CN207279705U - 一种节能环保的燃煤热风采暖炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种节能环保的燃煤热风采暖炉，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱，所述烟囱内设置换热装置，烟囱外部设置空气布气装置，所述换热装置包括管程和壳程，管程通烟囱中流通的烟气，壳程与空气布风装置连通。本实用新型通过在燃煤热风采暖炉的烟囱中设置换热装置，回收烟气中的热量加热室内空气；同时，在所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包风套，可以有效控制半焦燃烧区以及烟气燃尽区的温度，被加热的空气还可以用于室内采暖，从而达到屋内空气采暖循环利用。

Description

一种节能环保的燃煤热风采暖炉

技术领域

本实用新型属于燃煤燃烧设备领域，涉及一种燃煤热风采暖炉，尤其涉及一种节能环保的燃煤热风采暖炉。

背景技术

目前，我国北方某些地区的家庭，特别是乡镇和农村住户，普遍采用土暖气采暖，由于炉灶的设计不科学，部分煤炭不能完全燃烧而随烟排出，利用率低，不仅煤炭消耗量大，而且会对大气造成严重的污染。并且，实际生活中，广大农村用户在采暖的同时，还希望炉具同时能够用与炊事，如烧水、做饭和炒菜等等。

目前，市面上民用炉具的主要有两种燃煤形式：

正烧炉(图1(a))：即传统的最简单也是最普遍的直燃方式，固体燃料燃烧时火焰顺热烟气自然流动方向传播，燃烧强度高，火力旺，能满足用户炊事需求。正烧炉适用于无烟煤等挥发分低的燃料。正烧炉虽然具有良好的炊事能力，但在使用烟煤散煤或以烟煤为原料制成的型煤时，由于燃煤加入后受热升温，挥发分析出，随烟气立即排出，挥发分难以燃尽，导致大量黑烟(焦油，CO，VOC，硫和氮的氧化物等)和呛人气味冒出，严重污染环境。

反烧炉(图1(b))：即固体燃料燃烧时火焰逆热烟气自然流动方向传播的燃烧方式，具有能延缓挥发分析出速度的特点，炉温高、燃烧充分，可基本消除黑烟，适用于烟煤等挥发分高的燃料。由于反烧燃烧多采用多回程设计以提高燃尽程度，火力较弱，因此其不宜用于炊事，只能取暖，难以被部分老百姓接受；同时由于计划整个炉膛处于富氧高温燃烧，氮氧化物排放浓度较高。

针对传统炉具中存在的问题，人们研究出可同时应用于炊事和采暖的民用燃煤炉-气化炉(如CN 201212696Y和CN 201555250U等)，但均存在炉具燃烧周期性强、负荷不易调节，封火时间短和耗煤量大等缺陷。其在加煤后会迅速升温，挥发分快速析出，导致大量的硫及氮氧化物急剧析出。

然而，现有燃煤采暖炉具，尤其是使用烟煤为燃料实现无烟燃烧的采暖炉具，均为水暖炉。在我国没有集中供热的北方地区，尤其是小城镇和农村地区，这种民用水暖炉应用很广。采用这种燃煤采暖炉供热，需要配套一套热水系统，包括回水和热水管线连接到一组或多组暖气片(俗称“土暖气”)，实现向供暖空间的供热。但是，这种采用热水系统、管线和暖气片的成本和安装费用很高，采暖热效率较低；且对某些建筑，如没有集中供热的楼房或多层建筑，使用难度较大。

并且，由于燃煤炊事采暖炉兼顾炊事和采暖，要求炉具设计时必须保证一定的热负荷，进而造成炉内燃烧区温度过高，必须使用水循环以控制炉体材料温度；但在实际应用中，存在大量只需提供舒适的供暖而无需炊事的情况。在这些情况下，炉具热负荷可以进一步降低。因此，需要设计一种仅用空气为传热介质的热风炉。

