CN104879785B - 以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备 - Google Patents

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张晓宇
刘纪
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Abstract

本发明涉及一种以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备。包括采暖炉和自动送料装置,两者呈“H”型结构布置,通过料道连接。采暖炉上炉体结构包括:料道、烟道、烟窗、水套、水冷炉排、对流管束、平衡管、水冷隔板、防辐射挡板、余热回收水套;下炉体结构包括:摇动炉排、燃烧道、二次风室、保温层、灰斗;燃烧室分为主燃烧室和二级燃烧室;自动送料装置包括:调速电机、联轴器、丝杠、拨料扇叶、托盘、滚轮、限位开关、控制电路盒、电机箱、燃料箱。自动送料装置可维持12小时连续自动输送秸秆压块燃料,压块燃料由料道滑入采暖炉,采暖炉组织其高效、稳定燃烧。本发明燃烧效率高、污染物排放低、操作简单、成本低廉,具有广泛应用。

Description

以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备
技术领域
[0001]本发明涉及一种生物质燃料高效清洁燃烧采暖炉及其附属自动送料装置,特别是一种以秸杆压块为燃料的、具有十二小时连续自动送料功能的户用直燃采暖装备。
背景技术
[0002]雾霾已经成为影响国人生活质量的主要因素之一,尽管雾霾所含颗粒物的主要组成成分是机动车尾气排放、燃煤排放、扬尘和工业排放的PM2.5,但据国家环境保护城市颗粒物污染防治重点实验室提供的信息称,“秸杆焚烧产生的PM2.5约占PM2.5总量的5%,但秸杆集中焚烧期间所产生的PM2.5可能占当天空气中PM2.5总量的30%甚至40%。”因此,各级地方政府均制定了严格的秸杆禁烧政策,并多途径探求农作物秸杆的能源化利用技术。
[0003]我国每年农作物秸杆生产总量已达7亿吨左右,其中的1/2-2/3可能源化利用;但是,农作物秸杆分散式分布的特点决定了“规模化、大型化”的利用途径一例如秸杆直燃电厂或秸杆集中气化站等一势必将因收集、运输、储存成本过高等原因而造成运行成本提高,而现状确实如此,多数秸杆直燃电厂都处于亏损状态。基于我国农村用能现状、农田分布及煤炭资源分布等情况,将秸杆作为地方燃料供应农村市场,就地生产、就地加工、就地消化,将是秸杆能源化利用的最佳途径;因此,研发适用于农村用户的、燃用秸杆或秸杆成型燃料的高效、清洁燃烧设备具有重要的现实意义,上述设备一方面可为农户提供廉价清洁的生活用能,同时又可以为国家节约高品位的煤炭资源。
[0004]目前,市场上针对农村用户的小型秸杆燃料或秸杆压块燃料气化炉普遍存在焦油及其它有害气体排放量大、污水排放量高等缺点,始终未能得到用户的认可;而燃用秸杆颗粒燃料的直燃采暖炉则因燃料成本过高(市场售价1100-1200元/吨)、受热面结渣严重、设备造价高售价高等原因,也未能得到大规模推广应用。市场上已有多种类型燃用秸杆压块燃料的民用采暖炉,因其使用燃料售价仅有450-500元/吨,故具有较大的市场潜力;但值得注意的是,上述采暖炉在结构设计方面套用了燃煤炉的设计理念,而未充分考虑秸杆燃料挥发分含量高、焦炭含量低的燃料特性以及秸杆燃料燃烧周期短、低温缺氧时易于产生焦油的燃烧特性,因此,上述采暖设备均存在人工加料频繁(20分钟左右)、夜间封火时焦油和污水造成室内环境污染等严重缺陷。故此,开发研制一种与低成本秸杆压块燃料燃烧特性相匹配的、高效清洁燃烧的民用采暖装备,将有助于拓宽秸杆能源化利用的途径。
