CN210345863U - 全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉。主要包括自隔离转轮式给料机、自主排渣除焦燃烧装置、双水套组合炉体、喷淋式除尘器、及智能控制器，所述自隔离转轮式给料机可杜绝回火的隐患、提高了进料精细化控制；所述自主排渣除焦燃烧装置，能有效防止由秸杆燃烧结焦造成的中断运行；所述双水套组合炉体单元，能提供采暖和生活用热水；所述喷淋式除尘器使烟气排放更洁净；所述智能控制器，可对以上各单元进行检测和包括进料、燃烧、出渣、除焦、除尘等协调智能控制及远程控制。本实用新型采用立式炉、一体化结构设计，占地面积小，全炉无人工清灰口，采用负压无尘运行和在线收集灰渣到专用袋内、利于还田和运输，人工仅需上料，适合家用。

Description

全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉

技术领域：

本实用新型涉及锅炉技术领域，尤其涉及一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉。

背景技术：

锅炉的热功率在100KW以下的D级锅炉，统称为小型锅炉，按平均每户120M2的居住面积算，适合户用型的小型锅炉应为10KW左右。

生物质颗粒燃料按门类分有两大类，一类是利用木材、木屑、树枝加工而成的木质生物质颗粒燃料，简称木质颗粒燃料，木质颗粒燃料热值高、灰份低、燃烧不结焦、不冒黑烟，是目前绝大部分小型户用型生物质锅炉的首选燃料，但资源有限，不适合大规模推广；另一类是利用农作物废弃物加工而成的秸秆生物质颗粒燃料，简称秸秆颗粒燃料，秸秆颗粒燃料热值不稳定、灰份高、燃烧时易结焦、易冒黑烟，但资源极为丰富，适合大规模推广，但目前还没有性能可靠的小型户用型锅炉。

在我国，以农作物废弃物为主的秸秆生物质数量巨大，每年产生近9亿吨，而且这些生物质分布广、分布散、收集和运输困难，若不加以利用，不但浪费资源而且还对环境带来巨大的压力，而就近利用秸秆颗粒取暖也是解决这个问题的有效途经之一；近年来，有很多锅炉由于采用半自动控制加专人看管的运行模式，发展良好，但这些锅炉并不适合广大农村及城乡结合部分散居户的使用，多户共用一套采暖系统的机制还不成熟，而小型户用型秸秆颗粒采暖锅炉，由于还存在很多没有解决的技术难题，至今还得不到很好的应用，例如：由吉林大学热能工程系、吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室、哈尔滨锅炉厂有限责任公司矫振伟等四人在《节能技术》2018年第2期共同发表的《小型生物质颗粒锅炉燃烧室设计研究》论文中这样写道：“通过大量试验研究发现：小型（10kw）生物质锅炉存在焦油污染、燃烧不完全、不稳定以及燃料灰渣结焦问题……小型锅炉不设置司炉工，没有专人看管，不能及时发现结焦并及时处理，即使清理，对小炉子的燃烧工况影响很大，甚至会中断燃烧”；由此可见，造成小型户用型秸秆颗粒锅炉技术难以突破的真正原因，是秸秆生物质燃料的独特性和小型生物质锅炉难于控制性两者叠加的因素造成的，综合起来主要存在以下问题：

1.燃料灰渣结焦问题：目前主要还是选用含有防结焦添加剂的秸秆生物质颗粒燃料，或是在技术上采取降低锅炉燃烧温度的方法防止结焦，但效果有限，无法达到长周期稳定运行，人工掏焦不可避免。

2.灰尘污染问题：由于家用锅炉体积不宜做得过大，不便设计高效除尘装置，渣斗和烟道仍需人工清灰，黑烟扬尘过多，对环境影响大。

3.小型炉进料问题：按10kw锅炉为例，平均每分钟进料仅为40g左右，燃烧热容量低、进料要求苛刻，进料稍多会压熄火焰、进料稍少又会因断料而熄火，且熄火后无自主点火和自行恢复机制。

4. 连续性运行问题：由于生物质燃料的成分不稳定，需要根据经验值设置锅炉的运行参数，如延时进料和延时排渣来达到一个暂时稳态工况，当燃料灰份或热值或负荷发生变化后，又要摸索新的经验值来设置，否则会脱离稳态工况，导致炉内燃料或堆积、或排空而中断运行。

5.自动化与智能化问题：业界仍然注重结构简单和低制造成本，而忽略操控的舒适性、简便性和智能性，虽然有的锅炉也采用了简单程控控制，但人工的操作难度和工作量仍然比手烧煤炉大数倍以上，仍达不到把人从灰尘与繁琐的劳动环境中解放出来的自动化程度。

基于以上几点，已严重制约了家庭选择和使用小型户用型秸秆生物质锅炉采暖的积极性，目前的锅炉产品也仅限于燃烧木质生物质燃料，秸秆的利用和开发仍然还缺少这一数量巨大的家庭用户群。

