一种生物质分段燃烧装置的制作方法

本发明属于生物质燃烧设备技术领域，涉及一种生物质分段燃烧装置。

背景技术：

生物质燃料是指将生物质材料燃烧作为燃料，一般主要是农林废弃物，如秸秆、锯末、甘蔗渣、稻糠等，主要区别于化石燃料。在目前的国家政策和环保标准中，直接燃烧生物质燃料属于高污染燃料，只在农村的大灶中使用，不允许在城市中使用。生物质燃料的应用主要是生物质成型燃料，即将农林废弃物作为原料，经过粉碎、混合、挤压、烘干等工艺，制成各种成型如颗粒状的，可直接燃烧的一种清洁燃料。成型如颗粒状的生物燃料为生物质颗粒燃料，生物质燃料作为一种新型燃料，已被广泛用于取暖、热水及工业干燥等领域，生物质燃料采用的技术：一是气化燃烧，采用快速硫化技术和热解气化技术，将生物质燃料经高温裂解化学反应转换成气体燃料；二是生物质燃料经送料系统进入高温裂解半气化燃烧室，在此燃烧室迅速发生高温裂解反应，产生燃烧气，再直接进入氧气充足的高温燃烧室充分燃烧，放出热能，一般热风炉多采用此原理装置；三是采用直接燃烧，高温气态燃烧在散热装置空间燃烧，一般燃烧机多采用此原理装置。

随着生物质颗粒燃料的广泛运用，用于燃烧生物质颗粒燃料的燃烧装置随之产生。现有的燃烧装置包括进料装置、燃烧室与热交换室，燃烧室与热交换室连通，进料装置将生物质颗粒燃料输送至燃烧室内，生物质颗粒燃料在燃烧室内充分燃烧，燃烧产生的热气流进入热交换室，在热交换室内设置有热交换装置，进入热交换室内的热气流对热交换装置内的冷空气进行加热，热交换装置内的冷空气被加热后从热交换装置上的热气出口被输送出加以运用。后来，发明人从实践中发现，现有的燃烧装置对生物质燃料燃烧所产生的热量的利用率太低。现有采用以上燃烧技术的生物质燃烧装置存在各种不足之处，一、不能充分将燃料烧尽，总有5％-10％未充分燃烧的损失；二、生物质颗粒多采用木质原料，原料中含杂略高，或采用其他生物质燃料时易结渣结块，造成整体燃烧障碍；三、温度调节范围小，不适合温差调节大的行业使用，尤其是需要较低温时的应用；四、燃烧室结构、配风设计不合理，导致热效率低，运行成本过高；五、整体设计、制造成本高，在专业运用和推广方面造成困难。因此，现有的生物质燃烧装置需要进行优化改进，才能够节约能源、降低成本、提高经济效益。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种生物质分段燃烧装置，能够实现适当提高燃烧筒后段燃烧温度，形成分段燃烧，后段为热分解段，前段为高温气化燃烧段，大幅度提高了热效率。

本发明所采用的技术方案是，一种生物质分段燃烧装置，包括机架，机架包括第一安装板和第二安装板，第一安装板和第二安装板通过若干锁紧拉杆连接，沿第一安装板和第二安装板的周向设置有风箱外罩，风机安装在第二安装板通风孔上，第一安装板和第二安装板之间形成凤室，机架上设置有进料装置、送风装置、燃烧室以及点火器，进料装置与燃烧室连通，在燃烧室下方设置有点火口，送风装置用于向风室内鼓风，风室与进料装置和燃烧室连通，风室通过防回火风孔和进料装置连通，同时通过点火装置和燃烧室连通，燃烧室内设置有扰流板。

本发明的特征还在于，

其中燃烧室包括同轴设置的燃烧内筒和燃烧外筒，并且燃烧外筒套接在燃烧内筒外侧，燃烧外筒套接与燃烧内筒之间形成二次风通道，燃烧外筒的开口端穿过第一安装板，并且通过法兰活动板和弹性螺栓固定在第一安装板上，燃烧内筒的开口端穿过第一安装板和法兰活动板，并且通过传动装置与转动电机相连，转动电机固定在第二安装板的一侧。

其中燃烧内筒外壁开设有多排切线风孔，多排切线风孔沿燃烧内筒轴向均匀排列，每一排切线风孔均沿燃烧内筒周向开设，并且同一排切线风孔均与同一个圆相切，燃烧内筒外侧固定设置有切线风孔控制板，切线风孔控制板遮挡燃烧内筒侧壁的一半，切线风孔控制板靠近第一安装板设置，切线风孔控制板的轴向长度根据功率不同而设计。

