CN110410774B - 一种烤烟用生物质燃烧器 - Google Patents

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    • F23L9/00Passages or apertures for delivering secondary air for completing combustion of fuel 

Abstract

本发明公开了一种烤烟用生物质燃烧器,包括通风室、安装在通风室头部的上料装置、安装在通风室尾部的燃烧炉膛,上料装置包括固定料箱、送料通道、上料动力电机;通风室内设置有综合固定板,固定板顶部焊接拨火棒套管,拨火棒套管内放置拨火棒,拨火棒的头部焊接有拨火棒固定板的正面,拨火棒的尾部伸至燃烧炉膛中,拨火棒固定板的反面中间位置焊接拨火螺旋传动杆;固定板底部中间位置开设加热棒,加热棒的头部铰接有点火螺旋传动杆,点火螺旋传动杆的尾部连接有点火伸缩动力电机的动力输出轴,加热棒的尾部延伸至燃烧炉膛;燃烧炉膛包括炉膛外壁、炉膛底座,本装置具备操作简单、方便,燃烧充分、成本低、无污染、效率高的优点。

Description

一种烤烟用生物质燃烧器
技术领域
本发明涉及燃烧设备技术领域,具体涉及一种利用农作物废料制取生物质燃料并对生物质燃料进行燃烧提取热能的烤烟用生物质燃烧器。
背景技术
随着科技的飞速发展,生活水平的不断提高,人们的环保意识也不逐渐加强。生物质能源是世界公认的清洁可再生能源,生物质能源燃料具有体积小、比重大、耐燃烧的特点,且便于储存和运输,其可燃基挥发份高达60%-75%,热值可达3200-4500大卡,燃烧充分,燃烧过程和温度可有效精确控制。生物质燃料作为一种新型燃料,已被广泛用于取暖、热水及工业干燥等领域,生物质燃料采用的技术一是气化燃烧,采用快速硫化技术和热解气化技术,将生物质燃料经高温裂解化学反应转换成气体燃料;二是生物质燃料经送料系统进入高温裂解半气化燃烧室,在此燃烧室迅速发生高温裂解反应,产生燃烧气,再直接进入氧气充足的高温燃烧室充分燃烧,放出热能,一般热风炉多采用此原理装置;三是采用直接燃烧,高温气态燃烧在散热装置空间燃烧,一般燃烧机多采用此原理装置。
现有采用以上燃烧技术的生物质燃烧装置存在各种不足之处,一、不能充分将燃料烧尽,大约有5%-10%未充分燃烧的损失;二、生物质颗粒多采用木质原料,原料中含杂略高,或采用其他生物质燃料时易结渣结块,造成整体燃烧障碍;三、温度调节范围小,不适合温差调节大的行业使用,尤其是需要较低温时的应用;四、燃烧室结构、配风设计不合理,导致热效率低,运行成本过高;五、整体设计、制造成本高,在专业运用和推广方面造成困难。因此需要设计一种生物质燃烧炉代替传统煤炉的前提下,改进现有的生物质燃烧装置,来达到节约能源、降低成本、提高经济效益的目的,是一个值得研究的问题。同时为了响应国家环保倡导,使用生物质燃料代替传统燃料是重要的环保举措,但是如果将目前市面上传统燃料燃烧炉都进行改换将是很大一笔投入,如果设计一种烤烟用生物质燃烧器可以直接在传统燃烧炉中使用的话既降低了成本,又解决了环保问题。例如在烟草行业烟叶烘烤是烟叶生产过程最为重要的环节,目前,大部分烘烤设备采用的热源还是煤,这种传统的燃烧炉非常不符合节能和环保的大趋势。如何在传统的烤房中以生物质燃料燃烧器替代传统燃料燃烧炉的同时,又不改变现有烤房的燃烧炉结构,将为烟草行业的烟叶烘烤节省大量资金并带来巨大的社会效益和经济效益。
中国专利(公告号CN109185866A)公开了烤烟用生物质燃烧器,包括炉膛、为炉膛输送生物质燃料的物料输送部、为炉膛提供氧气的风管,炉膛的侧面设有火焰出口和物料入口,炉膛下方为积灰仓,炉膛与积灰仓之间设有炉箅子,积灰仓与风管连通以由下而上地为炉膛提供氧气,所述物料入口与物料输送部之间设有一间隔部,间隔部内设有物料鼓风口,生物质燃料由物料鼓风口吹出的风力吹入炉膛;本装置将物料鼓风口设置在间隔部内部,会造成物料在鼓风口和物料输送部之间堵塞,且物料通过物料鼓风口吹入炉腔内,会造成大量的物料在炉腔内一个特定位置堆积,影响物料的燃烧,造成物料的燃烧不充分。
虽然有相关采用生物质燃烧器技术方案出现,但是这些生物质燃烧器还普遍存在着在高温下容易使结构出现变形、故障率大幅上涨等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足而提供一种具备操作简单、方便,燃烧充分、成本低、无污染、效率高、安全可靠的烤烟用生物质燃烧器。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种烤烟用生物质燃烧器,包括头部端口安装外封挡板和尾部端口安装内封挡板形成封闭空间的通风室、安装在通风室头部的上料装置、安装在通风室尾部的燃烧炉膛以及安装在通风室的鼓风出气开孔上的风机,其特征在于:
上料装置包括固定料箱、送料通道、上料动力电机,送料通道的头部上侧开设进料口,在进料口上安装有固定料箱,在进料通道内设置有螺旋绞龙,螺旋绞龙的头部穿过送料通道并通过其头部安装的上料传动齿轮与上料动力电机相连接,送料通道穿过通风室将其尾部设置在内封挡板的出料口上而延伸至燃烧炉膛,同时安装在送料通道内的螺旋绞龙的尾部也设置在内封挡板的出料口处;
所述通风室内设置有综合固定板,综合固定板安装在通风室内壁上,在综合固定板上开设有拨火孔,在拨火孔内安装拨火棒套管,在拨火棒套管内放置有拨火棒,拨火棒的尾部安装在拨火棒固定板的正面上,拨火棒的头部穿过内封挡板上开设的拨火棒伸出口伸至燃烧炉膛中,在拨火棒固定板的反面中间位置安装固定有拨火棒螺旋传动杆的头部,拨火棒螺旋传动杆的尾部通过螺纹与动力转换杆的头部螺纹连接,动力转换杆的尾部通过拨火棒动力电机的动力输出轴与拨火棒动力电机固定连接;
在综合固定板底部中间位置开设有型凹槽,在有型凹槽内安装有方型滑块棒,在方型滑块棒的尾部开设有螺纹孔,在该螺纹孔中连接有点火棒螺旋传动杆的带螺纹的头部,点火棒螺旋传动杆的尾部通过点火棒伸缩动力电机的动力输出轴与点火棒伸缩动力电机固定连接,在方型滑块棒的尾部固定有点火棒的尾部,点火棒的头部穿过内封挡板上开设的点火棒伸出口伸至燃烧炉膛中;点火棒螺旋传动杆转动靠螺纹驱动方型滑块棒在有型凹槽滑动,带动点火棒沿着点火棒伸出口作往复伸出或缩回运动;
在综合固定板底部中间位置开设有型凹槽或贯穿孔,在有型凹槽或贯穿孔内安装有点火棒,在点火棒的尾部开设有螺纹孔,在该螺纹孔中连接有点火棒螺旋传动杆的带螺纹的头部,点火棒螺旋传动杆的尾部通过点火棒伸缩动力电机的动力输出轴与点火棒伸缩动力电机固定连接,点火棒的头部穿过内封挡板上开设的点火棒伸出口伸至燃烧炉膛中;
所述燃烧炉膛包括两侧的炉膛外壁和底部的炉膛底座,炉膛外壁与炉膛底座组成“U型”凹槽,并且两者成为一体组成燃烧腔,炉膛底座为只有一端开口的中空状封闭的壳体,并且该炉膛底座的开口通过内封挡板底部位置开设的底部通风口与通风室相接通,在炉膛底座的上表面上均匀开设有垂直出气口,在内封挡板上开设有与通风室相接通的水平出气口。
进一步的,所述外封挡板上开设有送料通道开孔、拨火棒转动开孔、点火棒传动开孔、鼓风出气开孔,其中拨火棒转动开孔设置在外封挡板的中心位置,送料通道开孔设置在拨火棒转动开孔的正上方,点火棒传动开孔设置在拨火棒转动开孔的正下方,鼓风出气开孔设置在拨火棒转动开孔的右侧,在送料通道开孔内穿过有送料通道,在拨火棒转动开孔内穿过有拨火棒动力电机的动力输出轴,拨火棒动力电机安装在外封挡板表面上,在点火棒传动开孔内穿过有点火棒伸缩动力电机的动力输出轴,点火棒伸缩动力电机安装在外封挡板表面上,在鼓风出气开孔内放置有风机的出风管,风机安装在外封挡板表面上,上料动力电机安装在送料通道头部的底侧。
进一步的,所述内封挡板顶部中间位置开设有一个出料口,在出料口下侧开设有拨火棒伸出口,拨火棒伸出口的数量与拨火棒数量对应相同,拨火棒伸出口的下侧均匀开设有水平出气口,水平出气口下侧中间位置开设有点火棒伸出口,在内封挡板底部中间位置开设有底部通风口;在出料口内安装卡设有送料通道的尾部,在拨火棒伸出口内对应安装拨火棒的尾部,在点火棒伸出口内对应安装点火棒的尾部,炉膛底座上的垂直出气口与内封挡板上的水平出气口相互垂直对应,风机将风引入通风室通过底部通风口经垂直出气口和通过内封挡板上的水平出气口吹入燃烧炉膛中。
进一步的,所述固定料箱开口端通过连接法兰连接有外扩料箱,外扩料箱呈“喇叭状”且大口端朝上。
进一步的,在螺旋绞龙头部安装的上料传动齿轮与上料动力电机输出轴上的传动齿轮相啮合,在上述传动齿轮的外面安装有传送保护壳。
进一步的,所述送料通道头部一侧开设上料检修口。
进一步的,所述综合固定板的截面积较通风室截面积小。
进一步的,所述动力转换杆包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条,两个螺母分别位于端侧,三根连接条均匀的安装在螺母周围。
进一步的,所述点火棒尾部嵌设有温度传感器,所述有型凹槽或贯穿孔内的点火棒底部还安装有方型滑块棒,所述方型滑块棒为方型滑块,点火棒沿着方型滑块棒往复运动。
进一步的,所述炉膛外壁的头部上侧安装炉膛帽。
进一步的,所述拨火棒至少设置三根;
进一步的,所述拨火棒在设置四根时,位于内封挡板上开设的拨火棒伸出口两侧的拨火棒长度短于中间两根拨火棒长度。