因此，有必要提供一种新的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉来解决上述技术问题。

发明内容

为解决以上问题，本实用新型提供了一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉。

本实用新型主要是通过下述具体技术方案得以解决的：

一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：包括锅炉主体1，喷淋式除尘器2，进料减速电机3，自隔离转轮式给料机4，自主排渣除焦燃烧装置5，螺旋出渣机37、变频调速排风机26及智能控制器；所述锅炉主体1固定在承载板6上，所述承载板6固定在机架外框7上，所述锅炉主体1由主水套9 和副水套10组成，所述锅炉主体1是锅炉的换热部件；所述喷淋式除尘器2安装在所述锅炉主体1的排烟管之后，是对锅炉烟气进行处理的部件；所述进料减速电机3安装在所述承载板6上，其动力输出轴通过两组链轮链条，一组带动所述自隔离转轮式给料机4，另一组带动所述螺旋出渣机37；所述自隔离转轮式给料机4是为锅炉精准提供燃料的给料装置；所述自主排渣除焦燃烧装置5安装在所述锅炉主体1的下部，其主要功能是支持锅炉燃烧、排渣和除焦；所述螺旋出渣机37安装在所述自主排渣除焦燃烧装置5的下部，主要将所述自主排渣除焦燃烧装置5排下的灰渣连续、在线的推送到集灰袋中；所述变频调速排风机26安装在所述喷淋式除尘器2之后，主要功能是采用抽排方式为锅炉燃烧提供所需空气；所述智能控制器由人机交互部分、数据输入部分、控制输出部分及网络通讯部分组成，是锅炉的检测和控制中心。

优选地，所述锅炉主体1的所述主水套9夹层内为主水室11，所述主水室11下部设进水口12、上部设出水口13，主水室设有水温测头14主水套内腔为炉膛15，炉膛下部装有篓式燃烧桶16，中部设炉膛进料口31，上部接管式换热器18，所述管式换热器18的上部为所述副水套10，所述管式换热器18中间的烟气通道通过变径管与烟气管19汇合后，从所述副水套10内引出；在所述烟气管19上设有烟温测头20，并在所述烟气管19上引出一压力信号管与可调式风压开关21的负压端相连；所述管式换热器18的分隔外圈22为所述主水室11与副水室65的分隔面；所述副水套10设有浮球阀23、副水套出水口75和大气连通管68。

优选地，所述管式换热器18的所述分隔外圈22可取消，使所述主水室11与所述副水室65合并成单一水室。

优选地，所述喷淋式除尘器2的除尘水箱24上部分别与烟气洗浴管25和洁净烟气管74相接；所述烟气洗浴管25的另一端与所述烟气管19相接；洁净烟气管74的另一端与所述变频调速排风机26入口相接；在所述除尘水箱24内设有浮球式水位开关27并装设有滤网28，所述滤网28与外部的除尘水泵29入口及补水电磁阀30出口连接，所述除尘水泵29的出口经水管连接所述烟气洗浴管25管内的螺旋喷嘴32，所述烟气洗浴管25上设有喷淋管维修窗口33；所述除尘水箱24底部为漏斗形，漏斗口与加湿电磁阀34入口相接，所述加湿电磁阀34的出口经过加湿管35通入渣斗36内，所述渣斗36出渣口与所述螺旋出渣机37相接，所述除尘水箱24设有水箱维修窗口67。

优选地，所述自隔离转轮式给料机4包括定子38和转子39，其中定子外壳40侧面开有一个进料口17，所述进料口17外部与进料斗41的出料口相接，所述进料口17上沿安装有燃料切割刀片46；定子内壳42上部开一个出料口43，所述出料口43的下部与落料斜管45相接，所述定子外壳40后侧面与所述定子内壳42后侧面固定在后档板44上，前档板47固定在所述定子内壳42前侧面上，所述定子外壳40、所述定子内壳42与所述前档板47有共同的轴心线，并通过其轴心线引出一根用于定位所述转子39的轴49，所述轴49的外端有螺纹，以利于用螺母48锁紧所述转子39，转子盖板50上均匀固定有4~8块隔离块51，所述转子盖板50与所述隔离块51，可以嵌入到由所述定子外壳40与所述定子内壳42组成的环形槽内，并在所述轴49及轴承52的支承下可以自由旋转，且动静部分的间隙为0.5mm~1.5mm之间；转子外侧固定有一个可由主动链轮69带动的从动链轮53，所述主动链轮69与所述从动链轮53的传动比与所述隔离块51的数量相等；所述落料斜管45与所述炉膛进料口31相接；所述定子外壳40顶部开有一个窥视孔，用于安装火焰检测头54。

