CN111006201A - 一种生物质燃烧机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物质燃烧机，包括炉体，设置在炉体上部的进料装置、炉体下部的进风装置、炉体顶部的水箱；炉体上部设置进料口，进料装置包括进料仓，进料仓顶部设密封盖，进料仓下部安装进料斗，进料斗下端向靠近炉体方向倾斜且其末端由进料口伸入至炉体内，炉体上部与进料口正对的另一侧设置火焰喷口；水箱顶部设置水蒸气排气管，水蒸气排气管另一端与火焰喷口上的蒸汽孔连通；进风装置包括安装在炉体内下部沿着炉体内壁面环绕的环形布风板，布风板与炉体内壁面之间形成密封的环形空间作为一次风道，布风板上开设一次风孔。本发明的燃烧机整个过程运行稳定，无噪音，燃料燃烧效率高，无污染，可适用于所有生物质燃烧。

Description

一种生物质燃烧机

技术领域

本发明属于燃烧设备技术领域，特别是一种生物质燃烧机，主要利用农林废弃物作为燃料，煤亦可以作为燃料，也可以进行生物质与煤混烧。

背景技术

由于大量使用化石燃料而引起的能源短缺和环境恶化问题，生物质资源因可再生、环境友好、资源量大而受到世界的广泛关注。我国作为农业大国，每年农作物秸秆产量约7亿t，薪柴和林业废弃物资源量中，可开发量每年达到6亿t以上。每年无法处理的剩余农作物秸秆在天津直接焚烧的超过2亿t，这不仅浪费了资源，而且造成严重的空气污染。

生物质锅炉的研究和开发对生物质能广泛应用目标的实现具有决定性的影响。当今用于发电的锅炉主要燃烧型式为流化床燃烧锅炉和层燃锅炉。但是目前还存在一些技术问题需要突破：流化床锅炉对入炉燃料颗粒尺寸要求严格，对稻壳、木屑等比重较小、结构松散的生物质，就必须不断的添加石英砂等蓄热床料，且燃烧后产生的飞灰硬度较高，容易磨损锅炉受热面。层燃锅炉的炉内温度较高，一般可以达到1000℃以上，由于生物质燃料的灰熔点较低，很容易结渣，在燃烧过程中对锅炉配风的要求比较高，难以保证生物质燃料的成分燃烧，从而影响锅炉的燃烧效率。而且，我国对生物质锅炉的关注焦点集中在生物质发电锅炉的研发上，在中小型供热供暖锅炉、工业蒸汽锅炉、热水锅炉的研发上还较少，还有一些单位盲目地将燃煤设备改造成生物质燃料或成型燃料燃烧设备，但改造后的设备不符合生物质燃料的特性要求，导致热效率低下、传热差、换热面结渣等。

发明内容

本发明的目的是针对现有生物质燃烧锅炉存在的导致热效率低下、传热差、换热面结渣等问题，提供一种使用方便、燃烧效率高、制造成本低的生物质燃烧机，该燃烧机主要从锅炉设计和燃烧技术两个方面解决生物质燃料的输送、锅炉受热面沾污、炉内空气动力场平衡、余热利用、高效气化燃烧等问题。

本发明提供的生物质燃烧机，其主要结构包括炉体，设置在炉体上部的进料装置、炉体下部的进风装置、炉体顶部的水箱。

所述炉体上部设置进料口，进料口的上方安装所述进料装置。进料装置包括进料仓，进料仓顶部设密封盖，进料仓的安装位置高于进料口，进料仓下部安装进料斗，进料斗下端向靠近炉体方向倾斜且其末端由进料口伸入至炉体内。进料仓与进料口设置有一定高度差，优选高度差5～10cm，形成势能位，可以让生物质燃料自由落下。炉体上部与进料口正对的另一侧设置火焰喷口，火焰喷口上设有蒸汽孔。

所述炉体顶部的水箱位置高于进料口和火焰喷口，该水箱顶部设置有进水管和水蒸气出口，进水管上设置进水阀，水蒸气出口连接水蒸气排气管，水蒸气排气管另一端与火焰喷口上的蒸汽孔连通。水蒸气排气管上设有蒸汽调节阀，用于调节火焰喷口处的蒸汽量。水箱上靠近蒸汽出口的位置设置安全阀。

所述火焰喷口为中空的内外双层圆形筒形，长度设计为15～45cm，内外双层圆筒之间的环形密封空间为水蒸气流道且与水蒸气排气管连通，内层圆筒壁面上开设蒸汽孔。所述蒸汽孔靠近炉体内部一侧设置，多个蒸汽孔均匀分布于内层圆筒壁面上。

