CN218154324U - 生物质散料燃烧炉 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锅炉技术领域，即生物质散料燃烧炉。它包括炉体，炉体下部的燃烧室，其特征在于燃烧室内有一个可以取出和放入的燃料桶，燃料桶底部中间有一个燃料桶风进孔，燃料桶上部敞口，燃料桶底部燃烧室处有一次风入口，燃烧室内侧壁有二次风入口。在燃烧室内设置了燃料桶，它不仅有着装载生物质散料的功能，还有着便于运输并保证室内卫生的功能，而且易于压实生物质散料，增加一次填料的重量，延长燃烧时间。在燃烧阶段，它实际起到了燃烧室的功能。对于农村户用取暖炉来讲，使用这种燃烧方式，一次填料可以连续供热一小时，大大改善了传统的５～６分钟即要填料一次的烧火方式。结构合理，以生物质散料为燃料，热效率高。

Description

生物质散料燃烧炉

技术领域

本实用新型涉及锅炉技术领域，即生物质散料燃烧炉。

背景技术

在现有技术中，生物质燃料一种是散料（如玉米秸秆，玉米芯，豆秸等），直接用作燃料，因其随处可见，价格低廉或无需花钱，是以往农户炊事取暖的传统燃料。目前北方农村户用炊事取暖主要利用土制灶坑，几分钟一次填充生物质散料燃烧，直接炊事或利用土炕取暖。主要存在以下两个问题：一是效率低：由于灶坑本身结构问题，燃料燃烧不充分，造成在气体未燃烧热损失（ｑ３）和固体未燃烧热损失（ｑ４）偏高。气体未燃烧热损失（ｑ３）不仅造成效率低，而且造成浓烟滚滚，污染环境；固体未燃烧热损失（ｑ４）主要是未燃尽的生物质和灰渣中的含炭量。另一方面，换热主要通过土炕实现，导热及散热效率低。平均农村户用灶坑的效率大约在２０～３０％之间，每户冬季取暖所需玉米秸秆约7000～10000kg。二是燃烧时间短：由于生物质散料热值低（减去水分蒸发量后约2200大卡/千克），自然堆积密度低（15~30千克/m³），一次加料燃烧时间短，释放热量少，为保证炊事或取暖不得3~5分钟就要添加燃料，农户操作时间长，生活不方便，而且卫生难以保证。所以，生物质燃料在农村住户冬季取暖中，是取缔散煤最重要的组成部分。

以往推动农村户用取暖项目中，一直是以秸秆压块或颗粒为主要燃料，但因为成型生物质燃料的价格偏高，普遍在600元～1000元/吨；按照北方户用冬季取暖所需热量1000万大卡（约合2吨煤）计算，每户冬季取暖需生物质成型燃料3.6吨/年，费用2160元～3600元／年，大多数农户无法接受如此高的取暖费用，这是大多数农户返煤的主要原因。

2022年以来，使用生物质燃料取代燃煤不再限定生物质成型燃料，因此以生物质散料为燃料的农村户用炊事取暖炉是农村取缔散煤取暖的关键设备。为解决以上问题，需要一款使用生物质散料的、热效率高的、燃烧时间长的生物质散料燃烧炉或称燃烧装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是针对上述不足而提供一种结构合理，以生物质散料为燃料，热效率高的生物质散料燃烧炉。

本实用新型的技术解决方案是：生物质散料燃烧炉，包括炉体，炉体下部的燃烧室，其特征在于燃烧室内有一个可以取出和放入的燃料桶，燃料桶底部中间有一个燃料桶风进孔，燃料桶上部敞口，燃料桶底部燃烧室处有一次风入口，燃烧室内侧壁有二次风入口。

