CN106360800B - 密集烤烟反烧热风炉及其使用方法 - Google Patents

Abstract

密集烤烟反烧热风炉，包括炉顶、炉腹、炉条、内炉门和外炉门，圆桶状炉腹内腔高度1.2～1.5m、内径0.9～1.1m，0.2～0.35m高度处水平固定炉条,炉条上方为堆煤区、下方为静压区，炉腹侧壁开设一个和炉腹侧壁等高且0.6～0.8m宽的操作口，通过操作口炉腹和倒置的操作通道连通，内炉门封闭静压区侧壁缺口，外炉门密封操作通道右端口，外炉门设置辅助通风口。将正燃的小块烟煤塞入煤床顶面中心，全部空气呈活塞流状进入燃烧面发生完全燃烧，明火反烧，完成6～7天供热。烟草行业烤烟热风炉可使用发明。发明一次性舒适装煤，CO排放降低75％，节煤25％，紧贴烘烤曲线供热，不掉温超温烧风机，可燃用本地蜂窝煤球。

Description

密集烤烟反烧热风炉及其使用方法

技术领域

发明涉及一种基于蜂窝无烟煤球明焰反烧原理的密集烤烟反烧热风炉及其使用方法，适用于农业农村领域烟叶加工调制行业密集烤烟燃烧供热产生热风场所使用。

背景技术

据不完全统计，2012年全国烟叶种植面积达到2100万亩左右，按15～20亩/座估算，全国建有密集烤烟房约120万座。以密集烤房装一房中部烟叶2.5吨(干燥天气)为例，燃烧供热生成热风时间前后共延续5～6天。这些密集烤烟房热风炉高效节能环保、炉温自控性良好、省工安全舒适，是提高干烟叶品质、减少燃料和用工成本的关键。

目前密集烤烟用热风炉分为散煤炉和隧道炉两种。散煤炉立式结构、结构简单、投资少，燃用散煤。散煤炉内腔被无缝隙金属壳体包裹，炉温可调可控，易于封火过夜及变黄期温度控制。散煤炉炉膛容积小，炉膛被炉条分隔为上下两部分，散煤堆积在炉条上燃烧，属于暗火正烧原理，节煤要求以“勤加煤、薄煤床和勤清渣”原则，需要勤看火。烘干一房烟叶需加煤高达20次之多，特别是定色期和干茎期2～4小时一次，严重影响到烟农夜间休息和第二天生产能力。散煤炉因炉门开启时间长，炉门热辐射损失大，热风炉热效率低至45％。如附图6所示，隧道炉炉膛由40mm～60mm厚高温耐火砖凹凸匹配敷以高温胶泥围成，炉膛内腔呈一字形，不设置炉条，炉膛既是燃烧室又是集灰室，炉膛两端各外置相对的一个铸铁炉门。隧道炉结构简单，造价低。炉膛内腔尺寸堆置煤球高度0.6m，能一次性装入800～1000个75mm高家用生活蜂窝煤球，能满足一房烟5～6天烘烤供热需要，期间不影响烟农休息，但装煤时一人在外递煤球、一人(以身高1.6m为例)触地爬进炉腔后呈曲腿全蹬姿势退行堆置煤球，装煤舒适度差。装煤时先靠排烟口炉门内侧堆置煤球，煤球尽可能孔对孔，堆置煤球层高度0.6m，退行堆置1.2m长，空出0.2m空间以放置引火柴。风机鼓入的助燃空气部分流入煤床气隙空间至燃烧面，释放热量，生成高温CO₂气体，CO₂气体往前移动接触焦炭或煤块被还原成CO，进一步减少燃烧放热，表现出炉温升不上去，掉温(热风温度低于烘烤曲线)2℃～8℃。炉门围住高温燃烧区，炉门温度高达180℃～280℃，受高温辐射及高温炉气倒流影响，机壳温度升高，进而降低风机送风能力甚至烧毁风机。为减少炉温超高、掉温和风机停转对干烟叶品质影响，变黄期和定色期操作工勤监管成为烟叶烘烤管理任务之一。隧道炉解决了散煤炉勤加煤清灰问题，但带来传热燃烧新问题。

开发结构简单，成本低，一次性舒适装煤以适应农村劳动力紧缺形式需要、炉内腔流动传热燃烧组织合理，节能减排安全舒适的密集烤烟房热风炉，可以满足当前建设两型社会需要，促进我国烟草行业可持续发展。