实用新型内容

针对现有燃煤炊事热风采暖炉存在的采暖热效率低且成本高的问题，且大部分燃煤炊事热风采暖炉在应用中仅用到了供暖的问题，本实用新型提供了一种节能环保的燃煤热风采暖炉。本实用新型通过在燃煤热风采暖炉的烟囱中设置换热装置，回收烟气中的热量加热室内空气；同时，在所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包风套，可以有效控制半焦燃烧区以及烟气燃尽区的温度，被加热的空气还可以用于室内采暖，从而达到屋内空气采暖循环利用。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，本实用新型提供了一种燃煤热风采暖炉，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱，所述炉体内部烟囱的下方设置第一横隔板，第一横隔板的一侧与炉体烟囱一侧的炉壁相接，第一横隔板的另一侧垂直于第一横隔板设置第一竖隔，第一竖隔板将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱一侧的腔室为热解气化区，另一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子，所述炉箅子下方设置一次风口；所述烟气燃尽区下方设置二次风口；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区；所述烟囱内设置换热装置，烟囱外部设置空气布风装置，所述换热装置包括管程和壳程，管程通烟囱中流通的烟气，壳程与空气布风装置连通；所述炉箅子的末端开设布风孔；所述炉箅子的开孔率为10％～50％。

其中，所述炉箅子的开孔率可为10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％或50％等，但并不仅限于所列举的数值，该数值范围内其他未列举的数值同样适用。

本实用新型所述的炉箅子采用部分开孔设计，炉箅子的上部为无缝设计，未燃料提供支撑，仅末端开设布风孔，减小一次风进风面积，进而减小半焦燃烧区的燃烧体积。

本实用新型中，通过在烟囱内设置换热装置，回收烟气中的热量，将烟气中所含的热量通过换热装置与外部引来的空气进行换热，外部引来的空气吸收烟气中的热量后，用于室内采暖。

以下作为本实用新型优选的技术方案，但不作为本实用新型提供的技术方案的限制，通过以下技术方案，可以更好的达到和实现本实用新型的技术目的和有益效果。

作为本实用新型优选的技术方案，所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包有风套，所述风套的进风口与风机连通，所述风套的出风口与所述空气布风装置连通。

本实用新型中，在所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包风套，通过风机将室内空气引入风套，风套可以吸收半焦燃烧区以及烟气燃尽区的热量，不仅可以有效控制半焦燃烧区以及烟气燃尽区的温度，被加热的空气还可以用于室内采暖，从而达到屋内空气采暖循环利用。

作为本实用新型优选的技术方案，所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道；所述文丘里管道的喉管处环绕喉管设置三次风口；所述三次风口的个数＞1个；所述烟气燃尽区一侧的炉壁上设有与三次风口连通的燃尽风口。

作为本实用新型优选的技术方案，所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道，所述挥发分返回管道顶部高于加煤口，底部伸入半焦燃烧区。

本实用新型中，所述挥发分返回管道的设置，可以依靠烟囱抽力将扩散到煤层顶部的烟和挥发分吸到半焦燃烧区上部，然后通过一次和二次燃尽区燃尽消烟；从而避免打开加煤口时的倒烟现象。

上述燃煤热风采暖炉的采暖方法包括以下步骤：

(a)将燃煤通过加煤口加入燃煤热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；

(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口经炉箅子引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧；

(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气进入烟气燃尽区，与二次风口引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进入烟囱中的换热装置，与来自空气布风装置的空气进行换热后排出，换热后的空气用于室内采暖。

更为具体的，当所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道时，步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气进入烟气燃尽区，与二次风口引入的空气接触进行一次燃尽，未燃尽的烟气进入文丘里管道与三次风口引入的空气接触进行二次燃尽燃烧，二次燃尽后的烟气进入烟囱中的换热装置，与来自空气布风装置的空气进行换热后排出，换热后的空气用于室内采暖。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

