一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器的制作方法

本发明涉及一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器，属于生物质燃烧设备技术领域。

背景技术：

现阶段农村建筑采暖用能总量大，利用效率低，室内热环境普遍较差。从能源结构看，商品用能比例高，煤炭占采暖能耗的比例约75％(清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能发展年度研究报告2016.北京：中国建筑工业出版社，2016)。农村地区大量使用的燃煤供暖炉热效率仅为30％-40％，大量散煤在这些低效高排放的煤炉中燃烧造成了巨大的能源浪费和严重的环境污染，每年购买商品能采暖也给农民造成了较大的经济负担。采用农村地区自有的生物质资源采暖能一定程度上解决现阶段农村地区采暖所带来的这一系列问题。我国生物质资源丰富，每年可利用生物质资源的理论总量约4.96亿吨标准煤，但现阶段只有约8％的生物质资源被利用，约30％的秸秆(约1亿tce)被露天焚烧或随意丢弃(清华大学建筑节能研究中心.中国建筑节能发展年度研究报告2016.北京：中国建筑工业出版社，2016)。目前农村地区专用于生物质成型燃料燃烧的炉具和燃烧器还较少，不匹配的燃烧器在使用过程中无法体现出生物质成型燃料的清洁性和高效性。因此，设计适合生物质成型燃料燃烧和使用便捷、能被农民广泛接受的燃烧器，有利于加快农村地区生物质成型燃料替代散煤的进程，对于早日实现农村地区清洁用能具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器，旨在解决农村地区采暖成本高、散煤燃烧和生物质不合理利用带来的能源浪费、环境污染等问题，提供一种使用方便、运行可靠、高效低排放的生物质颗粒燃料燃烧器。

本发明技术方案如下：

一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器，其特征在于，包括料箱(2)、位于料箱(2)下方的燃烧室(11)、与燃烧室(11)后端侧壁固定且连通的设备箱(31)、下料系统、燃烧系统、送风系统以及点火系统；其中，

所述燃烧室(11)靠近前端的顶部设有烟囱连接口(10)和排烟风机(9)，位于燃烧室(11)内底部的中部和端部分别设有中部灰斗(23)和末端灰斗(20)，该燃烧室(11)内靠近前端的底部设有掉灰门(21)；

所述下料系统包括与所述燃烧室(11)顶部和料箱(2)底部相接触的下料隔板(3)，与该下料隔板(3)依次连接的下料驱动连杆(35)、位于设备箱(31)内的下料驱动飞轮(33)和固定于设备箱(31)侧壁外的下料驱动电机(32)，以及固定于设备箱(31)后端侧壁上的下料行程开关(30)；

所述燃烧系统包括位于燃烧室(11)内的炉排支架(22)、位于末端灰斗(20)上部的固定炉排(18)和位于中部灰斗(23)上方的活动炉排(16)，与该活动炉排(16)后端依次连接的炉排驱动连杆(24)、位于设备箱(31)内的炉排驱动飞轮(25)和固定于设备箱(31)侧壁外的炉排驱动电机(26)，以及固定于设备箱(31)后端侧壁上的炉排行程开关(27)；固定炉排(18)上表面与固定在活动炉排(16)前端的延伸竖板下表面接触，该固定炉排(18)后端通过炉排支架(22)支撑于燃烧室(11)侧壁上；在所述燃烧室(11)内位于活动炉排(16)和固定炉排(18)上方设有炉膛(17)；

所述送风系统位于燃烧系统和下料系统的中部，包括出风口位于设备箱(31)内部的一次风机(28)、出风口位于燃烧室(11)内部的二次风机(34)、分别固定于炉膛两侧壁的第一二次风腔(12)和第二二次风腔(12a)、以及两端分别与二次风机(34)出风口和第一二次风腔连通的二次风管(5)；两个二次风腔靠近固定炉排(18)的侧壁上均分布有二次风孔；

所述点火系统位于送风系统和燃烧系统中部，包括出风口位于燃烧室(11)内的点火风机(29)、固定于第一二次风腔下表面和活动炉排(16)上表面之间的点火器(14)、以及连接所述点火风机(29)和点火器(14)的点火风管(6)。