所述进风装置包括安装在炉体内下部沿着炉体内壁面环绕的环形布风板，布风板与炉体内壁面之间形成密封的环形空间作为一次风道，布风板上开设多个均匀分布的一次风孔，炉体外部设置鼓风机，鼓风机与环形空间之间通过管道连通向环形空间内泵入空气。鼓风机与一次风道连接的管路上安装有一次风阀，一次风阀可以调整风速。

优选的是，所述炉体底部设有排渣孔，炉体内底部排渣孔的上方设有栅板，栅板与排渣孔相通。炉体为圆筒形，炉体内的布风板也是呈圆筒形，布风板安装在炉体内下部的主燃烧区。所述布风板上的一次风孔的中轴线垂直于布风板的外切线。所述布风板总面积为炉体内壁面积的10～80％，布风板高度是炉体高度的10～90％，位于火焰喷口和栅板之间。

所述炉体壁面、水箱壁面及水蒸气排气管壁面均设有保温层。炉体上还设有观火孔。

上述的生物质燃烧机的使用方法是：使用时，先将块状的生物质原料引燃，然后放入炉内，打开一次风阀，待生物质原料完全引燃时再从进料斗进料。当蒸汽压力达到0.1～0.3MPa时，将蒸汽调节阀打开，按照汽料比为1:3～1:10的进汽速度进行调节。本发明整个过程运行平稳，无噪音，燃烧完全，热效率高。

与现有技术相比，本发明的有益之处在于：

本发明的生物质燃烧机，进料仓的进料管与炉体有一定倾角，生物质燃料放入进料仓中，通过重力作用自动滑落送入炉体中。开启鼓风机，待锅炉点火成功后调节过量空气系数为1.1～2.0，同时，将适量水蒸气从火焰喷口前端喷入，形成生物质气化反应，使得燃烧时产生更多的热量。炉体周围均匀布置风孔，空气由鼓风机送入炉内，形成湍流空气动力场，使得燃烧更稳定、更充分。本发明整个过程运行稳定，无噪音，燃料燃烧效率高，无污染，可适用于所有生物质燃烧。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为本发明生物质燃烧机的结构示意图。

图2为本发明实施例中进料仓的结构示意图。

图3为本发明实施例中布风板的结构示意图。

图4为本发明实施例中火焰喷口的结构示意图。

图中标号：1-鼓风机；2-一次风管；3-炉体；4-保温层；5-一次风阀；6-布风板；8-进料口；9-进料仓；10-进料斗；11-密封盖；12-水箱；13-进水管；14-进水阀；15-水蒸气排气管；16-安全阀；17-蒸汽调节阀；18-观火孔；19-火焰喷口；20-蒸汽孔；21-一次风孔；22-炉膛；23-炉栅；24-排渣孔。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1-4所示，本发明提供的生物质燃烧机的主要结构包括炉体3，设置在炉体上部的进料装置、炉体下部的进风装置、炉体顶部的水箱12。

所述炉体上部设置进料口8，进料口的上方安装所述进料装置。如图2所示，进料装置包括进料仓9，进料仓顶部设密封盖11。密封盖11必不可少，在加完生物质燃料后，必须盖紧，防止回火。进料仓9的安装位置高于进料口8，进料仓下部安装进料斗10，进料斗10下端向靠近炉体方向倾斜且其末端由进料口8伸入至炉体3内。进料仓9与进料口8设置有一定高度差，优选高度差5～10cm，形成势能位，可以让生物质燃料自由落下。炉体上部与进料口8正对的另一侧设置火焰喷口19，火焰喷口上设有蒸汽孔20。所述炉体内壁面设有保温层4。炉体上还设有观火孔18。生物质燃料从进料仓9的进料斗10中加入，一般燃料最大尺寸在1～10cm左右，可选用各种农林废弃物，生物质成型颗粒燃料为最佳。燃料从进料斗10自由滑落进入炉体内。整个进料仓9和进料斗一体成型，且均为钢铸结构。作为另一种实施方式，所述进料仓9可采用螺杆输送燃料进入炉膛。如果采用螺杆输送燃料，在进料斗末端的下方可设计折焰角，以保护螺杆结构，防止回火。

所述炉体顶部的水箱12位置高于进料口8和火焰喷口19，该水箱顶部设置有进水管13和水蒸气出口，进水管上设置进水阀14，水蒸气出口连接水蒸气排气管15，水蒸气排气管另一端与火焰喷口上的蒸汽孔20连通。水蒸气排气管15上设有蒸汽调节阀17，用于调节火焰喷口处的蒸汽量。水箱上靠近蒸汽出口的位置设置安全阀16。水箱顶部壁面设有保温层(未示出)。水蒸气排气管壁面也设有保温层(未示出)。

