生物質燃料燃燒機清渣裝置的製作方法

2023-07-04 04:01:56 1

專利名稱：生物質燃料燃燒機清渣裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於農業機械技術領域，是一種生物質燃料燃燒機清渣裝置，具體是應用於以生物質顆粒燃料、切碎的秸杆、木屑等生物質固 體成型燃料為燃料的生物質鍋爐、熱風爐等燃燒設備上一種燃燒機，以實現自動上料、自動燃燒、自動破渣、自動清灰。
背景技術：
我國是世界第二大能源生產國和消費國，2009年我國一次能源生產量達到28億t標準煤，能源消費總量31億t標準煤。我國也是化石能源非常短缺的國家。人均煤炭資源約90t，僅為世界平均水平的55. 4% ;人均石油可採儲量2. 6t，僅為世界平均值的11. 1% ;人均可開採天然氣1074m3，為世界平均值的4. 3%。化石能源的生產和消費造成了嚴重的環境汙染和生態破壞。煤炭使用過程產生的汙染是我國最大的環境問題，廢氣排放中約90%的SO2、85%的CO2和67%的NOx，以及80%的煙塵都是由燃煤造成的。另外我國具有豐富的生物質能資源，秸杆數量大、種類多、分布廣，每年秸杆產量約8億t。因此大力開發生物質資源，實現秸杆固體成型燃料規模化生產和應用，不僅能夠在一定程度上緩解能源短缺的壓力，而且可以相應減少使用煤、石油等不可再生資源對生態環境保護的負面影響。生物質固體成型燃料包括塊狀燃料、顆粒燃料。顆粒燃料一般為圓柱形，直徑一般不大於25mm，長度不大於其直徑的4倍。生物質顆粒燃料具有具體能源密度大、燃燒效率高，尤其是通過採用燃燒器能夠實現自動上料、自動點火、燃燒等，易實現自動控制。目前國外已經研發了多種生物質顆粒燃燒器，主要有以下三種1)上進料式目前，上進料式燃燒器在世界各國中使用最為廣泛，絕大多數上進料式顆粒燃燒設備壁上會設有落料通道，顆粒燃料由此落入燃燒室進行燃燒；一次空氣和自動點火所需的熱空氣由燃燒室底部進入，二次空氣由燃燒室壁上的小孔進入。燃燒後清灰裝置主要是將清灰鏟設計為手動或自動移動式，以便灰分隨清灰鏟移動掉落到集灰裝置中。2)底部進料式底部進料式燃燒器最初設計用於木片的燃燒設備，後來逐漸發展用於顆粒燃料。顆粒燃料在進料裝置的作用下，由燃燒器底下的管道中進入燃燒床進行燃燒。一次空氣由進料裝置或燃燒床上的小孔進入，二次空氣由燃燒床上方的氣孔進入。此類燃燒器不需要單獨的集灰裝置，燃燒後的灰分被新進燃燒的顆粒擠落，逐步掉入下方的集灰裝置或灰分傳送系統中，該燃燒器用於不易結渣的成型燃料。3)水平進料式水平進料式燃燒器的原理與底部進料式基本相同，唯一的區別在於燃燒床的形式不同及水平進料式常需要額外的集灰裝置。這些燃燒器是針對林業顆粒成型燃料設計的，林業顆粒燃料具有灰分少、結渣率低、熱值高等優點，在燃燒過程中不易結渣。因此這些燃燒器僅僅有清灰裝置，而且大多是手動，沒有清渣(灰渣)裝置。我國的成型燃料主要是以農作物秸杆為主，農作物秸杆中含有無機元素含量較高，如K，Na, Cl，S，Ca，Si，P，尤其是矽化物含量高，導致了生物質固體成型燃料在熱化學轉化利用過程中出現結垢、結渣現象，不僅對燃燒設備的熱性能造成影響，而且危及燃燒設備安全。因此國外的燃燒器難以用於秸杆類生物質顆粒成型燃料。試驗結果表明玉米秸杆、紅松等原料含有較高的Si元素以及其他鹼金屬元素，Si含量基本在25%, K元素含量在10% 15%,燃燒後結洛最嚴重、灰分最多。目前我國研究的用於生物質成型燃料的燃燒器、燃燒設備等，解決結渣問題，如授權號為ZL201010126437. I的生物質顆粒燃料燃燒器，在燃燒室中採用螺旋清渣結構，能夠有效解決燃燒過程中的結渣，但該燃燒器可以用於小型的生物質鍋爐，如20KW，對於大功率鍋爐，如350KW、700KW，由於燃燒器的燃燒室的直徑大(直徑達到50cm)，再採用螺旋作為清渣結構，不能有效解決結渣問題。 發明內容本實用新型的目的是在以生物質固體成型燃料為主要燃料的燃燒機中，採用由多塊清渣板組成的清渣機構，並結合內燃燒室的內筒上進風孔及清灰裝置下的進風孔，解決燃燒機在燃燒過程中結渣問題，清渣裝置能夠運送物料、破渣、清理灰渣、灰分等，能夠提高燃燒效率，適應於生物質鍋爐、熱風爐等燃燒設備。這為推動我國生物質固體成型燃料產業的發展提供了保障。