本发明具有以下优点及突出性效果：①通过采用自动下料系统进行少量多次喂料，提高了燃料燃烧的充分性和燃烧稳定性；②通过活动炉排和固定炉排多级搭配燃烧，增加了燃料层与空气接触空间，提高了燃料燃烧率；③通过一、二次风分开供应，实现了燃料的多阶段燃烧，减少燃料消耗量和co、pm等污染物排放量；④通过综合控制板控制驱动电机动作，实现运行自动化，解放了劳动力；⑤本发明结构简单，使用简便。

附图说明

图1为本发明提供的一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器的结构示意图。

图2为图1的a-a剖面图。

图3为图1的b-b剖面图。

图4为图1的c-c剖面图。

图中各部件表示：1-料箱盖；2-料箱；3-下料隔板；4-隔热材料；5-二次风管；6-点火风管；7-挡板；8-第一二次风孔；8a-第二二次风孔；9-排烟风机；10-烟囱连接口；11-燃烧室；12-第一二次风腔；12a-第二二次风腔；13-炉膛内壁；14-点火器；15-活动炉排透气槽；16-活动炉排；17-炉膛；18-固定炉排；19-固定炉排透气槽；20-末端灰斗；21-掉灰门；22-炉排支架；23-中部灰斗；24-炉排驱动连杆；25-炉排驱动飞轮；26-炉排驱动电机；27-炉排行程开关；28-一次风机；29-点火风机；30-下料行程开关；31-设备箱；32-下料驱动电机；33-下料驱动飞轮；34-二次风机；35-下料驱动连杆。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的工作原理、具体结构作进一步的说明。

图1为本发明提供的一种燃烧生物质颗粒燃料的燃烧器的结构示意图，图2为图1的a-a剖面图，图3为图1的b-b剖面图，图4为图1的c-c剖面图。

本实施例的燃烧器包括料箱2、位于料箱2下方的燃烧室11、与燃烧室11后端侧壁固定且连通的设备箱31、下料系统、燃烧系统、送风系统以及点火系统；其中，

所述燃烧室11靠近前端的顶部设有烟囱连接口10和排烟风机9，位于燃烧室11内底部的中部和端部分别设有中部灰斗23和末端灰斗20，该燃烧室11内靠近前端的底部设有掉灰门21；

所述下料系统包括与燃烧室11顶部和料箱2底部相接触的下料隔板3，与该下料隔板3依次连接的下料驱动连杆35、位于设备箱31内的下料驱动飞轮33和固定于设备箱31侧壁外的下料驱动电机32，以及固定于设备箱31后端侧壁上的下料行程开关30；

所述燃烧系统包括位于燃烧室11内的炉排支架22、位于末端灰斗20上部的固定炉排18和位于中部灰斗23上方的活动炉排16，与该活动炉排16后端依次连接的炉排驱动连杆24、位于设备箱31内的炉排驱动飞轮25和固定于设备箱31侧壁外的炉排驱动电机26，以及固定于设备箱31后端侧壁上的炉排行程开关27；固定炉排18上表面与固定在活动炉排16前端的延伸竖板下表面接触，该固定炉排18后端通过炉排支架22支撑于燃烧室11侧壁上；在所述燃烧室11内位于活动炉排16和固定炉排18上方设有炉膛17；

所述送风系统位于燃烧系统和下料系统的中部，包括出风口位于设备箱31内部的一次风机28、出风口位于燃烧室11内部的二次风机34、分别固定于炉膛17两侧壁的第一二次风腔12和第二二次风腔12a、以及两端分别与二次风机34出风口和第一二次风腔连通的二次风管5；第一、第二二次风腔靠近固定炉排18的侧壁上分别分布有第一二次风孔8和第二二次风孔8a，且第一二次风腔12固定在下料隔板3前端下方燃烧室11内的顶部，第二二次风腔12a固定于掉灰门21顶部；

所述点火系统位于送风系统和燃烧系统中部，包括出风口位于燃烧室11内的点火风机29、固定于第一二次风腔下表面和活动炉排16上表面之间的点火器14、以及连接所述点火风机29和点火器14的点火风管6；该点火系统为自动点火系统，点火器14在开启状态下发热，点火风机29连续将通过高温点火器14的热风吹至炉排燃料层，直至燃料被点燃。

所述下料隔板3前端设有隔热水泥块4，用于防止下料隔板3和料箱2底部温度过高；所述下料驱动电机32连接下料驱动飞轮33和下料驱动连杆35驱动下料隔板3在多次动作下到达最前端，实现颗粒燃料少量多次喂料。

