CN106090882B - 分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，包括安装在机架底盘上的储灰箱，储灰箱的上部依次设置有与储灰箱连通的燃烧盘及分腔燃烧室，分腔燃烧室包括第一燃烧室、第二燃烧室及喷火圆桶；第一燃烧室设置在燃烧盘的上部并与燃烧盘连通，第二燃烧室设置在第一燃烧室的上部并与第一燃烧室连通，喷火圆桶设置在第二燃烧室的侧部并与第二燃烧室连通；第一燃烧室上部为圆台状，第二燃烧室下部为与第一燃烧室上部对接的倒圆台状，燃烧盘内设置有用于破渣的螺旋破渣装置和静态破渣铰齿。本发明有效解决了现有技术中的生物质炉无法自动除渣、极易被炉渣堵塞、生物质颗粒燃烧不充分的问题。

Description

分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备

技术领域

本发明属于生物质燃烧设备技术领域，具体涉及一种分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备。

背景技术

目前，能源危机日益突出，环境污染十分严峻，生物质能源技术的研究与开发利用受到世界各国政府与科学家的关注，在欧美一些发达国家，生物质能源已经普遍利用，生物质能源的应用规模也在逐年扩大。例如，美国的生物质能源使用量占全国一次性能源消耗量的4％，瑞典占到16％，奥地利占到10％。从20世纪80年代开始，我国政府一直将生物能源利用技术的研究与应用列为重点科技攻关项目，开展生物质能源利用新技术的研究与开发，大力推进生物质能源产业的发展。

生物质燃料作为新型燃料被广泛应用于发电、取暖、工业干燥等领域，生物质颗粒燃烧设备，由于其清洁卫生、投料方便、劳动强度低、燃烧温度可控等特点而被广泛应用。但是，目前的生物质颗粒燃烧设备由于燃烧室结构问题，在需要裂解气化段温度太高，不能适应采用木质以外的生物质燃料，容易结渣结块而堵塞燃烧室，导致生物质燃料利用不充分、热效率较低。另外，燃烧炉结渣后没有可靠的碎渣方法，需要定期进行人工清理，清理工作非常费时费力。因此，研究改进生物质颗粒原料燃烧技术，研制新型生物质燃烧设备对于节能及降低生产成本，提高生物质燃料的热效率具有重要的现实意义。而解决提高自动化程度则面临两大难题：一是燃烧室结构的合理配风，二是具有自动除渣功能。

发明内容

本发明的目的是提供一种分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，解决现有技术中的生物质炉无法自动除渣、极易被炉渣堵塞、生物质颗粒燃烧不充分的问题。

本发明所采用的技术方案是：分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，包括安装在机架底盘上的储灰箱，储灰箱的上部依次设置有与储灰箱连通的燃烧盘及分腔燃烧室，分腔燃烧室包括第一燃烧室、第二燃烧室及喷火圆桶；第一燃烧室设置在燃烧盘的上部并与燃烧盘连通，第二燃烧室设置在第一燃烧室的上部并与第一燃烧室连通，喷火圆桶设置在第二燃烧室的侧部并与第二燃烧室连通；第一燃烧室上部为圆台状，第二燃烧室下部为与第一燃烧室上部对接的倒圆台状，燃烧盘内设置有用于破渣的螺旋破渣装置和静态破渣铰齿。

本发明的特点还在于：

第二燃烧室的上部为穹形，第一燃烧室的下部为圆柱状；第二燃烧室的下部与第一燃烧室的上部通过止口密封连接。

第一燃烧室的上部侧面均匀设置有若干个切线风孔a，所有切线风孔a的延长线均与同一个圆相切，第一燃烧室的下部侧面均匀设置有若干个向上倾斜的圆形二次风孔，喷火圆桶的侧面均匀设置有若干个切线风孔b，所有切线风孔b的延长线也均与同一个圆相切。

燃烧盘的下部为圆柱状、上部为倒圆台状，燃烧盘的下部伸入与储灰箱内与储灰箱连接，燃烧盘的上部端口与第一燃烧室的下部端口通过止口密封连接。

螺旋破渣装置设置在燃烧盘圆柱状下部的中心位置处，静态破渣铰齿垂直设置在燃烧盘与第一燃烧室相连接的边沿位置处。

螺旋破渣装置包括传动轴套，传动轴套远离第一燃烧室的下端连接有用于驱动螺旋破渣装置的破渣传动系统，传动轴套靠近第一燃烧室的上端侧面固接安装有螺旋叶片，螺旋叶片设置有三片，三片螺旋叶片互成120°角设置，传动轴套靠近第一燃烧室上端的端头处固接安装有动态破渣铰齿，动态破渣铰齿与传动轴套上端的端头呈120°角设置，动态破渣铰齿远离传动轴套的一面设置有齿牙，静态破渣铰齿靠近传动轴套的一面设置有齿牙，动态破渣铰齿上的齿牙与静态破渣铰齿上的齿牙交错设置。