[0005]中国专利CN 200810151492.9公开了一种自动送料并以秸杆压块为燃料的民用采暖炉,它是秸杆压块燃料自动送料装置和具备采暖、炊事功能炉具。自动送料装置的使用一方面提高了炉内燃烧的稳定性,另一方面取消了夜间封火环节,从而提高了燃烧效率,并降低了污染物及焦油的生成;但是,自动送料装置倾斜布置,料仓内的秸杆压块燃料与料仓壁面的摩擦阻力较大,势必造成低速电机的耗电量提高。另外,燃烧室与料仓之间通过料道连接,炉内火焰对料仓内秸杆压块燃料的热辐射作用比较强烈,将促使燃料发生热分解,极端情况下,会出现冒烟现象。基于以上理论分析和实验诊断,本发明是在原有专利技术基础上,对自动送料装置的结构和控制方案、炉子的燃烧室结构、以及两者的对接结构进行了创新设计。
发明内容
[0006]本发明的目的是提供一种以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备,它是以秸杆压块为燃料的、具有十二小时连续自动送料功能的户用直燃采暖装备。该装备由采暖炉和自动送料装置两部分组成。其中,自动送料装置可维持12小时连续自动输送秸杆压块燃料,使炉内的燃烧稳定性大大提高,该装置通过控制电路的合理设计,可实现日间模式供暖和夜间模式供暖的切换,以满足用户根据房间舒适度调整燃料输送量和室内温度;采暖炉具有双燃烧室结构特征,可实现焦炭和挥发份的分区燃烧;在主燃烧室内,通过水冷炉排和摇动炉排的组合设计,来组织焦炭在900-950°C温度区间内的低温燃烧过程,可确保秸杆燃料的灰分不发生熔融,大大降低了炉排和受热面结渣的可能性;挥发分在二级燃烧室内完成气相燃烧过程,通过合理设计受热面来控制二级燃烧室温度在700°C左右,可确保挥发分的快速着火和充分燃尽。正常状态下,该采暖装备的热效率大于75%,烟尘浓度低于40mg/m3,二氧化硫浓度低于10mg/m3,氮氧化物浓度低于150ppm,一氧化碳浓度低于0.15%,烟气林格曼黑度低于I级,其各项指标均优于NB/T34006-2011行业标准规定的技术指标,同时可实现无焦油排放、无污水排放。
[0007]本发明提供的自动送料功能的户用直燃采暖装备由采暖炉和自动送料装置两部分组成,所述的自动送料装置位于采暖炉一侧,两者呈“H”型结构布置,通过料道连接。自动送料装置与采暖炉料道之间采用镶嵌式连接方式,在自动送料装置工作异常情况下,可将之与采暖炉分离,转换为人工加料模式。
[0008]所述的采暖炉采用上下分体结构,利用法兰连接。上炉体结构主要包括:料道、烟道、烟窗、水套、水冷炉排、对流管束、平衡管、水冷隔板、防辐射挡板、余热回收水套;下炉体结构包括:摇动炉排、燃烧道、二次风室、保温层、灰斗;燃烧室分为主燃烧室和二级燃烧室,水冷隔板位于两者之间,平衡管焊接于水冷隔板上部;水冷炉排位于摇动炉排之上,燃烧道位于水冷炉排和摇动炉排之间;二次风箱位于二级燃烧室底部,通过多个小孔向二级燃烧室内送入二次风;料道、烟道、烟窗被水套包裹,防辐射挡板焊接于料道尾部,烟窗、水冷炉排和对流管束与水套焊接,烟气横向冲刷对流管束与烟窗;水冷挡板顶部焊接有平衡管,平衡管连接主燃烧室上部空间与烟道;烟道位于二级燃烧室顶部末端,烟道外部设置有独立的余热回收水套;保温层包裹于下炉体四壁,料斗位于下炉体底部。