其中传动装置位于第一安装板和第二安装板之间，传动装置包括内筒大齿轮和小齿轮，内筒大齿轮外套在燃烧内筒的外侧，小齿轮通过传动轴与转动电机的输出轴相连，内筒大齿轮和小齿轮相互啮合。

其中进料装置位于第一安装板和第二安装板之间，进料装置包括进料筒，进料筒内设置有进料轴，进料轴上安装有进料绞龙，进料绞龙与进料筒之间形成进料直线风道，进料筒和进料轴平行于燃烧内筒的轴线设置，进料筒的一端固定于第二安装板，进料筒的另一端固接有封火板，封火板与燃烧内筒上边沿啮合，封火板的下边沿与燃烧内筒的下边沿构成点火口，进料筒上设置有进料外筒，进料外筒垂直于进料筒设置，并且进料外筒的一端与进料筒连通，进料外筒的另一端伸出风箱外罩，进料外筒靠近进料筒的侧壁开有若干防回火风孔，进料轴的一端与进料电机的输出端相连，进料轴的另一端伸向燃烧内筒，进料电机固定在第二安装板的侧面。

其中点火器位于进料筒的下方，点火器的火嘴正对点火口，点火器的内腔形成点火直线风道。

其中送风装置包括风机，风机的出风口朝向风室，风机安装在第二安装板的一侧。

其中扰流板通过连接杆与进料轴相连，扰流板沿燃烧内筒径向设置，扰流板为长方形，两端扭曲为放大的螺旋状，扰流板的连接杆上还固定连接一个或多个破渣刺，连接杆、扰流板、破渣刺由耐特高温材料制成。

其中还包括后防护罩和外部安装板，后防护罩设置于转动电机、进料电机及风机外侧，后防护罩的一端固定在第二安装板上，后防护罩的另一端开有进风孔，外部安装板固定在第一安装板的一侧。

本发明的有益效果如下：

1、根据燃烧机功率和燃烧筒直径的大小，采用不同扰流板尺寸，形成涡流改变一次切线风向，形成轻微反烧，适当提高燃烧筒后段燃烧温度，形成分段燃烧，后段为热分解段，前段为高温气化燃烧段；

2、通过控制进料时间进料量、间隔时间，控制各段进风量，从稳定小火燃烧状态直至稳定的大火燃烧状态，使燃烧温度调节范围增大在实际应用的低温段燃烧和高温段燃烧均具有稳定燃烧的状态；

3、充分将燃料烧尽，减少未充分燃烧的损失，大幅度提高了热效率；

4、可燃烧除木质颗粒燃料以外，需热分解温度高，燃烧周期长的其他生物质颗粒原料，尤其是烤烟烟杆生物质颗粒原料(烟杆原料在炉温达480℃时，才进入热分解阶段，600℃时热分解才能完成)，提高了设备的适应性；

5、充分燃烧，使一氧化碳和氮氧化物排放降低，达到环保标准；

6、燃烧内筒能够根据需要设定转动，使燃料在一定的翻动移动中燃烧，使燃烧充分，减低结渣，并能有效排渣；

7、扰流装置上设有扰流板和破渣刺，除了实现扰流功能外，对含杂质高、结渣严重的原料也能进行有效破渣和正常燃烧、排渣。

附图说明

图1是本发明一种生物质分段燃烧装置的整体示意图；

图2是本发明一种生物质分段燃烧装置的主视剖视图；

图3是本发明一种生物质分段燃烧装置的结构示意图。

图中，1.机架，2.进料装置，2-1.进料筒，2-2.进料轴，2-3.进料绞龙，2-4.进料外筒，2-5.封火板，2-6.进料电机，2-7.防回火风孔，3.送风装置，3-1.风机，4.风室，5.燃烧室，5-1.燃烧内筒，5-2.燃烧外筒，5-3.切线风孔，5-4.切线风孔控制板，5-5.传动装置，5-6.转动电机，5-7.法兰活动板，5-8.弹性螺栓，5-9.内筒大齿轮，5-10.小齿轮，5-11.传动轴，6.点火器，7.扰流板，7-1.破渣刺，8.第一安装板，9.第二安装板，10.锁紧拉杆，11.风箱外罩，12.后防护罩，13.外部安装板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

