CN110269270A - 一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架和安装在设备框架内部顶端的料斗，所述料斗的下料口处安装有送料通道，送料通道内部卡设大小绞龙板传动轴承，所述大小绞龙板传动轴承的头部连接有进料动力电机，所述进料动力电机固定在设备框架内部底端，所述大小绞龙板传动轴承的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架右侧面底端的开孔内；本装置采用大小双绞龙保证了生物质颗粒的完整性，点火棒和拨火棒在风室中吹风降温，延长了设备的使用年限；水平出风和垂直出风不仅保证了热量的有效传递也使得生物质颗粒可以充分燃烧。

Description

一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉

技术领域

本发明涉及烤烟设备技术领域，具体为一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉。

背景技术

虽然密集烤房较以往普通烤房在装烟容量和烘烤性能等方面得到明显的提升，但是提供热源的燃料，仍然采用传统上以燃煤为主的“一房一炉、单炉单烤”供热，所占比超过95%。燃料的供热普遍采用直接燃烧的方式，即人工把煤炭添加到供热设备的炉膛内引燃，助燃空气从炉蓖下方的炉体内进入，燃料的颗粒接触氧气后燃烧产生热量，然后经过散热管道向烤房加热室内散发热量，最后通过烟囱排放到外界环境中。于是，烟叶在密集烤房内烘烤的过程中，燃料燃烧产生的CO、NO、NO₂、SO₂和粉尘等经烟囱排入大气中，会造成环境污染。国家烟草专卖局尽量提倡使用清洁能源供热代替燃煤烤烟供热，尤其力推φ0.8~1.0cm生物质成型颗粒燃料。

然而，这种在我国沿用上百年的烧煤烤烟烘烤模式，一直以来占主导地位。截止到2017年底，全国烤烟的密集烤房保有量达到94.80万座。与此同时，为了适应现代烟草农业对规模化种植和专业化烘烤的管理要求，各地加强了单座密集烤房之间的联体和群体建设，包含在10座、50座甚至200座以上的单个密集烤房群体数量占烤房总量的79.62%，密集烤房群体集中建设和工厂化管理操作已经成为我国烤烟烘烤的主题，大部分密集烤房的供热设备正在使用中。

因此，针对现有燃煤供热设备的标准炉膛和散热结构，有必要设计一种生物质燃料的整体炉膛对接炉膛，代替燃煤供热烤烟，完成现有烘烤方式的升级换代。

现有设备存在以下缺点：

一、现有设备多采用单螺旋绞龙，绞龙在送料过程中容易挤压生物质颗粒，造成生物质颗粒破碎；

二、除渣杆、点火器未做隔温处理，长时间使用后，除渣杆和点火器在高温烘烤下，容易变形，降低设备的使用年限；

出风方式设置不合理，容易造成火焰在燃烧室内环绕，不易将热量向外传递。

发明内容

本发明的目的在于提供一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，为解决传统烤烟燃煤出现污染空气的问题，在现有国家烟草专卖局规范的燃煤炉膛未达到使用年限仍可利用的情况，利用现有成熟的技术，根据生物质固体燃料的燃烧特点，一种对接的配套设施，保证烟叶能够正常烘烤的前提下，利用生物质成型颗粒燃料直接替代燃煤燃烧供热，达到节能减排和烘烤用工的效果；本装置采用大小双绞龙保证了生物质颗粒的完整性，点火棒和拨火棒在风室中吹风降温，延长了设备的使用年限；水平出风和垂直出风不仅保证了热量的有效传递也使得生物质颗粒可以充分燃烧，解决了现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架和安装在设备框架内部顶端的料斗，所述料斗底部开设有下料口，料斗的下料口处安装有送料通道，送料通道内部卡设大小绞龙板传动轴承，所述大小绞龙板传动轴承的头部连接有进料动力电机，所述进料动力电机固定在设备框架内部底端，所述大小绞龙板传动轴承的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架右侧面底端的开孔内；