发明内容

为了克服散煤炉暗火正烧且炉门热辐射损失大，需要勤看火勤加煤清灰，安全卫生条件差等问题，隧道炉易超温失控易掉温易烧毁风机，暗火正烧且炉门热辐射损失大，装煤操作舒适性差等缺点，发明设计了一种具有“高且大的立式炉膛、装煤通道和清灰通道合二为一，高的操作通道，矮的内炉门，封闭式静压区和高的外炉门”结构特征，“明火反烧、炉温自动调控、高温隔离”技术特征，“一次性装煤清灰；装煤卸灰舒适；节煤，烟气低CO排放；热风温度可调可控，紧贴烘烤工艺曲线供热，不掉温超温；不烧风机”等有益效果的密集烤烟反烧热风炉及其使用方法。

密集烤烟反烧热风炉，主要包括炉顶、炉腹、炉条、内炉门和外炉门，炉顶呈圆台筒状、高度100mm～200mm，炉顶底端面圆周和炉腹顶端面圆周满焊连接，炉腹内腔呈正立圆桶状，炉腹高度1.2m～1.5m、内径0.9m～1.1m，炉腹内腔离底板200mm～350mm高度处水平固定炉条,炉条上方为堆煤区、下方为静压区，炉条上方炉腹内壁贴敷高度为300mm～500mm、厚度为30mm～50mm的耐火砖层，炉腹侧壁开设一个操作口，操作口高度和炉腹侧壁高度相等、宽度0.6m～0.8m，操作口两侧边均垂直于炉腹底板，炉条以下操作口边缘与内炉门无缝隙连接，内炉门高度和静压区高度相等、宽度和操作口宽度相等，炉腹内腔通过操作口和呈方筒状且倒置的操作通道相连通，操作通道左端口和操作口重合且满焊连接，操作通道右端口由隔热性能良好的外炉门5密封，外炉门中下部中心水平设置内径40mm～60mm辅助通风口。

使用密集烤烟反烧热风炉时，将内炉门安装定位后装煤，堆煤区堆满煤球后取出煤床顶层操作口边缘1～2个煤球，将正燃烧的1～2块烟煤从此处塞入煤床顶面中心，紧闭固定外炉门，温控器调控助燃风机开停，进入静压区的全部空气以活塞流方式向上流入煤床，和燃烧面接触后发生完全燃烧反应释放出全部热量，以明火反烧方式完成6～7天稳定燃烧供热过程，需要中途添加煤时不清灰直接加煤，从辅助通风口通入空气，以暗火正烧方式短时间稳定燃烧供热，清灰时依次铲出堆煤区和静压区灰渣。

烟草加工调制行业、烟草种植加工基地及烟农合作社密集烤烟房及散叶烘烤生活用蜂窝无烟煤球燃烧供热装置、热风室或热风炉，都可使用发明。

发明操作更舒适，节能环保效益显著，安全性能提高。发明一次性装煤清灰，装煤舒适，点火引燃简易，清灰简便；和传统隧道炉相比，发明烟气CO排放降低75％，节约燃煤25％；风机开停对热风温度调控性能良好，能紧贴烘烤工艺曲线生成热风，无掉温超温问题；风机温度始终低于38℃，无高温烧损问题；能燃用灰分含量50％，热值3000kCal/kg～4000kCal/kg的本地无烟煤蜂窝煤球。

附图说明

图1为密集烤烟反烧热风炉的左视图。图2为密集烤烟反烧热风炉的前视图。图3为密集烤烟反烧热风炉的A-A面剖视图，A-A面通过密集烤烟反烧热风炉辅助通风口中心轴线。图4为密集烤烟反烧热风炉的俯视图。图5为密集烤烟反烧热风炉的B-B面剖视图，B-B面通过密集烤烟反烧热风炉炉腹中心轴线。图1～图5中，1为炉顶，2为炉腹，3为炉条，4为内炉门，5为外炉门，51为辅助通风口。图6为隧道炉竖直剖视图。图6中，箭头代表气流流动方向，虚曲线表示燃烧面。