进一步的,在QMIN~QMAX之间上料动力电机设置五个档位分别为1.45 kg/h;7.27kg/h;13.09 kg/h;18.91 kg/h;24.73 kg/h,螺旋绞龙为30 g/圈,螺旋绞龙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,最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制量为12.58 m3/kg;
将风机设置五个档位,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,风机的工作频率和使用档位数与上料动力电机同步。
进一步的,上料动力电机每转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:本烤烟用生物质燃烧器,体积小,可以直接与传统燃烧炉匹配使用,无需更换新的燃烧炉,降低了成本;本装置使用生物质为原料进行燃烧加热,环保无污染;本装置自动化程度高,降低了劳动强度;设置上料检修口,当燃料堵塞时可以及时清理,保证正常工作;本装置的风机、通风室、中空的炉膛底座、水平出气口、垂直风口构成了本装置的通风系统,给燃料进行二次通风保证了生物质的充分燃烧。尤其是本发明的送料机构、拨火机构、点火机构等均设置在通风室中,保证了本发明各个机构在高温下能够正常运转和安全可靠、降低故障率。
附图说明
图1为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的整体结构左侧示意图。
图2为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的整体结构右侧示意图。
图3为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的整体结构俯视示意图。
图4为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的通风室剖面示意图。
图5为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的外封挡板孔洞图。
图6为本发明一种烤烟用生物质燃烧器的炉膛底座的示意图。
图中标注说明:1.外扩料箱;2.连接法兰;3.固定料箱;4.送料通道;5.传送保护壳;6.上料动力电机;7. 拨火棒动力电机;8. 点火棒伸缩动力电机;9.外封挡板;10.通风室;11.内封挡板;12.炉膛帽;13.炉膛外壁;14.炉膛底座;15.上料检修口;16.风机;17.出料口;18. 拨火棒伸出口;19. 水平出气口;20. 点火棒伸出口;21. 垂直出气口;22.拨火棒;23.拨火棒套管;24.拨火棒固定板;25. 拨火棒螺旋传动杆;26.动力转换杆;27.底部通风口;28. 点火棒;29.方型滑块棒;30.综合固定板;31.有型凹槽;32. 点火棒螺旋传动杆;33.上料传动齿轮;34.送料通道开孔;35. 拨火棒转动开孔;36. 点火棒传动开孔;37.鼓风出气开孔。
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1-6,实施例1、一种烤烟用生物质燃烧器,包括头部端口安装外封挡板9和尾部端口安装内封挡板11形成封闭空间的通风室10、安装在通风室10头部的上料装置、安装在通风室10尾部的燃烧炉膛以及安装在通风室10的鼓风出气开孔37上的风机16,通风室10的正面、后面、上下面与通风室两侧端口上封闭的外封挡板9和内封挡板11组成封闭的通风室,在外封挡板9和内封挡板11上分别开设各个部件的安装孔。
上料装置包括固定料箱3、送料通道4、上料动力电机6,送料通道4头部上侧开设进料口,在进料口上焊接固定料箱3,在进料通道4内设置有螺旋绞龙,螺旋绞龙的头部穿过送料通道4并通过其头部安装的上料传动齿轮33与上料动力电机6相连接,送料通道4穿过通风室10将其尾部设置在内封挡板11的出料口17上而延伸至燃烧炉膛,同时安装在送料通道4内的螺旋绞龙的尾部也设置在内封挡板11的出料口17处;上料动力电机6安装在送料通道4头部的底侧,上料动力电机6可以设置在通风室10里面。上述送料通道4设置在通风室中,送料通道4开口设置在燃烧炉膛中,螺旋绞龙靠上料动力电机6驱动而在送料通道4中转动,将生物质燃料通过送料通道4送往燃烧炉膛中。
