CN201412952Y - 环保型生物质固体燃料燃烧锅炉 - Google Patents

Abstract

一种环保型生物质固体燃料燃烧锅炉。其包括彼此相连的燃烧炉、燃烧机构、给料机构、点火机构和排灰机构。本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉是以农业生产的废弃物——秸秆作为原料，不仅能够节省不可再生的能源，而且利于环境保护。另外，本装置设计为二回程结构，因而能够增加热交换面积，从而提高热效率。此外，本装置还具有结构设计合理、自动化程度高等优点。

Description

环保型生物质固体燃料燃烧锅炉

技术领域

本实用新型涉及一种锅炉，特别是涉及一种环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，属于生物质可再生清洁能源应用领域。

背景技术

目前，工业生产及民用采暖锅炉基本上都是以煤、油或天然气等不可再生的化石燃料作为主要燃料，随着化石燃料价格的不断攀升以及空气污染的日益严重，人们开始寻找可再生清洁能源并相应改造现有的高污染锅炉。

秸秆是农业生产的废弃物，主要包括小麦秸秆、水稻秸秆、棉花秸秆、玉米秸秆等种类，属于可再生的生物质能源。由于我国是农业大国，现拥有耕地15亿亩，年产秸杆7亿吨，因此生物质资源十分丰富。另外，相对于化石燃料而言，生物质能源中硫、氮的含量较低，并且燃烧时排放的二氧化硫、一氧化氮等有害气体较少，因此是一种既环保、又可再生的清洁能源，但目前每年产生的大量秸秆都没能得到充分的利用。因而大力发展生物质能源的应用，减少对石油、煤炭等不可再生能源的依赖，实现环保节能，已成为当前国内外的一个重要课题。

发明内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种结构设计合理，并且自动化程度高的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉。

为了达到上述目的，本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉包括彼此相连的燃烧炉、燃烧机构、给料机构、点火机构和排灰机构；其中燃烧炉用于冷媒与生物质固体燃料燃烧时产生的热量之间的热交换；燃烧机构用于燃烧生物质固体燃料；给料机构用于将生物质固体燃料提供给燃烧机构；点火机构用于将燃烧机构中的生物质固体燃料点燃；而排灰机构则用于将生物质固体燃料燃烧后产生的灰渣排出燃烧机构。

所述的燃烧炉包括炉体外壳、炉膛和多个烟管；其中炉体外壳呈圆桶状，水平设置，一端中部形成有一个排烟口，并且两侧分别形成有一个进水口和出水口；炉膛也呈圆桶状，以同心的方式水平设置在炉体外壳的内部，并且底部圆周面上形成有一个燃烧器安装口，而一侧圆周面上则形成有一个连通至炉体外壳外部的给料口；多个烟管相隔距离沿水平方向均匀排布在炉体外壳和炉膛之间的环形空间中，并且每个烟管的两端分别与排烟口和炉膛的内部相连通。

所述的燃烧机构包括燃烧器外壳、燃烧器内壳、固定炉排和活动炉排；其中燃烧器外壳的上端安装在燃烧器安装口上；燃烧器内壳位于燃烧器外壳的内部，并且侧壁上形成有多个出风口；固定炉排水平设置在燃烧器内壳的内部下端；活动炉排置于固定炉排之上，并且其上的炉条与固定炉排上的炉条交错排布。

所述的给料机构包括料仓、抽料机外筒、抽料螺旋、抽料电机、分料曲轴、分料器、给料机外壳、第一至第三给料挡板和给料电机；其中抽料机外筒以倾斜的方式设置，其上端底部圆周面上形成有一个出料口，而下端上部圆周面上则形成有一个抽料口，并且下端位于料仓的底部；抽料螺旋设置在抽料机外筒的内部；抽料电机的输出轴依次与分料曲轴和抽料螺旋的上端相连；分料曲轴通过分料摇杆连接分料器；分料器呈上下端开口的截锥体形，其上端开口位于出料口的斜下方，并且能够在分料曲轴以及分料摇杆的带动下左右摆动；给料机外壳的下端口与给料口相连，上端口呈喇叭状且环绕在分料器的外部；第一至第三给料挡板以下端能够摆动的方式相隔距离依次设置在给料机外壳内部的不同截面位置处，并且每个给料挡板的一侧通过连杆与设置在给料机外壳外部一侧的第一至第三给料挡板摇臂相连接；给料电机设置在给料机外壳的外部，其输出轴上连接有第一、第二给料电机摇臂，并且第一给料电机摇臂在旋转过程中能够与第一、第三给料挡板摇臂相接触，而第二给料电机摇臂则在旋转过程中能够与第二给料挡板摇臂相接触。