為達到這一目的所採取的技術方案包括進料電機、清渣電機、二次風機、一次風機、內燃燒室和清渣機構，其特徵在於，進料電機通過進料螺旋將生物質固體成型燃料輸送到內燃燒室，通過曲柄與清渣電機連接的清渣機構安裝在內燃燒室中，一次風機提供點火熱風及燃燒過程中的一次進風，二次風機提供二次進風。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，內燃燒室由內燃燒室上筒和燃燒室下筒焊接而成，清渣機構安裝在燃燒室下筒中，內燃燒室將安裝在生物質鍋爐、熱風爐等燃燒設備中。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，清渣電機通過曲柄將動力傳輸給清渣機構，清洛機構運動方向為前後往復運動。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，清渣機構由13塊清渣板組成，且清渣板安裝在清渣轉軸上，清渣轉軸為空心軸，在燃燒過程中通風，使其風冷。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣板由7塊動清渣板和6塊靜清渣板間隔組成，動清渣板前後往復運動，靜清渣板不動，靜清渣板的折彎角度α為150°，動清渣板的折彎角度β為135°，保證物料、灰渣能夠在燃燒過程中向前運動。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，清渣板、清渣轉軸均採用耐高溫的材料加工，熔點在1200°C以上，其中適用於玉米、小麥等秸杆類顆粒燃料的要高於1200°C，適於紅松、落葉松等林業生物質顆粒燃料的要高於1350°C。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，清渣轉軸通過螺栓固定在燃燒室下筒側板上，能夠方便的更換。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，點火裝置安裝在清渣機構的後方，且點火孔上方正對在動清渣板一和靜清渣板二中間，保證點火時能將熱風集中吹到成型燃料中。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，內燃燒室中的上部分為燃燒室上筒，且由兩塊板焊接而成的雙層結構，兩塊板間隔為1cm，並燃燒室上筒內側分別開有二次進風孔、二次進風孔二、二次進風孔三，燃燒過程中，二次風能夠通過燃燒上筒內側的風孔進入到內燃燒室中，實現二次進風，提高燃燒效率。[0017]上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，內燃燒室中的落料口下方裝有落料板，長度與清渣板相同，保證成型燃料能夠堆落在內燃燒室中。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，在內燃燒室中的落料口上方開有2個對稱二次進風孔，在燃燒過程中提供二次進風。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，在進料螺旋的上方、二次進風孔的下方裝有風板，將二次風機和一次風機的進風隔開，防止兩個風機的風混合 ，有助於燃燒。上述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，進料螺旋通過進料電機提供動力，將通過落料筒的生物質固體成型燃料由垂直向下運動改變為向燃燒室水平移動。 本實用新型的生物質燃料燃燒機清渣裝置中，清渣機構安裝在內燃燒室中，且清渣機構由動清渣板和靜清渣板組成，解決了生物質固體成型燃料在燃燒過程中的燃料推進、攪拌、破渣以及灰渣排出等問題。而本實用新型中的清渣機構結構設計合理，動清渣板、靜清渣板安裝在清渣軸上，且為間隔安裝，能夠保證在燃燒過程中將物料、灰渣向前推動，清渣機構的動力由清渣電機通過曲柄傳遞；該實用新型有2個風機，且通過風板隔開，燃燒過程中提供進風，一次風機能夠提供點火過程中的進風及一次進風，在燃燒室上筒的內側分別開3個二次進風孔及內燃燒室中的落料口上方開有2個對稱二次進風孔，提供二次進風。能夠提供燃燒效率，解決結渣問題。具有以上結構特點的生物質固體成型燃料所具有的優點如下I)本實用新型解決了燃燒過程的結渣問題。