一种生物质颗粒炉的制作方法

本发明属于锅炉设备领域，更具体地涉及用作热源的生物质颗粒炉。

背景技术：

在当前谷物烘干市场上，新型环保热源将成为主流。生物质颗粒炉由于燃料来源可持续、排放污染小；燃烧后留下的灰可做钾肥；燃料为压缩体积的颗粒，节约运输和储存成本等优势，成为市场的新宠。

生物质颗粒一般是由农作物秸秆、稻壳、木屑等加工产生的块状环保新能源，谷物烘干市场上作为配套燃烧颗粒的生物质颗粒炉大多存在结构复杂的问题，有的技术方案存在热风经过多个隔板导流，风阻较大，热量不易带出等问题。

技术实现要素：

本发明鉴于现有技术的以上情况作出，用于克服或缓解现有技术中的以上一项或更多种技术问题，至少提供有益的选择。

为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种生物质颗粒炉，包括料斗、送料机构、分风系统和炉膛，所述料斗用于盛放生物质颗粒燃料，其下部具有出料口，所述炉膛具有炉排，所述送料机构包括送料管、连接管，所述送料管的一端与所述炉膛相联通，并处于所述炉排的上方；所述连接管的一端与所述出料口连接，另一端与所述送料管相联通，其设有动力组件，所述动力组件用来控制所述生物质颗粒燃料的输送；所述分风系统具有鼓风机、接收来自所述鼓风机的气流的主腔体、以及与所述主腔体连接的料管送风管道和炉膛连接管，所述料管送风管道与所述送料管的另一端相联通，所述连接管在所述送料管的上部与所述送料管相联通，所述炉膛连接管与所述炉膛连通，联通在所述炉排的下方。

根据本发明的一种实施方式，所述动力组件包括绞龙，或所述动力组件包括拨料电机、传动机构以及拨料板，所述拨料板设置在所述连接管中，通过所述传动机构接收来自所述拨料电机的动力，从而控制所述生物质颗粒燃料的输送。

根据本发明的一种实施方式，所述生物质颗粒炉还包括点火装置，所述点火装置设置在点火管中，所述点火管的一端与所述炉膛联通，所述点火装置经由所述点火管对所述生物质颗粒燃料进行点火，所述分风系统还包括点火管通道，所述点火管通道一端与所述与所述主腔体连接，另一端可向所述所述点火管送风。

根据本发明的一种实施方式，所述主腔体、所述料管送风管道、所述点火管通道、所述炉膛连接管均具有均匀截面，它们的截面面积比为5～8:1.5～2:1:1.5～3。

根据本发明的一种实施方式，所述炉腔还包含清灰门、炉膛门、观察口，所述清灰门位于所述炉排之下，方便清理生物质颗粒燃烧后剩余渣灰，所述炉膛门位于所述炉排之上，用于取出所述炉排及清理所述炉排上的渣灰；所述观察口位于所述炉膛门之上，用于在所述生物质颗粒炉工作时观察炉内火焰情况，所述炉膛截面形状为鼓型。

根据本发明的一种实施方式，所述生物质颗粒炉还包括内封板、列管换热器和抽风烟机，所述列管换热器的列管与所述炉膛联通，并设有烟气出风口，所述抽风烟机设置在所述烟气出风口处，所述内封板将所述炉膛及列管换热器包围，并设有热风出风口，所述内封板在列管换热器远离所述炉膛的一侧开有外界冷风入口。

根据本发明的一种实施方式，所述列管换热器包括多组换热管，并具有折流挡板，从而在所述列管换热器中形成多个换向用的换向隔间，所述多个换向隔间包括多个上侧换向隔间和多个下侧换向隔间，所述上侧换向隔间和所述下侧换向隔间交错排列，通过列管换热器的列管联通，实现气流的多级换向，所述烟气出风口与最后一级换向用的所述换向隔间相联通。