所述燃烧器包括由风室外隔和侧壁形成封闭空间的风室、安装在风室的头部U形燃烧炉，所述风室内壁安装有固定板，所述固定板中间位置开设拨火孔，拨火孔内安装拨火棒通道，拨火棒通道内放置拨火棒，拨火棒的头部伸至U形燃烧炉，拨火棒的尾部连接有交汇联动轴一侧，所述交汇联动轴另一侧设有连接螺帽，连接螺帽套设在拨火螺纹传动轴的头部，所述拨火螺纹传动轴的尾部连接有点火伸缩电机，所述点火伸缩电机固定设置在设备框架内部底端；拨火螺纹传动轴转动靠螺纹驱动交汇联动轴使得拨火棒拨火棒通道内滑动，带动拨火棒在拨火孔内最往复伸出或者缩回运动；在所述固定板中心位置上侧开设有点火孔；所述点火孔内卡设滑动管道，滑动管道内设置点火棒，所述点火棒的头部伸至U形燃烧炉，所述点火棒的尾部连接有点火螺纹传动轴的头部，点火螺纹传动轴尾部通过螺纹的套管固定连接有拨火伸缩电机，拨火伸缩电机转动通过螺纹驱动螺纹传动轴进而带动点火棒在滑动管道内做最往复伸出或者缩回运动；所述风室尾部的侧面开设助燃空气进口，所述助燃空气进口内卡设送风软管的一端，所述送风软管的另一端连接有鼓风机的出风口，所述鼓风机放置于地面；

所述U形燃烧炉安装在风室的头部，且U形燃烧炉为顶板和底板双层结构，顶板和底板之间构成下分风室，顶板表面开设多个水平出风孔；所述U形燃烧炉内置于标准燃煤炉膛的加煤口，所述标准燃煤炉膛顶部安装有标准散热器。

进一步的，所述设备框架为长方体状，其六个面分别为上表面、底面、前表面、后表面、左侧面、右侧面，所述设备框架前表面一侧铰接维修门，所述设备框架底面四角处焊接四个支脚。

进一步的，所述料斗与送料通道之间安装有接料U型板。

进一步的，所述固定板上安装有红外传感器。

进一步的，所述拨火棒为四根，且边侧两根长度较中间两根长度长。

进一步的，所述风室尾部端口外围安装外密封板，所述外密封板设置在设备框架右侧面底部开孔的外侧。

进一步的，所述风室外隔安装在风室与U形燃烧炉之间。

进一步的，风室外隔为形状与U形燃烧炉对应的隔离板，且风室外隔的顶端的中间位置开设燃料出口，燃料出口内放置大小绞龙板传动轴承的尾部；所述燃料出口的下侧开设有垂直出气孔，所述垂直出气孔的下侧开设有点火棒出口，所述点火棒出口内放置点火棒的头部；所述点火棒出口下侧开设拨火棒出口，所述拨火棒出口内放置拨火棒的头部。

进一步的，以每座燃煤密集烤房装烟量5000 kg烤房为例计算其需进料量，已知参数：烤房综合热效率45％；鲜烟叶含水量85％；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度极端值1.7％/h；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度约极端值0.1％/h；烘烤过程烟叶水分汽化耗热量671 kcal/kg×4.18＝2579 kJ/kg。当前φ0.8~1.0 cm生物质成型颗粒燃料的燃烧值为16743 kJ/kg，代入公式计算：

Q_MAX＝5000 kg×85％×1.7％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝24.73 kg/h；

Q_MIN＝5000 kg×85％×0.1％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝1.45 kg/h；

在Q_MIN~Q_MAX之间进料动力电机设置五个档位分别为1.45 kg/h；7.27 kg/h；13.09 kg/h；18.91 kg/h；24.73 kg/h，大小绞龙板传动轴承为30 g/圈，大小绞龙板传动轴承对应设置五个档位的转速分别是：一档位48.3圈/h；二挡位242.3圈/h；三挡位436.3圈/h；四档位630圈/h；无档位824.3圈/h。

进一步的，已知常数：C是12 mol/100g，H是1.008 mol/100g，N是14 mol/100g，S是32 mol/100g，通过计算的出常见生物质成型颗粒燃料的标准分子式为：C₁H_1.3034S_0.0222O_0.0014；

