一种生物质燃料锅炉及其方法与流程

文档序号:17176512发布日期:2019-03-22 20:32阅读:322来源:国知局
一种生物质燃料锅炉及其方法与流程

本发明属于锅炉领域,尤其涉及一种生物质燃料锅炉及其方法。



背景技术:

木屑粉粒等生物质燃料是一种可再生能源,并且燃烧后的污染相对煤炭要少,但是将其作为燃料加热锅炉时现有的生物质锅炉的燃烧器往往存在燃烧不充分等问题。



技术实现要素:

发明目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种燃烧更加充分的一种生物质燃料锅炉及其方法。

技术方案:为实现上述目的,本发明的一种生物质燃料锅炉,包括燃料供给单元、生物质燃烧器单元和锅炉单元;所述燃料供给单元的燃料出料端连接所述生物质燃烧器单元的燃料导入端;所述生物质燃烧器单元的喷火嘴对应伸入所述锅炉单元的炉腔内。

进一步的,所述锅炉单元包括横向姿态的柱形炉体,所述柱形炉体的内部同轴心设置有所述炉腔,所述炉腔呈锥柱形结构,所述生物质燃烧器单元的喷火嘴同轴心伸入所述炉腔的锥柱细端;所述炉腔的炉腔锥形内壁上盘旋设置有锥形螺旋换热管;

还包括冷水导入管和热水导出管,所述冷水导入管的出水端连接所述锥形螺旋换热管的一端,所述热水导出管的进水端连通连接所述锥形螺旋换热管的另一端。

进一步的,所述炉腔内还同轴心设置有锥形引流壳体,所述锥形引流壳体呈锥形壳体结构,所述锥形引流壳体的尖端朝向所述喷火嘴的喷火口,所述锥形引流壳体的粗端与所述炉腔的左端壁体一体化连接;所述锥形引流壳体的锥壁斜度与所述炉腔锥形内壁的斜度相一致;

所述锥形引流壳体的壳腔内为集烟腔,所述锥形引流壳体的粗端壁体上呈圆周阵列镂空设置有若干烟气导出孔,各所述烟气导出孔将所述炉腔和集烟腔相互导通;还包括排烟管,所述排烟管的进烟端同轴心伸入所述集烟腔内。

进一步的,所述生物质燃烧器单元包括与所述柱形炉体同轴心的燃烧器外筒体,所述燃烧器外筒体靠近所述柱形炉体的一端可拆卸设置有燃烧器端盖,所述燃烧器外筒体的筒内同轴心设置有筒形状的燃烧器内壳体,所述燃烧器内壳体靠近燃烧器端盖的一端一体化连接所述燃烧器端盖,所述燃烧器内壳体远离所述燃烧器端盖的一端呈圆锥形导流壁体,所述锥形导流壁体与所述燃烧器外筒体的右端壁体之间形成分散扩开腔,所述分散扩开腔同轴心连通所述燃料供给单元的燃料出料端,所述燃烧器内壳体外壁与所述燃烧器外筒体内壁之间形成扰流隔层,所述扰流隔层与所述分散扩开腔相连通;所述燃烧器内壳体所包围的空间形成燃烧炉膛,所述燃烧器内壳体的圆柱壁体上均布有若干粉粒燃料导入孔,各所述粉粒燃料导入孔将所述扰流隔层与所述燃烧炉膛相互连通;所述燃烧器端盖的外侧端还同轴心连接所述喷火嘴,所述喷火嘴的内端连通所述燃烧炉膛;所述扰流隔层内还成螺旋帯状盘旋设置有螺旋引流带,所述螺旋引流带的螺旋外缘一体化连接所述燃烧器外筒体的筒内壁,所述螺旋引流带的螺旋内缘与所述燃烧器内壳体外壁间隙配合;所述燃烧器内壳体上的若干粉粒燃料导入孔呈圆周阵列均布,且各所述粉粒燃料导入孔的孔径沿靠近分散扩开腔的方向逐次变小;所述燃烧炉膛内同轴心设置有火焰导出管,所述火焰导出管的右端一体化连接所述锥形导流壁体,所述火焰导出管的左端连通所述喷火嘴;所述火焰导出管的右端的管壁上均布镂空设置有火焰导出孔,所述燃烧炉膛的右端形成锥腔,所述锥腔和火焰导出管内的火焰通道通过若干所述火焰导出孔导通;燃烧器端盖的盖缘与燃烧器外筒体的左端可拆卸套接;所述燃烧器端盖上还设置有点火器,所述点火器的导火管伸入所述燃烧炉膛内。