本发明一种生物质分段燃烧装置的整体示意图、主视剖视图以及结构示意图，如图1、2和3所示，本发明实施例提供了一种生物质分段燃烧装置，包括机架1，机架1包括第一安装板8和第二安装板9，第一安装板8和第二安装板9通过若干锁紧拉杆10连接，沿第一安装板8和第二安装板9的周向设置有风箱外罩11，第一安装板8和第二安装板9之间形成凤室4，机架1上设置有进料装置2、送风装置3、燃烧室5以及点火器6，进料装置2与燃烧室5连通，在燃烧室5上设置有点火口，送风装置3用于向风室4内鼓风，风室4与进料装置2和燃烧室5连通，燃烧室5内设置有扰流板7。

本发明提供的一种生物质分段燃烧装置，由进料装置2向燃烧室5内输送生物质颗粒燃料，通过点火器6点火，将燃烧室5内的生物质颗粒燃料点燃，另外，通过送风装置3向风室4鼓风，在风室4内形成一定风压，从而向燃烧室5恒压送风，扰流板7在旋转过程中，以阻挡、释放、间隔的方式，将一次风和二次风更加充分混合，实现轻微返烧，适当提高燃烧室5后段的燃烧温度，实现对热分解温度需求高的原料进行正常燃烧，使生物质颗粒燃料在燃烧室4内充分燃烧。因此，与现有技术相比，本发明实施例提供的一种生物质分段燃烧装置能够充分将燃料烧尽，减少未充分燃烧的损失，大幅度提高了热效率。

其中，本发明实施例中的燃烧室5包括同轴设置的燃烧内筒5-1和燃烧外筒5-2，并且燃烧外筒5-2套接在燃烧内筒5-1外侧，燃烧外筒5-2套接与燃烧内筒5-1之间形成二次风通道，燃烧外筒5-2的开口端穿过第一安装板8，并且通过法兰活动板5-7和弹性螺栓5-8固定在第一安装板8上，燃烧内筒5-1的开口端穿过第一安装板8和法兰活动板5-7，并且通过传动装置5-5与转动电机5-6相连，转动电机5-6固定在第二安装板9的一侧；

燃烧内筒5-1外壁开设有多排切线风孔5-3，多排切线风孔5-3沿燃烧内筒5-1轴向均匀排列，每一排切线风孔5-3均沿燃烧内筒5-1周向开设，并且同一排切线风孔5-3均与同一个圆相切，燃烧内筒5-1外侧固定设置有切线风孔控制板5-4，切线风孔控制板5-4遮挡燃烧内筒5-1侧壁的一半，切线风孔控制板5-4靠近第一安装板8设置，切线风孔控制板5-4的轴向长度一般设置为燃烧内筒5-1轴向长度的2/3；

传动装置5-5位于第一安装板8和第二安装板9之间，传动装置5-5包括内筒大齿轮5-9和小齿轮5-10，内筒大齿轮5-9外套在燃烧内筒5-1的外侧，小齿轮5-10通过传动轴5-11与转动电机5-6的输出轴相连，内筒大齿轮5-9和小齿轮5-10相互啮合；

进料装置2位于第一安装板8和第二安装板9之间，进料装置2包括进料筒2-1，进料筒2-1内设置有进料轴2-2，进料轴2-2上安装有进料绞龙2-3，进料绞龙2-3与进料筒2-1之间形成进料直线风道，进料筒2-1和进料轴2-2平行于燃烧内筒5-1的轴线设置，进料筒的一端固定于第二安装板，进料筒的另一端固接有封火板，封火板与燃烧内筒上边沿啮合，封火板的下边沿与燃烧内筒的下边沿构成点火口，进料筒上设置有进料外筒，进料外筒垂直于进料筒设置，并且进料外筒的一端与进料筒连通，进料外筒的另一端伸出风箱外罩，进料外筒靠近进料筒的侧壁开有若干防回火风孔，进料轴的一端与进料电机的输出端相连，进料轴的另一端伸向燃烧内筒，进料电机固定在第二安装板的侧面；

点火器6位于进料筒的下方，点火器6的火嘴正对点火口，点火器6的内外壁之间形成点火直线风道；

送风装置3包括风机3-1，风机3-1的出风口朝向风室4，风机3-1安装在第二安装板9的一侧；

还包括后防护罩12和外部安装板13，后防护罩12设置于转动电机5-6、进料电机2-6及风机3-1外侧，后防护罩12的一端固定在第二安装板9上，后防护罩12的另一端开有进风孔，外部安装板13固定在第一安装板8的一侧。