具体实施方式

下面结合附图对发明作进一步的说明。

如附图1～附图5所示，密集烤烟反烧热风炉，主要包括炉顶1、炉腹2、炉条3、内炉门4和外炉门5。

炉顶1呈正立圆台筒状、高度100mm～150mm，炉顶1底端面圆周和炉腹2顶端面圆周满焊连接，顶端面圆孔为离炉烟气排出口。炉顶1内腔为引火燃料完全燃烧所需空间，点火引燃消耗燃料量少，炉顶1内腔高度降低至100mm～150mm。炉顶1内壁面为热反射面，有助于维持煤床顶面燃烧温度。炉腹2内腔呈正立圆桶状，炉腹2内腔高度1.2m～1.5m、内径0.9m～1.1m。炉腹2内腔高度1.2m～1.5m是在现有热风室顶墙高2.5m限制下，扣除混合室和换热单管所占空间高度后能利用的最大高度，同时考虑能装尽可能多煤球的平衡结果。炉腹2内腔内径0.9m～1.1m，一者考虑了热风室可利用空间宽度1.4m，二者考虑了操作工在炉腹2内腔活动自如，能满足舒适装煤要求，三者将固定床大横截面导致的温度场不均匀效应、壁面效应和漏斗效应等负面效应降低到最低程度。炉腹2内腔离底板200mm～350mm高度处水平固定炉条3。炉条3上方的炉腹2内腔区域为堆煤区、下方为静压区。静压区兼作集灰区。大部分灰渣从炉条3上方铲出，漏过炉条3的灰渣量小，集灰区高200mm～350mm能盛下炉条3的漏灰，并能用铁铲顺利铲出。集灰区高度限制在200mm～350mm，可以增加堆煤区高度，从而增加一次性装煤量。炉条3材质为铸铁材料，高温环境下长时间使用不变形。炉条3上方炉腹2内壁贴敷300mm～500mm高、30mm～50mm厚耐火砖层。炉条3上方300mm～500mm以内的炉腹2内壁遭受铁铲机械撞击机率大，贴敷厚度30mm～60mm耐火砖以延长热风炉使用寿命。

炉腹2侧壁开设一个操作口，操作口高度和炉腹2侧壁高度相等，操作口两侧边均垂直于炉腹2底板。操作口顶边和底边均为直线段、两侧边均为竖直线段。炉条3以下操作口边缘与内炉门4无缝隙连接。内炉门4高度和静压区高度相等、宽度和操作口宽度相等。内炉门4能封闭静压区侧壁缺口，使得静压区和操作通道内腔不连通。内炉门4作用是形成静压区，保证静压区空气静压和空气穿透能力，使得风机送入的空气能全部通过炉条3进入煤床，无空气直接旁通流入排烟口，空气以活塞流方式全部向上流动至炉腹2顶部燃烧面，确保空气有效利用率达到100％。内炉门4厚度50mm以上，无耐高温性能要求，可由红砖或粘土砖加工制成，内炉门4可无阻力取出或放入。炉腹2内腔通过操作口和呈方筒状且倒置的操作通道相连通。操作通道左端面顶边和底边均为水平线段，两侧边均为竖直线段，操作通道右端面和操作通道顶面、底面、两侧面均垂直。操作通道左端口和操作口重合且满焊连接，即操作通道左端面顶边和操作口顶边重合且满焊连接、操作通道左端面底边和操作口底边重合且满焊连接，操作通道左端面两侧边和操作口两侧边分别重合且满焊连接。操作通道右端口由隔热性能良好的外炉门5密封。操作口和操作通道只在装煤清灰时使用。外炉门5耐温900℃～1100℃。热风炉置于热风室内使用。操作通道右端面和热风室正前墙外壁面共面。热风炉操作通道右端口被外炉门5密封时，外炉门5金属壳板紧贴热风室正前墙外壁面，不进入操作通道内，以方便外炉门5正常塞进和拔出，即正常开启和关闭操作通道右端口。操作口宽度、操作通道宽度和外炉门5宽度相等,炉腹2内腔高度、操作口高度、操作通道高度和外炉门5高度相等，为1.2m～1.5m。操作口宽度0.6m～0.8m，不仅不阻碍操作工进入堆煤区装煤球，而且能阻止更多热量辐射到操作通道和外炉门5，进而维持炉腹2内腔燃烧高温。外炉门5中下部水平设置内径40mm～60mm辅助通风口51，在明火反烧时辅助通风口51封闭，辅助通风口51可兼作观火孔。