所述通风室10内设置有综合固定板30,所述综合固定板30焊接在通风室10内壁上,在综合固定板30顶部开设有拨火孔,在拨火孔内焊接有拨火棒套管23,在拨火棒套管23内放置有拨火棒22,拨火棒22的尾部焊接在拨火棒固定板24的正面上,拨火棒22的头部穿过内封挡板11上开设的拨火棒伸出口18伸至燃烧炉膛中,拨火棒固定板24的反面中间位置焊接拨火棒螺旋传动杆25的头部,拨火棒螺旋传动杆25的尾部通过螺纹与动力转换杆26的头部螺纹连接,动力转换杆26尾部连接有拨火动力电机7的动力输出轴;动力转换杆26的尾部通过拨火棒动力电机7的动力输出轴与拨火棒动力电机7固定连接;拨火棒动力电机7转动带动动力转换杆26转动,动力转换杆26包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条,两个螺母分别位于端侧,三根连接条均匀的安装在螺母周围,动力转换杆26两个螺母转动,安装在两个螺母中拨火棒螺旋传动杆25的尾部螺纹靠螺纹配合驱动拨火棒螺旋传动杆25带动拨火棒固定板24和拨火棒22一起在拨火棒套管23和拨火棒伸出口18中往复直线运动,使拨火棒22伸出或缩回在拨火棒伸出口18上。
在综合固定板30底部中间位置开设有型凹槽31,在有型凹槽31内安装有方型滑块棒29,在方型滑块棒29的尾部开设有螺纹孔,在该螺纹孔中连接有点火棒螺旋传动杆32的带螺纹的头部,点火棒螺旋传动杆32的尾部通过点火棒伸缩动力电机8的动力输出轴与点火棒伸缩动力电机8固定连接,在方型滑块棒29的尾部固定有点火棒28的尾部,点火棒28的头部穿过内封挡板11上开设的点火棒伸出口20伸至燃烧炉膛中;点火棒螺旋传动杆32转动靠螺纹驱动方型滑块棒29在有型凹槽31滑动,带动点火棒28沿着点火棒伸出口20作往复伸出或缩回运动;方型滑块棒29作为滑块在点火棒螺旋传动杆32转动下,方型滑块棒29上的螺纹孔与火棒螺旋传动杆32的带螺纹的头部相配合,驱动方型滑块棒29在有型凹槽31左右滑动,同时带动点火棒28沿着点火棒伸出口20作往复伸出或缩回运动。
所述燃烧炉膛包括两侧的炉膛外壁13和底部的炉膛底座14,炉膛外壁13与炉膛底座14组成“U型”凹槽,并且两者成为一体组成燃烧腔,炉膛底座14为只有一端开口的中空状封闭的壳体,并且该炉膛底座的开口通过内封挡板11底部位置开设的底部通风口27与通风室10相接通,炉膛外壁13可以是实心的炉壁;在炉膛底座14的上表面上均匀开设有多个垂直出气口21,在内封挡板11上开设有与通风室10相接通的多个水平出气口19。
实施例2、一种烤烟用生物质燃烧器,包括头部端口安装外封挡板9和尾部端口安装内封挡板11形成封闭空间的通风室10、安装在通风室10头部的上料装置、安装在通风室10尾部的燃烧炉膛以及安装在通风室10的鼓风出气开孔37上的风机16,通风室10的正面、后面、上下面与通风室两侧端口上封闭的外封挡板9和内封挡板11组成封闭的通风室,在外封挡板9和内封挡板11上分别开设各个部件的安装孔。
上料装置包括固定料箱3、送料通道4、上料动力电机6,送料通道4头部上侧开设进料口,在进料口上焊接固定料箱3,所述固定料箱3开口端通过连接法兰2连接有外扩料箱1,所述外扩料箱1呈“喇叭状”且大口端朝上。在进料通道4内设置有螺旋绞龙,螺旋绞龙的头部穿过送料通道4并通过其头部安装的上料传动齿轮33与上料动力电机6相连接,上料动力电机6可以设置在通风室10外面,送料通道4穿过通风室10将其尾部设置在内封挡板11的出料口17上而延伸至燃烧炉膛,同时安装在送料通道4内的螺旋绞龙的尾部也设置在内封挡板11的出料口17处;在螺旋绞龙头部安装的上料传动齿轮33与上料动力电机6输出轴上的传动齿轮相啮合,在上述传动齿轮的外面安装有传送保护壳5,上料动力电机6安装在送料通道4头部的底侧,上料动力电机6设置在通风室10外面。上述送料通道4设置在通风室中并且穿过通风室,送料通道4开口设置在燃烧炉膛中,螺旋绞龙靠上料动力电机6驱动而在送料通道4中转动,将生物质燃料通过送料通道4送往燃烧炉膛中。
所述通风室10内设置有综合固定板30,所述综合固定板30焊接在通风室10内壁上,在综合固定板30顶部开设有拨火孔,在拨火孔内焊接有拨火棒套管23,在拨火棒套管23内放置有拨火棒22,拨火棒22的尾部焊接在拨火棒固定板24的正面上,拨火棒22的头部穿过内封挡板11上开设的拨火棒伸出口18伸至燃烧炉膛中,拨火棒固定板24的反面中间位置焊接拨火棒螺旋传动杆25的头部,拨火棒螺旋传动杆25的尾部通过螺纹与动力转换杆26的头部螺纹连接,动力转换杆26尾部连接有拨火动力电机7的动力输出轴;动力转换杆26的尾部通过拨火棒动力电机7的动力输出轴与拨火棒动力电机7固定连接;拨火棒动力电机7转动带动动力转换杆26转动,动力转换杆26包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条,两个螺母分别位于端侧,三根连接条均匀的安装在螺母周围,动力转换杆26两个螺母转动,安装在两个螺母中拨火棒螺旋传动杆25的尾部螺纹靠螺纹配合驱动拨火棒螺旋传动杆25带动拨火棒固定板24和拨火棒22一起在拨火棒套管23和拨火棒伸出口18中往复直线运动,使拨火棒22伸出或缩回在拨火棒伸出口18上。