(1)本实用新型通过在燃煤热风采暖炉的烟囱中设置换热装置，回收烟气中的热量加热室内空气；同时，在所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包风套，可以有效控制半焦燃烧区以及烟气燃尽区的温度，使半焦燃烧区的温度控制在850℃～1000℃，烟气燃烧区的温度控制在600℃～1000℃；被加热的空气还可以用于室内采暖，从而达到屋内空气采暖循环利用，进而大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率，热效率可高达80％以上；

(2)本实用新型中所述炉箅子采用部分开孔设计，可以减小一次风进风面积，进而减小半焦燃烧区的燃烧体积，减小半焦燃烧区的炉体尺寸；并且，所述燃煤热风采暖炉安装和使用方便，取暖舒适程度高。

附图说明

图1(a)是传统正烧炉燃烧示意图；

图1(b)是传统反烧炉燃烧示意图；

图2是本实用新型实施例1中所述燃煤热风采暖炉的结构示意图；

图3是本实用新型实施例1中所述换热装置的结构示意图；

图4是本实用新型实施例2中所述燃煤热风采暖炉的结构示意图；

其中，1-烟囱，2-第一横隔板，3-第一竖隔板，4-炉箅子，5-一次风口，6-二次风口，7-加煤口，8-加热装置，9-空气布风装置，10-风套，11-风机，12-文丘里管道，13-三次风口，14-燃尽风口，15-挥发分返回管道。

具体实施方式

为更好地说明本实用新型，便于理解本实用新型的技术方案，下面对本实用新型进一步详细说明。但下述的实施例仅仅是本实用新型的简易例子，并不代表或限制本实用新型的权利保护范围，本实用新型保护范围以权利要求书为准。

本实用新型具体实施例方式部分提供了一种燃煤热风采暖炉及其采暖方法，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体内部烟囱1的下方设置第一横隔板2，第一横隔板2的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第一横隔板2的另一侧垂直于第一横隔板2设置第一竖隔板3，第一竖隔板3将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，另一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子4，所述炉箅子4下方设置一次风口5；所述烟气燃尽区下方设置二次风口6；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口7；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区；所述烟囱1内设置换热装置8，烟囱1外部设置空气布风装置9，所述换热装置8包括管程和壳程，管程通烟囱1中流通的烟气，壳程与空气布风装置9连通；所述炉箅子4的末端开设布风孔；所述炉箅子4的开孔率为10％～50％。

以下为本实用新型典型但非限制性实施例：

实施例1：

本实施例提供了一种燃煤热风采暖炉及其采暖方法，如图2所示，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体内部烟囱1的下方设置第一横隔板2，第一横隔板2的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第一横隔板2的另一侧垂直于第一横隔板2设置第一竖隔板3，第一竖隔板3将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，另一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子4，所述炉箅子4下方设置一次风口5；所述烟气燃尽区下方设置二次风口6；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口7；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区；如图3所示，所述烟囱1内设置换热装置8，烟囱1外部设置及空气布风装置9，所述换热装置8包括管程和壳程，管程通烟囱1中流通的烟气，壳程与空气布风装置9连通。

其中，所述炉箅子4的末端开设布风孔；炉箅子4的开孔率为30％。

所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包有风套10，所述风套10的进风口与风机11连通，所述风套10的出风口与所述空气布风装置9连通。

所述采暖方法包括以下步骤：

(a)将由烟煤制备的洁净型煤通过加煤口7加入燃煤热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；

(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口5经炉箅子4引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧；

(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气进入烟气燃尽区，与二次风口6引入的空气接触进行一次燃尽，燃尽后的烟气进入烟囱1中的换热装置8，与来自空气布风装置9的空气进行换热后排出，换热后的空气直接对房间进行供热，实现房屋的采暖；

其中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧过程中以及步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽过程中，用风机11将室内空气引入风套10，通过风套10吸收半焦燃烧区和烟气燃尽区的热量，吸收了热量的空气进入空气布风装置9。