[0009]本发明所适用的秸杆压块燃料指长方体状或棒状秸杆成型燃料,其尺度一般为30mm X 30mm X 70mm的不规则长方体状或直径为30mm、长度为70mm的棒状,上述燃料在倒运、储存过程中可能进一步破碎成不规则的、尺度更小的块状。
[0010]自动送料装置主要包括:调速电机、联轴器、丝杠、拨料扇叶、托盘、滚轮、上限位开关、下限位开关、控制电路盒、电机箱、燃料箱;电机箱利用螺栓固定于燃料箱上部,调速电机、控制电路盒和联轴器安装于电机箱内部,丝杠、托盘、拨料扇叶、限位开关布置于燃料箱内;丝杠与调速电机通过联轴器传动连接,托盘通过与螺母焊接可滑动于丝杠之间,滚轮安装于托盘四周,拨料扇叶通过上下两个螺母紧固于丝杠上,调速电机与丝杠同步转动,实现拨料扇叶的转动和托盘的上下移动;燃料箱内部,在托盘的起始和终了位置有上、下限位开关,通过信号控制线与控制电路盒连接,以控制调速电机的启动与停止;所述的燃料箱与电机箱为“吕”字型结构布置,电机箱位于燃料箱的上部,进料口和出料口分别位于燃料箱顶部左右两侧;地牛则焊接于燃料箱底部,方便进料机与采暖炉的连接和移动。
[0011]该采暖炉体采用上下分体结构,两者采用法兰连接,上炉体布置锅炉受热面,组织烟气流动,下炉体组织燃料的燃烧与二次风的供应,方便炉体内部的检修与清理。
[0012]采暖炉为双燃烧室结构,主燃烧室与二级燃烧室呈“凹”字型结构布置,秸杆压块燃料经料道落入主燃烧室。主燃烧室、二级燃烧室外部均包裹有水套,主燃烧室和二级燃烧室之间为水冷隔板,水套与水冷隔板的内部空间是连通的。主燃烧室负责秸杆压块燃料挥发分的析出与固定碳的燃烧,二级燃烧室负责挥发分的燃烧,达到提高燃烧效率、降低污染物排放的目的。
[0013]所述的主燃烧室料道入口布置有防辐射挡板,防辐射挡板可有效降低火焰对料箱内燃料的热辐射作用,可确保停留在料箱出料口附近的秸杆压块燃料不会因温度过高而提前发生热分解,可避免电机箱发生温度过高的现象。
[0014]主燃烧室内布置有料道、水冷炉排、摇动炉排和灰斗,水冷炉排位于摇动炉排上部,水冷炉排为多管结构,管子倾斜15°布置,其两端分别连通水套和水冷隔板;灰斗布置于摇动炉排下部;主燃烧室侧壁面布置有上、下两个窥火孔,兼具一次风门和拨火孔功能;灰斗把手上部开有可调式一次风门。主燃烧室与二级燃烧室之间通过燃烧道连接,燃烧道入口位于水冷炉排和摇动炉排之间。二级燃烧室内布置有二次风箱和对流管束,其中二次风箱位于二级燃烧室底部,通过多个小孔向二级燃烧室内送入二次风,由多层水管组成的对流管束位于二级燃烧室上部,倾斜20°角布置,其两端分别连通水冷隔板和水套。
[0015]除燃烧道之外,主燃烧室和二级燃烧室顶部设置有三个直径较小的平衡管,用于将流向主燃烧室上部空间的燃烧产物导引进入二级燃烧室末端的烟道,以避免燃烧产物进入料道和料箱。烟道位于二级燃烧室顶部末端,其中设置蝶形挡板,用于调节烟道流通截面积和烟气流速;烟道外部设置有独立的余热回收水套,可用于提供生活用热水。
[0016]进水管位于采暖炉水套侧壁的底部,出水管位于采暖炉顶部,而安全阀则安装于水套侧壁面上。
[0017]所述的燃烧道的横截面为长方形,长宽比为2:1。
[0018]所述的保温层位于下炉体四壁,二次风箱布置于保温层内部,保证了二级燃烧室挥发分燃烧所需的温度及氧气量。