发明炉顶1内壁、炉腹2上半内壁和操作通道除底板外的内壁贴敷30mm～50mm厚的一体式耐火浇注层。金属壳体内壁贴敷30mm～50mm厚耐火浇注料或耐火砖，既可以限制耐火层对炉壁散热的阻碍作用，又可以避免高温火焰直接接触金属壳体而发生高温腐蚀，以延长金属壳体使用寿命。炉腹2底板和操作通道底板为贴地平板，存在铁铲来回运动摩擦力损毁底板内贴物问题，另外炉条3以下的炉腹2区域(即静压区)温度低，无高温烧损隐患问题，故炉条3以下炉腹2内壁和操作通道底板内壁均不贴敷耐火砖或耐火浇注层。

热风炉内腔包括炉顶1内腔、炉腹2内腔和操作通道内腔。炉腹2内腔分为堆煤区和静压区两部分，静压区侧壁开设主通风口(附图1～附图5未标示出)以便由风机驱动的助燃空气进入。炉顶1内腔顶端面出口为排烟口，和换热器热烟气进口密封连接。炉顶1内腔底端面和炉腹2内腔顶端面重合，炉腹2内腔通过炉腹2侧壁上开设的0.6m～0.8m宽操作口和操作通道内腔相连通，操作通道内腔右端口由外炉门5密封。

热风炉加工装配顺序是：卷板冷加工出炉顶1、炉腹2、操作通道和外炉门5四个部件的金属壳体；在炉腹2侧壁面加工出操作口；加工出炉条3，再在炉腹2内腔固定炉条3。在炉顶1内壁面、炉腹2中上部内壁面和操作通道内壁面上均匀焊接V字形金属钉，金属钉深20mm～30mm；在金属钉区域均匀浇铸磷酸铝耐火材料；燃用少量木柴，将耐火内衬内自由水和化合水缓慢析出，防止耐火内衬脱落、熔融下滑或高温胀裂而缩短使用寿命；炉腹2中下部内壁贴腹耐火砖。炉顶1底端面圆周和炉腹2顶端面圆周满焊连接，炉腹2操作口和操作通道左端口满焊连接。

使用密集烤烟反烧热风炉时，先清空炉条3上方灰渣，后取出内炉门4,清空炉条3下方灰渣，放回安置好内炉门4。操作工呈稍蹬或稍弯腰姿势从操作通道进入炉腹2内腔炉条3之上，蜂窝煤球从炉外递入。在炉腹2内腔堆置蜂窝煤球时力求孔对孔，煤球与煤球之间的大空隙以碎煤块塞满。以堆放外径110mm高75mm家用本地无烟煤蜂窝煤为例，每层能堆放煤球53～65个，堆放15～17层，堆煤区能置放850～1050个煤球，能满足密集烤烟6～7天烘烤连续燃烧供热需要。堆至最高层时空出操作口边缘1～2个煤球，将正燃烧的1～2块烟煤从最高层空缺处塞入最高层顶面中心。操作工退出操作通道后，将外炉门5塞进操作通道右端口，密封操作通道右端口并压紧固定外炉门5。设置温控器温湿度时间参数并使其启动运行，启动和静压区联通的并由温控器控制的风机，风机将空气送入静压区，空气在煤床中呈活塞流状全部向上流动，燃烧面缓慢地从炉腹2顶部移动到炉条3顶面，长时间明火反燃稳定供热，即可紧贴烘烤工艺曲线向上升温至68℃，直至烘烤结束，安全稳定运行6～7天，完成变黄期、定色期和干茎期燃烧供热任务。整个烘烤过程不打开外炉门5,无外炉门5敞开存在的高温辐射热损失和炉温短时间降低问题。清灰时先铲出堆煤区灰渣，后取出内炉门4铲出静压区灰渣，最后放回并安置内炉门4。

特殊情况装煤不够需在干茎期添加少量煤球时，炉腹2内腔和操作通道温度高而不便清灰渣，此时可以不清灰在灰渣层上方直接添加煤球，从辅助通风口51通入空气，炉腹2内腔进行短时间的暗火正烧供热生产热风，此时要注意在风机不运行时因高温炉气外泄而烧损风机问题。一次性装煤量至少能渡过烟叶烘烤三阶段中变黄期和定色期，不足煤球只能在干茎期添加，因为变黄期和定色期对恒温要求高，打开外炉门5添加煤球会导致短时间的炉温降低问题。炉腹2内腔圆弧以外的操作通道内腔不堆置煤球，避免大火燃至操作通道，加大对外炉门5的高温辐射腐蚀及热损失。