如图4所示，所述火焰喷口19为中空的内外双层圆形筒形，长度设计为15～45cm，内层圆筒与外层圆筒之间的环形密封空间为水蒸气流道且与水蒸气排气管连通，内层圆筒壁面上开设蒸汽孔20。所述蒸汽孔靠近炉体内部一侧设置，多个蒸汽孔20均匀分布于内层圆筒25壁面上。外层圆筒壁面设置保温层4。

所述进风装置包括安装在炉体内下部沿着炉体内壁面环绕的环形布风板6，布风板上开设多个均匀分布的一次风孔21。布风板6与炉体的保温层之间有0.5～1cm的空隙形成密封的环形空间，作为一次风道。炉体外部设置鼓风机1，鼓风机1与环形空间之间通过管道2连通向环形空间内泵入空气。鼓风机与一次风道连接的管路2上安装有一次风阀5，一次风阀5可以调整风速。在布风板6与炉体的保温层之间形成密封的环形空间，作为一次风道，这样的设计可以让炉体的炉膛22内的空气动力场相对稳定，不会造成一次风阀5一端的空气压力与另一端的空气压力差过大，导致火焰不稳定，温度场不稳定。作为一种优选的结构方式，所述炉体3为圆筒形。炉体内的布风板6也是呈圆筒形，由铸铁制成，厚度为1cm左右。布风板6安装在炉体内下部的主燃烧区。所述布风板6上的一次风孔21的中轴线垂直于布风板6的外切线，见图3。所述布风板6总面积为炉体3内壁面积的10～80％，布风板高度是炉体高度的10～90％，位于火焰喷口19和栅板23之间。

所述炉体底部设有排渣孔24，炉体内底部排渣孔的上方设有栅板23，栅板23与排渣孔24相通。

所述的水箱12中的蒸汽压力控制在0.1～0.3MPa，通过蒸汽调节阀17调节火焰喷口19的蒸汽量，将汽料比控制在1:3～1:10之间。蒸汽在火焰喷口19处与燃烧室出来的二氧化碳和未燃尽碳进行反应，生成一氧化碳，气体在火焰喷口处进行二次燃烧，这样既能使得燃烧更加充分，还能减少未燃尽热损失，大大提高了炉子的热效率和生物质的利用率。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种生物质燃烧机，其特征在于，包括炉体，设置在炉体上部的进料装置、炉体下部的进风装置、炉体顶部的水箱；

所述炉体上部设置进料口，进料口的上方安装所述进料装置，进料装置包括进料仓，进料仓顶部设密封盖，进料仓的安装位置高于进料口，进料仓下部安装进料斗，进料斗下端向靠近炉体方向倾斜且其末端由进料口伸入至炉体内，炉体上部与进料口正对的另一侧设置火焰喷口；火焰喷口上设有蒸汽孔；

所述炉体顶部的水箱位置高于进料口和火焰喷口，该水箱顶部设置水蒸气排气管，水蒸气排气管另一端与火焰喷口上的蒸汽孔连通；水蒸气排气管上设有蒸汽调节阀，用于调节火焰喷口处的蒸汽量；

所述进风装置包括安装在炉体内下部沿着炉体内壁面环绕的环形布风板，布风板与炉体内壁面之间形成密封的环形空间作为一次风道，布风板上开设一次风孔，炉体外部设置鼓风机，鼓风机与环形空间之间通过管道连通向环形空间内泵入空气。

2.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述火焰喷口为中空的内外双层圆形筒形，内外双层圆筒之间的环形密封空间为水蒸气流道且与水蒸气排气管连通，内层圆筒壁面上开设蒸汽孔。

3.如权利要求2所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述蒸汽孔靠近炉体内部一侧设置，多个蒸汽孔均匀分布于内层圆筒壁面上。

4.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述炉体为圆筒形，炉体内的布风板呈圆筒形，布风板安装在炉体内下部的主燃烧区。

5.如权利要求4所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述布风板上的一次风孔的中轴线垂直于布风板的外切线。

6.如权利要求5所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述布风板总面积为炉体内壁面积的10～80％，布风板高度是炉体高度的10～90％，位于火焰喷口和栅板之间。

7.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述炉体底部设有排渣孔，炉体内底部排渣孔的上方设有栅板，栅板与排渣孔相通。

8.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述鼓风机与一次风道连接的管路上安装有一次风阀。

9.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述炉体壁面、水箱壁面及水蒸气排气管壁面均设有保温层。

10.如权利要求1所述的生物质燃烧机，其特征在于，所述炉体上设有观火孔。

Images