本實用新型中的清渣機構構結構合理，動清渣板、靜清渣板安裝在清渣軸上，且為間隔安裝，能夠保證在燃燒過程中將物料、灰渣向前推動，清渣機構的動力由清渣電機通過曲柄傳遞，解決了目前灰分較高的生物質顆粒燃料燃燒過程的結渣問題。2)本實用新型提高了燃燒效率。本實用新型中的燃料推動裝置能夠將燃料快速推進到內燃燒室，本實用新型裝有2個風機，且通過風板隔開，燃燒過程中提供進風，一次風機能夠提供點火過程中的進風及一次進風，在燃燒室上筒的內側分別開3個二次進風孔及內燃燒室中的落料口上方開有2個對稱二次進風孔，提供二次進風，使燃燒的生物質固體成型燃料能夠有空氣充分接觸，提高了燃燒效率。3)生物質固體成型燃料的適應性廣。本實用新型中的清渣機構採用動、靜清渣板，間隔安裝，能夠適應於不同灰分含量、不同結渣率的生物質固體成型燃料，且該清渣轉軸通過螺栓固定在燃燒室下筒側板上，能夠方便的更換。

圖I為生物質燃料燃燒機清渣裝置主視圖；圖2為生物質燃料燃燒機清渣裝置俯視圖；圖3為生物質燃料燃燒機清渣裝置左視圖；圖4為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構俯視圖；圖5為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣靜清渣板主視圖；圖6為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣靜清渣板俯視圖；圖7為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣動清渣板主視圖；圖8為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣動清渣板俯視圖；[0034]圖9為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在中間位置示意圖；圖10為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在最左邊位置示意圖；圖11為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在最右邊位置示意圖；圖12為生物質燃料燃燒機清渣裝置上燃燒室展開圖； 圖13為生物質燃料燃燒機清渣裝置應用示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型的實施例進行描述如圖I、圖2、圖3、圖4、圖5、圖6、圖7、圖8、圖9、圖10、圖11、圖12、圖13所示1
為進料電機，2為進料螺旋,3為進料筒,4為二次風機,5為一次風機,6為清洛電機,7為燃燒室上筒，8為內燃燒室,9為燃燒室下筒,10為清洛機構，11為曲柄，12為點火裝置，13為點火孔，14為二次進風孔,15為風板,16為清洛板,16-1為動清洛板一，16-2為靜清洛板二，16-3為動清渣板三，16-4為靜清渣板四，16-5為動清渣板五，16-6為靜清渣板六，16-7為動清渣板七，16-8為靜清渣板八，16-9為動清渣板九，16-10為靜清渣板十，16-11為動清渣板i^一，16-12為靜清渣板十二，16-13為動清渣板十三，17為清渣轉軸，18為燃燒室下筒側板，19為螺栓,20為落料板,21為二次進風孔一,22為二次進風孔二, 23為二次進風孔三,24為落料口，25為料倉，26為上料機構，27為生物質鍋爐，28為生物質燃料燃燒機清渣裝置，29為生物質鍋爐爐膛，30為生物質燃料燃燒機清渣裝置燃燒火焰進料電機I、清渣電機6、一次風機5、二次風機4安裝在生物質燃料燃燒機內燃燒室8後面，進入到進料筒3中的生物質固體成型燃料通過進料螺旋2推進到內燃燒室8中，清渣電機6通過曲柄11為清渣機構10提供動力，一次風機5安裝在下方提供點火進風和一次風，二次風機4安裝在上方提供二次進風，且一次風機5和二次風機4的進風通過風板15隔開。點火裝置12安裝在清渣機構10的後方，且點火孔13上方正對在動清渣板一(16-1)和靜清渣板二(16-2)中間，內燃燒室8中的落料口 24下方裝有落料板20，上方開有2個對稱二次進風孔14，在燃燒過程中提供二次進風。