优选地，所述自主排渣除焦燃烧装置5的搅渣叶轮55与搅渣轴77相连，并通过两个轴承座56安装在所述承载板6上，安装在所述承载板6上的搅渣减速电机57通过传动齿轮组58驱动所述搅渣叶轮55旋转，所述搅渣叶轮55装于所述篓式燃烧桶16的底部，破焦杆59伸入所述篓式燃烧桶16内，电点火器8也伸入所述篓式燃烧桶16内；所述篓式燃烧桶16是一个上无盖下无底的倒置的圆台形、或倒置的四棱台形、或上方形下圆形、或上圆形下方形、或上圆形下椭圆形、或上方形下椭圆形的空心桶，桶身周围均布满直径为3mm~20mm的通风孔60，所述篓式燃烧桶16的底部平面延圆形的直径线、或底部平面延方形的对边中心线、或底部平面延椭圆形的长轴线、在燃烧桶边缘切除两个与所述搅渣轴77直径相适应的半圆形缺口，以使所述篓式燃烧桶16定位或支撑在所述搅渣轴77上；所述搅渣叶轮55采用正反转的方式排灰与除焦，所述搅渣叶轮55的径向投影轮廓与所述篓式燃烧桶16桶底的形状一致，经装配后所述搅渣叶轮55的轴线与桶底的平面重合，并保证所述搅渣叶轮55能自由转动，所述搅渣叶轮55的叶片数量应在5~15片之间，所有叶片从中间延轴的径向方向开口，并装有可绕所述搅渣轴77旋转的所述破焦杆59，所述破焦杆59有一个可套在所述搅渣轴77上的孔，在开口叶片中有一块封口叶片61，受所述封口叶片61和所述破焦杆（59）的限制，使所述搅渣叶轮（55）的旋转不会超过一圈；在所述搅渣轴77上设有一个破焦感应螺柱62，并且在所述破焦感应螺柱62随所述搅渣轴77旋转的轨迹上安装一个破焦感应式接近开关63，并使所述破焦感应螺柱62接近所述破焦感应式接近开关63的感应头时使开关触发而动作。

优选地，所述所述螺旋出渣机37有一个可由所述主动链轮69带动的所述从动链轮53；在出渣机靠出口端的螺旋轴上设有1~6组非连续的、与主流旋向叶片相反的反向螺旋叶片64，且每组所述反向螺旋叶片64小于一圈；在出渣口边缘外侧有一圈用于扎紧集灰袋口的防滑凸缘73，以利于锅炉运行中在线收集灰渣。

优选地，在所述进料减速电机3的输出轴上设有一个进料感应螺柱66，并且在所述进料感应螺柱66随轴旋转的轨迹上分别安装进料感应式接近开关A70和进料感应式接近开关B71，并使所述进料感应螺柱66接近相应进料感应式接近开关的感应头时使开关触发而动作。

优选地，一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉的给料方法，该方法是：当所述进料感应螺柱66旋转到所述进料感应式接近开关A70位置时，对应于所述隔离块51在开始进料位置，再由所述智能控制器根据燃烧状况或连续或点动启动进料减速电机，继而带动所述隔离块51将燃料推入所述落料斜管45及所述炉膛15中，达到控制进料量的目的；当所述进料感应螺柱66旋转到所述进料感应式接近开关B71位置时，对应于所述隔离块51在结束进料位置，再由所述智能控制器连续启动所述进料减速电机3，使给料机又重新旋转到开始进料位置，类此循环；主动轮每旋转一圈，对应于不同的所述隔离块51总是在相同的工作位置；

在需要因降低负荷而减少进料量时，采用硬设备加软件控制两种方法共同来完成的，其一是通过秒级点动进料模式来完成：当所述主动链轮69与所述从动链轮53的传动比为5时，当所述主动链轮69旋转10°时，所述从动链轮53只旋转2°，这样所述隔离块51可以微量化控制将燃料推入所述落料斜管45的数量；其二是通过所述火焰检测头54的光路76与所述落料斜管45同路径这一特征，实时检测落料的情况：当落料过多时，燃料颗粒通过所述落料斜管45的同时，势必会遮断所述火焰检测头54接收到的火焰信号，从而在火检输出形成与进料数成正比的脉冲信号数量，当所述智能控制器接收到的脉冲数大于给定值时，立即停止进料；同理，当进料过程无落料时，所述智能控制器接收到的火焰脉冲信号无变化则会增加一个进料时间量；通过以上两种方法的相互配合、相互补充，得以实现每个进料动作准确到位；

当停机或停电后，无论所述隔离块51停在什么位置，均能将所述落料斜管45与所述进料斗41出口完全隔离以防止回火发生；当所述落料斜管45及所述炉膛15堵料时，所述火焰检测头54因检测不到火焰而由所述智能控制器停止运转并报警；当所述落料斜管45有燃料着火时，所述火焰检测头54内温控开关因高温动作而由所述智能控制器停止运转并报警。

优选地，一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉的排渣与破焦方法，该方法是：所述智能控制器通过读入所述破焦感应式接近开关63的位置状态、继而控制和驱动所述所述搅渣减速电机57来带动所述搅渣叶轮55来完成排渣与破焦操作的；一个排渣动作由一个顺时针旋转加一个逆时针旋转组成，且在顺时针方向附加了一个方向控制时间，即顺时针旋转时间大于逆时针旋转时间，因此所述搅渣叶轮55旋转的总体方向是顺时针方向旋转的，经过多次排渣动作后，所述封口叶片61必然会旋到并推动所述破焦杆59向顺时针方向的转动，所述破焦杆59转动的同时将所述篓式燃烧桶16内中、上部的焦块划破，破碎的焦块落入所述搅渣叶轮55的工作区内而被叶轮进一步搅碎而排出，随着所述破焦感应螺柱62旋转到触发所述破焦感应式接近开关63的位置，一个破焦过程结束，接着程序将排渣动作调整为逆时针旋转加顺时针旋转，并且在逆时针方向附加一个方向控制时间，又经过多次排渣动作，所述封口叶片61推动所述破焦杆59向逆时针方向转动，再次破焦，直到所述破焦感应螺柱62旋转到触发所述破焦感应式接近开关63的位置为止，又一个破焦过程结束，类此循环。