进一步的,所述燃料供给单元包括横向姿态的粉粒燃料传输筒,所述粉粒燃料传输筒的出料端同轴心一体化连通连接有燃烧器外筒体,所述粉粒燃料传输筒的筒内设置有绞龙传送叶片轴,所述粉粒燃料传输筒的筒内右端通过第一轴承与所述绞龙传送叶片轴转动连接,所述绞龙传送叶片轴与所述粉粒燃料传输筒之间形成粉粒传送通道,所述粉粒传送通道的左端设置有粉粒挤出口,所述绞龙传送叶片轴的外壁盘旋设置有螺旋状的绞龙传送叶片,所述蛟龙传送叶片能将粉粒传送通道内的粉粒燃料朝出料端方向进给;所述粉粒燃料传输筒的右端上侧连接有进料管,所述进料管上设置有下料器,所述进料管上端设置有料斗;

所述绞龙传送叶片轴的内部设置有同轴心贯通的进气风道;还包括固定安装的离心增压风机,所述离心增压风机的出风筒出风端通过第二轴承转动套接于所述进气风道的右端,所述进气风道的左端为出风口,所述进气风道的出风口处形成过渡合流腔,从所述进气风道的出风口吹出的空气和从粉粒传送通道的粉粒挤出口挤出的粉粒燃料汇流至所述过渡合流腔中,且所述过渡合流腔的左端连通所述分散扩开腔;所述粉粒挤出口呈环状于该出风口的四周;

所述绞龙传送叶片轴的右端还设置有同步带轮,外部的同步带电机能带动所述同步带轮和绞龙传送叶片轴同步旋转。

进一步的,一种生物质燃料锅炉的使用方法:

锅炉加热方法:喷火嘴的喷火口连续向炉腔内喷射火焰;炉腔内的火焰在其锥形引流壳体的引流作用下成喇叭状逐渐均匀扩开至整个炉腔内,进而对其炉腔锥形内壁上盘旋的锥形螺旋换热管进行均匀加热,该锥柱状的炉腔配合锥形引流壳体的结构使火焰集中在锥形螺旋换热管四周,使火焰更加充分的加热锥形螺旋换热管;与此同时冷水导入管连续向锥形螺旋换热管导入冷水,冷水流过锥形螺旋换热管后受到其炉腔内的火焰和烟气加热,经加热的水通过热水导出管导出,进而实现对水的加热效果;与此同时炉腔内的烟气通过若干烟气导出孔进入到集烟腔内,进而集烟腔内的烟气最终通过排烟管排出;该集烟腔内的高温烟气使锥形引流壳体上的热量不会迅速传递给集烟腔,进而起到对锥形引流壳体的保温作用,降低热量损失;

燃料及助燃空气的供给方法:下料器将料斗内的生物粉粒燃料连续下料至粉粒传送通道中,与此同时启动外部的同步带电机,并带动同步带轮和绞龙传送叶片轴同步旋转,进而进入到粉粒传送通道中的粉粒燃料在绞龙传送叶片的传送下连续向粉粒挤出口方向进给,与此同时启动离心增压风机,进而使进气风道的出风口向过渡合流腔吹出增压空气,进而使过渡合流腔内形成持续的风压,与此同时粉粒挤出口也向过渡合流腔连续挤出生物质粉粒燃料,刚从粉粒挤出口挤出的生物质粉粒在过渡合流腔内被出风口吹出增压空气迅速吹散,由于粉粒挤出口呈环状于该出风口的四周,进而其出风口吹出增压空气使生物质粉粒燃料均匀飘散在过渡合流腔中;