根据烤烟房装入烟叶总量及水分含量，粗略估计出完成烘烤任务所需的煤球总量。在所需蜂窝煤球总量小于堆煤区蜂窝煤球总装载量时，煤球通过操作通道及操作口一次性全部装入堆煤区，煤床顶面呈平面状。煤床顶面中心塞入正燃烧着的1～2块烟煤，然后烟煤缓慢引燃周围的无烟煤球。烟煤灰尘含量低，燃后灰渣极少，煤球气流通道堵塞概率低，能保持空气自集灰区向上穿过炉条3到燃烧区的流动畅通。烟煤热值高、挥发分多，燃烧温度高，可以稳妥地点燃高着火点精选无烟煤(如朝鲜精选无烟煤)，提高点火引燃成功率。燃用灰分含量高达50％的本地生活用煤球时，可改用1～2小块正燃烧着的无烟煤球点火引燃。

使用发明时，装烟房不变，热风室尺寸1.4m×1.4m不变，温控器及控制线路不变，助燃风机和循环风机规格不变，只需更换热风炉及换热器即可。

发明结构特征、技术特征及带来的技术效果详细描述如下：

发明具有“高且大的立式炉内腔”结构特征。烤烟热风炉炉内腔高大、炉内腔容积大，炉膛容积有效利用率高，则能装更多的蜂窝煤球，从而可以减少烘烤供热过程中途添加煤次数，减轻操作工劳动强度。散煤炉按多次加煤原则设计，炉内腔空间小，烘烤2.5吨中部烟叶中途加煤次数高达20多次。如附图6所示，隧道炉炉膛长1.4m、0.73m宽、0.9m高,炉膛容积有效利用率只有80％左右，可以装入外径110mm高75mm家用本地无烟煤蜂窝煤800～1000个，理论上能满足一次性装煤需要。实际上由于隧道炉运行过程中出现的炉体蓄热多，炉门辐射散热损失大，烟气CO排放多，热效率低，耗煤量大，800～1000个煤球往往不能满足烘烤需要，就是晴天一房中部叶烘烤5～6天，中间也要加煤1～3次之多，难以实现一次性装煤目标，更不用说雨天及上部叶烘烤时中途需要添加煤球次数。发明炉腹2内腔高度1.2m～1.5m、内径0.9m～1.1m，炉膛容积有效利用率达到100％，可以装入外径110mm高75mm家用本地无烟煤蜂窝煤850～1050个，能满足一次性装煤需要。发明一次性装煤量略超过隧道炉装煤量，且热效率高出隧道炉25％，一次性装煤自然能保持更长的燃烧供热时间。装烟略超过2.5吨、雨天采摘或上部烟叶条件下使用发明，无须中途清灰加煤，做到一次性装煤完成6～7天烘烤燃烧供热任务。

发明具有“立式炉内腔，高的炉内腔，装煤通道和清灰通道合二为一，操作通道高度高，高的外炉门5”等结构特征。散煤炉有专用的加煤通道和清灰通道，加煤通道和清灰通道之间有一金属板隔开。两个通道长度和宽度尺寸都很小，操作工在炉外用铁铲站在炉外多次小心抛送散煤和取灰。如附图6所示，隧道炉堆煤区、集灰区、装煤通道内腔、清灰通道内腔合一，无炉条，炉门只有560mm高，操作工只能触地爬行进入炉内腔，然后以全蹬姿势退行堆置煤球，再者宽度小、空间小，高度矮、空气流动不畅，出现一定程度憋闷感，装煤操作不舒适，难于满足孔对孔、同排两邻煤球之间无缝隙要求。发明直立式炉膛，堆煤区在集灰区之上，去掉了通往堆煤区的装煤通道和通往集灰区的清灰通道之间公共壁板，实现了装煤通道和清灰通道合并成操作通道，操作通道内腔高度和外炉门5高度高达1.2m～1.5m，操作工可以呈稍蹬或稍弯腰姿势进出炉内腔，加上炉内膛高大，空气流动顺畅，不会出现憋闷感，操作工在炉内腔里运转自如，实现舒适装煤，孔对孔且小煤球间隙等堆煤要求易以满足。

发明具有“矮的内炉门4”结构特征。散煤炉和隧道炉没有内炉门。发明内炉门4高度只有0.2m～0.35m，内炉门4和炉腹2侧壁一起，围成封闭性良好的静压区，切断空气旁通流至操作通道的通道。内炉门4顶面延伸至炉腹2顶端面，可以进一步阻止煤床内空气水平旁通流至操作通道，但是需要承受煤燃烧高温作用，即增加耐火保温设计，此时内炉门4高达1.2m～1.5m且笨重，装煤清灰时内炉门4取出放回定位等操作难度增加。另外，煤床内水平旁通至操作通道的空气量少，不足以明显降低炉温调控性能。发明内炉门4高度为0.2m～0.35m，可以用普通红砖或粘土砖来替代内炉门4，做到低成本，另外取出放回操作轻便，又不失良好的炉温调控性能。