优选地，一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉渣位检测与控制方法，该方法是：当所述炉膛15密闭性较好的情况下，通过排风机在一定转速或一定排风量条件下，利用所述篓式燃烧桶16的所述通风孔60被炉渣遮盖量造成进风量的变化、进而对炉膛造成压力的变化量来测算炉膛炉渣位的高低，再根据所测算的结果对排渣速度进行闭环控制的方法；该方法包括如下步骤：首先确定正常渣位与所述可调式风压开关21的动作临界点，具体是将所述篓式燃烧桶16的渣位调至燃烧良好的位置，通常在2/3处，使所述篓式燃烧桶16渣位以下所述通风孔60被遮盖，渣位以上为有效通孔，将所述变频调速排风机26的转速调到一特定的转速，通常是50Hz下的转速，然后逐渐由高负压值向低负压值调整所述可调式风压开关21的旋纽，直至开关的常开接点刚好接通为止，此时炉膛内负压值与所述篓式燃烧桶16的渣位通过风压开关的状态确定了对应关系；其次，在锅炉正常运行时，所述智能控制器程序中有一个被定时执行的渣位检测子程序，该程序执行时将排风机调至50Hz下的转速后读取所述可调式风压开关21的开关状态，当所述篓式燃烧桶16的渣位低于2/3时，其有效通孔数增多，进入炉膛的风量增多，在排风量一定时，其炉膛负压值低，风压常开接点未接通，被读入的开关状态为0，此时控制程序停止或减少搅渣电机的工作时间，使所述搅渣叶轮55排出的渣量减少；反之，当所述篓式燃烧桶16的渣位高于2/3时，其有效通孔数减少，进入炉膛的风量减少，在排风量一定时，其炉膛负压值高，风压常开接点接通，被读入的开关状态为1，此时控制程序启动或增加搅渣电机的工作时间，使所述搅渣叶轮55排出的渣量增加，不论燃料参数或是负荷变化，都可通过以上方法使炉内长期、稳定保持最佳燃烧渣位；如果读取信号为常闭接点，则所述智能控制器程序逻辑取反。

优选地，根据一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉渣位检测与控制方法，其特征是：还可以通过设置两套所述可调式风压开关21，并分别整定成高渣位和低渣位两个状态点，使所述智能控制器程序将锅炉渣位控制在两点之间来提高排渣的准确性和燃烧的平稳性。

本实用新型的技术方案中，运用了全面智能化、自动化的要求，对各主要部件进行数据采集、运算和控制，主要包括了自隔离转轮式给料机，解决了精细化供料问题和燃烧区与存料区的隔离和密封问题；采用了自主排灰除焦装置，具有了自动排渣和除焦的双重功能；采用了变频调速排风机，燃烧控制更加准确；采用了喷淋式除尘器，实现高效无尘排放；运用了智能化管理系统对以上设备统一管理，特别是对进料、燃烧、出渣、除焦、除尘等进行协调控制，例如根据出水温度自动调整进料量、根据渣位测量系统自动调整出渣量，火焰检测器参与燃烧控制，熄火后自主重新点火恢复，有预约开停机功能、自动防冻功能；采用了双水套结构，可同时提供采暖和生活用热水；该锅炉还可以燃用颗粒粒径按球形当量直径为5mm~30mm、具有一定流动性的全系列生物质散料；锅炉主体采用立式结构、燃烧室整体水套包裹、占地面积小，全炉无人工清灰口、全系统负压无尘运行，所有灰渣经灭燃、降温和湿润后从自动出渣机出口直接挤入到专用集灰袋内，方便灰渣返田，既妥善处置了灰渣和除尘水、又起到防火和防扬尘的作用；人工仅需料斗加料和更换集灰袋。