建立燃烧方程式的假定：

1. 空气组成：20.9%O₂和79.1%N₂，两者体积为：N₂/O₂=3.78；

2. 燃料中固定氧可用于燃烧；

3. 燃料中硫主要被氧化为SO₂；

4. 生成量太少，不考虑NO _x 的生成；

5. 燃料中的N在燃烧时转化为N₂；

6. 燃料的化学式为C _x H _y S _z O _w ；

7. 通常指温度为0℃ 和压强为101.325 kPa；

C _x H _y S _z O _w +(x+y/4+z-w/2)O ₂ +3.78(x+y/4+z-w/2)N ₂ =xCO ₂ +y/2H ₂ O+zSO ₂ +3.78(x+y/4+z- w/2)N ₂ +Q _放热。

得出生物质燃烧的理论空气量：

22.4×4.78(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+ 16w)=10.28 m³/kg。

过剩空气校正：

理论需氧量=0.264N_2P–O_2P，空气过剩系数a=1–O_2P/(0.264N_2P–O_2P)；

假如燃烧过程中产生CO，过剩氧量必须加以校正：O_2P–0.5CO_P；

a=1+(O_2P–0.5CO_P)/[0.264N_2P–(O_2P–0.5CO_P)]；

最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制尽量为12.58 m³/kg；

将鼓风机设置五个档位，一档位18.24 m³/h；二挡位91.46 m³/h；三档位164.67 m³/h；四档位237.89 m³/h；五档位311.10 m³/h，鼓风机的工作频率和使用档位数与进料动力电机同步。

进一步的，送料动力电机每转500圈拨火棒伸缩一次，拨火棒半长度伸缩和全长度伸缩间交替，且拨火棒在本装置每次启动时全长度伸缩三次。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：配套于国家烟草专卖局418号文件标准炉膛散热器规格，置换没有到达使用年限的燃煤炉膛，通过特有水平和垂直分风装置能够促进生物质成型颗粒燃料的二次充分燃烧，提高燃料的利用效率。原有设施重复利用减少钢材的使用，降低了供热设备生产成本；利用成熟的机电和信息技术即可实现供热过程的智能控制；特有设计的拨火装置，通过设定实现其部件的伸缩步幅和频率，完成整个烘烤过程中炉膛内火焰管理，替代人工操作；本装置使用的是大小绞龙板传动轴承而非传统的单绞龙结构，有效的避免了生物质颗粒的挤压破碎，节约资源降低成本；本装置将点火棒和拨火棒设置在风室中，利用通过风室的风给点火棒和拨火棒降温，使得其不易受高温变形，延长了设备的使用时间；本装置通过垂直出风孔和水平出风孔的配合使用，不仅保证了生物质颗粒的完全燃烧，而且可避免火焰在炉膛里旋转回环，提高了热量的输出效率。

附图说明

图1为本发明一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉的整体结构示意图；

图2为本发明一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉的整体俯视图；

图3为本发明一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉的风室内部装置示意图。

图中标注说明：1.设备框架；2.料斗；3.维修门；4.送料通道；5.接料U型板；6.进料动力电机；7.拨火伸缩电机；8.点火伸缩电机；9.助燃空气进口；10.送风软管；11.鼓风机；12.标准散热器；13.标准燃煤炉膛；14.外密封板；15.风室；16.U形燃烧炉；17.加煤口；18.水平出风孔；19.大小绞龙板传动轴承；20.下料口；21.下分风室；22.垂直出风孔；23.拨火棒出口；24.点火棒出口；25.点火棒；26.拨火棒通道；27.拨火棒；28.交汇联动轴；29.拨火螺纹传动轴；30.点火螺纹传动轴；31.燃料出口；32.风室外隔；33.固定板；34.红外传感器。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

请参阅图1-3，实施例一，一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架1和安装在设备框架1内部顶端的料斗2，所述料斗2底部开设有下料口20，料斗2的下料口20处安装有送料通道4，送料通道4内部卡设大小绞龙板传动轴承19，所述大小绞龙板传动轴承19的头部连接有进料动力电机6，所述进料动力电机6固定在设备框架1内部底端，所述大小绞龙板传动轴承19的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架1右侧面底端的开孔内；

