱ至第N级换热管道Ⅱ均位于第一级汇集腔体Ⅱ的同侧；所述N级换热管道Ⅱ呈环形排布，所述第一级换热管道Ⅱ位于中心或最外围。

6.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述N级换热管道Ⅰ并排和/或堆叠排列。

7.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述N级换热管道Ⅱ并排和/或堆叠排列。

8.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述加料装置通过连接管与喇叭口相连，所述连接管的一端与喇叭口的小端连接、另一端周向设置有与加料装置连接的突起，所述连接管上设置有至少一个通风口，所述加料装置与突起、连接管、喇叭口形成储风腔，所述储风腔与送风装置连通。

9.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述出火口通过出火管与锅炉的加热室相连，所述出火管为双层管道，所述双层管道之间留有间隙，所述间隙与送风装置连通。

10.根据权利要求1-9任一权利要求所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：还包括自动点火装置，所述送风装置通过送风管道与自动点火装置的末端连通。

11.根据权利要求10所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述加料装置的中部设置有至少一个通风口，所述通风口与送风装置连通。

12.根据权利要求1或8所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述通风口处设置有向内部倾斜的导风板。

13.根据权利要求11所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述通风口处设置有向内部倾斜的导风板。

14.根据权利要求3或4或6所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述N级换热管道Ⅰ的外围分别设置有衬套，所述衬套与相对应的汇集腔体围成N级储水腔Ⅰ，从第N级储水腔Ⅰ至第一级储水腔Ⅰ依次连通，所述第N级储水腔Ⅰ与储水室Ⅰ连通、所述第一级储水腔Ⅰ与出水口Ⅰ连通。

15.根据权利要求5或7所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述N级换热管道Ⅱ的外围分别设置有衬套，所述衬套与相对应的汇集腔体围成N级储水腔Ⅱ，从第N级储水腔Ⅱ至第一级储水腔Ⅱ依次连通，所述第N级储水腔Ⅱ与储水室Ⅱ连通、所述第一级储水腔Ⅱ与出水口Ⅱ连通。

16.根据权利要求1所述的生物质颗粒悬浮燃烧锅炉，其特征是：所述燃烧腔体外围设置储水室Ⅲ，所述储水室Ⅲ分别与储水室Ⅰ、储水室Ⅱ连通。