本实施例中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧温度为1000℃；半焦燃烧区的体积热负荷为460kW/m³，面积热负荷为3.5kW/m²；步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽温度为800℃；炊事热风采暖炉的热效率约为78％。

实施例2：

本实施例提供了一种燃煤热风采暖炉及其采暖方法，如图4所示，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱1，所述炉体内部烟囱1的下方设置第一横隔板2，第一横隔板2的一侧与炉体烟囱1一侧的炉壁相接，第一横隔板2的另一侧垂直于第一横隔板2设置第一竖隔板3，第一竖隔板3将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱1一侧的腔室为热解气化区，另一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子4，所述炉箅子4下方设置一次风口5；所述烟气燃尽区下方设置二次风口6；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口7；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区；如图3所示，所述烟囱1内设置换热装置8，烟囱1外部设置及空气布风装置9，所述换热装置8包括管程和壳程，管程通烟囱1中流通的烟气，壳程与空气布风装置9连通。

其中，所述炉箅子4的末端开设布风孔；炉箅子4的开孔率为15％。

所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包有风套10，所述风套10的进风口与风机11连通，所述风套10的出风口与所述空气布风装置9连通。

所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道12，文丘里管道12的喉管处环绕喉管设置三次风口13，三次风口13的个数为4个；所述烟气燃尽区一侧的炉壁上设有与三次风口13连通的燃尽风口14。

所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道15，所述挥发分返回管道15顶部高于加煤口7，底部伸入半焦燃烧区。

所述采暖方法包括以下步骤：

(a)将由烟煤制备的洁净型煤通过加煤口7加入燃煤热风采暖炉中，燃煤进入热解气化区进行热解气化，产生焦油、挥发分和半焦；

(b)步骤(a)产生的焦油、挥发分和半焦向下流动进入半焦燃烧区，与一次风口5经炉箅子4引入的空气接触，使焦油、挥发分、半焦与空气接触燃烧；

(c)步骤(b)所述挥发分、半焦与空气接触燃烧后产生的烟气进入烟气燃尽区，与二次风口6引入的空气接触进行一次燃尽，未燃尽的烟气进入文丘里管道与三次风口引入的空气接触进行二次燃尽燃烧，二次燃尽后的烟气进入烟囱1中的换热装置8，与来自空气布风装置9的空气进行换热后排出，换热后的空气直接对房间进行供热，实现房屋的采暖；

其中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧过程中以及步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽过程中，用风机11将室内空气引入风套10，通过风套10吸收半焦燃烧区和烟气燃尽区的热量，吸收了热量的空气进入空气布风装置9。

本实施例中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧温度为850℃；半焦燃烧区的体积热负荷为320kW/m³，面积热负荷为2.4kW/m²；步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽温度为700℃；炊事热风采暖炉的热效率约为81％。

实施例3：

本实施例提供了一种燃煤热风采暖炉及其采暖方法，所述燃煤热风采暖炉的结构参照实施例2中燃煤热风采暖炉的结构，区别在于：所述三次风口13的个数为2个。

所述采暖方法参照实施例2中的方法，区别在于：所用燃煤为含有固灰剂、固硫剂和脱硝剂的由烟煤制备的洁净型煤。

本实施例中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧温度为900℃；半焦燃烧区的体积热负荷为330kW/m³，面积热负荷为2.5kW/m²；步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽温度为800℃；炊事热风采暖炉的热效率约为80％。

实施例4：

本实施例提供了一种燃煤热风采暖炉及其采暖方法，所述燃煤热风采暖炉的结构参照实施例2中燃煤热风采暖炉的结构。

所述采暖方法参照实施例2中的方法，区别在于：所用燃煤为无烟煤。

本实施例中，步骤(b)所述半焦燃烧区的燃烧温度为950℃；半焦燃烧区的体积热负荷为350kW/m³，面积热负荷为2.3kW/m²；步骤(c)所述烟气燃尽区的烟气燃尽温度为850℃；炊事热风采暖炉的热效率约为79％。