发明具有“封闭式静压区”结构特征。散煤炉集灰区为静压区，鼓风机送入的空气全部流入燃烧区，封闭性能良好。如附图6所示，隧道炉静压区呈敞开式结构。隧道炉堆煤至进口端炉门时空出2～3层煤球空出的区域即为静压区，由于炉膛堆煤至到0.6m高，炉顶内壁面至煤床顶面之间约130mm的高度空间便成了空气旁通快速流至排烟口的通道，即静压区顶面是敞开的。发明炉条3以下的炉腹2内腔为静压区。由于内炉门4侧面和操作口侧面无缝隙连接，内炉门4底面和炉腹2底板无缝隙连接，炉腹2侧壁、底板和内炉门4围成静压区，静压区风机鼓入的空气通过炉条3全部向上流进煤床，即静压区封闭性能良好。

发明结构特征“高且大的立式炉内腔”能保证一次性装煤，满足当今农村劳动力市场需要。结构特征“高且大的立式炉腔、装煤通道和清灰通道合二为一、操作通道高度高、高的外炉门5”能保证装煤清灰操作舒适，做到烟叶烘烤以人为本。结构特征“立式炉腔、矮的内炉门4、封闭式静压区”是“炉内流动传热燃烧过程科学合理”的前提条件。

“直立式炉内腔、静压区封闭”结构特征和“从煤床顶面中心点火引燃”操作方法导致的技术特征是“明火反烧”。散煤炉和隧道炉基于“暗火正烧”原理燃烧供热。如附图6所示，隧道炉从煤床下游点火引燃，风机驱动空气向煤床斜上方方向流动，燃烧面向煤床斜上方方向移动，符合暗火正烧原理，处于燃烧面斜上方的煤床受到高温烘烤，干馏气、挥发分连同高温CO₂气体接触高温焦炭被还原生成的CO气体一起，向煤床上游方向流动离开煤床，最终经排烟口散失，热效率低至50％左右。更为重要的是，排出的CO气流具有内热能，燃烧放热量减少，燃烧放热量达不到最大，烟气CO含量不稳定直接导致燃烧放热量和参与燃烧反应的空气流量不成正比，加大了用空气流量自动调控炉温过程的难度。发明由风机驱动的空气进入静压区，静压区侧壁和底板无泄漏，空气全部穿过炉条3自下向上在煤床中均匀流动。全部空气以活塞流方式流过煤床，从煤床顶面中心开始点火引燃，燃烧面自上向下缓慢移动，燃烧面移动方向和空气流动方向相反，实现明火反烧过程。在高温燃烧面向下流动过程中不断地预热与之接触的底层煤球和空气，煤球预热时形成的干馏气进入燃烧面发生完全燃烧反应，离开燃烧面的高温CO₂气体向上流动时没有高温焦炭与之接触，即生成不了还原性气体CO,这样排烟CO₂气体含量高、CO气体含量极低，热效率提高到75％左右。这样，实现了燃烧供热过程节能低污染物排放，更为重要的是排烟无内热能损失，燃烧放热量达到最大，最大放热量和空气流量成正比，为用空气流量自动调控炉温过程创造了有利条件。一般地，明火反烧技术只是针对颗粒状或块状烟煤工业炉窑清洁燃烧目的使用，民用蜂窝煤燃烧装置燃用无烟煤，做成蜂窝煤球，且基于暗火正烧原理者居多，应用于基于明火反烧原理的无烟煤蜂窝煤砖燃烧装置及方法报导极其少见。