附图说明：

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的锅炉正视图；

图2为本实用新型实施例的锅炉正面结构图；

图3为本实用新型实施例的锅炉背面结构图；

图4为本实用新型实施例的锅炉主体结构图；

图5为本实用新型实施例的喷淋式除尘器结构图；

图6为本实用新型实施例的自隔离转轮式给料机分解结构图；

图7为本实用新型实施例的自隔离转轮式给料机背面结构图；

图8为本实用新型实施例的自隔离转轮式给料机剖面图；

图9为本实用新型实施例的进料开始位置示意图；

图10为本实用新型实施例的进料结束位置示意图；

图11为本实用新型实施例的自主排渣除焦燃烧装置结构图；

图12为本实用新型实施例的搅渣叶轮剖面图；

图13为本实用新型实施例的锅炉剖切结构图；

图14为本实用新型实施例的给料、排渣和除焦方法示意图；

图15为本实用新型实施例的渣位的测定与控制方法示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				1	锅炉主体	2	喷淋式除尘器
3	进料减速电机	4	自隔离转轮式给料机
				5	自主排渣除焦燃烧装置	6	承载板
7	机架外框	8	电点火器
				9	主水套	10	副水套
11	主水室	12	进水口
				13	出水口	14	水温测头
15	炉膛	16	篓式燃烧桶
				17	进料口	18	管式换热器
19	烟气管	20	烟温测头
				21	可调式风压开关	22	分隔外圈
23	浮球阀	24	除尘水箱
				25	烟气洗浴管	26	变频调速排风机
27	浮球式水位开关	28	滤网
				29	除尘水泵	30	补水电磁阀
31	炉膛进料口	32	螺旋喷嘴
				33	喷淋管维修窗口	34	加湿电磁阀
35	加湿管	36	渣斗
				37	螺旋出渣机	38	定子
39	转子	40	定子外壳
				41	进料斗	42	定子内壳
43	出料口	44	后档板
				45	落料斜管	46	燃料切割刀片
47	前档板	48	螺母
				49	轴	50	转子盖板
51	隔离块	52	轴承
				53	从动链轮	54	火焰检测头
55	搅渣叶轮	56	轴承座
				57	搅渣减速电机	58	传动齿轮组
59	破焦杆	60	通风孔
				61	封口叶片	62	破焦感应螺柱
63	破焦感应式接近开关	64	反向螺旋叶片
				65	副水室	66	进料感应螺柱
67	水箱维修窗口	68	大气连通管
				69	主动链轮	70	进料感应式接近开关A
71	进料感应式接近开关B	72	进水总管
				73	防滑凸缘	74	洁净烟气管
75	副水套出水口	76	光路
				77	搅渣轴

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明，以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解。

实施例1：

如图1、图3、图4、图13所示，一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，包括机架外框7，承载板6固定在所述机架外框7上，锅炉主体1固定在所述承载板6上，所述锅炉主体1由主水套9 和副水套10组成，所述主水套9为采暖专用换热系统，所述主水套9夹层内为主水室11，所述主水室11下部设进水口12，上部设出水口13，所述主水室11设有水温测头14，及安全所必需的压力表和水位计，所述水温测头14选用-50℃~150℃、电源24V、输出0~10V的Pt100一体化温度传感器变送器测头，与外围各系统的连接方法为：进水总管72与自来水管连接，取暖系统采用自由循环时，所述进水口12与供暖系统的回水总管相连，出水口13与供暖系统的进水总管相连；当取暖系统采用强制循环时，需在取暖系统总管上加一合适大小的循环水泵，并且将水泵电源线按要求接入所述智能控制器上，此时循环水泵接受所述智能控制器的统一管理，另外，供暖系统还应包括膨胀水箱及自动补水阀；所述副水套10为生活用水换热系统，所述副水套10设有浮球阀23，能根据生活用水量及时补充自来水，大气连通管及安全所必需的压力表和水位计可为生活热水系统提供安全保障，副水套出水口75与洗手池热水龙头相连，由于是静压供水，龙头及其管路高度不能超过大气连通管68高度；作为另一种选项，还可以根据用户需求，将所述主水套9与所述副水套10的分隔外圈22取消而合并为单一供暖水套，此时需将所述主水套9所述出水口13及所述副水套10的所述副水套出水口75堵塞，将所述副水套10的所述大气连通管68改为水套的出水口；所述主水套9内腔为炉膛15，所述炉膛15下部装有篓式燃烧桶16，中部设炉膛进料口31，上部接管式换热器18，所述管式换热器18中间的烟气通道通过变径管与烟气管19汇合后，从所述副水套10内引出，因此整个高温区域被水套包裹其中，换热效果更好，在所述烟气管19上还设有烟温测头20，为燃烧系统提供烟气数据，所述烟温测头20选用0℃~400℃、电源24V、输出0~10V的Pt100一体化温度传感器变送器测头；在所述烟气管19上引出一压力信号管与可调式风压开关21的负压端相连，风压开关选用50~500Pa可调式风压开关为宜，信号取常开接点。

实施例2：

如图1图、图2、图3、图5、图13、图14所示，喷淋式除尘器2的除尘水箱24上部分别与烟气洗浴管25和洁净烟管74相接；所述烟气洗浴管25的另一端与所述烟气管19相接；所述洁净烟气管74的另一端与变频调速排风机26入口相接；所述变频调速排风机26的出口通过一管道排入大气；在所述除尘水箱24内设有浮球式水位开关27，该开关采用不锈钢浮球式感应水位开关，所述水箱24内还装有滤网28，所述滤网28与外部的除尘水泵29入口及补水电磁阀30出口连接，这样在补水时，可以对所述滤网28进行反冲洗，除尘水经所述除尘水泵29升压后由螺旋喷嘴32形成扇形水雾对烟气进行洗浴除尘，洗浴后的洁净烟气经所述洁净烟气管74排出，洗浴水再经所述滤网28过滤后由水泵再次循环，灰水由于比重大而沉入水箱底部漏斗口处，水箱底部漏斗口与加湿电磁阀34相接，所述加湿电磁阀34由智能控制器根据锅炉排灰的量来控制脉动式开启，灰水经加湿管35流入渣斗36内，对高温灰焦进行灭燃、降温和湿润化处理，再由螺旋出渣机37出口直接排挤到集灰袋内，待集灰袋装满后更换新的集灰袋，这样既妥善处置了灰渣和除尘水、又起到防火和防扬尘的作用；在所述螺旋出渣机37的出口处，设有几组与主流旋向叶片相反的反向螺旋叶片64，其目的是增加灰渣干湿的均匀度，灰渣的干湿度在所述智能控制器上可设定；当所述除尘水箱24水位低于所述浮球式水位开关27动作值时，所述补水电磁阀30自动开启补充自来水，使所述除尘水箱24内始终保持一定的水位并维持除尘水的清洁度；所述烟气洗浴管25和所述除尘水箱24均设有维修窗口，以利于检修和更换内部配件；所述除尘水泵29采用的是深圳优泵科技有限公司生产的24V、40W、9M的静音隔离式高温水泵，该水泵最大通过颗粒≤2.5mm，所述滤网28可采用10目不锈钢平纹网制作。

