CN106839748B - 一种双换热室粮食烘干热风炉 - Google Patents

一种双换热室粮食烘干热风炉 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种双换热室粮食烘干热风炉，包括圆柱形炉体和燃烧室，其特征在于：炉体内设置第一换热室和第二换热室，第一换热室设置在燃烧室上部，第二换热室设置在炉体外围，热风炉采用旋转炉排，燃烧室顶部设置辐射拱和回流拱，在燃烧室外墙和第二换热室之间设置预热夹套，燃烧室设有热电偶，并配置二次风管。本发明相比现有技术具有以下优点：自动化程度，进料均匀，热风炉热风输出功率波动小；辐射拱配合二次风管和弧形回流拱，可以增加烟气在燃烧室内的停留时间，燃料燃烧效率高，减少烟尘热蒸腾作用，提高了换热器的换热效率和可靠性；通过设置两个换热室，可采用不同材料的换热管，热风炉结构紧凑，换热效率高，成本低。

Description

一种双换热室粮食烘干热风炉
技术领域
本发明涉及粮食干燥技术领域，尤其涉及的是一种双换热室粮食烘干热风炉。
背景技术
随着我国粮食从粗犷的散户经营向粮食集约化经营管理方式的转化，以往采用人工晾晒的方式去除粮食水分以保持粮食水分在安全储存水分以下的方法已经很难满足粮食干燥的要求。粮食烘干热风炉能为粮食烘干提供热风，是粮食烘干设备中最重要的设备，粮食烘干热风炉的性能水平直接关乎粮食烘干品质的好坏。因此，研究设计自动化程度高、高效环保的粮食烘干热风炉具有广阔的应用前景和深远的社会意义。
随着对粮食品质的要求，粮食烘干热风炉通过换热器将燃料燃烧产生的热烟气和洁净空气进行换热，产生的洁净热空气进行粮食烘干。传统的粮食烘干热风炉多以手烧炉居多，而手烧炉本身的结构特点导致了粮食烘干热风炉自动化程度较低，输出热风温度波动大，直接导致粮食烘干效率低下。除此之外，多数粮食烘干热风炉没有燃烧室温度检测系统，导致燃烧室温度较高，降低了炉体的寿命和换热器的寿命，增加了热风炉维护的成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种双换热室粮食烘干热风炉。
本发明是通过以下技术方案实现的：一种双换热室粮食烘干热风炉，包括炉体和燃烧室，其特征在于：燃烧室设置在炉体内部，燃烧室的外侧设置有预热夹套，预热夹套紧贴燃烧室的侧壁设置，由炉体底部一直延伸至炉体顶部，预热夹套的高度大于燃烧室的高度，在燃烧室上方形成由预热夹套和炉体顶壁围合形成的第一换热室，在预热夹套外，有预热夹套、炉体侧壁和炉体顶壁围合形成第二换热室；预热夹套是空心的结构，在第一换热室内设置有空气换热管，空气换热管由预热夹套的内壁指向第一换热室的内腔伸出，其末端横穿第一换热室最终贯穿预热夹套与第二换热室的内腔连通；在第二换热室内设置有烟气换热管，烟气管热管由第一换热室的内腔向第二换热室伸出，贯穿预热夹套后伸向第二换热室的内腔，最终与烟气出口连接。
作为对上述方案的进一步改进，在炉体的底部设置有烟气室，烟气室上设置烟气出口，烟气换热管由第一换热室伸出后向下一直延伸与烟气室连通。
作为对上述方案的进一步改进，在烟气室上方的炉体侧壁上设置空气出口。
作为对上述方案的进一步改进，空气进口设置在预热夹套的底部。
作为对上述方案的进一步改进，在燃烧室的内设置有辐射拱，辐射拱设置在燃烧室的炉排上方，由燃烧室的侧壁向燃烧室中央倾斜向下延伸，倾斜的角度为10°～45°。
作为对上述方案的进一步改进，在燃烧室内还设置有回流拱，回流拱设置在燃烧室顶部，回流拱的纵向截面呈弧形，由燃烧室的侧壁向燃烧室中央水平伸出后向下弯曲形成。
作为对上述方案的进一步改进，炉体和燃烧室均呈圆柱体形状设置，燃烧室内的炉排选择旋转炉排，在炉体上设置有进料仓和螺旋进料器，螺旋进料器与燃烧室内腔连通，在与进料仓相对一侧的炉体上设置有清灰孔。
作为对上述方案的进一步改进，还包括有热电偶，热电偶穿过第二换热室、预热夹套和燃烧室的侧壁伸入燃烧室内腔中，在热电偶的下方还设置有二次进风管，二次进风管由炉壁向内倾斜向下布置，其倾斜角度为25°～45°，二次进风管和燃烧室的侧壁内圆相切。
作为对上述方案的进一步改进，第一换热室顶部的炉体顶壁做可以拆卸设置