在综合固定板30底部中间位置开设有型凹槽31,在有型凹槽31内安装有方型滑块棒29,在方型滑块棒29的尾部开设有螺纹孔,在该螺纹孔中连接有点火棒螺旋传动杆32的带螺纹的头部,点火棒螺旋传动杆32的尾部通过点火棒伸缩动力电机8的动力输出轴与点火棒伸缩动力电机8固定连接,在方型滑块棒29的尾部固定有点火棒28的尾部,点火棒28的头部穿过内封挡板11上开设的点火棒伸出口20伸至燃烧炉膛中;点火棒螺旋传动杆32转动靠螺纹驱动方型滑块棒29在有型凹槽31滑动,带动点火棒28沿着点火棒伸出口20作往复伸出或缩回运动;方型滑块棒29作为滑块在点火棒螺旋传动杆32转动下,方型滑块棒29上的螺纹孔与火棒螺旋传动杆32的带螺纹的头部相配合,驱动方型滑块棒29在有型凹槽31左右滑动,同时带动点火棒28沿着点火棒伸出口20作往复伸出或缩回运动。
所述燃烧炉膛包括两侧的炉膛外壁13和底部的炉膛底座14,炉膛外壁13与炉膛底座14组成“U型”凹槽,并且两者成为一体组成燃烧腔,炉膛底座14为只有一端开口的中空状封闭的壳体,并且该炉膛底座的开口通过内封挡板11底部位置开设的底部通风口27与通风室10相接通,炉膛外壁13可以是实心的炉壁;在炉膛底座14的上表面上均匀开设有多个垂直出气口21,在内封挡板11上开设有与通风室10相接通的多个水平出气口19。
其中,所述外封挡板9上开设有送料通道开孔34、拨火棒转动开孔35、点火棒传动开孔36、鼓风出气开孔37,其中拨火棒转动开孔35设置在外封挡板9的中心位置,送料通道开孔34设置在拨火棒转动开孔35的正上方,点火棒传动开孔36设置在拨火棒转动开孔35的正下方,鼓风出气开孔37设置在拨火棒转动开孔35的右侧,在送料通道开孔34内穿过有送料通道4,在拨火棒转动开孔35内穿过有拨火棒动力电机7的动力输出轴,拨火棒动力电机7安装在外封挡板9表面上,在点火棒传动开孔36内穿过有点火棒伸缩动力电机8的动力输出轴,点火棒伸缩动力电机8安装在外封挡板9表面上,在鼓风出气开孔(37)内放置有风机16的出风管,风机16安装在外封挡板9表面上,上料动力电机6安装在送料通道4头部的底侧。
其中,所述内封挡板11顶部中间位置开设有一个出料口17,在出料口17下侧开设有拨火棒伸出口18,拨火棒伸出口18的数量与拨火棒22数量对应相同,拨火棒伸出口18的下侧均匀开设有水平出气口19,水平出气口19下侧中间位置开设有点火棒伸出口20,在内封挡板11底部中间位置开设有底部通风口27;在出料口17内安装卡设送料通道4的尾部,在拨火棒伸出口18内对应安装拨火棒22的尾部,在点火棒伸出口20内对应安装点火棒28的尾部,炉膛底座14上的垂直出气口21与内封挡板11上的水平出气口19相互垂直对应,风机16将风引入通风室10通过底部通风口27经垂直出气口21和通过内封挡板11上的水平出气口19吹入燃烧炉膛中。
所述送料通道4头部一侧开设上料检修口15。所述综合固定板30的截面积较通风室10截面积小。所述炉膛外壁13的头部上侧安装炉膛帽12。所述拨火棒22至少设置三根,在设置四根时,位于内封挡板11上开设的拨火棒伸出口18两侧的拨火棒长度短于中间两根拨火棒长度。所述点火棒28尾部嵌设有温度传感器。
上料动力电机6设置五个档位分别为1.45 kg/h;7.27 kg/h;13.09 kg/h;18.91kg/h;24.73 kg/h,螺旋绞龙为30 g/圈,螺旋绞龙对应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;风机16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,风机16的使用档位数与上料动力电机6同步,上料动力电机6每转500圈拨火棒22伸缩一次,拨火棒22半长度伸缩和全长度伸缩间交替,且拨火棒22在本装置每次启动时全长度伸缩三次。
本烤烟用生物质燃烧器,体积小,可以直接与传统燃烧炉匹配使用,无需更换新的燃烧炉,降低了成本;本装置使用生物质为原料进行燃烧加热,环保无污染;本装置自动化程度高,降低了劳动强度;设置上料检修口15,当燃料堵塞时可以及时清理,保证正常工作;本装置的风机16、通风室10、中空的炉膛底座14、垂直出气口21、水平出气口19构成了本装置的通风系统,给燃料进行二次通风保证了生物质的充分燃烧。