破渣传动系统包括主传动螺旋棒，主传动螺旋棒的一端与传动斜齿相啮合，主传动螺旋棒的另一端与破渣驱动电机的输出轴插接并由其驱动转动，传动斜齿的中心位置处安装有传动轴，传动轴的上端与传动轴套的下端插接。

传动轴上安装有防尘套，防尘套的一端与传动轴套插接，防尘套的另一端设置有挡环，该挡环与储灰箱的底部连接；主传动螺旋棒、传动斜齿以及传动轴的下部均位于传动箱体内，传动箱体的上端面与传动轴之间设置有上轴角封盖。

第二燃烧室的上部侧面设置有向下倾斜的进料口。

第一燃烧室的下部设置有自动点火口。

本发明的有益效果是：本发明的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，通过在炉体内设置相互配合作用的螺旋破渣装置及静态破渣铰齿，有效防止炉腔被炉渣堵塞，极大地提高了生物质颗粒的燃烧率；通过将第一燃烧室上部设计为圆台状、第二燃烧室下部设计为与第一燃烧室对接的倒圆台状，并通过两个燃烧室侧面均匀设置的风孔、以及喷火圆桶侧面均匀设置的风孔作用下，进一步提高了生物质颗粒的燃烧率，使燃烧更加彻底。

附图说明

图1为本发明分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备的主视结构示意图；

图2为图1的C-C剖视图；

图3为图2中标记A的局部放大图；

图4为图2的E-E剖视图；

图5为本发明分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备的侧视结构示意图。

图中，1.储灰箱，2.分腔燃烧室，2-1.第一燃烧室，2-1-1.切线风孔a，2-1-2.二次风孔，2-2.第二燃烧室，2-3.喷火圆桶，2-3-1.切线风孔b，3.进料口，4.自动点火口，5.破渣驱动电机，6.破渣传动系统，6-1.传动箱体，6-2.主传动螺旋棒，6-3.传动斜齿，6-4.传动轴，6-5.防尘套，6-6.上轴角封盖，7.螺旋破渣装置，7-1.螺旋叶片，7-2.动态破渣铰齿，7-3.传动轴套，8.静态破渣铰齿，9.燃烧盘。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，如图1所示，包括安装在机架底盘上的储灰箱1，储灰箱1的上部依次设置有与储灰箱1连通的燃烧盘9及分腔燃烧室2，分腔燃烧室2包括第一燃烧室2-1、第二燃烧室2-2及喷火圆桶2-3；第一燃烧室2-1、第二燃烧室2-2及喷火圆桶2-3的内腔均采用耐火材料制成，外壁为金属壳体。第一燃烧室2-1设置在燃烧盘9的上部并与燃烧盘9连通，第二燃烧室2-2设置在第一燃烧室2-1的上部并与第一燃烧室2-1连通，喷火圆桶2-3设置在第二燃烧室2-2的侧部并与第二燃烧室2-2连通；第一燃烧室2-1上部为圆台状，第二燃烧室2-2下部为与第一燃烧室2-1上部对接的倒圆台状，第二燃烧室2-2的上部为穹形，第一燃烧室2-1的下部为圆柱状；第二燃烧室2-2的下部与第一燃烧室2-1的上部通过止口密封连接。第一燃烧室2-1的上部侧面均匀设置有若干个切线风孔a2-1-1，所有切线风孔a2-1-1的延长线均与同一个圆相切，第一燃烧室2-1的下部侧面均匀设置有若干个向上倾斜的圆形二次风孔2-1-2，喷火圆桶2-3的侧面均匀设置有若干个切线风孔b2-3-1，所有切线风孔b2-3-1的延长线也均与同一个圆相切。如图2所示，燃烧盘9内设置有用于破渣的螺旋破渣装置7和静态破渣铰齿8。燃烧盘9的下部为圆柱状、上部为倒圆台状，燃烧盘9的下部伸入与储灰箱1内与储灰箱1连接，燃烧盘9的上部端口与第一燃烧室2-1的下部端口通过止口密封连接。螺旋破渣装置7设置在燃烧盘9圆柱状下部的中心位置处，静态破渣铰齿8垂直设置在燃烧盘9与第一燃烧室2-1相连接的边沿位置处。螺旋破渣装置7包括传动轴套7-3，传动轴套7-3远离第一燃烧室2-1的下端连接有用于驱动螺旋破渣装置7的破渣传动系统6，传动轴套7-3靠近第一燃烧室2-1的上端侧面固接安装有螺旋叶片7-1，螺旋叶片7-1设置有三片，三片螺旋叶片7-1互成120°角设置，传动轴套7-3靠近第一燃烧室2-1上端的端头处固接安装有动态破渣铰齿7-2，动态破渣铰齿7-2与传动轴套7-3上端的端头呈120°角设置，动态破渣铰齿7-2远离传动轴套7-3的一面设置有齿牙，静态破渣铰齿8靠近传动轴套7-3的一面设置有齿牙，动态破渣铰齿7-2上的齿牙与静态破渣铰齿8上的齿牙交错设置。如图3所示，破渣传动系统6包括主传动螺旋棒6-2，主传动螺旋棒6-2的一端与传动斜齿6-3相啮合，主传动螺旋棒6-2的另一端与破渣驱动电机5的输出轴插接并由其驱动转动，传动斜齿6-3的中心位置处安装有传动轴6-4，传动轴6-4的上端与传动轴套7-3的下端插接。传动轴6-4上安装有防尘套6-5，防尘套6-5的一端与传动轴套7-3插接，防尘套6-5的另一端设置有挡环，该挡环与储灰箱1的底部连接；主传动螺旋棒6-2、传动斜齿6-3以及传动轴6-4的下部均位于传动箱体6-1内，传动箱体6-1的上端面与传动轴6-4之间设置有上轴角封盖6-6。防尘套6-5上部和传动轴套7-3配合形成一级防尘，传动轴6-4下部与上轴角封盖6-6配合形成二级防尘。如图4、图5所示，第二燃烧室2-2的上部侧面设置有向下倾斜的进料口3。第一燃烧室2-1的下部设置有自动点火口4。