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明采用旋转炉排和螺旋进料机构，能在很大程度上提高热风炉的自动化程度，进料均匀，热风炉热风输出功率波动小；通过在旋转炉排上设置有辐射拱，能通过热辐射预热、加热燃料，提高燃料燃烧效率，配合二次风和弧形回流拱，可以增加烟气在燃烧室内的停留时间，燃料燃烧效率高，对燃料燃烧产生的烟气起到一次阻挡作用，减少烟尘热蒸腾作用，加之倾斜向下二次风和回流拱的作用，能够大大减少烟尘量，减少换热器上烟尘的积累，降低清灰频率，提高了换热器的换热效率和可靠性；通过设置两个换热室，可采用不同材料的换热管，热风炉结构紧凑，换热效率高，成本低。炉体顶部和底部可拆卸清灰装置，便于热风炉维护；通过设置热电偶测温系统，能够实时监测燃烧室温度，使燃烧室温度不会过高或过低，减少了高温对燃烧室以及换热器的热损伤，提高了热风炉的安全性和寿命。
附图说明
图1是本发明的结构半剖示意图。
图2是本发明结构全剖示意图。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
一种双换热室粮食烘干热风炉，包括炉体1和燃烧室2，其特征在于：燃烧室2设置在炉体1内部，燃烧室2的外侧设置有预热夹套5，预热夹套5紧贴燃烧室2的侧壁设置，由炉体1底部一直延伸至炉体1顶部，预热夹套5的高度大于燃烧室2的高度，在燃烧室2上方形成由预热夹套5和炉体1顶壁围合形成的第一换热室3，在预热夹套5外，有预热夹套5、炉体1侧壁和炉体1顶壁围合形成第二换热室4；预热夹套5是空心的结构，在第一换热室3内设置有空气换热管31，空气换热管31由预热夹套5的内壁指向第一换热室3的内腔伸出，其末端横穿第一换热室3最终贯穿预热夹套5与第二换热室4的内腔连通；在第二换热室4内设置有烟气换热管41，烟气管热管由第一换热室3的内腔向第二换热室4伸出，贯穿预热夹套5后伸向第二换热室4的内腔，最终与烟气出口连接。物料在燃烧室2内燃烧后，高温的烟气经由第一换热室3，与空气换热管31换热后进入烟气换热管41，在第二换热室4内在烟气换热管41内的烟气进一步与空气换热，最终由烟气出口排出；空气由预热夹套5底部进入夹套中，经过燃烧室2的外壁将通过燃烧室2侧壁散失的热量回收，再进入空气换热管31内与烟气进行换热，然后进入第二换热室4的内腔与烟气换热管41进一步换热最终由热风出口排出。
将燃烧室2直接设置于炉体1内部，能够使得所有燃烧产生的热量均能够得到换热利用，不会经由燃烧室2的侧壁直接散失，通过进一步设置预热夹套5有效回收利用热量，同时降低燃烧室2侧壁温度，防止烧穿节约耐火材料用量；由于气体的体积会随着温度剧烈变化，烟气在换热过程中温度降低，而空气在换热过程中温度逐渐升高，这样在等管径的通道内，烟气的流速会越来越慢，导致灰垢沉积阻塞管道，而空气的流速会越来越快，影响换热时间，使得出口温度无法得到大幅提高。通过第一换热室3和第二换热室4内设置烟气换热管41和空气换热管31，使烟气在第一换热室3内走壳程，在第二换热室4内走管程，空气在第一换热室3内走管程，在第二换热室4内走壳程，这样烟气在经过第一换热室3时其流速很低，烟尘能够得到很好的沉降，减少进入烟气换热管41的烟尘，而烟气一旦进入烟气换热管41，流速大幅提高，有效防止烟尘沉积结垢；空气进入第一换热室3时温度尚低，经过换热后体积迅速膨胀，进入第二换热室4的壳程，由于流通管径大幅增加，保持其较低的流速，在第二换热室4内与烟气换热管41进一步换热，提升出口空气的温度。
在炉体1的底部设置有烟气室13，烟气室13上设置烟气出口，烟气换热管41由第一换热室3伸出后向下一直延伸与烟气室13连通。这样设置烟气换热管41能走尽量长的路径穿过第二换热室4，延长换热时间，是热量利用效率提高。
在烟气室13上方的炉体1侧壁上设置空气出口12。如此设置在第二换热管内冷热介质顺流换热，热空气经过壳程由底部排出，不会形成换热死区，保证能量的高效利用。
空气进口设置在预热夹套5的底部。冷空气由底部进入预热夹套5，气相稳定向上流动能够有效带走燃烧室2侧壁的热量，有效避免燃烧室2侧壁烧穿，降低耐热材料的使用量从而降低成本。
在燃烧室2的内设置有辐射拱21，辐射拱21设置在燃烧室2的炉排上方，由燃烧室2的侧壁向燃烧室2中央倾斜向下延伸，倾斜的角度为10°～45°。辐射拱21的倾斜布置，可以增加燃料燃烧的氧分压，促进燃料稳定燃烧，亦可减少烟尘的蒸腾，降低烟尘量。
在燃烧室2内还设置有回流拱22，回流拱22设置在燃烧室2顶部，回流拱22的纵向截面呈弧形，由燃烧室2的侧壁向燃烧室2中央水平伸出后向下弯曲形成。在燃烧室2顶部设置弧形的回流拱，可以增加烟气在燃烧室2内的停留时间，促进烟气回流，一方面使挥发分充分燃烧，另一方面在烟气回流过程中，可以使烟气中的烟尘得到回落，减少烟气中的含尘量。