根据本发明的一种实施方式，各所述上侧换向隔间上配置有检修口。

根据本发明的一种实施方式，在所述检修口的开口从所述内封板突出。

根据本发明的一种实施方式，所述生物质颗粒炉还具有隔板，所述隔板连接在所述炉膛的靠近所述热风出风口并接近列管换热器的一侧与所述内封板之间。

根据本发明的另一方面、还提供了一种生物质颗粒炉，包括炉膛、内封板、列管换热器和抽风烟机，所述列管换热器的列管与所述炉膛联通，并设有烟气出风口，所述抽风烟机设置在所述烟气出风口处，所述内封板将所述炉膛及列管换热器包围，并设有热风出风口，所述内封板在列管换热器远离所述炉膛的一侧开有外界冷风入口；所述列管换热器的列管与所述炉膛联通，并设有烟气出风口，所述抽风烟机设置在所述烟气出风口处，所述内封板将所述炉膛及列管换热器包围，并设有热风出风口，所述内封板在列管换热器远离所述炉膛的一侧开有外界冷风入口，所述出风口与最后一级换向用的所述换向隔间相联通；各所述上侧换向隔间上配置有检修口。

根据本发明的实施方式，结构紧凑，并且能够实现鼓风和分风的一举多得。

附图说明

附图用来更好地帮助本领域技术人员理解本发明，但是附图仅仅是示意性的，并不是按比例绘制的，也省略了与解决本发明的技术问题无关的部件(如有)。

图1为依据本发明一种实施方式的生物质颗粒炉的结构示意图，图中箭头所示为炉膛及列管换热器内烟气流向；

图2为图1所示的生物质颗粒炉的左视图；

图3为图1所示的生物质颗粒炉的俯视图；

图4为送料机构示意图；

图5示出了连接管与料斗以及送料管的连接；

图6为依据本发明一种实施方式的分风系统的示意图；

图7为图6所示的分风系统的左视图；

图8示出了依据本发明的一种实施方式的炉腔的示意图；

图9为图1所示的生物质颗粒炉的俯视图，隐去了上侧换向隔间。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式进行说明，附图和结合附图的说明都是示意性的，不是对本发明的保护范围的限制。

图1为依据本发明一种实施方式的生物质颗粒炉的结构示意图，图中箭头所示为炉膛及列管换热器内烟气流向；图2为图1所示的生物质颗粒炉的左视图；图3为图1所示的生物质颗粒炉的俯视图。

如图1-3所示，本发明所涉及一种生物质颗粒炉，包括送料机构1、分风系统3、炉膛4、列管换热器5、抽烟风机6、内封板8、料斗10、热风出风口11。生物质颗粒燃料储存于料斗10内，料斗10内的生物质颗粒燃料经送料机构1送入炉膛4中。在本实施例中，在图1的视图中，热风出风口11被炉膛4完全遮挡。

下面结合对这些部件的说明对该生物质颗粒炉进行详细的描述。

图4为依据本发明一种实施方式的送料机构的示意图。图5示出了连接管19与料斗10和送料管15的连接。如图4和图5所示，根据本发明的一种实施方式的送料机构1包括送料管15、拨料电机16、传动机构17、连接管19，连接管19内具有拨料板20。如图4和图5所示，依据本发明的一种实施方式，用于盛放生物质颗粒燃料的料斗10的下部具有出料口，该出料口通过连接管19连接至送料管15。连接管19内装有拨料板20，拨料板20通过传动机构17接收来自拨料电机16的动力，从而控制用来控制颗粒燃料的输送。采用拨料板的方式比搅龙式输送结构成本更低，空间尺寸更小，维修保养非常方便，且磨损更少。但应该注意，尽管发明人认为拨料板的方式更好，但本发明的某些实施方式并不排除送料机构1可以采用搅龙进行送料。拨料板20、拨料电机16、传动机构17可以作为本发明的送料机构的动力装置的示例。搅龙也可以作为本发明的动力装置的示例。