生物质燃烧器燃烧方法:过渡合流腔中被吹散的生物质粉粒燃料随增压空气一同涌出分散扩开腔中,进而在该锥形导流壁体的作用下生物质粉粒燃料和增压空气所形成的混合物在分散扩开腔中迅速呈喇叭状扩开分散,并在风压作用下迅速进入到扰流隔层中,在风压和螺旋引流带的引流作用下,该扰流隔层中的增压空气和粉粒燃料所形成混合物做沿螺旋引流带盘旋方向的螺旋扰流运动,使得增压空气和粉粒燃料所形成混合物更加均匀;与此同时,在风压作用下扰流隔层中做螺旋扰流运动的增压空气和粉粒燃料所形成混合物透过若干粉粒燃料导入孔连续均匀导入至燃烧炉膛,进而使该燃烧炉膛内的四周被连续均匀涌入增压空气和粉粒燃料所形成混合物,进而使燃烧炉膛内燃烧后产生更加均匀的火焰,此时启动点火器,进而通过导火管使燃烧炉膛内产生明火,进而使燃烧炉膛内被连续涌入的粉粒燃料飘散物迅速燃烧,待燃烧炉膛内持续燃烧后关闭点火器;进而燃烧炉膛内的火焰通过锥腔内的火焰导出孔导出火焰通道中,并最终通过喷火嘴喷出,从喷火嘴喷出的火焰为锅炉单元供热;待燃烧炉膛燃烧后控制离心增压风机增加导出增压空气的压力,进而使扰流隔层中保持始终大于燃烧炉膛内的气压,保证燃烧后的燃烧炉膛内的火焰不会反流至扰流隔层中;由于燃烧炉膛内火焰是通过右端的若干火焰导出孔导出的,因此燃烧炉膛内的火焰整体气流方向朝右,而各粉粒燃料导入孔的孔径沿靠近分散扩开腔的方向逐次变小的特征,使燃烧炉膛左端涌入粉粒燃料的速度要快于使燃烧炉膛左端涌入粉粒燃料的速度,进而延长了该燃烧炉膛内粉粒燃料燃烧的时间,进而使其粉粒燃料在燃烧炉膛内更加充分的燃烧,减少未完全燃烧的粉粒燃料通过喷火嘴喷出,进而提高其燃烧效率;燃烧炉膛内的燃烧会使燃烧器内壳体产生高温,进而给该扰流隔层的增压空气和粉粒燃料所形成混合物进行预热,由于该扰流隔层内的增压空气和粉粒燃料所形成混合物始终处于流动换新状态,因而该扰流隔层内的温度不会持续增加,因而该扰流隔层还起到隔热作用,防止燃烧器内壳体将热量传递给燃烧器外筒体;设备运行过程中该燃烧器外筒体和燃烧器内壳体中都会产生积灰,待设备闲置状态后,将燃烧器端盖拆卸,进而取出燃烧器内壳体,对其燃烧器外筒体和燃烧器内壳体进行积灰清理。

有益效果:本发明的结构简单,炉腔内的火焰在其锥形引流壳体的引流作用下成喇叭状逐渐均匀扩开至整个炉腔内,进而对其炉腔锥形内壁上盘旋的锥形螺旋换热管进行均匀加热,该锥柱状的炉腔配合锥形引流壳体的结构使火焰集中在锥形螺旋换热管四周,使火焰更加充分的加热锥形螺旋换热管。

附图说明

附图1为本发明整体结构示意图;

附图2为燃烧器内壳体拆卸后的整体结构示意图;

附图3为附图2的剖开示意图;

附图4为锅炉单元剖开结构示意图;

附图5为锅炉单元和生物质燃烧器单元组合结构的正剖视图;

附图6为燃料供给单元和生物质燃烧器单元组合结构的正剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作更进一步的说明。

如附图1至6所示的一种生物质燃料锅炉,包括燃料供给单元103、生物质燃烧器单元102和锅炉单元101;所述燃料供给单元103的燃料出料端连接所述生物质燃烧器单元102的燃料导入端;所述生物质燃烧器单元102的喷火嘴1对应伸入所述锅炉单元101的炉腔108内。

所述锅炉单元101包括横向姿态的柱形炉体106,所述柱形炉体106的内部同轴心设置有所述炉腔108,所述炉腔108呈锥柱形结构,所述生物质燃烧器单元102的喷火嘴1同轴心伸入所述炉腔108的锥柱细端;所述炉腔108的炉腔锥形内壁113上盘旋设置有锥形螺旋换热管110;

还包括冷水导入管104和热水导出管105,所述冷水导入管104的出水端连接所述锥形螺旋换热管110的一端,所述热水导出管105的进水端连通连接所述锥形螺旋换热管110的另一端。

所述炉腔108内还同轴心设置有锥形引流壳体109,所述锥形引流壳体109呈锥形壳体结构,所述锥形引流壳体109的尖端朝向所述喷火嘴1的喷火口1.1,所述锥形引流壳体109的粗端与所述炉腔108的左端壁体一体化连接;所述锥形引流壳体109的锥壁斜度与所述炉腔锥形内壁113的斜度相一致;

所述锥形引流壳体109的壳腔内为集烟腔112,所述锥形引流壳体109的粗端壁体上呈圆周阵列镂空设置有若干烟气导出孔107,各所述烟气导出孔107将所述炉腔108和集烟腔112相互导通;还包括排烟管104,所述排烟管104的进烟端同轴心伸入所述集烟腔112内。