实施例3：

如图1图、图2、图3、图5、图11、图12、图13、图14所示，自主排渣除焦燃烧装置5的搅渣叶轮55与搅渣轴77相连，并通过两只轴承座56安装在所述承载板6上，安装在所述承载板6上的搅渣减速电机57通过传动齿轮组58驱动所述搅渣轴77和所述搅渣叶轮55，所述搅渣叶轮55的叶片均从中间开口，并装有可旋转的破焦杆59，所述破焦杆59抻入所述篓式燃烧桶16内，所述搅渣叶轮55上有一块封口叶片61，受此限制，使所述搅渣轴77及所述搅渣叶轮55的旋转不会超过一圈，所述搅渣叶轮55装于所述篓式燃烧桶16的底部并遮挡了底部大部分面积，使高温炉渣及燃料不至于全部漏入渣斗36内，以维持必要的燃烧条件；所述篓式燃烧桶16的四周布满通风孔60，这些通孔兼有一、二次风孔助燃功能，该燃烧器的特点是一、二风孔无明显区分，按照通常的分法，在灰渣及燃料以下的通孔为一次风孔，在灰渣及燃料以上的通孔为二次风孔，一、二风孔随灰渣及燃料的高低不同有不同的定义和作用，这种所述篓式燃烧桶16的优点是二次风跟踪并紧贴高温火焰区、有利于二次风迅速参与到燃烧反应之中，避免了二次风离火焰区太远、烟温降低而达不到燃烧反应条件，反而增加了烟气的空气过剩系数、带走了热量；电点火器8伸入所述篓式燃烧桶16内负责正常点火与熄火后的重新点火。

实施例4：

如图2、图3、图6、图7、图8、图9、图10、图13、图14所示，一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉的给料方法，该方法是：当进料感应螺柱66旋转到进料感应式接近开关A70位置时，对应于隔离块51在开始进料位置，再由所述智能控制器根据燃烧状况或连续或点动启动所述进料减速电机3，继而带动所述隔离块51将燃料推入落料斜管45及所述炉膛15中，达到控制进料量的目的；当所述进料感应螺柱66旋转到进料感应式接近开关B71位置时，对应于所述隔离块51在结束进料位置，再由所述智能控制器连续启动所述进料减速电机3，使给料机又重新旋转到开始进料位置，类此循环；主动轮每旋转一圈，对应于不同的所述隔离块51总是在相同的工作位置；燃料切割刀片46可切割大块量的燃料，减轻所述进料减速电机3的负载；

在需要因降低负荷而减少进料量时，采用硬设备加软件控制两种方法共同来完成的：其一是通过秒级点动进料模式来完成，当主动链轮69与从动链轮53的传动比为5时，当所述主动链轮69旋转10°时，所述从动链轮53只旋转2°，这样所述隔离块51可以微量化控制将燃料推入所述落料斜管45的数量；其二是通过所述火焰检测头54的光路76与所述落料斜管45同路径这一特征，实时检测落料的情况，当落料过多时，燃料颗粒通过所述落料斜管45的同时，势必会遮断所述火焰检测头54接收到的火焰信号，从而在所述火焰检测头5的输出信号形成与进料数成正比的脉冲信号数量，当所述智能控制器接收到的脉冲数大于给定值时，立即停止进料；同理，当进料过程无落料时，所述智能控制器接收到的火焰脉冲信号无变化则会增加一个进料时间量；通过以上两种方法的相互配合、相互补充，得以实现每个进料动作准确到位；

当停机或停电后，无论所述隔离块51停在什么位置，均能将所述落料斜管45与所述进料斗41出口完全隔离以防止回火发生；当所述落料斜管45及所述炉膛15堵料时，所述火焰检测头54因检测不到火焰而由所述智能控制器停止运转并报警；当所述落料斜管45有燃料着火时，所述火焰检测头54内温控开关因高温动作而由所述智能控制器停止运转并报警。

实施例5：

如图11、图12、图13、图14所示，所述的一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉的排渣与破焦方法，在锅炉使用秸秆燃料时、当炉膛温度超过900℃时，会造成大面积结焦，通常情况是在燃烧室内形成一个类似于搭桥或屋顶一样的结焦层，这时就可以通过所述搅渣减速电机57带动所述搅渣叶轮55的旋转来完成排渣与破焦操作，一个排渣动作由一个顺时针旋转加一个逆时针旋转组成，且在顺时针方向附加了一个方向控制时间，即顺时针旋转时间大于逆时针旋转时间，因此所述搅渣叶轮55旋转的总体方向是顺时针方向旋转的，经过多次排渣动作后，所述封口叶片61必然会推动所述破焦杆59向顺时针方向的转动，所述破焦杆59转动的同时将焦块划破，破碎的焦块落入所述搅渣叶轮55的工作区内而被叶片进一步搅碎而排出，随着所述破焦感应螺柱62旋转到触发所述破焦感应式接近开关63的位置为止，一个破焦过程结束，接着程序将排渣动作调整为逆时针旋转加顺时针旋转，并且在逆时针方向附加一个方向控制时间，又经过多次排渣动作，所述封口叶片61推动所述破焦杆59向逆时针方向转动，再次破焦，直到所述破焦感应螺柱62旋转到触发所述破焦感应式接近开关63的位置为止，又一个破焦过程结束，类此循环。