所述燃烧器包括由风室外隔32和侧壁形成封闭空间的风室15、安装在风室15的头部U形燃烧炉16，所述风室15内壁安装有固定板33，所述固定板33中间位置开设拨火孔，拨火孔内安装拨火棒通道26，拨火棒通道26内放置拨火棒27，拨火棒27的头部伸至U形燃烧炉16，拨火棒27的尾部连接有交汇联动轴28一侧，所述交汇联动轴28另一侧设有连接螺帽，连接螺帽套设在拨火螺纹传动轴29的头部，所述拨火螺纹传动轴29的尾部连接有点火伸缩电机8，所述点火伸缩电机8固定设置在设备框架1内部底端；拨火螺纹传动轴29转动靠螺纹驱动交汇联动轴28使得拨火棒27拨火棒通道26内滑动，带动拨火棒27在拨火孔内最往复伸出或者缩回运动；在所述固定板33中心位置上侧开设有点火孔；所述点火孔内卡设滑动管道，滑动管道内设置点火棒25，所述点火棒25的头部伸至U形燃烧炉16，所述点火棒25的尾部连接有点火螺纹传动轴30的头部，点火螺纹传动轴30尾部通过螺纹的套管固定连接有拨火伸缩电机7，拨火伸缩电机7转动通过螺纹驱动螺纹传动轴30进而带动点火棒25在滑动管道内做最往复伸出或者缩回运动；所述风室15尾部的侧面开设助燃空气进口9，所述助燃空气进口9内卡设送风软管10的一端，所述送风软管10的另一端连接有鼓风机11的出风口，所述鼓风机11放置于地面；

所述U形燃烧炉16安装在风室15的头部，且U形燃烧炉16为顶板和底板双层结构，顶板和底板之间构成下分风室21，顶板表面开设多个水平出风孔18；所述U形燃烧炉16内置于标准燃煤炉膛13的加煤口17，所述标准燃煤炉膛13顶部安装有标准散热器12。

实施例二，一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架1和安装在设备框架1内部顶端的料斗2，设备框架1为长方体状，其六个面分别为上表面、底面、前表面、后表面、左侧面、右侧面，所述设备框架1前表面一侧铰接维修门3，所述设备框架1底面四角处焊接四个支脚；所述料斗2底部开设有下料口20，所述料斗2的下料口20处安装有送料通道4，所述料斗2与送料通道4之间安装有接料U型板5，送料通道4内部卡设大小绞龙板传动轴承19，所述大小绞龙板传动轴承19的头部连接有进料动力电机6，所述进料动力电机6固定在设备框架1内部底端，所述大小绞龙板传动轴承19的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架1右侧面底端的开孔内；

所述燃烧器包括由风室外隔32和侧壁形成封闭空间的风室15、安装在风室15的头部U形燃烧炉16，所述风室15内壁安装有固定板33，所述固定板33中间位置开设拨火孔，拨火孔内安装拨火棒通道26，拨火棒通道26内放置拨火棒27，拨火棒27的头部伸至U形燃烧炉16，拨火棒27的尾部连接有交汇联动轴28一侧，所述交汇联动轴28另一侧设有连接螺帽，连接螺帽套设在拨火螺纹传动轴29的头部，所述拨火螺纹传动轴29的尾部连接有点火伸缩电机8，所述点火伸缩电机8固定设置在设备框架1内部底端；拨火螺纹传动轴29转动靠螺纹驱动交汇联动轴28使得拨火棒27拨火棒通道26内滑动，带动拨火棒27在拨火孔内最往复伸出或者缩回运动；在所述固定板33中心位置上侧开设有点火孔；所述点火孔内卡设滑动管道，滑动管道内设置点火棒25，所述点火棒25的头部伸至U形燃烧炉16，所述点火棒25的尾部连接有点火螺纹传动轴30的头部，点火螺纹传动轴30尾部通过螺纹的套管固定连接有拨火伸缩电机7，拨火伸缩电机7转动通过螺纹驱动螺纹传动轴30进而带动点火棒25在滑动管道内做最往复伸出或者缩回运动；所述风室15尾部的侧面开设助燃空气进口9，所述助燃空气进口9内卡设送风软管10的一端，所述送风软管10的另一端连接有鼓风机11的出风口，所述鼓风机11放置于地面；

所述风室15尾部端口外围安装外密封板14，所述外密封板14设置在设备框架1右侧面底部开孔的外侧；

所述U形燃烧炉16安装在风室15的头部，所述风室15与U形燃烧炉16之间安装有风室外隔32，风室外隔32为形状与U形燃烧炉16对应的隔离板，且风室外隔32的顶端的中间位置开设燃料出口31，燃料出口31内放置大小绞龙板传动轴承19的尾部；所述燃料出口31的下侧开设有垂直出气孔22，所述垂直出气孔22的下侧开设有点火棒出口24，所述点火棒出口24内放置点火棒25的头部；所述点火棒出口24下侧开设拨火棒出口23，所述拨火棒出口23内放置拨火棒27的头部；