所述生物质燃烧器单元102包括与所述柱形炉体106同轴心的燃烧器外筒体6,所述燃烧器外筒体6靠近所述柱形炉体106的一端可拆卸设置有燃烧器端盖2,所述燃烧器外筒体6的筒内同轴心设置有筒形状的燃烧器内壳体27,所述燃烧器内壳体27靠近燃烧器端盖2的一端一体化连接所述燃烧器端盖2,所述燃烧器内壳体27远离所述燃烧器端盖2的一端呈圆锥形导流壁体8,所述锥形导流壁体8与所述燃烧器外筒体6的右端壁体6.1之间形成分散扩开腔25,所述分散扩开腔25同轴心连通所述燃料供给单元103的燃料出料端,所述燃烧器内壳体27外壁与所述燃烧器外筒体6内壁之间形成扰流隔层5,所述扰流隔层5与所述分散扩开腔25相连通;所述燃烧器内壳体27所包围的空间形成燃烧炉膛7,所述燃烧器内壳体27的圆柱壁体上均布有若干粉粒燃料导入孔29,各所述粉粒燃料导入孔29将所述扰流隔层5与所述燃烧炉膛7相互连通;所述燃烧器端盖2的外侧端还同轴心连接所述喷火嘴1,所述喷火嘴1的内端连通所述燃烧炉膛7;所述扰流隔层5内还成螺旋帯状盘旋设置有螺旋引流带4,所述螺旋引流带4的螺旋外缘一体化连接所述燃烧器外筒体6的筒内壁,所述螺旋引流带4的螺旋内缘与所述燃烧器内壳体27外壁间隙配合;所述燃烧器内壳体27上的若干粉粒燃料导入孔29呈圆周阵列均布,且各所述粉粒燃料导入孔29的孔径沿靠近分散扩开腔25的方向逐次变小;所述燃烧炉膛7内同轴心设置有火焰导出管28,所述火焰导出管28的右端一体化连接所述锥形导流壁体8,所述火焰导出管28的左端连通所述喷火嘴1;所述火焰导出管28的右端的管壁上均布镂空设置有火焰导出孔9,所述燃烧炉膛7的右端形成锥腔26,所述锥腔26和火焰导出管28内的火焰通道30通过若干所述火焰导出孔9导通;燃烧器端盖2的盖缘3与燃烧器外筒体6的左端可拆卸套接;所述燃烧器端盖2上还设置有点火器32,所述点火器32的导火管31伸入所述燃烧炉膛7内。

所述燃料供给单元103包括横向姿态的粉粒燃料传输筒23,所述粉粒燃料传输筒23的出料端同轴心一体化连通连接有燃烧器外筒体6,所述粉粒燃料传输筒23的筒内设置有绞龙传送叶片轴11,所述粉粒燃料传输筒23的筒内右端通过第一轴承20与所述绞龙传送叶片轴11转动连接,所述绞龙传送叶片轴11与所述粉粒燃料传输筒23之间形成粉粒传送通道21,所述粉粒传送通道21的左端设置有粉粒挤出口24,所述绞龙传送叶片轴11的外壁盘旋设置有螺旋状的绞龙传送叶片22,所述蛟龙传送叶片22能将粉粒传送通道21内的粉粒燃料朝出料端方向进给;所述粉粒燃料传输筒23的右端上侧连接有进料管14,所述进料管14上设置有下料器12,所述进料管14上端设置有料斗13;

所述绞龙传送叶片轴11的内部设置有同轴心贯通的进气风道19;还包括固定安装的离心增压风机35,所述离心增压风机35的出风筒17出风端通过第二轴承18转动套接于所述进气风道19的右端,所述进气风道19的左端为出风口34,所述进气风道19的出风口34处形成过渡合流腔10,从所述进气风道19的出风口34吹出的空气和从粉粒传送通道21的粉粒挤出口24挤出的粉粒燃料汇流至所述过渡合流腔10中,且所述过渡合流腔10的左端连通所述分散扩开腔25;所述粉粒挤出口24呈环状于该出风口34的四周;

所述绞龙传送叶片轴11的右端还设置有同步带轮15,外部的同步带电机能带动所述同步带轮15和绞龙传送叶片轴11同步旋转。

本设备的方法、过程以及食宿进步整理如下:

锅炉加热方法:喷火嘴1的喷火口1.1连续向炉腔108内喷射火焰;炉腔108内的火焰在其锥形引流壳体109的引流作用下成喇叭状逐渐均匀扩开至整个炉腔108内,进而对其炉腔锥形内壁113上盘旋的锥形螺旋换热管110进行均匀加热,该锥柱状的炉腔108配合锥形引流壳体109的结构使火焰集中在锥形螺旋换热管110四周,使火焰更加充分的加热锥形螺旋换热管110;与此同时冷水导入管104连续向锥形螺旋换热管110导入冷水,冷水流过锥形螺旋换热管110后受到其炉腔108内的火焰和烟气加热,经加热的水通过热水导出管105导出,进而实现对水的加热效果;与此同时炉腔108内的烟气通过若干烟气导出孔107进入到集烟腔112内,进而集烟腔112内的烟气最终通过排烟管104排出;该集烟腔112内的高温烟气使锥形引流壳体109上的热量不会迅速传递给集烟腔112,进而起到对锥形引流壳体109的保温作用,降低热量损失;

燃料及助燃空气的供给方法:下料器12将料斗13内的生物粉粒燃料连续下料至粉粒传送通道21中,与此同时启动外部的同步带电机,并带动同步带轮15和绞龙传送叶片轴11同步旋转,进而进入到粉粒传送通道21中的粉粒燃料在绞龙传送叶片22的传送下连续向粉粒挤出口24方向进给,与此同时启动离心增压风机35,进而使进气风道19的出风口34向过渡合流腔10吹出增压空气,进而使过渡合流腔10内形成持续的风压,与此同时粉粒挤出口24也向过渡合流腔10连续挤出生物质粉粒燃料,刚从粉粒挤出口24挤出的生物质粉粒在过渡合流腔10内被出风口34吹出增压空气迅速吹散,由于粉粒挤出口24呈环状于该出风口34的四周,进而其出风口34吹出增压空气使生物质粉粒燃料均匀飘散在过渡合流腔10中;

生物质燃烧器燃烧方法:过渡合流腔10中被吹散的生物质粉粒燃料随增压空气一同涌出分散扩开腔25中,进而在该锥形导流壁体8的作用下生物质粉粒燃料和增压空气所形成的混合物在分散扩开腔25中迅速呈喇叭状扩开分散,并在风压作用下迅速进入到扰流隔层5中,在风压和螺旋引流带4的引流作用下,该扰流隔层5中的增压空气和粉粒燃料所形成混合物做沿螺旋引流带4盘旋方向的螺旋扰流运动,使得增压空气和粉粒燃料所形成混合物更加均匀;与此同时,在风压作用下扰流隔层5中做螺旋扰流运动的增压空气和粉粒燃料所形成混合物透过若干粉粒燃料导入孔29连续均匀导入至燃烧炉膛7,进而使该燃烧炉膛7内的四周被连续均匀涌入增压空气和粉粒燃料所形成混合物,进而使燃烧炉膛7内燃烧后产生更加均匀的火焰,此时启动点火器32,进而通过导火管31使燃烧炉膛7内产生明火,进而使燃烧炉膛7内被连续涌入的粉粒燃料飘散物迅速燃烧,待燃烧炉膛7内持续燃烧后关闭点火器32;进而燃烧炉膛7内的火焰通过锥腔26内的火焰导出孔9导出火焰通道30中,并最终通过喷火嘴1喷出,从喷火嘴1喷出的火焰为锅炉单元101供热;待燃烧炉膛7燃烧后控制离心增压风机35增加导出增压空气的压力,进而使扰流隔层5中保持始终大于燃烧炉膛7内的气压,保证燃烧后的燃烧炉膛7内的火焰不会反流至扰流隔层5中;由于燃烧炉膛7内火焰是通过右端的若干火焰导出孔9导出的,因此燃烧炉膛7内的火焰整体气流方向朝右,而各粉粒燃料导入孔29的孔径沿靠近分散扩开腔25的方向逐次变小的特征,使燃烧炉膛7左端涌入粉粒燃料的速度要快于使燃烧炉膛7左端涌入粉粒燃料的速度,进而延长了该燃烧炉膛7内粉粒燃料燃烧的时间,进而使其粉粒燃料在燃烧炉膛7内更加充分的燃烧,减少未完全燃烧的粉粒燃料通过喷火嘴1喷出,进而提高其燃烧效率;燃烧炉膛7内的燃烧会使燃烧器内壳体27产生高温,进而给该扰流隔层5的增压空气和粉粒燃料所形成混合物进行预热,由于该扰流隔层5内的增压空气和粉粒燃料所形成混合物始终处于流动换新状态,因而该扰流隔层5内的温度不会持续增加,因而该扰流隔层5还起到隔热作用,防止燃烧器内壳体27将热量传递给燃烧器外筒体6;设备运行过程中该燃烧器外筒体6和燃烧器内壳体27中都会产生积灰,待设备闲置状态后,将燃烧器端盖2拆卸,进而取出燃烧器内壳体27,对其燃烧器外筒体6和燃烧器内壳体27进行积灰清理。

以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

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