对比例1：

本对比例提供了一种燃煤热风采暖炉，所述燃煤热风采暖炉的结构参照实施例1，区别在于：所述烟囱1中不设置换热装置8，而在烟囱1中设置采暖用水管线，直接利用烟气加热采暖用水管线中的水，将采暖用水管线连接至暖气片以给房间供热。

本对比例中，所述半焦燃烧区的燃烧温度为1200℃；半焦燃烧区的体积热负荷为2000kW/m³，面积热负荷为300kW/m²；步骤所述烟气燃尽区的烟气燃尽温度为1000℃；炊事热风采暖炉的热效率约72％。

综合上述实施例和对比例可以看出，本实用新型通过在燃煤热风采暖炉的烟囱中设置换热装置，回收烟气中的热量加热室内空气；同时，在所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包风套，可以有效控制半焦燃烧区以及烟气燃尽区的温度，使半焦燃烧区的温度控制在850℃～1000℃，烟气燃烧区的温度控制在600℃～1000℃；被加热的空气还可以用于室内采暖，从而达到屋内空气采暖循环利用，进而大幅度提高了炊事热风采暖炉的效率，热效率可高达80％以上。

本实用新型中所述炉箅子采用部分开孔设计，可以减小一次风进风面积，进而减小半焦燃烧区的燃烧体积，减小半焦燃烧区的炉体尺寸；并且，所述燃煤热风采暖炉安装和使用方便，取暖舒适程度高。

申请人声明，本实用新型通过上述实施例来说明本实用新型的详细工艺设备和工艺流程，但本实用新型并不局限于上述详细工艺设备和工艺流程，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细工艺设备和工艺流程才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。

Claims (4)

1.一种燃煤热风采暖炉，其特征在于，所述燃煤热风采暖炉的炉体顶部一侧设有烟囱(1)，所述炉体内部烟囱(1)的下方设置第一横隔板(2)，第一横隔板(2)的一侧与炉体烟囱(1)一侧的炉壁相接，第一横隔板(2)的另一侧垂直于第一横隔板(2)设置第一竖隔板(3)，第一竖隔板(3)将炉体内部分割为两个连通的腔室，位于烟囱(1)一侧的腔室为热解气化区，另一侧的腔室为烟气燃尽区；所述热解气化区下方倾斜设置炉箅子(4)，所述炉箅子(4)下方设置一次风口(5)；所述烟气燃尽区下方设置二次风口(6)；所述热解气化区侧的炉壁上设有加煤口(7)；所述热解气化区和烟气燃尽区下方为半焦燃烧区；所述烟囱(1)内设置换热装置(8)，烟囱(1)外部设置空气布风装置(9)，所述换热装置(8)包括管程和壳程，管程通烟囱(1)中流通的烟气，壳程与空气布风装置(9)连通；所述炉箅子(4)的末端开设布风孔；所述炉箅子(4)的开孔率为10％～50％。

2.根据权利要求1所述的燃煤热风采暖炉，其特征在于，所述燃煤热风采暖炉的炉体外部包有风套(10)，所述风套(10)的进风口与风机(11)连通，所述风套(10)的出风口与所述空气布风装置(9)连通。

3.根据权利要求1所述的燃煤热风采暖炉，其特征在于，所述烟气燃尽区内竖直设置文丘里管道(12)；所述文丘里管道(12)的喉管处环绕喉管设置三次风口(13)；所述三次风口(13)的个数＞1个；所述烟气燃尽区一侧的炉壁上设有与三次风口(13)连通的燃尽风口(14)。

4.根据权利要求1所述的燃煤热风采暖炉，其特征在于，所述热解气化区中纵向设置挥发分返回管道(15)，所述挥发分返回管道(15)顶部高于加煤口(7)，底部伸入半焦燃烧区。