[0019]所述的平衡管位于水冷隔板顶部,用于将流向主燃烧室上部空间的燃烧产物导引进入二级燃烧室末端的烟道,以避免燃烧产物进入料道和料箱。
[0020]所述的余热回收水套采用不锈钢板焊接而成,烟道由其内部穿过,实现与水箱内部的对流换热,该热水可供日常生活使用。
[0021]所述的燃料箱与电机箱采用“吕”字型结构布置,电机箱位于燃料箱的上部,采用整体垂直提升方式实现秸杆压块燃料的输送过程。
[0022]电机箱和燃料箱均为长方体状,托盘为正方形状,拨料扇叶为“α ”形状。控制电路盒用于控制调速电机在日间模式、夜间模式下的启动时间和启动时间间隔、以及控制送料过程终止警报。
[0023]托盘四周安装滚轮以降低其与燃料箱内壁面接触点的摩擦阻力。拨料扇叶与超越离合器焊接,通过上下两个可调螺母固定于丝杠末端,利用螺栓将限位开关固定在燃料箱底端和顶端,地牛焊接于燃料箱的底部。
[0024]其自动送料过程的工作原理和操作步骤为:对自动控制电路进行参数设置,根据所需燃料输送量设定日间模式和夜间模式的启动时间和启动时间间隔。手动按下送料按钮,进入自动送料程序,调速电机启动时,丝杠拖动托盘以及托盘上的秸杆压块燃料整体向上移动,拨料扇叶对秸杆压块进行拨动,并将其推向出料口。当托盘运动到上限位开关位置时,整箱燃料输送完毕,调速电机停止并触发警报。手动调整控制电路至返回程序,调速电机反转并拖动托盘下移,当托盘运动到下限位开关位置时,电机停止。人工打开进料口盖板,装填秸杆压块燃料后,重新手动按下送料按钮,开始下一轮送料过程。
[0025]所述的进料量有日间模式和夜间模式,通过时间继电器对电路参数进行设置,控制电机的启动时间和启动时间间隔,根据不同时段不同热需求控制燃料进料量。
[0026]所述的电机制动方式为点动式,保证了自动进料机持续、稳定送料,实现燃烧室内部明火燃烧,确保整个燃烧过程无焦油、无污水产生。
[0027] 所述的限位开关与蜂鸣器通过电磁继电器连接,当托盘碰触限位开关时,蜂鸣器报警提示,电动机停止转动。
[0028]所述的拨料扇叶为“α ”形,拨料扇叶与超越离合器焊接,通过上下两个可调螺母固定,所述的托盘为正方形,托盘底部焊接加强筋,防止托盘变形增大电机的行程阻力。
[0029]本发明所提供的以秸杆压块为燃料的、具有十二小时连续自动送料功能的户用直燃采暖装备具有以下显著特点:
[0030] 1、户用采暖的热负荷较小,所需燃料量也较小,10m2建筑面积的民居,其采暖热负荷在1kW左右,秸杆压块燃料需要量仅为2.5kg/h左右(60-80块/h),常规的螺旋送料装置根本无法完成如此低流量的秸杆压块燃料输送过程。本发明所涉及的自动送料装置充分考虑了秸杆压块燃料的物理特性和堆积特性,采用整体垂直提升方式实现秸杆压块燃料的输送过程,通过合理设置调速电机的启动时间和启动时间间隔来控制燃料输送量,通过日间模式和夜间模式的切换来调整日间采暖和夜间采暖的燃料输送量,通过在托板周边加装滚轮来降低托板与料箱壁面之间的摩擦阻力,利用韧性极强的弹簧片加工成“α ”形拨料扇叶实现压块燃料的水平输送,通过送料程序和返回程序的切换可确保托板快速返回料箱下止点。实验结果显示:该自动送料装置可实现12小时连续输送秸杆压块燃料,每小时燃料输送量的误差在10%以下;该装置可确保每分钟均有块状燃料进入燃烧室,大大提高了燃烧稳定性,可使主燃烧室温度稳定在900-950°C区间内,有效提高了燃料效率、降低了焦油及其他污染物的排放量,可改善室内、室外的空气质量;该装置功耗较小,配置90W调速电机即可满足工作要求,调速电机采用点动工作方式,日耗电量不足I度;使用该装置之后,采暖炉在夜间无需封火,这一方面提高了室内舒适度,同时也可确保整个燃烧过程无焦油、无污水产生。此外,自动送料装置可显著降低使用者的劳动强度,并且其设备成本仅有1500元左右。