所述U形燃烧炉16为顶板和底板双层结构，顶板和底板之间构成下分风室21，顶板表面开设多个水平出风孔18；所述U形燃烧炉16内置于标准燃煤炉膛13的加煤口17，所述标准燃煤炉膛13顶部安装有标准散热器12。

实施例三，一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架1和安装在设备框架1内部顶端的料斗2，所述料斗2的下料口20处安装有送料通道4，送料通道4内部卡设大小绞龙板传动轴承19，所述大小绞龙板传动轴承19的头部连接有进料动力电机6，

以每座燃煤密集烤房装烟量5000 kg烤房为例计算其需进料量，已知参数：烤房综合热效率45％；鲜烟叶含水量85％；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度极端值1.7％/h；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度约极端值0.1％/h；烘烤过程烟叶水分汽化耗热量671 kcal/kg×4.18＝2579 kJ/kg。当前φ0.8~1.0 cm生物质成型颗粒燃料的燃烧值为16743 kJ/kg，代入公式计算：

Q_MAX＝5000 kg×85％×1.7％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝24.73 kg/h；

Q_MIN＝5000 kg×85％×0.1％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝1.45 kg/h；

在Q_MIN~Q_MAX之间进料动力电机6设置五个档位分别为1.45 kg/h；7.27 kg/h；13.09 kg/h；18.91 kg/h；24.73 kg/h，大小绞龙板传动轴承19为30 g/圈，大小绞龙板传动轴承19对应设置五个档位的转速分别是：一档位48.3圈/h；二挡位242.3圈/h；三挡位436.3圈/h；四档位630圈/h；无档位824.3圈/h；

所述进料动力电机6固定在设备框架1内部底端，所述大小绞龙板传动轴承19的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架1右侧面底端的开孔内；

所述燃烧器包括风室15、U形燃烧炉16，所述风室15内壁安装有固定板33，所述固定板33中间位置开设拨火孔，拨火孔内安装拨火棒通道26，拨火棒通道26内放置拨火棒27，送料动力电机6每转500圈拨火棒27伸缩一次，拨火棒27半长度伸缩和全长度伸缩间交替，且拨火棒27在本装置每次启动时全长度伸缩三次；拨火棒27的头部伸至U形燃烧炉16，拨火棒27的尾部连接有交汇联动轴28一侧，所述交汇联动轴28另一侧焊接连接螺帽，连接螺帽套设在拨火螺纹传动轴29的头部，所述拨火螺纹传动轴29的尾部连接有点火伸缩电机8，所述点火伸缩电机8固定设置在设备框架1内部底端，所述固定板33中心位置上侧开设有点火孔。所述点火孔内卡设滑动管道，滑动管道内设置点火棒25，所述点火棒25的头部伸至U形燃烧炉16，所述点火棒25的尾部连接有点火螺纹传动轴30的头部，所述点火螺纹传动轴30尾部通过内嵌螺纹的套管连接有拨火伸缩电机7；所述风室15尾部的侧面开设助燃空气进口9，所述助燃空气进口9内卡设送风软管10的一端，所述送风软管10的另一端连接有鼓风机11的出风口，所述鼓风机11放置于地面；

已知常数：C是12 mol/100g，H是1.008 mol/100g，N是14 mol/100g，S是32 mol/100g，通过计算的出常见生物质成型颗粒燃料的标准分子式为：C₁H_1.3034S_0.0222O_0.0014；

建立燃烧方程式的假定：

1. 空气组成：20.9%O₂和79.1%N₂，两者体积为：N₂/O₂=3.78；

2. 燃料中固定氧可用于燃烧；

3. 燃料中硫主要被氧化为SO₂；

4. 生成量太少，不考虑NO _x 的生成；

5. 燃料中的N在燃烧时转化为N₂；

6. 燃料的化学式为C _x H _y S _z O _w ；

7. 通常指温度为0℃ 和压强为101.325 kPa；

C _x H _y S _z O _w +(x+y/4+z-w/2)O ₂ +3.78(x+y/4+z-w/2)N ₂ =xCO ₂ +y/2H ₂ O+zSO ₂ +3.78(x+y/4+z- w/2)N ₂ +Q _放热。