內燃燒室8由燃燒室上筒7和燃燒室下筒9組成，燃燒室上筒7且由兩塊板焊接而成，形成夾層，並燃燒室上筒7的內側分別開二次進風孔一 21，二次進風孔二 22，二次進風孔三23。燃燒室下筒9中裝有清渣機構10，清渣機構10由清渣板16、清渣轉軸17組成，清渣轉軸17通過螺栓19固定在燃燒室下筒側板18上，清渣板16由7塊動清渣板(16_1、16_3、16-5、16-7、16-9、16-11、16-13)和 6 塊靜清渣板(16-2、16-4、16-6、16-8、16-10、16-12)間隔組成，動清渣板前後往復運動，靜清渣板不動。動清渣板和靜清渣板均由耐高溫材料折彎或鑄造而成，其中，靜清渣板的折彎角度α為150°，動清渣板的折彎角度β為135°，角度不同，有助於成型燃料的的移動。應用時，生物質燃料燃燒機清渣裝置28的內燃燒室8安裝在生物質鍋爐27的生物質鍋爐爐膛29中，料倉25通過上料機構26為生物質燃料燃燒機清渣裝置28提供燃料。生物質燃料在燃燒過程中，燃料進入到進料筒3中，然後通過進料螺旋2推進到內燃燒室8中，此時清渣電機6帶動清渣機構10往復運動，如圖9，此時狀態為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在中間位置示意圖，圖10為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在最左邊位置示意圖，圖11為生物質燃料燃燒機清渣裝置清渣機構動清渣板在最右邊位置示意圖，通過清渣機構10的往復運動，燃燒過程中的燃料及灰渣能夠不斷的向前滾動，最後被推送到生物質鍋爐27中的灰箱中。通過二次進風孔14及二次進風孔一 21、二次進風孔二 22、二次進風孔三23的作用下，成型燃料的C、H元素在燃燒室8中燃燒，揮發分在生物質鍋爐27的生物質鍋爐爐膛29中燃燒，即燃燒時，生物質燃料燃燒機清渣裝置燃燒火焰30在生物質鍋爐爐膛29中。根據以上分類，本實用新型結合圖例說明如下實施例溫室大棚生物質燃料燃燒機清渣裝置應用 採用本實用新型設計製造的生物質燃料燃燒機清渣裝置，功率為350KW，內燃燒室直徑為50cm，該實用新型應用於北京大興某設施大棚，該大棚佔地面積3000平方米。將該實用新型的生物質燃料燃燒機清渣裝置安裝在350KW的生物質鍋爐中，同時配以料倉、上料機構等，實現自動進料、自動點火、自動控制等，為該溫室大棚供暖、供熱水，如圖13所
/Jn ο本實用新型的生物質燃料燃燒機清渣裝置安裝在生物質鍋爐中，工作時，進入到進料筒3中的生物質固體成型燃料通過進料螺旋2推進到內燃燒室8中，清渣電機6通過曲柄11為清渣機構10提供動力，一次風機5安裝在下方提供點火進風和一次風，二次風機4安裝在上方提供二次進風。安裝在清渣機構10後方的點火裝置12為成型燃料提供熱風並點火。燃燒時，通過燃燒室上筒7內側的二次進風孔一 21，二次進風孔二 22，二次進風孔三23提供二次進風，清渣機構10中的動清渣板(16-1、16-3、16-5、16-7、16-9、16-11、16-13)在曲柄11的帶動下開始水平往復運動，能夠將燃燒的物料、灰渣、灰分等慢慢推到生物質鍋爐內部，最後將灰渣排出。最後應說明的是，以上實施例僅用以說明本發明的技術方案而非限制，儘管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本發明的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和範圍，其均應涵蓋在本發明的權利要求範圍當中。
權利要求1.ー種生物質燃料燃燒機清渣裝置，包括進料電機(I)、清渣電機出)、二次風機(4)、一次風機(5)、內燃燒室(8)和清渣機構(10)，其特徵在幹，進料電機(I)通過進料螺旋(2)將生物質固體成型燃料輸送到內燃燒室(8)，通過曲柄(11)與清渣電機(6)連接的清渣機構(10)安裝在內燃燒室(8)中，一次風機(5)提供點火熱風及燃燒過程中的一次進風，ニ次風機(4)提供二次進風。
2.根據權利要求I所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於內燃燒室(8)由內燃燒室上筒(7)和燃燒室下筒(9)焊接而成，清渣機構(10)安裝在燃燒室下筒(9)中。