[0031] 2、本发明所涉及采暖炉的燃烧室结构设计充分考虑了秸杆压块燃料的燃烧特性和灰熔融特性,通过在主燃烧室组织秸杆压块燃料焦炭的低温燃烧过程、以及在主燃烧室和二级燃烧室内组织焦炭和挥发分的分区燃烧过程的技术措施,一方面达到了防止燃料层板结和灰分熔融、减少受热面结渣的目的,另一方面达到了促进挥发分快速着火和燃尽、提高燃烧效率、降低燃烧污染物和粉尘排放的目的。在主燃烧室内,布置有由上层水冷炉排和下层摇动炉排组成的双层炉排。倾斜布置的水冷炉排一方面具有降低和控制主燃烧室温度的作用,另一方面具有均布燃料、降低烟气含尘量的作用。经由料道进入主燃烧室的秸杆压块燃料以抛物线路径落在倾斜的水冷炉排上,粒度大的燃料将停留在水冷炉排上,并在下部火焰的炙烤作用下完成挥发分析出和焦炭着火过程,随后将被落下的新燃料砸碎并跌落至下层摇动炉排上,随后完成焦炭的燃烧过程;而粒度小的压块燃料则直接通过水冷炉排缝隙跌落至摇动炉排上,并完成挥发分析出及焦炭燃烧过程。布置于料道和摇动炉排之间的水冷炉排对燃料下落过程具有一定的阻隔作用,可有效避免秸杆压块燃料从高处直接跌落至焦炭燃烧层上,将有助于降低燃尽灰飞扬以及烟气含尘量。
[0032]摇动炉排的作用是确保焦炭的完全燃烧、以及燃尽灰的顺利排出,利用炉排把手可实现对炉排片的角度调整,这一方面可以调节穿过焦炭燃烧层的一次风量,另一方面可以实现对燃料层的松动,均有助于强化焦炭的燃烧与燃尽。
[0033]由于二级燃烧室的负压高于主燃烧室的负压,故主燃烧室内水冷炉排上产生的挥发分将穿过水冷炉排向下流动并折流进入燃烧道,而摇动炉排上产生的挥发分将向上流动并折流进入燃烧道,燃料挥发分在主燃烧室内着火,并在燃烧道和二级燃烧室内完成燃烧过程。为确保挥发分的燃尽,二级燃烧室下部内壁面不布置水套,而利用耐火泥敷设,以确保足够高的燃烧时温度,其底部的二次风箱用于提供挥发分燃烧所需的助燃空气;二级燃烧室上部的对流管束为多层错列管束结构,这一方面将有助于提高烟气的对流换热系数,同时可进一步降低烟气含尘量。
[0034]实验结果显示:所述结构可控制二级燃烧室温度在700°C左右,可确保挥发分的快速着火和充分燃尽。正常状态下,该采暖装备的热效率大于75%,烟尘浓度低于40mg/m3,二氧化硫浓度低于10mg/m3,氮氧化物浓度低于150ppm,一氧化碳浓度低于0.15%,烟气林格曼黑度低于I级,其各项指标均优于NB/T34006-2011行业标准规定的技术指标,同时可实现无焦油排放、无污水排放。
[0035] 3、本发明所涉及采暖炉的水套和水冷隔板中布置有折流板,所述折流板可确保水冷炉排和对流管束内的工质流速,将有助于稳定主燃烧室温度、提高换热效率。
[0036] 4、本发明所涉及采暖炉的主燃烧室料道入口布置有防辐射挡板,所述防辐射挡板可有效降低火焰对料箱内燃料的热辐射作用,可确保停留在料箱出口附近的秸杆压块燃料不会因温度过高而提前发生热分解,可避免电机箱发生温度过高的现象。实验结果显示:正常工作状态下,所述结构可保证料箱出口附近的壁面温度和料箱出口的气流温度在40°C以下。
附图说明
[0037]图1为以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备效果图。