炉体1和燃烧室2均呈圆柱体形状设置，燃烧室2内的炉排选择旋转炉排23，在炉体1上设置有进料仓14和螺旋进料器15，螺旋进料器15与燃烧室2内腔连通，在与进料仓14相对一侧的炉体1上设置有清灰孔11。圆柱形炉体1采用螺旋进料器15进料，结合旋转炉排23，以保持较高的机械化程度和燃烧室2燃烧工况的稳定性，在进料仓14对面，设置的清灰孔11可以清楚燃烧室2内的积灰，同时也可以可以观察燃烧室2内燃烧情况。
还包括有热电偶6，热电偶6穿过第二换热室4、预热夹套5和燃烧室2的侧壁伸入燃烧室2内腔中，在热电偶6的下方还设置有二次进风管7，二次进风管7由炉壁向内倾斜向下布置，其倾斜角度为25°～45°，二次进风管7和燃烧室2的侧壁内圆相切。温度是影响炉墙和换热管寿命的重要因素，温度过高，一方面使炉墙和换热管热损坏，影响热风炉的寿命，另一方面也增加的烟尘的粘结力，使换热管容易结灰，影响换热效率；通过在燃烧室2设置热电偶6，可以实时显示燃烧室2温度，且温度高时可以报警，提醒作业人员，提升了热风炉的安全性和寿命；二次风管的设置，一方面使燃烧室2烟气流畅沿炉壁旋流，便于烟气进入回流拱回流，另一方面当燃烧室2温度过高时，可以通过增大二次风管进风速率的方式，降低燃烧室2温度，保障热风炉安全运行。二次风管的设置，一方面使燃烧室2烟气流畅沿炉壁旋流，便于烟气进入回流拱22回流，另一方面当燃烧室2温度过高时，可以通过增大二次风管进风速率的方式，降低燃烧室2温度，保障热风炉安全运行。
第一换热室3顶部的炉体1顶壁做可以拆卸设置。这样可以方便对积灰的清除，保证良好的换热效果。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种双换热室粮食烘干热风炉，包括炉体和燃烧室，其特征在于：所述燃烧室设置在炉体内部，所述燃烧室的外侧设置有预热夹套，所述预热夹套紧贴燃烧室的侧壁设置，由炉体底部一直延伸至炉体顶部，所述预热夹套的高度大于燃烧室的高度，在燃烧室上方形成由预热夹套和炉体顶壁围合形成的第一换热室，在预热夹套外，有预热夹套、炉体侧壁和炉体顶壁围合形成第二换热室；所述预热夹套是空心的结构，在第一换热室内设置有空气换热管，所述空气换热管由预热夹套的内壁指向第一换热室的内腔伸出，其末端横穿第一换热室最终贯穿预热夹套与第二换热室的内腔连通；在第二换热室内设置有烟气换热管，所述烟气管热管由第一换热室的内腔向第二换热室伸出，贯穿预热夹套后伸向第二换热室的内腔，最终与烟气出口连接。
2.如权利要求1所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：在炉体的底部设置有烟气室，烟气室上设置烟气出口，所述烟气换热管由第一换热室伸出后向下一直延伸与烟气室连通。
3.如权利要求2所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：在烟气室上方的炉体侧壁上设置空气出口。
4.如权利要求3所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：空气进口设置在预热夹套的底部。
5.如权利要求4所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：在燃烧室的内设置有辐射拱，所述辐射拱设置在燃烧室的炉排上方，由燃烧室的侧壁向燃烧室中央倾斜向下延伸，倾斜的角度为10°～45°。
6.如权利要求5所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：在燃烧室内还设置有回流拱，所述回流拱设置在燃烧室顶部，所述回流拱的纵向截面呈弧形，由燃烧室的侧壁向燃烧室中央水平伸出后向下弯曲形成。
7.如权利要求6所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：所述炉体和燃烧室均呈圆柱体形状设置，燃烧室内的炉排选择旋转炉排，在炉体上设置有进料仓和螺旋进料器，所述螺旋进料器与燃烧室内腔连通，在与进料仓相对一侧的炉体上设置有清灰孔。
8.如权利要求7所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：还包括有热电偶，所述热电偶穿过第二换热室、预热夹套和燃烧室的侧壁伸入燃烧室内腔中，在热电偶的下方还设置有二次进风管，所述二次进风管由炉壁向内倾斜向下布置，其倾斜角度为25°～45°，所述二次进风管和燃烧室的侧壁内圆相切。
9.如权利要求8所述一种双换热室粮食烘干热风炉，其特征在于：所述第一换热室顶部的炉体顶壁做可以拆卸设置。
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