实施例6：

如图15所示，所述的一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉的炉内渣位的检测与控制方法，其特征是：当所述炉膛15密闭性较好的情况下，通过排风机在一定转速或一定排风量条件下，利用所述篓式燃烧桶16的通孔被炉渣遮盖量造成进风量的变化、进而对炉膛造成压力的变化量来测算炉膛炉渣位的高低，再根据所测算的结果对排渣速度进行量化控制的方法；该方法包括如下步骤：首先确定正常渣位与所述可调式风压开关21的动作临界点，具体是将所述篓式燃烧桶16的渣位调至燃烧良好的位置，通常在2/3处，使所述通风孔60被遮盖2/3，将所述变频调速排风机26的转速调到一特定的转速，通常是50Hz下的转速，然后逐渐由高负压值向低负压值调整所述可调式风压开关21的旋纽，直至开关的常开接点刚好接通为止，此时炉膛内负压值与所述篓式燃烧桶16的渣位通过风压开关的状态确定了对应关系；其次，在锅炉正常运行时，其控制器程序中有一个被定时执行的渣位检测子程序，该程序执行时将排风机调至特定转速后读取所述可调式风压开关21的开关状态，当所述篓式燃烧桶16的渣位低于2/3时，其所述通风孔60数量增多，进入炉膛的风量增多，在排风量一定时，其炉膛负压值低，风压常开接点未接通，被读入的开关状态为0，此时控制程序停止或减少搅渣电机的工作时间，使所述搅渣叶轮55排出的渣量减少；反之，当所述篓式燃烧桶16的渣位高于2/3时，其有效通孔数减少，进入炉膛的风量减少，在排风量一定时，其炉膛负压值高，风压常开接点接通，被读入的开关状态为1，此时控制程序启动或增加搅渣电机的工作时间，使所述搅渣叶轮55排出的渣量增加，不论燃料参数或是负荷变化，都可通过以上方法使炉内长期、稳定保持最佳燃烧渣位；如果读取信号为常闭接点，则逻辑取反；同理，也可以通过设置两套可调式风压开关，并分别整定成高渣位和低渣位两个状态点，使程序将锅炉渣位控制在两点之间来提高排渣的准确性和燃烧的平稳性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：包括锅炉主体（1），喷淋式除尘器（2），进料减速电机（3），自隔离转轮式给料机（4），自主排渣除焦燃烧装置（5），螺旋出渣机（37）、变频调速排风机（26）及智能控制器；所述锅炉主体（1）固定在承载板（6）上，所述承载板（6）固定在机架外框（7）上，所述锅炉主体（1）由主水套（9）和副水套（10）组成，所述锅炉主体（1）是锅炉的换热部件；所述喷淋式除尘器（2）安装在所述锅炉主体（1）的排烟管之后，是对锅炉烟气进行处理的部件；所述进料减速电机（3）安装在所述承载板（6）上，其动力输出轴通过两组链轮链条，一组带动所述自隔离转轮式给料机（4），另一组带动所述螺旋出渣机（37）；所述自隔离转轮式给料机（4）是为锅炉精准提供燃料的给料装置；所述自主排渣除焦燃烧装置（5）安装在所述锅炉主体（1）的下部，其主要功能是支持锅炉燃烧、排渣和除焦；所述螺旋出渣机（37）安装在所述自主排渣除焦燃烧装置（5）的下部，主要将所述自主排渣除焦燃烧装置（5）排下的灰渣连续、在线的推送到集灰袋中；所述变频调速排风机（26）安装在所述喷淋式除尘器（2）之后，主要功能是采用抽排方式为锅炉燃烧提供所需空气。

2.根据权利要求1所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述锅炉主体（1）的所述主水套（9）夹层内为主水室（11），所述主水室（11）下部设进水口（12）、上部设出水口（13），主水室设有水温测头（14）主水套内腔为炉膛（15），炉膛下部装有篓式燃烧桶（16），中部设炉膛进料口（31），上部接管式换热器（18），所述管式换热器（18）的上部为所述副水套（10），所述管式换热器（18）中间的烟气通道通过变径管与烟气管（19）汇合后，从所述副水套（10）内引出；在所述烟气管（19）上设有烟温测头（20），并在所述烟气管（19）上引出一压力信号管与可调式风压开关（21）的负压端相连；所述管式换热器（18）的分隔外圈（22）为所述主水室（11）与副水室（65）的分隔面；所述副水套（10）设有浮球阀（23）、副水套出水口（75）和大气连通管（68）。

3.根据权利要求2所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述管式换热器（18）的所述分隔外圈（22）可取消，使所述主水室（11）与所述副水室（65）合并成单一水室。