工作原理:本烤烟用生物质燃烧器,使用时,首先将外接控制器内的控制程序通过导线传送给本装置,然后将生物质燃料加入到固定料箱3中,然后生物质燃料在螺旋绞龙的运输下进入到燃烧腔,螺旋绞龙的动力由上料动力电机6提供;点火棒28在点火棒伸缩动力电机8的带动下在点火棒螺旋传动杆32上旋转移动,点火棒28移动至生物质燃料中对其进行加热,直到生物质燃料开始燃烧,点火棒28上的温度传感器检测到温度达到预设温度时,点火棒伸缩动力电机8反转带动下点火棒28在点火棒螺旋传动杆32上反向旋转缩回,与此同时,拨火动力电机7带动拨火棒螺旋传动杆25在拨火棒22上往复旋转移动,拨火棒22的头部在生物质内来回拨动将燃烧残余拨开,避免残余影响燃烧,风机16、通风室10、中空的炉膛底座14、垂直出气口21、水平出气口19构成了本装置的通风系统,风机16吹出的风从水平出气口19进入到生物质燃烧器形成二次通风进行二次燃烧,保证了生物质燃料在炉膛外壁13和炉膛底座14组成的燃烧炉膛中进行一次燃烧后产生的二次气化气体进行二次燃烧,使生物质燃料的充分燃烧而不产生污染气体;这也是本发明的重要发明点之一。
烟叶在变黄期、定色期和干筋期不同的烧火管理方式不同,整个烘烤过程需要大约120-130 h,整个烟叶失水的过程呈现小-大-小,在0.1~1.7%/h,其进料系统的控制依据为:
以每座燃煤密集烤房装烟量5000 kg烤房计算其需进料量,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;烘烤最小排湿量烟叶水分汽化和排湿速度极端值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(4000大卡),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之间上料动力电机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,螺旋绞龙为30 g/圈,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;五档位824.3圈/h;
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:C1H1.3034S0.0222O0.0014
建立燃烧方程式:
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℃ (273.15K)和压强为101.325 kPa(1标准大气压,760 mmHg)的情况,1 mol任何气体体积都约为22.4 L);
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=0.264N2P–O2P,空气过剩系数a=1–O2P/(0.264N2P–O2P);
假如燃烧过程中产生CO,过剩氧量必须加以校正:O2P–0.5COP
a=1+(O2P–0.5COP)/[0.264N2P–(O2P–0.5COP)];
以上组分的量均可由烟气分析仪测定,最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制量为12.58 m3/kg;
风机16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,风机16使用档位数与上料动力电机6同步;
烤房内烟叶变黄期室温~42℃时,根据温度传感器探知烤房内的温度,当温度低于烘烤工艺要求的1℃时,上料动力电机6三挡位工作,风机16同步输出三档位开始提供助燃空气;当温度低于烘烤工艺要求的0.5℃时,上料动力电机6二挡位工作,风机16同步输出二档位开始提供助燃空气;当温度等于烘烤工艺要求温度时,上料动力电机6一挡位工作,风机16同步输出一档位开始提供助燃空气;当温度高于烘烤工艺要求的0.2℃时,上料动力电机6和风机16停止工作;
烤房内烟叶定色期42~54℃时,当温度低于烘烤工艺要求的1℃时,上料动力电机6五挡位工作,风机16同步输出五档位开始提供助燃空气;当温度低于烘烤工艺要求的0.5℃时,上料动力电机6四挡位工作,风机16同步输出四档位开始提供助燃空气;当温度等于烘烤工艺要求温度时,上料动力电机6三挡位工作,风机16同步输出三档位开始提供助燃空气;当温度高于烘烤工艺要求的0.2℃时,上料动力电机6和风机16停止工作;
烤房内烟叶干筋期54~68℃时,当温度低于烘烤工艺要求的1℃时,上料动力电机6四挡位工作,风机16同步输出四档位开始提供助燃空气;当温度低于烘烤工艺要求的0.5℃时,上料动力电机6三挡位工作,风机16同步输出三档位开始提供助燃空气;当温度等于烘烤工艺要求温度时,上料动力电机6二挡位工作,风机16同步输出二档位开始提供助燃空气;当温度高于烘烤工艺要求的0.2℃时,上料动力电机6和风机16停止工作;
上料动力电机6每转500圈拨火棒22伸缩一次,拨火棒22半长度伸缩和全长度伸缩间交替,且拨火棒22在本装置每次启动时全长度伸缩三次。