得出生物质燃烧的理论空气量：

22.4×4.78(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+ 16w)=10.28 m³/kg。

过剩空气校正：

理论需氧量=0.264N_2P–O_2P，空气过剩系数a=1–O_2P/(0.264N_2P–O_2P)；

假如燃烧过程中产生CO，过剩氧量必须加以校正：O_2P–0.5CO_P；

a=1+(O_2P–0.5CO_P)/[0.264N_2P–(O_2P–0.5CO_P)]；

最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制尽量为12.58 m³/kg；

将鼓风机11设置五个档位，一档位18.24 m³/h；二挡位91.46 m³/h；三档位164.67 m³/h；四档位237.89 m³/h；五档位311.10 m³/h，鼓风机11的工作频率和使用档位数与进料动力电机6同步；

所述U形燃烧炉16安装在风室15的头部，且U形燃烧炉16为顶板和底板双层结构，顶板和底板之间构成下分风室21，顶板表面开设多个水平出风孔18；所述U形燃烧炉16内置于标准燃煤炉膛13的加煤口17，所述标准燃煤炉膛13顶部安装有标准散热器12。

本装置配套于国家烟草专卖局418号文件标准炉膛散热器规格，置换没有到达使用年限的燃煤炉膛，通过特有水平和垂直分风装置能够促进生物质成型颗粒燃料的二次充分燃烧，提高燃料的利用效率。原有设施重复利用减少钢材的使用，降低了供热设备生产成本；利用成熟的机电和信息技术即可实现供热过程的智能控制；特有设计的拨火装置，通过设定实现其部件的伸缩步幅和频率，完成整个烘烤过程中炉膛内火焰管理，替代人工操作；本装置使用的是大小绞龙板传动轴承而非传统的单绞龙结构，有效的避免了生物质颗粒的挤压破碎，节约资源降低成本；本装置将点火棒和拨火棒设置在风室中，利用通过风室的风给点火棒和拨火棒降温，使得其不易受高温变形，延长了设备的使用时间；本装置通过垂直出风孔和水平出风孔的配合使用，不仅保证了生物质颗粒的完全燃烧，而且可避免火焰在炉膛里旋转回环，提高了热量的输出效率。

工作原理：本烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，在烟叶的烘烤季节把本身设备框架1移送到燃煤供热设备的烤房前，对接到未淘汰的燃煤烤房前，把U形燃烧炉16通过加煤口17伸入到标准燃煤炉膛13内部，外密封板14与原加煤口17紧密衔接保证不漏风；

在烟叶装满密集烤房后关闭装烟门，将本本装置与外部智控装置连接，往料斗2里添加生物质成型颗粒燃料，打开智控装置并设定合理的温湿度曲线，自控装置首先控制进料动力电机6转动，燃料通过下料口20下落到接料U型板5，大小绞龙板传动轴承19在进料动力电机6驱动下，绞动燃料沿送料通道4定量地通过燃料出口31送到U形燃烧炉16形成燃料堆后，进料动力电机6停止驱动；

点火伸缩电机8开始工作，带动点火螺纹传动轴30向前推进点火棒25通过点火棒出口24伸出到燃料堆内，通过电源开始加热，温度大约升到400度左右，生物质成型颗粒燃料开始内燃；此时在固定板33上的红外传感器34通过垂直出风孔22感测到燃料燃烧，把信号传送给外接的烤烟控制仪后通过点火伸缩电机8将点火棒25复位；

烤烟控制仪得知燃料燃烧后，启动鼓风机11开始鼓风，助燃空气通过送风软管10、助燃空气进口9进入到风室15内，封闭的后端风室15促使助燃空气通过内部空间一部分通过风室外隔32上的垂直出风孔22提供生物质燃料助燃空气，一部分通过下分风室21经水平出风孔18进入燃烧堆内提供助燃空气；

在烘烤的过程中，随着持续燃料提供和燃料燃烧出现灰尘堆积问题，拨火伸缩电机7旋转带动拨火螺纹传动轴29，拉动交汇联动轴28，推进其上面的拨火棒27经拨火棒通道26在拨火棒出口23处伸出来回推动撬动灰堆，在垂直出风孔22处风力的吹动下飘进标准燃煤炉膛13内的灰坑内，通过原有的方法清理灰渣；拨火棒27运动的频率时间和步幅伸出长短可在人为控制下前提在烤烟控制仪上设定；