本发明具有如下特点：

本发明能够实现燃料分阶段燃烧、三次合理配风，使燃烧更加充分、尾气污染小、不结焦结渣，生物质燃料适用性广，实现了设备自动稳定运行、维护成本低等优点。燃烧盘9圆柱状下部及三片螺旋叶片7-1之间的缝隙形成一次风通路。第一燃烧室2-1侧面设置的切线风孔a2-1-1及二次风孔2-1-2形成二次风通路，喷火圆桶2-3侧面设置的切线风孔b2-3-1形成三次风通路。第一燃烧室2-1下部设置的自动点火口4为一次补风通道，第二燃烧室2-2上部侧面设置的向下倾斜的进料口3为二次补风通道。第一燃烧室2-1上部为圆台状，第二燃烧室2-2下部为与第一燃烧室2-1上部对接的倒圆台状，这种结构形式在切线风孔a2-1-1及倾斜的圆形二次风孔2-1-2的作用下形成悬浮燃烧，第一燃烧室2-1为低温气化燃烧、高温裂解，其中产生的气体通过第一燃烧室2-1上部圆台状的锥度改变风质，迅速进入到第二燃烧室2-2进行高温燃烧，并在二次风的作用下通过喷火圆桶2-3猛烈喷出炉外，这种结构和配风形式能够使燃料充分燃烧，产生高的热效率。在喷火圆桶2-3侧面均匀设置的切线风孔b2-3-1送入的三次风作用下，火力更加猛烈，燃烧更加彻底。

第一燃烧室2-1上部圆台状侧面的锥度主要作用是改变燃烧室的风质，使可燃气体快速进入到第二燃烧室2-2进行高温燃烧，第二燃烧室2-2的补氧由进料口3提供，在喷火圆桶2-3和其上设置的切线风孔b2-3-1作用下，火焰从喷火圆桶2-3的喷火口集中喷出。

将第二燃烧室2-2上部侧面的进料口3设置为向下倾斜的形式，通过第二燃烧室2-2下部的倒圆台结构，能够使生物质料正好加在燃烧盘9的中心位置处。当设备运转时，生物质颗粒料实际上是在燃烧盘9上部倒圆台状的斜面以及三片螺旋叶片7-1上进行燃烧。当生物质燃料底火形成后，螺旋破渣装置7间隔运行，其运行时间以及间隔时间根据炉内温度的需求和生物质燃料的品质由控制系统设定控制。

当设备运行时，螺旋破渣装置7低速间隔转动，当有炉渣产生时及时破碎，破碎的炉渣以及燃烧产生的灰尘随着转动的三片螺旋叶片7-1落入到储灰箱1中。传动轴6-4的上端与传动轴套7-3的下端插接能够使安装和维修比较方便。

破渣装置一般都需要较低的转速和较大的扭矩，在本发明的破渣传动系统6中，主传动螺旋棒6-2和传动斜齿6-3作为传动主件，其优点是零件少、造价低、占用空间小、能够获得高的减速比及较大的扭矩，再加上破渣驱动电机5自身的减速比，形成超低速输出动力，使破渣所需的低速得以实现。破渣驱动电机5和破渣传动系统6形成超低速输出动力，增大了控制系统的速度控制范围。破渣驱动电机5根据实际需要，由主控器控制设定间隔时间及运行时间。