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 (15)

1.一种烤烟用生物质燃烧器,包括头部端口安装外 封挡板(9)和尾部端口安装内封挡板(11)形成封闭空间的通风室(10)、安装在通风室(10)头部的上料装置、安装在通风室(10)尾部的燃烧炉膛以及安装在通风室(10)的鼓风出气开孔(37)上的风机(16),其特征在于:
上料装置包括固定料箱(3)、送料通道(4)、上料动力电机(6),送料通道(4)的头部上侧开设进料口,在进料口上安装有固定料箱(3),在进料通道(4)内设置有螺旋绞龙,螺旋绞龙的头部穿过送料通道(4)并通过其头部安装的上料传动齿轮(33)与上料动力电机(6)相连接,送料通道(4)穿过通风室(10)将其尾部设置在内封挡板(11)的出料口(17)上而延伸至燃烧炉膛,同时安装在送料通道(4)内的螺旋绞龙的尾部也设置在内封挡板(11)的出料口(17)处;
所述通风室(10)内设置有综合固定板(30),综合固定板(30)安装在通风室(10)内壁上,在综合固定板(30)上开设有拨火孔,在拨火孔内安装拨火棒套管(23),在拨火棒套管(23)内放置有拨火棒(22),拨火棒(22)的尾部安装在拨火棒固定板(24)的正面上,拨火棒(22)的头部穿过内封挡板(11)上开设的拨火棒伸出口(18)伸至燃烧炉膛中,在拨火棒固定板(24)的反面中间位置安装有拨火棒螺旋传动杆(25)的头部,拨火棒螺旋传动杆(25)的尾部通过螺纹与动力转换杆(26)的头部螺纹连接,动力转换杆(26)的尾部通过拨火棒动力电机(7)的动力输出轴与拨火棒动力电机(7)固定连接,拨火动力电机(7)带动拨火棒(22)做往复伸出或缩回运动;
在综合固定板(30)底部中间位置开设有型凹槽(31),在有型凹槽(31)内安装有方型滑块棒(29),在方型滑块棒(29)的头部开设有螺纹孔,在该螺纹孔中连接有点火棒螺旋传动杆(32)的带螺纹的头部,点火棒螺旋传动杆(32)的尾部通过点火棒伸缩动力电机(8)的动力输出轴与点火棒伸缩动力电机(8)固定连接,在方型滑块棒(29)的尾部固定有点火棒(28)的尾部,点火棒(28)的头部穿过内封挡板(11)上开设的点火棒伸出口(20)伸至燃烧炉膛中;点火棒螺旋传动杆(32)转动靠螺纹驱动方型滑块棒(29)在有型凹槽(31)滑动,带动点火棒(28)沿着点火棒伸出口(20)作往复伸出或缩回运动;
所述燃烧炉膛包括两侧的炉膛外壁(13)和底部的炉膛底座(14),炉膛外壁(13)与炉膛底座(14)组成“U型”凹槽,并且两者成为一体组成燃烧腔,炉膛底座(14)为只有一端开口的中空状封闭的壳体,并且该炉膛底座的开口通过内封挡板(11)底部位置开设的底部通风口(27)与通风室(10)相接通,
在炉膛底座(14)的上表面上均匀开设有垂直出气口(21),在内封挡板(11)上开设有与通风室(10)相接通的水平出气口(19)。
2.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述外封挡板(9)上开设有送料通道开孔(34)、拨火棒转动开孔(35)、点火棒传动开孔(36)、鼓风出气开孔(37),其中拨火棒转动开孔(35)设置在外封挡板(9)的中心位置,送料通道开孔(34)设置在拨火棒转动开孔(35)的正上方,点火棒传动开孔(36)设置在拨火棒转动开孔(35)的正下方,鼓风出气开孔(37)设置在拨火棒转动开孔(35)的右侧,在送料通道开孔(34)内穿过有送料通道(4),在拨火棒转动开孔(35)内穿过有拨火棒动力电机(7)的动力输出轴,拨火棒动力电机(7)安装在外封挡板(9)表面上,在点火棒传动开孔(36)内穿过有点火棒伸缩动力电机(8)的动力输出轴,点火棒伸缩动力电机(8)安装在外封挡板(9)表面上,在鼓风出气开孔(37)内放置有风机(16)的出风管,风机(16)安装在外封挡板(9)表面上,上料动力电机(6)安装在送料通道(4)头部的底侧。
3.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述内封挡板(11)顶部中间位置开设有一个出料口(17),在出料口(17)下侧开设有拨火棒伸出口(18),拨火棒伸出口(18)的数量与拨火棒(22)数量对应相同,拨火棒伸出口(18)的下侧均匀开设有水平出气口(19),水平出气口(19)下侧中间位置开设有点火棒伸出口(20),在内封挡板(11)底部中间位置开设有底部通风口(27);在出料口(17)内安装卡设送料通道(4)的尾部,在拨火棒伸出口(18)内对应安装拨火棒(22)的尾部,在点火棒伸出口(20)内对应安装点火棒(28)的尾部,炉膛底座(14)上的垂直出气口(21)与内封挡板(11)上的水平出气口(19)相互垂直对应,风机(16)将风引入通风室(10)通过底部通风口(27)经垂直出气口(21)和通过内封挡板(11)上的水平出气口(19)吹入燃烧炉膛中。