[0038]图2为以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备结构侧剖图。
[0039]图3为户用直燃采暖装备俯视图。
[0040]图4为自动送料装置结构示意图。
[0041]图5为采暖炉结构示意图。
[0042]图6为采暖炉结构A-A剖视图。
[0043]图7为采暖炉结构B-B剖视图。
[0044]图8为采暖炉局部剖视图。
[0045]图9为自动送料装置电路控制图。
具体实施方式
[0046]参照附图具体说明如下:
[0047]图2至图4中,1、电机箱;2、燃料箱;3、料道;4、采暖炉;5、调速电机;6、联轴器;7、拨料扇叶;8、丝杠;9、托盘;10、限位开关;11、进料口; 12、出料口; 13、地牛;14、控制电路盒;15、进料口盖板;16、滚轮;17、超越离合器;18、防辐射挡板;19、水冷炉排;20、摇动炉排;21、燃烧道;22、二次风室;23、灰斗;24、对流管束;25、水套;26、烟窗;27、烟道;28、余热回收水套;29、平衡管;30、冷水进口; 31、热水出口; 32、主燃烧室;33、二级燃烧室;34、保温墙;35、水冷隔板;36、减压阀;37、炉排把手。图9中,38、电动机;39、电磁继电器;40、日间模式时间继电器;41、夜间模式时间继电器;42、日、夜间模式切换开关;43、变压器;44、蜂鸣器。
[0048]采暖装备由采暖炉与自动送料装置两部分组成,两者均为长方体,自动送料装置通过料道3与采暖炉4镶嵌连接,呈“H”型结构布置。
[0049]采暖炉炉体采用上下分体结构,利用法兰连接,整体呈长方体状,其横截面为正方形。锅炉的主要受热面水冷炉排19、水冷隔板35、对流管束24、烟窗26、水套25均布置于上炉体;摇动炉排20、二次风室22、灰斗23布置于下炉体,组织压块燃料的高效燃烧。炉膛整体由主燃烧室32和二级燃烧室33组成,两者由水冷隔板分离,两燃烧室均被水套包裹,水冷隔板焊接于水套上,与水套联通。水冷炉排倾斜15°角布置于主燃烧室之上,摇动炉排布置于主燃烧室底部,经由料道进入主燃烧室的秸杆压块燃料落在水冷炉排上,粒度大的燃料将停留于水冷炉排,并在下部火焰的炙烤作用下完成挥发分析出和焦炭着火过程,随后将被落下的新燃料砸碎并跌落至下层摇动炉排,随后完成焦炭的燃烧过程;而粒度小的压块燃料则直接通过水冷炉排缝隙跌落至摇动炉排,并完成挥发分析出及焦炭燃烧过程。二级燃烧室的负压高于主燃烧室的负压,故主燃烧室燃烧产生的挥发分及热量经由料道进入二级燃烧室,并由布置于二级燃烧室底部的二次风室22供给挥发分燃烧所需的氧气,且二级燃烧室入口四壁为保温墙34,保证了挥发分燃烧所需热量,进一步提高挥发分燃烧效率。烟气在二级燃烧室内横向冲刷焊接于水套上的对流管束与烟窗,提高了烟气与受热面的换热系数。少部分烟气溢到主燃烧室上部空间,位于此处的平衡管29将这部分烟气抽向烟道27;同时,焊接于料道上的防辐射挡板18避免了燃烧产物进入料道和燃料箱2,减小了潜在危险性。
[0050]烟道外部设有独立的余热回收水套28,该水套由不锈钢板焊接而成,烟气与水套内部的水对流换热,提供生活用热水。
[0051 ]进水管30位于采暖炉水套侧壁的底部,出水管31位于采暖炉顶部,而安全阀36则安装于水套侧壁面上。