“立式炉内腔、封闭式静压区”结构特征和“明火反烧”技术特征导致的技术特征是“炉温可调可控”。热风炉燃烧放热多少正比于参与燃烧反应的空气流量大小。操作通道内腔滞留的空气能旁通流至排烟口，进而降低空气有效利用率、降低空气流量对燃烧放热量的调节功能。发明内炉门4两侧边和炉条3以下操作口两侧边无缝隙分别连接，内炉门4底面和炉腹2底板无缝隙连接，炉腹2侧壁底部和内炉门4围成静压区。封闭性良好的静压区使得全部空气在煤床中呈活塞流状向上流动，无空气经炉条3以下的操作口旁通至操作通道区域。尽管堆煤区煤床通过炉条3以上的操作口直接接触操作通道内腔，但空气在煤床穿行时，煤床气流通道和排烟口负压形成向上抽吸力、静压区静压形成向上流动驱动力和高温烟气密度形成向上浮升力使得煤床里的空气向上流动，水平方向流出煤床到操作通道区域的空气量可忽略。最终全部空气以活塞流方式穿过煤床，全部接触燃烧面燃烧并释放出全部热量，空气利用率达到100％，即风机鼓入的空气流量和燃烧面燃烧所消耗的空气流量相等成正比。煤球和煤球之间难以消除的大空隙会加大助燃空气短路影响，即部分空气直接从此空隙流至排烟口，最终降低风机开停对炉温的调控性能。显然，空气对燃烧放热的调控性能，取决于静压区封闭性和操作通道内腔空气滞留量，操作通道内腔空气滞留量又取决于煤球之间水平方向间隙大小、孔对孔程度和外炉门5密封性。煤床顶面在炉腹2顶端面上，煤球孔对孔且煤球之间无明显间隙，外炉门5能完全密封操作通道右端口，有利于维持风机开停对参与燃烧反应的空气流量调控过程。如附图6所示，隧道炉静压区靠近进口端炉门，静压区顶面不封闭，鼓风机鼓入静压区的大部分空气旁通至煤床顶面之上的气相空间并快速流向排烟口(排烟含氧浓度高达11％～12％)，剩余部分以布袋状射流方式流入煤床气隙空间。布袋状射流在煤床内对流扩散需要克服较大阻力，灰渣球阻挡助燃空气流至燃烧面、阻挡热烟气上浮流至炉顶气相空间，未燃煤球阻挡热烟气向前流动，最终参与燃烧的助燃空气量少，燃烧放热少，烟气CO含量高、内储热量多，进一步减少燃烧放热，综合表现出炉温升不上去，热风温度低于预设温度2℃～8℃。炉膛内燃烧消耗的只是空气中的一小部分，风机开停控制的空气流量与燃烧面消耗的空气流量不成正比，无疑加大了风机开停自动调控燃烧消耗的空气流量过程的难度。隧道炉风机送入的空气流量和流进煤床的空气流量不成正比，流进煤床的空气流量和燃烧放热量不成正比，使得风机开停对热风温度调控性能较差、不稳定不可靠。为减少炉温升不上去对烟叶烘烤质量影响，变黄期和定色期操作工勤看火成为烟叶烘烤基本管理任务之一。隧道炉风机常开也升不上炉温问题，易被误认为是燃煤热值低，通常是换用更高热值(5500kCal/kg～7000kCal/kg)无烟煤或烟煤，这样易出现炉膛内局部高温而烧裂炉顶拱砖，加大烟叶烘烤燃料成本、排放黑烟污染环境等问题。发明炉顶1、炉腹2和操作通道外壳为满焊连接成一体且无缝隙的金属壳体，金属壳体厚3mm～5mm，以确保热风炉内腔空间的密封性，无环境空气渗进炉膛，确保炉温的可调控性。隧道炉在用窄钢筋预制板替代金属壳体作炉侧壁护板时，炉壁易出现高温裂缝，渗入炉膛的空气流量不便控制，出现炉温失控甚至到68℃～70℃现象。发明金属壳体满焊连接成一体式结构，静压区封闭、立式炉膛、竖直式堆置煤球和从煤床顶面中心点火引燃等设计，使得风机送入的空气流量和流进煤床的空气流量成正比，流进煤床的空气流量和燃烧放热量成正比，从而保证风机开停对热风温度调控性能，能保证干烟叶质量，省去变黄期和定色期操作工勤看火工作。

“明火反烧”技术特征导致的技术特征是“高温隔离”。如附图6所示，隧道炉炉门内侧即为高温燃烧区，静压区和高温燃烧区重合为一，在风机暂时停止送风时高温燃烧区高温炉气能通过通风口及吹火筒反向吹向风机，加上风机受到炉门高温辐射作用，导致风机机壳温度升高至200℃～250℃，出现风机静压下降，空气流量变小，甚至直接被烧毁，助燃风机成为隧道炉更换频率最高、消耗最多部件之一。按一年烘烤2个月计算，更换台数在1～4台。为减少助燃风机更换费用，操作工勤看风机成为烟叶烘烤基本管理任务之一。发明基于明火反烧原理，燃烧面位于接近于炉顶1的煤床顶部区域，燃烧面和静压区之间有一定高度的煤床相隔，加上高温炉气自然上升流动，使得和风机相连通的静压区空间始终处于低温状态，无高温炉气滞留倒流烧毁风机现象出现，无须操作工勤监视助燃风机，彻底解决了隧道炉存在的风机运行不安全性问题。

