以秸秆压块为燃料的户用直燃采暖装备的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种生物质燃料高效清洁燃烧采暖炉及其附属自动送料装置，特别是一种以秸杆压块为燃料的、具有十二小时连续自动送料功能的户用直燃采暖装备。
【背景技术】
[0002]雾霾已经成为影响国人生活质量的主要因素之一，尽管雾霾所含颗粒物的主要组成成分是机动车尾气排放、燃煤排放、扬尘和工业排放的PM2.5，但据国家环境保护城市颗粒物污染防治重点实验室提供的信息称，“秸杆焚烧产生的PM2.5约占PM2.5总量的5%，但秸杆集中焚烧期间所产生的PM2.5可能占当天空气中PM2.5总量的30%甚至40%。”因此，各级地方政府均制定了严格的秸杆禁烧政策，并多途径探求农作物秸杆的能源化利用技术。
[0003]我国每年农作物秸杆生产总量已达7亿吨左右，其中的1/2-2/3可能源化利用；但是，农作物秸杆分散式分布的特点决定了 “规模化、大型化”的利用途径一例如秸杆直燃电厂或秸杆集中气化站等一势必将因收集、运输、储存成本过高等原因而造成运行成本提高，而现状确实如此，多数秸杆直燃电厂都处于亏损状态。基于我国农村用能现状、农田分布及煤炭资源分布等情况，将秸杆作为地方燃料供应农村市场，就地生产、就地加工、就地消化，将是秸杆能源化利用的最佳途径；因此，研发适用于农村用户的、燃用秸杆或秸杆成型燃料的高效、清洁燃烧设备具有重要的现实意义，上述设备一方面可为农户提供廉价清洁的生活用能，同时又可以为国家节约高品位的煤炭资源。
[0004]目前，市场上针对农村用户的小型秸杆燃料或秸杆压块燃料气化炉普遍存在焦油及其它有害气体排放量大、污水排放量高等缺点，始终未能得到用户的认可；而燃用秸杆颗粒燃料的直燃采暖炉则因燃料成本过高(市场售价1100-1200元/吨)、受热面结渣严重、设备造价高售价高等原因，也未能得到大规模推广应用。市场上已有多种类型燃用秸杆压块燃料的民用采暖炉，因其使用燃料售价仅有450-500元/吨，故具有较大的市场潜力；但值得注意的是，上述采暖炉在结构设计方面套用了燃煤炉的设计理念，而未充分考虑秸杆燃料挥发分含量高、焦炭含量低的燃料特性以及秸杆燃料燃烧周期短、低温缺氧时易于产生焦油的燃烧特性，因此，上述采暖设备均存在人工加料频繁(20分钟左右)、夜间封火时焦油和污水造成室内环境污染等严重缺陷。故此，开发研制一种与低成本秸杆压块燃料燃烧特性相匹配的、高效清洁燃烧的民用采暖装备，将有助于拓宽秸杆能源化利用的途径。
[0005]中国专利CN 200810151492.9公开了一种自动送料并以秸杆压块为燃料的民用采暖炉，它是秸杆压块燃料自动送料装置和具备采暖、炊事功能炉具。自动送料装置的使用一方面提高了炉内燃烧的稳定性，另一方面取消了夜间封火环节，从而提高了燃烧效率，并降低了污染物及焦油的生成；但是，自动送料装置倾斜布置，料仓内的秸杆压块燃料与料仓壁面的摩擦阻力较大，势必造成低速电机的耗电量提高。另外，燃烧室与料仓之间通过料道连接，炉内火焰对料仓内秸杆压块燃料的热辐射作用比较强烈，将促使燃料发生热分解，极端情况下，会出现冒烟现象。基于以上理论分析和实验诊断，本发明是在原有专利技术基础上，对自动送料装置的结构和控制方案、炉子的燃烧室结构、以及两者的对接结构进行了创新设计。
【发明内容】