所述的点火机构包括热风点火器进风管、热风点火器和鼓风机；其中热风点火器进风管上的出风口位于燃烧器内壳的内部，而进风口则与鼓风机的出风口相接；热风点火器设置在热风点火器进风管的内部前端；鼓风机的进风口一部分通过抽烟管与给料机外壳上第一、第二给料挡板之间的空间相连通，另一部分则与大气相连通。

所述的排灰机构包括集灰板、排灰管、集灰箱、排灰螺旋、连杆和排灰电机；其中集灰板设置在固定炉排和活动炉排的两侧下方；排灰管水平安装在炉体外壳的下部圆周外，一端上部形成有一个与集灰板下端相连通的进灰口，而另一端则与集灰箱相接；排灰螺旋设置在排灰管及集灰箱的内部，其一端与连杆的一端偏心铰接，而连杆的另一端又与活动炉排的一端铰接；排灰电机安装在集灰箱的外侧，并且其输出轴与排灰螺旋的一端相连。

所述的第一、第三给料挡板摇臂的长度大于第二给料挡板摇臂的长度。

所述的第一给料电机摇臂的长度大于第二给料电机摇臂的长度。

本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉是以农业生产的废弃物——秸秆作为原料，不仅能够节省不可再生的能源，而且利于环境保护。另外，本装置设计为二回程结构，因而能够增加热交换面积，从而提高热效率。此外，本装置还具有结构设计合理、自动化程度高等优点。

附图说明

图1为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉结构立体图。

图2为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中燃烧机构和排灰机构纵向剖视图。

图3为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中燃烧机构和排灰机构纵向结构平面剖视图。

图4为图3中A-A向剖视图。

图5为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中燃烧机构横向结构剖视图。

图6为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中第一给料挡板打开时局部结构示意图。

图7为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中第二给料挡板打开时局部结构示意图。

图8为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中第三给料挡板打开时局部结构示意图。

图9为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中分料器板旋转到右极限位置时局部结构示意图。

图10为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中分料器旋转到左极限位置时局部结构示意图。

图11为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中给料机构局部结构示意图。

图12为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中给料机构局部结构立体图。

图13为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中排灰机构局部结构分解示意图。

图14为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中排灰机构上活动炉排处于最低位置时示意图。

图15为本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉中排灰机构上活动炉排处于最高位置时示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉进行详细说明。

如图1至图15所示，本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉包括彼此相连的燃烧炉、燃烧机构、给料机构、点火机构和排灰机构；其中燃烧炉用于冷媒与生物质固体燃料燃烧时产生的热量之间的热交换；燃烧机构用于燃烧生物质固体燃料；给料机构用于将生物质固体燃料提供给燃烧机构；点火机构用于将燃烧机构中的生物质固体燃料点燃；而排灰机构则用于将生物质固体燃料燃烧后产生的灰渣排出燃烧机构。

所述的燃烧炉包括炉体外壳1、炉膛2和多个烟管3；其中炉体外壳1呈圆桶状，水平设置，一端中部形成有一个排烟口4，并且两侧分别形成有一个进水口和出水口；炉膛2也呈圆桶状，以同心的方式水平设置在炉体外壳1的内部，并且底部圆周面上形成有一个燃烧器安装口5，而一侧圆周面上则形成有一个连通至炉体外壳1外部的给料口6；多个烟管3相隔距离沿水平方向均匀排布在炉体外壳1和炉膛2之间的环形空间中，并且每个烟管3的两端分别与排烟口4和炉膛2的内部相连通。

所述的燃烧机构包括燃烧器外壳7、燃烧器内壳8、固定炉排11和活动炉排12；其中燃烧器外壳7的上端安装在燃烧器安装口5上；燃烧器内壳8位于燃烧器外壳7的内部，并且侧壁上形成有多个出风口10；固定炉排11水平设置在燃烧器内壳8的内部下端；活动炉排12置于固定炉排11之上，并且其上的炉条与固定炉排11上的炉条交错排布。