本实用新型的优点是：1、在燃烧室内设置了燃料桶，它不仅有着装载生物质散料的功能，还有着便于运输并保证室内卫生的功能，而且易于压实生物质散料，增加一次填料的重量，延长燃烧时间。在燃烧阶段，它实际起到了燃烧室的功能。压缩后的生物质散料密度增加，空气在生物质散料中间难以扩散，在气化燃烧阶段，燃料桶又起着裂解室的功能。对于农村户用取暖炉来讲，使用这种燃烧方式，一次填料可以连续供热一小时，大大改善了传统的５～６分钟即要填料一次的烧火方式。2、改变了燃烧方式。传统层燃，空气是从燃料（粒状或块状）下部穿过燃料（反烧是从上部穿过燃料）来实现燃烧。本装置的燃料是压缩后的生物质散料，空气难以在燃料中间穿过，只能通过燃料桶风圆口到达燃料顶部，在顶部燃料燃烧／裂解完成后，才能逐步向下燃烧。虽然空气也是从下部到达上部，但不是穿过燃料中间。这种燃烧方式可以确保只是上层部分而不是全部的生物质散料进行燃烧或裂解，从而保证了燃烧功率的平稳性，避免了热量释放速度波动过大。正是由于这种燃烧方式，才能实现一次填入生物质散量保持长时间稳定燃烧。3、燃烧效率提高。传统燃烧生物质燃料，基本上供风量是一定的。但由于燃烧量变化太大，参与燃烧的空气匹配性太差；空气量小的时候，燃烧不充分，浓烟滚滚，不仅造成气体未燃烧热损失急剧增加，而且污染环境。空气量大的时候，烟气过氧系数过大，造成热量损失。总之，传统燃烧生物质散料的效率极低，大约在20～30％之间。本装置的燃烧方式有着明显改善，燃烧面和单位时间的燃烧量基本保持一致，燃烧状态分为明显的气化燃烧和炭燃烧。气化燃烧阶段，二次风主要通过热量占比70～８０％的挥发分得以充分燃烧，气体未燃烧热损失急剧降低。炭燃烧时间可以根据需要增加，固体未燃烧热损失可以降低到１％以下。对于农村户用取暖炉来讲，其锅炉效率可到达80％以上，是传统灶坑的2.5～４倍。按农村冬季取暖每户所需1000万大卡计算，使用传统灶坑需消耗秸秆20吨，而使用本装置的炉具，只需6.2吨。4、环保。由于本装置的燃烧功率平稳，燃烧温度在８００℃以下，NOX的排放符合环保排放要求；烟气靠烟筒自然抽力排除，烟尘排放低，符合环保对户用生物质炉具的要求。燃烧状态明显分为气化燃烧和炭燃烧，挥发分燃烧充分，彻底消灭了浓烟滚滚现象。5、杜绝返煤。由于独特的燃料桶的燃烧方式，可以使用秸秆散料，不用秸秆压块或颗粒，燃料成本明显降低、易得，杜绝了返煤现象，利于在农村户用冬季炊事取暖工作中推广应用。

下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。

附图说明

图1是本实用新型结构简图。

图2是燃料桶燃料压实通孔器结构简图。

图3是本实用新型做成采暖炉结构简图。

图4是本实用新型做成炊事炉结构简图。

具体实施方式

参见图1－4，零部件名称如下：炉体1，燃烧室2，燃料桶3，燃料桶风进孔4，一次风入口5，二次风入口6，喷火口7，隔板8，燃料桶风孔9，生物质散料10，炉门11，烟筒12，灶眼13，底板14，柱体15。

参见图1，生物质散料燃烧炉，包括常规炉体1及辅属结构（炉门、水套、进出水口、烟筒等等），炉体1下部的燃烧室2。燃烧室2内有一个可以取出和放入的燃料桶3，燃料桶3底部中间有一个燃料桶风进孔4，便于插底座棒，在桶内燃料中间形成中心竖直风口，燃料桶3上部敞口，便于装燃料，燃料桶3底部燃烧室处有一次风入口5，便于向燃料桶3的燃料桶风进孔4供风，燃烧室2内侧壁有二次风入口6，燃料得以充分燃烧。燃烧室2上部有喷火口7或燃尽室或炊事灶眼13、炉灶等采暖、炊事结构。

喷火口7：燃料燃烧时，火焰从此处汇集喷出。

隔板8：燃烧室2（燃烧室）与燃尽室（喷火口7上部的空间）之间的隔板8，二次风与挥发分在隔板8下方混合燃烧，火焰从隔板8的喷火口7喷出。

燃烧室2：燃烧室2也称炉膛，放置燃料桶3。二次风从燃烧室3下部二次风入口6进入并与挥发分在燃烧室2的顶部和隔板8下方混合燃烧。可以侧开门或上开门，结构不限，利于放入燃料桶3即可。