[0006]本发明的目的是提供一种以秸杆压块为燃料的户用直燃采暖装备，它是以秸杆压块为燃料的、具有十二小时连续自动送料功能的户用直燃采暖装备。该装备由采暖炉和自动送料装置两部分组成。其中，自动送料装置可维持12小时连续自动输送秸杆压块燃料，使炉内的燃烧稳定性大大提高，该装置通过控制电路的合理设计，可实现日间模式供暖和夜间模式供暖的切换，以满足用户根据房间舒适度调整燃料输送量和室内温度；采暖炉具有双燃烧室结构特征，可实现焦炭和挥发份的分区燃烧；在主燃烧室内，通过水冷炉排和摇动炉排的组合设计，来组织焦炭在900-950°C温度区间内的低温燃烧过程，可确保秸杆燃料的灰分不发生熔融，大大降低了炉排和受热面结渣的可能性；挥发分在二级燃烧室内完成气相燃烧过程，通过合理设计受热面来控制二级燃烧室温度在70(TC左右，可确保挥发分的快速着火和充分燃尽。正常状态下，该采暖装备的热效率大于75%，烟尘浓度低于40mg/m3，二氧化硫浓度低于10mg/m3,氮氧化物浓度低于150ppm,—氧化碳浓度低于0.15%,烟气林格曼黑度低于I级，其各项指标均优于NB/T34006-2011行业标准规定的技术指标，同时可实现无焦油排放、无污水排放。
[0007]本发明提供的自动送料功能的户用直燃采暖装备由采暖炉和自动送料装置两部分组成，所述的自动送料装置位于采暖炉一侧，两者呈“H”型结构布置，通过料道连接。自动送料装置与采暖炉料道之间采用镶嵌式连接方式，在自动送料装置工作异常情况下，可将之与采暖炉分离，转换为人工加料模式。
[0008]所述的采暖炉采用上下分体结构，利用法兰连接。上炉体结构主要包括:料道、烟道、烟窗、水套、水冷炉排、对流管束、平衡管、水冷隔板、防辐射挡板、余热回收水套；下炉体结构包括:摇动炉排、燃烧道、二次风室、保温层、灰斗；燃烧室分为主燃烧室和二级燃烧室，水冷隔板位于两者之间，平衡管焊接于水冷隔板上部；水冷炉排位于摇动炉排之上，燃烧道位于水冷炉排和摇动炉排之间；二次风箱位于二级燃烧室底部，通过多个小孔向二级燃烧室内送入二次风；料道、烟道、烟窗被水套包裹，防辐射挡板焊接于料道尾部，烟窗、水冷炉排和对流管束与水套焊接，烟气横向冲刷对流管束与烟窗；水冷挡板顶部焊接有平衡管，平衡管连接主燃烧室上部空间与烟道；烟道位于二级燃烧室顶部末端，烟道外部设置有独立的余热回收水套；保温层包裹于下炉体四壁，料斗位于下炉体底部。
[0009]本发明所适用的秸杆压块燃料指长方体状或棒状秸杆成型燃料，其尺度一般为30mmX 30mmX 7Omm的不规则长方体状或直径为30mm、长度为70mm的棒状，上述燃料在倒运、储存过程中可能进一步破碎成不规则的、尺度更小的块状。
[0010]自动送料装置主要包括:调速电机、联轴器、丝杠、拨料扇叶、托盘、滚轮、上限位开关、下限位开关、控制电路盒、电机箱、燃料箱；电机箱利用螺栓固定于燃料箱上部，调速电机、控制电路盒和联轴器安装于电机箱内部，丝杠、托盘、拨料扇叶、限位开关布置于燃料箱内；丝杠与调速电机通过联轴器传动连接，托盘通过与螺母焊接可滑动于丝杠之间，滚轮安装于托盘四周，拨料扇叶通过上下两个螺母紧固于丝杠上，调速电机与丝杠同步转动，实现拨料扇叶的转动和托盘的上下移动；燃料箱内部，在托盘的起始和终了位置有上、下限位开关，通过信号控制线与控制电路盒连接，以控制调速电机的启动与停止；所述的燃料箱与电机箱为“吕”字型结构布置，电机箱位于燃料箱的上部，进料口和出料口分别位于燃料箱顶部左右两侧；地牛则焊接于燃料箱底部，方便进料机