本发明通过在不同位置设置不同的进风道及进风孔，实现生物质燃料在第一燃烧室2-1的预热、裂解及燃烧，这种燃烧属于低温燃烧，在不超过600℃时不易结渣，可适应不同品质的生物质燃料。

Claims (6)

1.分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，包括安装在机架底盘上的储灰箱(1)，储灰箱(1)的上部依次设置有与储灰箱(1)连通的燃烧盘(9)及分腔燃烧室(2)，分腔燃烧室(2)包括第一燃烧室(2-1)、第二燃烧室(2-2)及喷火圆桶(2-3)；所述第一燃烧室(2-1)设置在燃烧盘(9)的上部并与燃烧盘(9)连通，所述第二燃烧室(2-2)设置在第一燃烧室(2-1)的上部并与第一燃烧室(2-1)连通，所述喷火圆桶(2-3)设置在第二燃烧室(2-2)的侧部并与第二燃烧室(2-2)连通；所述第一燃烧室(2-1)上部为圆台状，所述第二燃烧室(2-2)下部为与第一燃烧室(2-1)上部对接的倒圆台状，所述燃烧盘(9)内设置有用于破渣的螺旋破渣装置(7)和静态破渣铰齿(8)；

所述燃烧盘(9)的下部为圆柱状、上部为倒圆台状，燃烧盘(9)的下部伸入与所述储灰箱(1)内与储灰箱(1)连接，燃烧盘(9)的上部端口与所述第一燃烧室(2-1)的下部端口通过止口密封连接；

所述螺旋破渣装置(7)包括传动轴套(7-3)，传动轴套(7-3)远离所述第一燃烧室(2-1)的下端连接有用于驱动螺旋破渣装置(7)的破渣传动系统(6)，传动轴套(7-3)靠近所述第一燃烧室(2-1)的上端侧面固接安装有螺旋叶片(7-1)，螺旋叶片(7-1)设置有三片，三片螺旋叶片(7-1)互成120°角设置，传动轴套(7-3)靠近所述第一燃烧室(2-1)上端的端头处固接安装有动态破渣铰齿(7-2)，动态破渣铰齿(7-2)与传动轴套(7-3)上端的端头呈120°角设置，动态破渣铰齿(7-2)远离传动轴套(7-3)的一面设置有齿牙，所述静态破渣铰齿(8)靠近传动轴套(7-3)的一面设置有齿牙，动态破渣铰齿(7-2)上的齿牙与静态破渣铰齿(8)上的齿牙交错设置。

2.根据权利要求1所述的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，所述第二燃烧室(2-2)的上部为穹形，所述第一燃烧室(2-1)的下部为圆柱状；所述第二燃烧室(2-2)的下部与第一燃烧室(2-1)的上部通过止口密封连接；

所述第一燃烧室(2-1)的上部侧面均匀设置有若干个切线风孔a(2-1-1)，所有切线风孔a(2-1-1)的延长线均与同一个圆相切，第一燃烧室(2-1)的下部侧面均匀设置有若干个向上倾斜的圆形二次风孔(2-1-2)，所述喷火圆桶(2-3)的侧面均匀设置有若干个切线风孔b(2-3-1)，所有切线风孔b(2-3-1)的延长线也均与同一个圆相切。

3.根据权利要求1所述的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，所述破渣传动系统(6)包括主传动螺旋棒(6-2)，主传动螺旋棒(6-2)的一端与传动斜齿(6-3)相啮合，主传动螺旋棒(6-2)的另一端与破渣驱动电机(5)的输出轴插接并由其驱动转动，所述传动斜齿(6-3)的中心位置处安装有传动轴(6-4)，传动轴(6-4)的上端与所述传动轴套(7-3)的下端插接。

4.根据权利要求3所述的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，所述传动轴(6-4)上安装有防尘套(6-5)，防尘套(6-5)的一端与所述传动轴套(7-3)插接，防尘套(6-5)的另一端设置有挡环，该挡环与所述储灰箱(1)的底部连接；所述主传动螺旋棒(6-2)、传动斜齿(6-3)以及传动轴(6-4)的下部均位于传动箱体(6-1)内，传动箱体(6-1)的上端面与传动轴(6-4)之间设置有上轴角封盖(6-6)。

5.根据权利要求1所述的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，所述第二燃烧室(2-2)的上部侧面设置有向下倾斜的进料口(3)。

6.根据权利要求1所述的分腔燃烧及自动除渣的生物质颗粒自动燃烧设备，其特征在于，所述第一燃烧室(2-1)的下部设置有自动点火口(4)。