4.根据权利要求1所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述喷淋式除尘器（2）的除尘水箱（24）上部分别与烟气洗浴管（25）和洁净烟气管（74）相接；所述烟气洗浴管（25）的另一端与所述烟气管（19）相接；洁净烟气管（74）的另一端与所述变频调速排风机（26）入口相接；在所述除尘水箱（24）内设有浮球式水位开关（27）并装设有滤网（28），所述滤网（28）与外部的除尘水泵（29）入口及补水电磁阀（30）出口连接，所述除尘水泵（29）的出口经水管连接所述烟气洗浴管（25）管内的螺旋喷嘴（32），所述烟气洗浴管（25）上设有喷淋管维修窗口（33）；所述除尘水箱（24）底部为漏斗形，漏斗口与加湿电磁阀（34）入口相接，所述加湿电磁阀（34）的出口经过加湿管（35）通入渣斗（36）内，所述渣斗（36）出渣口与所述螺旋出渣机（37）相接；所述除尘水箱（24）设有水箱维修窗口（67）。

5.根据权利要求1所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述自隔离转轮式给料机（4）包括定子（38）和转子（39），其中定子外壳（40）侧面开有一个进料口（17），所述进料口（17）外部与进料斗（41）的出料口相接，所述进料口（17）上沿安装有燃料切割刀片（46）；定子内壳（42）上部开一个出料口（43），所述出料口（43）的下部与落料斜管（45）相接，所述定子外壳（40）后侧面与所述定子内壳（42）后侧面固定在后档板（44）上，前档板（47）固定在所述定子内壳（42）前侧面上，所述定子外壳（40）、所述定子内壳（42）与所述前档板（47）有共同的轴心线，并通过其轴心线引出一根用于定位所述转子（39）的轴（49），所述轴（49）的外端有螺纹，以利于用螺母（48）锁紧所述转子（39），转子盖板（50）上均匀固定有4~8块隔离块（51），所述转子盖板（50）与所述隔离块（51），可以嵌入到由所述定子外壳（40）与所述定子内壳（42）组成的环形槽内，并在所述轴（49）及轴承（52）的支承下可以自由旋转，且动静部分的间隙为0.5mm~1.5mm之间；转子外侧固定有一个可由主动链轮（69）带动的从动链轮（53），所述主动链轮（69）与所述从动链轮（53）的传动比与所述隔离块（51）的数量相等；所述定子外壳（40）顶部开有一个窥视孔，用于安装火焰检测头（54）。

6.根据权利要求2所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述自主排渣除焦燃烧装置（5）的搅渣叶轮（55）与搅渣轴（77）相连，并通过两个轴承座（56）安装在所述承载板（6）上，安装在所述承载板（6）上的搅渣减速电机（57）通过传动齿轮组（58）驱动所述搅渣叶轮（55）旋转，所述搅渣叶轮（55）装于所述篓式燃烧桶（16）的底部，破焦杆（59）伸入所述篓式燃烧桶（16）内，电点火器（8）也伸入所述篓式燃烧桶（16）内；所述篓式燃烧桶（16）是一个上无盖下无底的倒置的圆台形、或倒置的四棱台形、或上方形下圆形、或上圆形下方形、或上圆形下椭圆形、或上方形下椭圆形的空心桶，桶身周围均布满直径为3mm~20mm的通风孔（60），所述篓式燃烧桶（16）的底部平面延圆形的直径线、或底部平面延方形的对边中心线、或底部平面延椭圆形的长轴线、在燃烧桶边缘切除两个与所述搅渣轴（77）直径相适应的半圆形缺口，以使所述篓式燃烧桶（16）定位或支撑在所述搅渣轴（77）上；所述搅渣叶轮（55）采用正反转的方式排灰与除焦，所述搅渣叶轮（55）的径向投影轮廓与所述篓式燃烧桶（16）桶底的形状一致，经装配后所述搅渣叶轮（55）的轴线与桶底的平面重合，并保证所述搅渣叶轮（55）能自由转动，所述搅渣叶轮（55）的叶片数量应在5~15片之间，所有叶片从中间延轴的径向方向开口，并装有可绕所述搅渣轴（77）旋转的所述破焦杆（59），所述破焦杆（59）有一个可套在所述搅渣轴（77）上的孔，在开口叶片中有一块封口叶片（61），受所述封口叶片（61）和所述破焦杆（59）的限制，使所述搅渣叶轮（55）的旋转不会超过一圈；在所述搅渣轴（77）上设有一个破焦感应螺柱（62），并且在所述破焦感应螺柱（62）随所述搅渣轴（77）旋转的轨迹上安装一个破焦感应式接近开关（63），并使所述破焦感应螺柱（62）接近所述破焦感应式接近开关（63）的感应头时使开关触发而动作。

7.根据权利要求5所述的全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：所述螺旋出渣机（37）有一个可由所述主动链轮（69）带动的所述从动链轮（53）；在出渣机靠出口端的螺旋轴上设有1~6组非连续的、与主流旋向叶片相反的反向螺旋叶片（64），且每组所述反向螺旋叶片（64）小于一圈；在出渣口边缘外侧有一圈用于扎紧集灰袋口的防滑凸缘（73）。

8.根据权利要求1所述的一种全智能免看管的秸秆生物质小型锅炉，其特征在于：在所述进料减速电机（3）的输出轴上设有一个进料感应螺柱（66），并且在所述进料感应螺柱（66）随轴旋转的轨迹上分别安装进料感应式接近开关A（70）和进料感应式接近开关B（71），并使所述进料感应螺柱（66）接近相应进料感应式接近开关的感应头时使开关触发而动作。

Images