发明技术特征“明火反烧”是节能、减排、安全、自控运行的前提条件。发明技术特征“高温隔离”是“明火反烧”的必然结果。技术特征“炉温可调可控”是烟叶烘烤保质保量的关键，是发明得以推广应用的关键。

上述结构特征和技术特征带来的有效综合效果是热风炉节能环保安全性能得到大幅度提高。发明一次性装煤清灰,烘烤中途不打开外炉门5，装煤卸灰操作舒适；节煤，烟气CO排放超低，降低了烟叶烘烤热风炉对燃煤高热值要求；能紧贴烘烤工艺曲线燃烧供热生成热风，无炉温失控和炉温升不上去等问题；无高温炉气倒流烧损风机隐患。

燃用无烟煤蜂窝煤球的烟草加工调制行业、烟草种植加工基地及烟农合作社密集烤烟和散叶烘烤燃烧供热装置、热风室和热风炉，都可使用发明。

烟叶烘烤实践显示：一次性装煤清灰，装煤舒适，清灰简便；点火引燃简易；排烟温度<80℃，烟气CO排放降低75％，燃煤热值节约25％以上；风机开停对热风温度调控性能良好，能紧贴烘烤工艺曲线生成热风，无掉温超温现象发生；无高温炉气外泄，风机温度始终低于38℃，无高温烧损故障；省工省时降成本；干烟叶品质好，无内质损耗，能燃用灰分含量高达50％、热值低至3000kCal/kg～4000kCal/kg的本地生活用无烟煤蜂窝煤球，燃用灰分10％～12％、挥发分4％～8％、热值5500kCal/kg～7000kCal/kg的精选无烟煤蜂窝煤球，蜂窝煤球成型不用粘土等无机类粘接剂时，节能减排安全舒适性能更加突出。

Claims (5)

1.密集烤烟反烧热风炉，包括炉顶、炉腹、炉条、内炉门和外炉门，炉顶呈圆台筒状，炉顶底端面圆周和炉腹顶端面圆周满焊连接，炉腹内腔呈正立圆桶状，炉腹内腔离底板200mm～350mm高度处水平固定炉条,炉条上方为堆煤区、下方为静压区，炉条上方炉腹内壁贴敷高度为300mm～500mm、厚度为30mm～50mm的耐火砖层，其特征在于：炉腹侧壁开设一个操作口，操作口高度和炉腹侧壁高度相等、宽度0.6m～0.8m，操作口两侧边均垂直于炉腹底板，炉条以下操作口边缘与内炉门无缝隙连接，内炉门高度和静压区高度相等、宽度和操作口宽度相等，炉腹内腔通过操作口和呈方筒状且倒置的操作通道相连通，操作通道左端口和操作口重合且满焊连接，操作通道右端口由外炉门密封，外炉门中下部中心水平设置辅助通风口。

2.如权利要求1所述密集烤烟反烧热风炉，其特征在于：所述的炉顶高度为100mm～200mm。

3.如权利要求1所述密集烤烟反烧热风炉，其特征在于：所述的炉腹高度为1.2m～1.5m，内径为0.9m～1.1m。

4.如权利要求1所述密集烤烟反烧热风炉，其特征在于：所述的辅助通风口内径为40mm～60mm。

5.如权利要求1所述的密集烤烟反烧热风炉的使用方法，其特征在于：将内炉门安装定位后装煤，堆煤区堆满煤球后取出煤床顶层操作口边缘1～2个煤球，将正燃烧的1～2块烟煤从此处塞入煤床顶面中心，紧闭固定外炉门，温控器调控助燃风机开停，进入静压区的全部空气以活塞流方式向上流入煤床，和燃烧面接触后发生完全燃烧反应释放出全部热量，以明火反烧方式完成6～7天稳定燃烧供热过程，需要中途添加煤时不清灰直接加煤，空气从辅助通风口通入，以暗火正烧方式短时间稳定燃烧供热，清灰时依次铲出堆煤区和静压区灰渣。