进料过程，生物质颗粒燃料经由进料外筒2-4进入进料装置2的进料筒2-1内，然后进料电机2-6通过进料轴2-2带动进料绞龙2-3转动，进料绞龙2-3将生物质颗粒燃料快速送入燃烧内筒5-1内；

点火过程，点火器6自动点火，生物质颗粒燃料在燃烧内筒5-1内燃烧；

送风过程，前安装板19和后安装板16之间为密闭性空间，构成风室23，风机3-1送入的风在风室4中形成一定的风压，风室4整体供风系统衡压送风。

燃烧过程，燃烧内筒5-1靠近第一安装板8的2/3段的多排切线风孔5-3受切线风孔控制板5-4的控制，切线风孔控制板5-4随着燃烧内筒5-1的转动而转动，切线风孔控制板5-4以自重开启或闭合，当其转动至燃烧内筒5-1的轴线以上时，切线风孔控制板5-4为闭合状态，当其转动至燃烧内筒5-1的轴线以下时，切线风孔控制板5-4为开启状态，这是以燃烧器燃烧配风原理而设计，该燃烧器的配风系统如下：一次风的组成由封火板2-5下方的一次风进风孔、点火进风孔、防回火风孔2-7构成，二次风由燃烧内筒5-1下方的受切线风孔控制板5-4的控制的切线风孔构成；三次风由燃烧内筒5-1下方的不受切线风孔控制板5-4的控制的切线风孔构成；

转动电机5-6通过相互啮合的小齿轮5-10和内筒大齿轮5-9带动燃烧内筒5-1转动，同时送风装置3进入燃烧内筒5-1内的进料直线风道和点火直线风道的一次风与进入燃烧外筒5-2和燃烧内筒5-1之间的空间为二次风在此段混合，进行燃料热分解燃烧，燃烧内筒5-1远离第一安装板8的一部分切线风孔5-3为开放切线风孔，在此段为高温气化燃烧段。

其中，扰流板7通过连接杆与进料轴2-2相连，扰流板7沿燃烧内筒5-1径向设置，扰流板为7长方形，两端扭曲为放大的螺旋状，扰流板7的连接杆上还固定连接一个或多个破渣刺7-1。

各种生物质原料，基于材质不同，均具有不同热分解温度，对于热分解温度较高的原料，一般的燃烧机很难进行燃烧，或根本无法燃烧，进料绞龙2-3在开机状态一直旋转，一方面将进入进料筒2-1的生物质颗粒燃料快速推入燃烧内筒5-1内，另一方面，进料轴2-2带动耐特高温材料制成的扰流板7和破渣刺7-1旋转，破渣刺7-1将原料在燃烧时结的大块渣击碎，由燃烧内筒5-1适时转动将渣排出，扰流板7扭曲为螺旋状，在工作时和进料绞龙2-3不停的旋转，能干扰切线风并向后产生一定的涡流，形成轻微反向涡流，以阻挡、释放、间隔的方式，将一次风和二次风更加充分混合，实现轻微返烧，适当提高燃烧内筒5-1靠近第一安装板8阶段的燃烧温度，实现对热分解温度需求高的原料进行正常燃烧。

本发明一种生物质分段燃烧装置，能够根据燃烧机功率和燃烧筒直径的大小，扰流板为长方形，两端扭曲为放大的螺旋状，它固结在绞龙轴延长轴上，工作时一直转动，将部分切线风挡住，形成向后反烧的效果，因是长方形，又是螺旋状，所以挡住的风不固定在同一位置，而是形成反向螺旋风，这样形成的结果是提高了燃烧筒后部的温度，主要针对热解温度需求高的原料而设计的，采用不同扰流板尺寸，改变一次切线风向，形成轻微反烧，适当提高燃烧筒后段燃烧温度，形成分段燃烧，后段为热分解段，前段为高温气化燃烧段；燃烧温度调节范围增大，在实际应用的低温段燃烧和高温段燃烧均具有稳定燃烧的状态，可燃烧除木质颗粒燃料以外，需热分解温度高，燃烧周期长的其他生物质颗粒原料，尤其是烤烟烟杆生物质颗粒原料(烟杆原料在炉温达480℃时，才进入热分解阶段，600℃时热分解才能完成)，提高了设备的适应性，从而充分将燃料烧尽，减少未充分燃烧的损失，大幅度提高了热效率，使一氧化碳和氮氧化物排放降低，达到环保标准；另外，扰流装置上设有扰流板和破渣刺，除了实现扰流功能外，对含杂质高、结渣严重的原料也能进行有效破渣和正常燃烧、排渣。