燃料桶3：上部开口，下部底板带燃料桶风进孔4。装入生物质散料，并放入燃烧室2中；在燃烧桶3上部点燃生物质散料，燃烧从燃料桶3中从上部逐步往下部进行，直至燃料燃烧完毕，将燃料桶3取出，再将另一个装满生物质散料的燃料桶3放入燃烧室2中，重复燃烧过程。通常为不锈钢桶。生物质散料包括：田间机械收割形成的碎秸秆（可以打包装袋），其它如玉米芯、秸秆压块、2－5厘米的秸秆铡切段、碎木块及碎枝丫柴等可以压入桶里的燃料。

燃料桶风口4：装入燃料桶3中的生物质散料需手工压实，最佳压实密度在70~90kgs/m³；压实过程中，借助生物质散料通孔器，使得装入燃料桶3中的生物质散料中心形成燃料桶风孔9，空气可以从一次风入口5、燃料桶风口4、燃料桶风孔9到达燃料上部，保证燃烧从上部逐步往下部进行。通孔器包括一个底板，底板中间有一个圆柱体（钢管）；柱体插入燃料桶风进孔4使得燃料桶3坐在底板上。

二次风入口6：生物质燃烧主要是挥发分燃烧，其必须保证足够的二次风才能充分燃烧，减少气体未燃烧热损失；二次风从燃烧室2下部二次风入口6进入，经过燃料桶3预热，在燃烧室2上部与挥发分混合燃烧。

一次风入口5：空气从燃烧室2下部的一次风入口5进入，通过燃料桶3底板燃料桶风进孔4和生物质散料中的燃料桶风口9到达燃烧部位，促进生物质燃烧。本装置可以用作采暖炉（见图3）、炊事炉或采暖炊事炉（见图4）。

通孔器：包括一个底板14（钢板），底板14中间有一个在压实生物质散料内形成通孔的柱体15（钢管）。图2中坐有燃料桶3。

工作过程：

（1）将生物质散料装入燃料桶3中并压实，通过生物质散料通孔器，手工压实生物质散料至70~90kgs/M3，是自然堆积密度的四倍左右，使生物质散料中轴部位形成燃料桶风口9；将燃料桶3放入燃烧室2中即可。与灶坑相比地延长了每次填料的燃烧时间。

（2）从燃料桶3上部点燃生物质散料，燃烧过程开始。

（3）由烟筒的自然抽力或引风机抽力，在燃烧室2内部形成负压；空气从一次风入口5和二次风入口6进入。空气从一次风入口5到达燃烧层形成一次风与生物质散料混合燃烧。设计要求一次风只能与生物质散料进行欠氧燃烧，生物质裂解气化产生挥发分（占生物质总热值70~80%）在燃烧室2顶部与隔板8之间与二次风混合燃烧，火焰从喷火口7喷出。空气从二次风入口6进入，在燃烧室2顶部与隔板8之间与一次风混合燃烧。此时燃烧主要是气化燃烧，燃烧产生的热量主要集中在喷火口7上部，对燃料桶3中的生物质散料加热程度有限，不能造成燃料桶3中的生物质急剧升温产生过量挥发分，从而造成燃烧功率不稳定。这种从上往下的燃烧方式，保证了燃烧量的基本稳定，功率输出在气化燃烧阶段基本保持不变。

燃料桶3中的生物质的挥发分析出完毕后，气化燃烧结束，开始炭燃烧。此时火焰很小，维持时间较长，直至炭完全燃烧完毕。

对于农村户用生物质散料取暖炉来讲，功率７KW／H，效率８０％，燃料桶3中装入３.４千克生物质散料，气化燃烧阶段３０分钟左右，炭燃烧阶段３０分钟左右，总燃烧时间一小时。一次填料燃烧一小时，可以满足农户炊事取暖需求。

燃烧完毕后，将燃料桶3从燃烧室2中取出，再放入一桶生物质散料继续上述操作。

上面描述，只是本实用新型的具体实施方式，各种举例说明不对本实用新型的实质内容构成限制。

Claims (1)

1.生物质散料燃烧炉，包括炉体（1），炉体（1）下部的燃烧室（2），其特征在于燃烧室（2）内有一个可以取出和放入的燃料桶（3），燃料桶（3）底部中间有一个燃料桶风进孔（4），燃料桶（3）上部敞口，燃料桶（3）底部燃烧室处有一次风入口（5），燃烧室（2）内侧壁有二次风入口（6）。

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