[0052]自动送料装置也为长方体状,由电机箱和燃料箱两部分组成,电机箱位于燃料箱的上部,两者呈“吕”字型结构布置。电机38安装于电机箱内部,丝杠8垂直放置于燃料箱内部,电机与丝杠通过联轴器6传动连接。托盘9通过螺母与丝杠连接,托板四边安装滚轮16以降低其与燃料箱内壁面接触点的摩擦阻力,为了保证托盘移动时均匀受力,电机、丝杠与托盘螺母均位于同一重心点上。拨料扇叶7与丝杠之间利用超越离合联接,并通过上下两个可调螺母固定于丝杠上,拨料扇叶利用韧性极强的弹簧片加工成“α ”形。当电机转动时,丝杠带动托盘向上推送燃料,此时,位于出料口处的拨料扇叶将秸杆压块燃料送入料道,并滚落至炉体内部。进料口与料道采用镶嵌式连接。
[0053 ]在托盘的起始与终止位置,装有上、下两个限位开关1,由此控制电机的启停。电机的控制电路安装于控制电路盒14内部,控制电路盒利用铆钉固定于电机箱外壁。上、下限位开关与控制电路盒内的电磁继电器39低压控制端串联,并利用变压器43(220V-24V)给予回路电流,电机的回路电流连接于电磁继电器的高压控制端,限位开关连通,电磁继电器低压端形成回路电流,高压端也为闭合回路,电机连续转动;当托盘碰触限位开关后,电磁继电器低压端断路,导致高压端连接分离,电机停止转动。此时,连接于电磁继电器高压端的蜂鸣器44闭合,开始报警提示。
[0054] 在电机与电磁继电器高压控制端电路中,两个时间继电器串联于该回路中,通过对时间继电器进行参数设置,满足不同时间段不同燃料量需求的目的,实现日间模式与夜间模式的切换。
[0055]本发明所述的秸杆压块燃料指长方体状或棒状秸杆成型燃料,其尺度一般为30mmX 30mm X 70mm的不规则长方体状或直径为30mm、长度为70mm的棒状。由于压块燃料在存储和运输过程中容易破碎,因此该采暖装备也适用小于上述尺寸的秸杆压块燃料。
[0056]本发明提供的户用直燃采暖装备,进料过程持续、稳定;采暖炉采用双燃烧室结构,实现秸杆压块燃料分区燃烧;合理的受热面布置,炉内换热效率显著提高;尾部烟道独立的预热回收水套设置,排烟热损失进一步降低。
[0057]实验结果显示,所设计的进料装置可以实现12小时连续、稳定、均匀地输送秸杆压块燃料;炉内分区燃烧,实现压块燃料的充分燃烧,氧化硫浓度低于10mg/m3,氮氧化物浓度低于150ppm,一氧化碳浓度低于0.15%,烟气林格曼黑度低于I级,其各项指标均优于NB/T34006-2011行业标准规定的技术指标;合理的受热面布置,使该采暖装备的热效率大于75%。自然通风状态下,该采暖装备无需使用引风机或鼓风机,炉内燃烧高效、稳定,同时可实现无焦油排放、无污水排放,应用前景广泛。

Claims (10)

1.一种以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备,它由采暖炉和自动送料装置两部分组成,其特征在于采暖炉和自动送料装置两者呈“H”型结构布置,通过料道连接; 采暖炉采用上下分体结构,利用法兰连接,上炉体结构包括:料道、烟道、烟窗、水套、水冷炉排、对流管束、平衡管、水冷隔板、防辐射挡板、余热回收水套;下炉体结构包括:摇动炉排、燃烧道、二次风室、保温层、灰斗;燃烧室分为主燃烧室和二级燃烧室,水冷隔板位于两者之间,平衡管焊接于水冷隔板上部;水冷炉排位于摇动炉排之上,燃烧道位于水冷炉排和摇动炉排之间;二次风箱位于二级燃烧室底部,通过多个小孔向二级燃烧室内送入二次风;料道、烟道、烟窗被水套包裹,防辐射挡板焊接于料道尾部,烟窗、水冷炉排和对流管束与水套焊接,烟气横向冲刷对流管束与烟窗;水冷挡板顶部焊接有平衡管,平衡管连接主燃烧室上部空间与烟道;烟道位于二级燃烧室顶部末端,烟道外部设置有独立的余热回收水套;保温层包裹于下炉体四壁,料斗位于下炉体底部; 