根据一种实施方式，拨料板20由拨料电机16通过传动机构17控制启停。在一种实施例中，拨料电机16由智能控制系统依据在热风出口11处所检测到的温度或通过定时器计时来决定是否启动，温度低于设定值时或定时器计时结束时启动拨料电机16将生物质颗粒燃料输送至炉膛4内，以增强火焰，温度过高时或定时器计时重置时则关闭拨料电机16。所述传动机构17可采用链条或皮带传动，以连接拨料电机16和拨料板20。依据一种实施方式，送料管15与水平呈45度到65度夹角。送料管15一端连入炉膛4，且位置高于炉排22。其另一端可以封闭。根据另一实施方式，送料管15的该另一端与分风系统3的料管送风管道18(下文将结合图6和图7进行描述)连接，通过鼓入的空气清理滞留在送料管15内的碎片、粉尘，同时避免炉膛4内火焰窜出。

根据一种实施方式，料斗10可以有多个出料口。此时送料机构1可以包括多个送料管15、多个拨料电机16、多个传动机构17、多个连接管19，从而将生物质颗粒燃料送入炉腔4的炉排上的不同位置。此时，生物质颗粒燃料能够更均匀地分布在炉腔4的炉排之上。另一方面，根据另一实施方式，料斗10可以有一个或多个出料口，送料机构1可以包括多个送料管15，但拨料电机16、传动机构17、连接管19、拨料板20可以合并为一套。

图6和图7示出了依据本发明的一种实施方式的分风系统。如图6和图7所示，依据本发明的一种实施方式，分风系统3具有鼓风机2、主腔体31以及与主腔体31连接的料管送风管道18、点火管通道32、炉膛连接管33。另外，主腔体31和鼓风机2相连接。来自鼓风机2的气流经过主腔体31分别流入料管送风管道18、经过点火管通道32冷却点火管21以及通过炉膛连接管33在炉排22之下流入炉膛4。

应该注意，在一种实施方式中，可以省略点火管通道32。在另一种实施方式中，可以省略料管送风管道18，在这种情况下，送料管15的前述的另一端封闭。

根据一种实施方式，主腔体31、料管送风管道18、点火管通道32、炉膛连接管33均具有均匀截面，其截面面积比为5～8:1.5～2:1:1.5～3。这个比例可以更有效地实现各管道通风的效率。

当送料系统1包括多个送料管15时，分风系统会具有对应数目的料管送风管道18。另外，炉膛连接管33也可以有多个，从而使得对炉膛的进风效率更高。鼓风机2也可以有多个，在有多个鼓风机2的情况下，主腔体可以被隔成多个独立的小隔室，从而使各鼓风机能够分别对各个小隔室进行鼓风。

根据一种实施方式，点火装置为隔热陶瓷发热芯，发热芯装入点火管21中，点火装置经由点火管21对炉膛内的生物质颗粒燃料进行点火。点火管21如图6所示，一端连接分风系统3(具体地，点火管通道32)，一端连入炉膛4且位置与炉排22平齐；点火管中通过抽烟风机6(后文描述)所生成的负压(抽烟风机6虽在炉膛4外，但是风道是连通的，气流流动路线如图1中箭头所示，所以风机所产生的负压是可以影响到炉膛内部的)及鼓风机2鼓入的新鲜冷风冷却发热芯，以延长发热芯使用寿命；若发热芯不慎损坏，可通过点火管21方便取出更换。

图8示出了依据本发明的一种实施方式的炉腔的示意图。如图8所述，依据本发明的一种实施方式，炉腔包含清灰门12、炉膛门13、观察口14。清灰门12位于炉排22之下，方便清理生物质颗粒燃烧后剩余渣灰，炉膛门13位于炉排22之上，可方便取出炉排22及清理炉排上的渣灰等；观察口14位于炉膛门13之上，用于在生物质颗粒炉工作时观察炉内火焰情况。