3.根據權利要求I所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於，清渣電機(6)通過曲柄(11)將動カ傳輸給清渣機構(10)，清渣機構(10)運動方向為前後往復運動。
4.根據權利要求1、2或3所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於清渣機構(10)由13塊清渣板(16)組成，且清渣板(16)安裝在清渣轉軸(17)上，清渣轉軸(17)為空心軸。
5.根據權利要求4所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於清渣板(16)由7塊動清渣板(16-1、16-3、16-5、16-7、16-9、16-11、16-13)和 6 塊靜清渣板(16-2、16-4、16-6、16-8、16-10、16-12)間隔組成，動清渣板前後往復運動，靜清渣板不動，靜清渣板的折彎角度α為150°，動清渣板的折彎角度β為135°。
6.根據權利要求5所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於清渣板(16)、清渣轉軸(17)均採用耐高溫的材料加工，熔點在1200°C以上。
7.根據權利要求6所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於清渣轉軸(17)通過螺栓(19)固定在燃燒室下筒側板(18)上。
8.根據權利要求I所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於點火裝置(12)安裝在清渣機構(10)的後方，且點火孔(13)上方正對在動清渣板ー(16-1)和靜清渣板ニ(16-2)中間。
9.根據權利要求I或2所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於內燃燒室(8)中的上部分為燃燒室上筒(7)，且由兩塊板焊接而成的雙層結構，兩塊板間隔為1cm，並燃燒室上筒(7)內側分別開有二次進風孔一(21)，二次進風孔ニ(22)，二次進風孔三(23)。
10.根據權利要求9所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於在內燃燒室(8)中的落料ロ(24)下方裝有落料板(20)，長度與清渣板(16)相同。
11.根據權利要求10所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於在內燃燒室(8)中的落料ロ(24)上方開有2個對稱的二次進風孔(14)。
12.根據權利要求I所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於在進料螺旋(2)的上方、二次進風孔(14)的下方裝有風板(15)，將二次風機(4)和一次風機(5)的進風隔開。
13.根據權利要求12所述的生物質燃料燃燒機清渣裝置，其特徵在於進料螺旋(2)通過進料電機(I)提供動力，將通過落料筒(3)的生物質固體成型燃料由垂直向下運動改變為向燃燒室(10)水平移動。
專利摘要本實用新型公開了一種生物質燃料燃燒機清渣裝置，屬於農業機械技術領域。技術方案包括進料電機(1)、清渣電機(6)、和內燃燒室(8)，進料電機(1)通過進料螺旋(2)將生物質固體成型燃料輸送到內燃燒室(8)，通過曲柄(11)與清渣電機(6)連接的清渣機構(10)安裝在內燃燒室(8)中，一次風機(5)提供點火熱風及燃燒過程中的一次進風，二次風機(4)提供二次進風。本生物質燃料燃燒機清渣裝置採用清渣機構(10)有效解決了生物質成型燃料、切碎的秸稈、木屑等不同類型生物質燃料燃燒過程中的結渣現象，實現了成型燃料的輸送、破渣和清灰等，提高了燃燒效率，該發明適應於生物質鍋爐、熱風爐等燃燒設備。
文檔編號F23J3/00GK202613469SQ20122024391
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月29日 優先權日2012年5月29日
發明者田宜水, 姚宗路, 趙立欣, 孟海波, 孫麗英, 袁豔文, 龐利沙, 王月喬 申請人:農業部規劃設計研究院