自动送料装置主要包括:调速电机、联轴器、丝杠、拨料扇叶、托盘、滚轮、上限位开关、下限位开关、控制电路盒、电机箱、燃料箱;电机箱位于燃料箱的上部,调速电机、控制电路盒和联轴器安装于电机箱内部,丝杠、托盘、拨料扇叶、限位开关布置于燃料箱内;丝杠与调速电机通过联轴器传动连接,托盘通过与螺母焊接可滑动于丝杠之间,滚轮安装于托盘四周,拨料扇叶通过上下两个螺母紧固于丝杠上;燃料箱内部,在托盘的起始和终了位置有上、下限位开关,通过信号控制线与控制电路盒连接,以控制调速电机的启动与停止;所述的燃料箱与电机箱采用“吕”字型结构布置,电机箱位于燃料箱的上部,进料口和出料口分别位于燃料箱顶部左右两侧;地牛则安装于燃料箱底部。
2.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的采暖炉炉体整体呈长方体状,其横截面为正方形,锅炉的主要受热面、水冷炉排、水冷隔板、对流管束、烟窗、水套均布置于上炉体;摇动炉排、二次风室、灰斗布置于下炉体。
3.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的主燃烧室与二级燃烧室呈“凹”字型结构布置,秸杆压块燃料经料道落入主燃烧室;主燃烧室、二级燃烧室外部均包裹有水套,水套与水冷隔板的内部空间是连通的。
4.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的主燃烧室料道入口布置有防辐射挡板。
5.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于水冷炉排为上炉排,倾斜15°角布置;摇动炉排为下炉排,炉排把手实现对炉排片的角度调整。
6.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的燃烧道的横截面为长方形,长宽比为2:1。
7.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的拨料扇叶为“α ”形,拨料扇叶与超越离合器焊接,通过上下两个可调螺母固定于丝杠上。
8.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的托盘为正方形,托盘底部焊接加强筋。
9.根据权利要求1所述的户用直燃采暖装备,其特征在于所述的自动送料装置出料口与所述的采暖炉料道采用镶嵌式连接。
10.权利要求1所述的以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备的自动送料方法,其特征在于包括以下步骤: .1)对自动控制电路进行参数设置,根据所需燃料输送量设定日间模式和夜间模式的启动时间和启动时间间隔; .2)手动按下送料按钮,进入自动送料程序,调速电机启动时,丝杠拖动托板以及托板上的秸杆压块燃料整体向上移动,拨料扇叶对秸杆压块进行拨动,并将其推向出料口 ; .3 )当托板运动到上限位开关位置时,整箱燃料输送完毕,调速电机停止并触发警报; .4)手动调整控制电路至返回程序,调速电机反转并拖动托板下移,当托板运动到下限位开关位置时,电机停止;. 5 )由进料口装填秸杆压块燃料后,重新手动按下送料按钮,开始下一轮送料过程。
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