根据一种实施方式，炉膛截面形状可以如图3所示为鼓型，炉膛整体由锅炉专用钢板拼焊而成。

如图1、图3所示，炉膛4及列管换热器5由内封板8包围封闭构成热交换室，并设有热风出风口11。内封板8在列管换热器5远离炉膛4侧开有外界冷风入口，冷风进入后会通过列管换热器中换热管之间的间隙，炉膛内的热烟气从管内走，冷风从管外走，通过管壁进行热量交换，之后即从出风口流出。

列管换热器由若干无缝管及若干板材焊接成；根据所需发热量不同，无缝管分为多组排列(例如2至4组，在图中示出为4组)，以改变其换热面积。在图中，列管换热器5由4组换热管23组成。列管换热器5具有折流挡板，从而在列管换热器5中形成多个换向隔间，该多个换向隔间包括多个上侧换向隔间51和多个下侧换向隔间52。上侧换向隔间51和下侧换向隔间52交错排列，通过对应换热管23的管内通道联通，实现多级换向，从而炉膛4内颗粒燃烧后所产生的灼热烟气可以在抽风烟机6的带动下，按照指定的路线流动，实现充分换热。图1中箭头示出了一种流动方向。列管换热器5的列管与炉膛4联通，并设有烟气出风口，抽风烟机6设置在该烟气出风口处。

热交换室具有烟气出风口，在烟气出风口处设置有抽烟风机6，抽烟风机6是为了给炉膛-列管换热器提供负压源，将炉膛内燃烧燃料产生的热气引导进列管换热器中，并将热气在列管换热器内交换热量后引导排出，热交换室的烟气出风口与最后一级换向用的隔间相联通。抽烟风机可以用于使炉膛4内颗粒燃烧后所产生的灼热烟气沿着指定的路线进行换热，对外界冷风进行加热，使外界冷风变成热风，同时使换热后的烟气经抽烟风机6输出。

由于换热管23为主要的热交换位置，且内部截面小，故内部烟气夹带杂物易堆积堵塞换热管23，由于传统热风炉多为封闭结构，一旦堵塞，极难清理。根据一种实施方式，本发明则在各上侧换向隔间上配置有检修口24，且检修口的开口从内封板8突出，即内封板不再将检修口包在内部，方便人员维护清理。在另一种实施方式中，下侧换向隔间也可设置检修口。检修口也可设置在侧面。

作为进一步优化方案，列管换热器5靠近炉膛4一侧的板材由于接触烟气温度较高，且杂质最多，存在易腐蚀损坏的风险，可增加耐火泥涂层或更换更优质的不锈钢材。

图9为图1所示的生物质颗粒炉的俯视图，隐去了上侧换向隔间。如图9所示，为提高换热效率，根据一种实施方式，生物质颗粒炉具有隔板25。隔板25连接在炉膛4的靠近热风出风口并接近列管换热器5的一侧与内封板8之间，从而确保冷风全部经由列管换热器5。即，由于内封板与列管换热器之间有间隙、非完全密封的，如果没有该隔板25，则来自内封板8的远离炉膛4的一侧的冷风会经过内封板与换热器的间隙不经热交换而直接到达出风口。设置隔板25后，可以避免该现象，导流使空气环绕炉膛4。即，隔板25使得经过列管换热器的列管之间的间隙或经过列管换热器与内封管8之间的间隙的气流无法直接进入热风出风口，而必须环绕炉膛行进，从隔板25的另一侧进入热风出风口11。这样，进一步提高换热面积并避免炉膛4过热。

根据一种实施方式，列管换热器5上焊接有吊耳7，用于生物质颗粒炉的移动、运输。

另一方面，当由于结构限制导致的料斗10位置较高时，可为料斗10提供一套上料装置，实现自动补料进料，降低人工成本。

根据一种实施方式，还包括外部封板部件9。外部封板部件9主要为外观件，包括外封板及用于安装外封板的框架结构；内部封板及外部封板间由保温棉隔离，用于防止内部热量散失。

以上的说明仅仅是示例性的，不是对本发明的保护范围的限制，在本发明的技术构思的范围内的任何增加、替换等均在权利要求的保护范围内。