在烟叶烘烤过程中，烟叶对热量的需求是不均衡的，当需要较大火力时，进料动力电机6转速变大，通过燃料出口32供给U形燃烧炉16生物质燃料越多；反之亦然；

送风软管10的长短可以自行设定，根据不同烤房的情况，目的是把鼓风机11安放到最佳牢稳的位置；

固定板33在风室15内壁上固定，与其焊接的圆形拨火棒通道26起到点火棒25轨道作用；另外安装在固定板33上的红外传感器34能够通过垂直出风孔22检测U形燃烧炉16生物质燃料是否燃烧，一旦发现停火，会重复启动点火供热；

拆除原有的炉条和耐火砖有利于散热提高燃料的利用效率；

从助燃空气进口9进入风室15内室温的助燃空气通过风室15内部过程中，不断吹刷到点火棒25和拨火棒27从而降低温度避免高温变形，起到冷却作用。

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明；因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内，不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

Claims (11)

1.一种烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，包括设备框架（1）和安装在设备框架（1）内部顶端的料斗（2），其特征在于：所述料斗（2）底部开设有下料口（20），料斗（2）的下料口（20）处安装有送料通道（4），送料通道（4）内部设有大小绞龙板传动轴承（19），所述大小绞龙板传动轴承（19）的头部连接有进料动力电机（6），所述进料动力电机（6）固定在设备框架（1）内部底端，所述大小绞龙板传动轴承（19）的尾部置于燃烧器内，所述燃烧器安装在设备框架（1）右侧面底端的开孔内；

所述燃烧器包括由风室外隔（32）和侧壁形成封闭空间的风室（15）、安装在风室（15）的头部U形燃烧炉（16），所述风室（15）内壁安装有固定板（33），所述固定板（33）中间位置开设拨火孔，拨火孔内安装拨火棒通道（26），拨火棒通道（26）内放置拨火棒（27），拨火棒（27）的头部伸至U形燃烧炉（16），拨火棒（27）的尾部连接有交汇联动轴（28）一侧，所述交汇联动轴（28）另一侧设有连接螺帽，连接螺帽套设在拨火螺纹传动轴（29）的头部，所述拨火螺纹传动轴（29）的尾部连接有点火伸缩电机（8），所述点火伸缩电机（8）固定设置在设备框架（1）内部底端；拨火螺纹传动轴（29）转动靠螺纹驱动交汇联动轴（28）使得拨火棒（27）拨火棒通道（26）内滑动，带动拨火棒（27）在拨火孔内最往复伸出或者缩回运动；在所述固定板（33）中心位置上侧开设有点火孔；所述点火孔内卡设滑动管道，滑动管道内设置点火棒（25），所述点火棒（25）的头部伸至U形燃烧炉（16），所述点火棒（25）的尾部连接有点火螺纹传动轴（30）的头部，点火螺纹传动轴（30）尾部通过螺纹的套管固定连接有拨火伸缩电机（7），拨火伸缩电机（7）转动通过螺纹驱动螺纹传动轴（30）进而带动点火棒（25）在滑动管道内做最往复伸出或者缩回运动；所述风室（15）尾部的侧面开设助燃空气进口（9），所述助燃空气进口（9）内卡设送风软管（10）的一端，所述送风软管（10）的另一端连接有鼓风机（11）的出风口，所述鼓风机（11）放置于地面；

所述U形燃烧炉（16）为顶板和底板双层结构，顶板和底板之间构成下分风室（21），顶板表面开设多个水平出风孔（18）；所述U形燃烧炉（16）内置于标准燃煤炉膛（13）的加煤口（17），所述标准燃煤炉膛（13）顶部安装有标准散热器（12）。

2.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述设备框架（1）为长方体状，其六个面分别为上表面、底面、前表面、后表面、左侧面、右侧面，所述设备框架（1）前表面一侧铰接维修门（3），所述设备框架（1）底面四角处设有四个支脚。

3.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述料斗（2）与送料通道（4）之间安装有接料U型板（5）。