所述活动炉排16和固定炉排19上均布置有多个炉排透气槽，且活动炉排16上位于前端透气槽的数量较后端多；设置的透气槽一方面用于增加燃料与空气接触空间，另一方面使一部分灰分掉落至中部灰斗23和末端灰斗19；本实施例各透气槽的宽度均为5mm。所述活动炉排16在炉排驱动电机26的驱动和炉排驱动飞轮25和炉排驱动连杆24的带动下实现往复运动，活动炉排16上燃料在炉膛内壁13后侧阻挡下逐步向前推进，直至掉落至固定炉排18，活动炉排16前侧延伸竖板在活动炉排16运动过程中推动固定炉排18上燃料不断前进，燃料燃尽后的灰分被推至末端灰斗20中。

所述一次风机28布置在设备箱31后端侧壁上，一次风先送入设备箱31用于冷却下料驱动电机32和炉排驱动电机26，然后再送至燃料层。

所述两个二次风腔上部分别有一排直径为6mm的第一二次风孔8和第二二次风孔8a，其出风口方向为斜向下朝炉膛17中部；其中，第一二次风腔顶部设有便于下料的斜截面。

所述的掉灰门21位于排烟风机9正下方，且靠近固定炉排18前端，高度略高于固定炉排18，上层燃料在炉膛内壁13阻挡下停留在固定炉排18上，下层灰烬从掉灰门21掉至末端灰斗20中。

所述点火器14采用氮化硅高温陶瓷制成，发热稳定且使用寿命长，点火风机29和点火器6共同启停。

所述燃烧室11内顶部位于下料隔板3前侧处还设有挡板7，一方面阻挡火焰延伸至料箱2，另一方面可防止单次喂料过多过快。

所述设备箱31内集成有可编辑逻辑控制器(plc)、送电控制器和电源控制器于一体的综合控制板，该综合控制板分别与下料行程开关30、炉排行程开关27、下料驱动电机32、炉排驱动电机26、点火器14、点火风机29、排烟风机9、一次风机28以及二次风机34电连接，用于自动控制燃烧器正常稳定运行。本实施例综合控制板内各控制器均采用常规芯片。

所述下料行程开关30处于常开状态，通过综合控制板控制该下料行程开关30的闭合时间决定下料隔板3的起始前进时间，炉排行程开关27作用与下料行程开关类似。

本发明各组成零部件均为常规产品。

本发明的原理和工作过程如下：

首先将生物质颗粒燃料加入料箱2中，盖好料箱盖1，下料驱动电机32驱动下料驱动飞轮33和下料驱动连杆35带动下料隔板3后撤至下料驱动飞轮33与下料行程开关30接触，下料行程开关30闭合，下料驱动电机32停止工作，颗粒燃料经料箱2和下料隔板3空隙掉落至下料隔板3前侧，下料行程开关30在程序控制下弹开，下料驱动电机32驱动下料隔板3向前运动，分次推动燃料掉落在活动炉排16上；点火器14开启，点火风机29将点火器14发热量吹至燃料层，待燃料着火稳定后关闭点火器14完成点火；炉排驱动电机26驱动炉排驱动飞轮25和炉排驱动连杆24带动活动炉排16往复运动，燃料在炉膛内壁13阻挡下逐步推至活动炉排16前端，然后掉落至固定炉排18继续燃烧，活动炉排16前部延伸板不断推动固定炉排18上燃料往前，最后灰分经掉灰门21掉落至末端灰斗20中，炉排行程开关27作用与下料行程开关30类似；一次风经一次风机28送入驱动设备箱31，然后经与设备箱31连通的燃烧室11送至燃料处；二次风由二次风机34经二次风管5送入二次风腔，然后从二次风孔进入炉膛17上部与烟气中的可燃成分燃烧，充分燃烧后的烟气在排烟风机9抽力下经烟囱连接口10排出；当料箱2中燃料不足时，打开料箱盖1加料，然后盖紧料箱盖1；结束运行前，先使下料隔板3运行至最前端，使料箱2底部呈封闭状态，然后关闭下料驱动电机32，待活动炉排16往复动作几次使得活动炉排16和固定炉排18上燃料燃尽时，关闭炉排驱动电机26，关闭一次风机28和二次风机34，一段时间后关闭排烟风机9，最后拉出中部灰斗23和末端灰斗20清灰，然后将中部灰斗23和末端灰斗20装入燃烧器底部压紧。