所述的给料机构包括料仓42、抽料机外筒32、抽料螺旋33、抽料电机34、分料曲轴36、分料器38、给料机外壳22、第一至第三给料挡板23-25和给料电机29；其中抽料机外筒32以倾斜的方式设置，其上端底部圆周面上形成有一个出料口35，而下端上部圆周面上则形成有一个抽料口43，并且下端位于料仓42的底部；抽料螺旋33设置在抽料机外筒32的内部；抽料电机34的输出轴依次与分料曲轴36和抽料螺旋33的上端相连；分料曲轴36通过分料摇杆37连接分料器38；分料器38呈上下端开口的截锥体形，其上端开口位于出料口35的斜下方，并且能够在分料曲轴36以及分料摇杆37的带动下左右摆动；给料机外壳22的下端口与给料口6相连，上端口呈喇叭状且环绕在分料器38的外部；第一至第三给料挡板23-25以下端能够摆动的方式相隔距离依次设置在给料机外壳22内部的不同截面位置处，并且每个给料挡板23-25的一侧通过连杆与设置在给料机外壳22外部一侧的第一至第三给料挡板摇臂26-28相连接；给料电机29设置在给料机外壳22的外部，其输出轴上连接有第一、第二给料电机摇臂30，31，并且第一给料电机摇臂30在旋转过程中能够与第一、第三给料挡板摇臂26，28相接触，而第二给料电机摇臂31则在旋转过程中能够与第二给料挡板摇臂27相接触。

所述的点火机构包括热风点火器进风管21、热风点火器19和鼓风机40；其中热风点火器进风管21上的出风口20位于燃烧器内壳8的内部，而进风口则与鼓风机40的出风口相接；热风点火器19设置在热风点火器进风管21的内部前端；鼓风机40的进风口一部分通过抽烟管41与给料机外壳22上第一、第二给料挡板23，24之间的空间相连通，另一部分与大气相连通。

所述的排灰机构包括集灰板14、排灰管15、集灰箱17、排灰螺旋16、连杆13和排灰电机18；其中集灰板14设置在固定炉排11和活动炉排12的两侧下方；排灰管15水平安装在炉体外壳1的下部圆周外，一端上部形成有一个与集灰板14下端相连通的进灰口，而另一端则与集灰箱17相接；排灰螺旋16设置在排灰管15及集灰箱17的内部，其一端与连杆13的一端偏心铰接，而连杆13的另一端又与活动炉排12的一端铰接；排灰电机18安装在集灰箱17的外侧，并且其输出轴与排灰螺旋16的一端相连。

所述的第一、第三给料挡板摇臂26，28的长度大于第二给料挡板摇臂27的长度。

所述的第一给料电机摇臂30的长度大于第二给料电机摇臂31的长度。

本实用新型提供的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉工作过程如下：

首先启动抽料电机34，以带动抽料螺旋33进行旋转，从而将已粉碎且经过压缩的生物质固体燃料从料仓42中经抽料口43抽出并从出料口35向外吐出。抽料电机34同时通过分料曲轴36带动分料摇杆37摆动，分料摇杆37则同步带动分料器38摆动。从出料口35吐出的原料将通过分料器38上端的开口落入分料器38的内部，在分料器38的摆动过程中，上述原料将依次经分料器38的下端口、给料机外壳22的上端口均匀地分布在第一给料挡板23上。

在给料电机29的带动下，第一、第二给料电机摇臂30，31将依次拨动第一至第三给料挡板摇臂26-28。首先，第一给料电机摇臂30拨动第一给料挡板摇臂26，接着，第二给料电机摇臂31拨动第二给料挡板摇臂27，最后，第一给料电机摇臂30拨动第三给料挡板摇臂28。随着第一至第三给料挡板摇臂26-28的摆动，第一至第三给料挡板23-25将依次打开，从而将上述原料通过进料口6送入位于炉膛2内的燃烧机构中。

与此同时，由鼓风机40吹出的风将通过热风点火器进风管21经热风点火器19后从出风口20喷出，从而将上述燃烧机构中的生物质固体燃料点燃；同时，鼓风机40还将通过抽烟管41将从挡板缝隙中冒出的微量烟气吸出并重新送入燃烧机构中。上述生物质固体燃料在燃烧机构内燃烧后，产生的烟气将依次通过炉膛2、多个烟管3后经排烟口4排出，在此过程中，上述高温烟气将与注入在炉体外壳1和炉膛2之间空间内的冷媒进行热交换，由此将冷媒的温度升高。

另外，在排灰电机18的带动下，排灰螺杆16将产生旋转，在此过程中，与排灰螺杆16轴端面偏心铰接的连杆13将使活动炉排12的一端上下摆动，从而使落在固定炉排11以及活动炉排12上的灰渣掉入集灰板14内，最后由排灰螺杆16将灰渣排至集灰箱17内。

Claims (8)

1、一种环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉包括彼此相连的燃烧炉、燃烧机构、给料机构、点火机构和排灰机构；其中燃烧炉用于冷媒与生物质固体燃料燃烧时产生的热量之间的热交换；燃烧机构用于燃烧生物质固体燃料；给料机构用于将生物质固体燃料提供给燃烧机构；点火机构用于将燃烧机构中的生物质固体燃料点燃；而排灰机构则用于将生物质固体燃料燃烧后产生的灰渣排出燃烧机构。