4.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述固定料箱(3)开口端通过连接法兰(2)连接有外扩料箱(1),外扩料箱(1)呈“喇叭状”且大口端朝上。
5.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:在螺旋绞龙头部安装的上料传动齿轮(33)与上料动力电机(6)输出轴上的传动齿轮相啮合,在上述传动齿轮的外面安装有传送保护壳(5)。
6.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述送料通道(4)头部一侧开设上料检修口(15)。
7.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述综合固定板(30)的截面积较通风室(10)截面积小。
8.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述动力转换杆(26)包括两个螺母、连接在两个螺母之间的三根连接条,两个螺母分别位于端侧,三根连接条均匀的安装在螺母周围。
9.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述点火棒(28)尾部嵌设有温度传感器。
10.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述炉膛外壁(13)的头部上侧安装炉膛帽(12)。
11.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述拨火棒(22)至少设置三根。
12.根据权利要求11所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:所述拨火棒在设置四根时,位于内封挡板(11)上开设的拨火棒伸出口(18)两侧的拨火棒长度短于中间两根拨火棒长度。
13.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:以每座燃煤密集烤房装烟量5000 kg的烤房计算其需进料量,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;烘烤最小排湿量烟叶水分汽化和排湿速度极端值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:
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之间上料动力电机(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,螺旋绞龙为30 g/圈,螺旋绞龙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。
14.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,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:C1H1.3034S0.0222O0.0014
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)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=0.264N2P–O2P,空气过剩系数a=1–O2P/(0.264N2P–O2P);
假如燃烧过程中产生CO,过剩氧量必须加以校正:O2P–0.5COP
a=1+(O2P–0.5COP)/[0.264N2P–(O2P–0.5COP)];
最后的出烤烟使用的生物质成型颗粒燃料的控制量为12.58 m3/kg;
将风机(16)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,风机(16)的工作频率和使用档位数与上料动力电机(6)同步。
15.根据权利要求1所述的烤烟用生物质燃烧器,其特征在于:上料动力电机(6)每转500圈拨火棒(22)伸缩一次,拨火棒(22)半长度伸缩和全长度伸缩间交替,且拨火棒(22)在本装置每次启动时全长度伸缩三次。
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