4.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述固定板（33）上安装有红外传感器（34）。

5.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述拨火棒（27）为四根，且边侧两根长度较中间两根长度长。

6.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述风室（15）尾部端口外围安装外密封板（14），所述外密封板（14）设置在设备框架（1）右侧面底部开孔的外侧。

7.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述风室外隔（32）安装在风室（15）与U形燃烧炉（16）之间。

8.根据权利要求7所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：所述风室外隔（32）为形状与U形燃烧炉（16）对应的隔离板，且风室外隔（32）的顶端的中间位置开设燃料出口（31），燃料出口（31）内放置大小绞龙板传动轴承（19）的尾部；所述燃料出口（31）的下侧开设有垂直出气孔（22），所述垂直出气孔（22）的下侧开设有点火棒出口（24），所述点火棒出口（24）内放置点火棒（25）的头部；所述点火棒出口（24）下侧开设拨火棒出口（23），所述拨火棒出口（23）内放置拨火棒（27）的头部。

9.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：以每座燃煤密集烤房装烟量5000 kg烤房为例计算其需进料量，已知参数：烤房综合热效率45％；鲜烟叶含水量85％；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度极端值1.7％/h；烘烤最大排湿量烟叶水分汽化和排湿速度约极端值0.1％/h；烘烤过程烟叶水分汽化耗热量671kcal/kg×4.18＝2579 kJ/kg；

当前φ0.8~1.0 cm生物质成型颗粒燃料的燃烧值为16743 kJ/kg，代入公式计算：

QMAX＝5000 kg×85％×1.7％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝24.73 kg/h；

QMIN＝5000 kg×85％×0.1％/h×2579 kJ/kg÷45％÷16743 kJ/kg＝1.45 kg/h；

在QMIN~QMAX之间进料动力电机（6）设置五个档位分别为1.45 kg/h；7.27 kg/h；13.09kg/h；18.91 kg/h；24.73 kg/h，大小绞龙板传动轴承（19）为30 g/圈，大小绞龙板传动轴承（19）对应设置五个档位的转速分别是：一档位48.3圈/h；二挡位242.3圈/h；三挡位436.3圈/h；四档位630圈/h；无档位824.3圈/h。

10.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：已知常数：C是12 mol/100g，H是1.008 mol/100g，N是14 mol/100g，S是32 mol/100g，通过计算的出常见生物质成型颗粒燃料的标准分子式为：C₁H_1.3034S_0.0222O_0.0014；

建立燃烧方程式的假定：

空气组成：20.9%O₂和79.1%N₂，两者体积为：N₂/O₂=3.78；

燃料中固定氧可用于燃烧；

燃料中硫主要被氧化为SO₂；

生成量太少，不考虑NO _x 的生成；

燃料中的N在燃烧时转化为N₂；

燃料的化学式为C _x H _y S _z O _w ；

通常指温度为0℃ 和压强为101.325 kPa；

C _x H _y S _z O _w +(x+y/4+z-w/2)O₂+3.78(x+y/4+z-w/2)N₂=xCO ₂ +y/2H ₂ O+zSO ₂ +3.78(x+y/4+z- w/2)N ₂ +Q _放热；

得出生物质燃烧的理论空气量：

22.4×4.78(x+y/4+z-w/2)/(12x+1.008y+32z+ 16w)=10.28 m³/kg；

过剩空气校正：

理论需氧量=0.264N_2P–O_2P，空气过剩系数a=1–O_2P/(0.264N_2P–O_2P)；

假如燃烧过程中产生CO，过剩氧量必须加以校正：O_2P–0.5CO_P；

a=1+(O_2P–0.5CO_P)/[0.264N_2P–(O_2P–0.5CO_P)]；

最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制尽量为12.58 m³/kg；

将鼓风机（11）设置五个档位，一档位18.24 m3/h；二挡位91.46 m3/h；三档位164.67m3/h；四档位237.89 m3/h；五档位311.10 m3/h，鼓风机（11）的工作频率和使用档位数与进料动力电机（6）同步。

11.根据权利要求1所述的烤烟用生物质成型颗粒燃料的一体对接炉，其特征在于：送料动力电机（6）每转500圈拨火棒（27）伸缩一次，拨火棒（27）半长度伸缩和全长度伸缩间交替，且拨火棒（27）在本装置每次启动时全长度伸缩三次。