2、根据权利要求1所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的燃烧炉包括炉体外壳(1)、炉膛(2)和多个烟管(3)；其中炉体外壳(1)呈圆桶状，水平设置，一端中部形成有一个排烟口(4)，并且两侧分别形成有一个进水口和出水口；炉膛(2)也呈圆桶状，以同心的方式水平设置在炉体外壳(1)的内部，并且底部圆周面上形成有一个燃烧器安装口(5)，而一侧圆周面上则形成有一个连通至炉体外壳(1)外部的给料口(6)；多个烟管(3)相隔距离沿水平方向均匀排布在炉体外壳(1)和炉膛(2)之间的环形空间中，并且每个烟管(3)的两端分别与排烟口(4)和炉膛(2)的内部相连通。

3、根据权利要求1所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的燃烧机构包括燃烧器外壳(7)、燃烧器内壳(8)、固定炉排(11)和活动炉排(12)；其中燃烧器外壳(7)的上端安装在燃烧器安装口(5)上；燃烧器内壳(8)位于燃烧器外壳(7)的内部，并且侧壁上形成有多个出风口(10)；固定炉排(11)水平设置在燃烧器内壳(8)的内部下端；活动炉排(12)置于固定炉排(11)之上，并且其上的炉条与固定炉排(11)上的炉条交错排布。

4、根据权利要求1所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的给料机构包括料仓(42)、抽料机外筒(32)、抽料螺旋(33)、抽料电机(34)、分料曲轴(36)、分料器(38)、给料机外壳(22)、第一至第三给料挡板(23-25)和给料电机(29)；其中抽料机外筒(32)以倾斜的方式设置，其上端底部圆周面上形成有一个出料口(35)，而下端上部圆周面上则形成有一个抽料口(43)，并且下端位于料仓(42)的底部；抽料螺旋(33)设置在抽料机外筒(32)的内部；抽料电机(34)的输出轴依次与分料曲轴(36)和抽料螺旋(33)的上端相连；分料曲轴(36)通过分料摇杆(37)连接分料器(38)；分料器(38)呈上下端开口的截锥体形，其上端开口位于出料口(35)的斜下方，并且能够在分料曲轴(36)以及分料摇杆(37)的带动下左右摆动；给料机外壳(22)的下端口与给料口(6)相连，上端口呈喇叭状且环绕在分料器(38)的外部；第一至第三给料挡板(23-25)以下端能够摆动的方式相隔距离依次设置在给料机外壳(22)内部的不同截面位置处，并且每个给料挡板(23-25)的一侧通过连杆与设置在给料机外壳(22)外部一侧的第一至第三给料挡板摇臂(26-28)相连接；给料电机(29)设置在给料机外壳(22)的外部，其输出轴上连接有第一、第二给料电机摇臂(30，31)，并且第一给料电机摇臂(30)在旋转过程中能够与第一、第三给料挡板摇臂(26，28)相接触，而第二给料电机摇臂(31)则在旋转过程中能够与第二给料挡板摇臂(27)相接触。

5、根据权利要求1所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的点火机构包括热风点火器进风管(21)、热风点火器(19)和鼓风机(40)；其中热风点火器进风管(21)上的出风口(20)位于燃烧器内壳(8)的内部，而进风口则与鼓风机(40)的出风口相接；热风点火器(19)设置在热风点火器进风管(21)的内部前端；鼓风机(40)的进风口一部分通过抽烟管(41)与给料机外壳(22)上第一、第二给料挡板(23，24)之间的空间相连通，另一部分则与大气相连通。

6、根据权利要求1所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的排灰机构包括集灰板(14)、排灰管(15)、集灰箱(17)、排灰螺旋(16)、连杆(13)和排灰电机(18)；其中集灰板(14)设置在固定炉排(11)和活动炉排(12)的两侧下方；排灰管(15)水平安装在炉体外壳(1)的下部圆周外，一端上部形成有一个与集灰板(14)下端相连通的进灰口，而另一端则与集灰箱(17)相接；排灰螺旋(16)设置在排灰管(15)及集灰箱(17)的内部，其一端与连杆(13)的一端偏心铰接，而连杆(13)的另一端又与活动炉排(12)的一端铰接；排灰电机(18)安装在集灰箱(17)的外侧，并且其输出轴与排灰螺旋(16)的一端相连。

7、根据权利要求4所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的第一、第三给料挡板摇臂(26，28)的长度大于第二给料挡板摇臂(27)的长度。

8、根据权利要求4所述的环保型生物质固体燃料燃烧锅炉，其特征在于：所述的第一给料电机摇臂(30)的长度大于第二给料电机摇臂(31)的长度。

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