密集烤烟房用高温热风炉的制作方法
【技术领域】
[0001]发明涉及一种基于有焰高温燃烧，非绝热燃烧，肋片辐射换热，切锥面螺旋燃烧等原理的密集烤烟房用高温热风炉，适用于烟叶加工调制行业密集烤烟房供热装置使用。
【背景技术】
[0002]目前全国各烟区普遍使用具有烟叶烘烤质量良好和节省用工优势的密集烤烟房。按2012年全国烟叶种植面积约2100万亩测算，全国建有密集烤烟房约130万座。这些密集烤烟房采用燃烧完全且排烟温度低的热风炉，是农村节能减排、提高烟叶品质、降低劳动强度、减少生产成本的重要条件之一。
[0003]目前密集烤烟房用热风炉以单炉膛燃煤热风炉为主，分为卧式隧道炉和立式圆筒炉两种。圆筒炉结构简单、投资少，但使用寿命短。圆筒炉炉膛被炉条分隔为上下两部分，上部为燃烧室、下部为储灰室，燃烧室煤层上方的气相空间体积大，炉膛空间温度低，加上无额外空气氧分子供应，没有燃烧反应发生，不存在火焰，金属壳体外壁面温度低。圆筒炉完成一室烟草烘烤需加散煤5次?6次，装煤和清灰劳动强度大。燃烧面自下向上移动，烟气挥发分C0成分含量大，实际烘烤中采用多次加煤且控制每次加煤量方法来减少这种可燃物损失，但这些方法存在煤层薄、氧分子炽热煤层接触时间缩短问题。隧道炉结构较简单、成本较低，但使用寿命短，且因无金属壳体限制炉壁高温变形原因，炉壁易出现高温裂缝而导致渗风和燃烧速度失控问题。隧道炉不设置炉条，炉膛既是燃烧室又是储灰室。炉渣含碳量高完成一室烟草烘烤需一次性装入800?1200个蜂窝型煤，烘烤供热管理工作量减少，但渣球量大、渣球清理劳动强度大，工场卫生条件差。炉渣含碳量高煤球上方设置气相空间，烟气透过渣球层流入气相空间而被排出，烟气挥发份及C0可燃物含量低。随着燃烧面自左上角向右下角移动，气相空间盘通空气作用变大，扩散至煤球层内满足燃烧需要的空气含氧量变得不可控。实测表明:单炉膛热风炉大火烤茎阶段燃烧炽热区温度约为700°C?950°C，气相空间内壁面温度只有500°C?700°C，排烟口附近内壁面温度低至200°C?350°C，炉壁外表面温度100°C?200°C。据不完全统计，单炉膛热风炉综合热效率约40%?45%，金属单炉膛热风炉综合热效率超过60%，非金属单炉膛热风炉综合热效率超过50%。密集烤烟房用单炉膛燃煤热风炉节能减排潜力巨大。
[0004]双层对向正反燃烧热风炉、双炉膛热风炉和逆流循环型双炉膛热风炉等新设备尚处于研发推广阶段。双层对向正反燃烧热风炉集成燃煤气化、反向燃烧、负压燃烧等新技术，设上下两个炉膛，上炉膛从上往下进行反向燃烧并形成明火型高温火焰，下炉膛从下往上进行正向半气化燃烧并产生大量可燃气体，正反向燃烧产生的火焰及可燃气体在下炉膛“对向”相遇后再次进行燃烧并产生高温烟气输出。由于采用正、反向多次燃烧，煤燃烧较充分，烟气中可燃物得到充分燃烧及利用。双炉膛热风炉考虑到烤烟阶段不同供热不同，大火期主燃炉和辅燃炉同时启运，中火及小火期仅用主燃炉。逆流循环型双炉膛热风炉，煤炭先由辅燃炉经过600?800°C初燃处理，产生可燃气体并通过管道直接输送到主燃炉内，辅燃炉初燃产生的带有大量可燃物的炉渣，周期性送入主燃烧炉进行二次重复燃烧，同时也作为主燃炉火源引燃主燃炉新添加煤燃烧。这种循环燃烧方式，降低了烟气烟尘、S02、NOxS^放。
[0005]开发结构简单，成本低，一次性装煤以适应各烟区劳动力紧缺形式需要、炉内流动传热燃烧组织合理、气相空间可燃性气体燃烧和固定碳燃烧均得到有效强化、燃烧热释放充分并得到高效利用、综合热效率高且烟气污染物超低排放的密集烤烟房用高温热风炉，可以满足当前建设资源节约型和环境友好型社会和农业农村节能需要，促进我国烟草行业可持续发展。
【发明内容】
[0006]为了克服现有圆筒炉需多次加煤，加煤及清渣劳动强度大，气相空间无法发生二次燃烧，固定碳燃烧温度低且燃烧时间短，烟气含可燃性气体量及炉渣含碳量高，隧道炉渣球清理劳动强度大，炉壁易胀裂，空气盘通短路流入气相空间导致渣球层下方煤燃烧供氧量不足，固定碳燃烧温度低且燃烧时间短，炉渣含碳量高等缺点，发明设计了一种具有“有焰高温燃烧，非绝热燃烧，肋片辐射换热，切锥面螺旋燃烧”等技术特征，无需清灰，炉内气流流动传热燃烧组织合理的密集烤烟房用高温热风炉。
[0007]密集烤烟房用高温热风炉，包括呈圆筒状的炉膛，呈锥台状的炉盖和众多等长等宽等厚肋片，炉膛内腔由水平布置的炉条分隔为上下两室，下室为储灰室，上室为燃烧室，燃烧室顶面和炉盖底面法兰连接，燃烧室炉壁包括耐温700°C?900°C的金属壳体和耐温1000°C?1200°C的耐火内衬，燃烧室炉壁外表面和众多肋片联结，肋片为呈矩形状且厚度是0.1mm?1.0mm的金属薄片，肋片的一条长边和炉膛外圆壁面满焊联结，肋片长边和炉膛中心轴线平行，且沿炉膛外圆周方向呈向外辐射状均匀分布，肋片所在的环形通道区域为烤烟房所需的热风流动及生成区域，燃烧室顶面和肋片顶短边共面，燃烧室底面和肋片底短边共面，炉盖侧壁面沿圆周方向均匀布置2?4个矩形补风缝，补风缝两短边中点连线延长线和炉盖中心轴线相交于同一点，补风缝补入的薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向流动，每个补风缝补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖中心轴线确定的平面夹角相同，形成切锥面螺旋燃烧。
[0008]燃用原煤或生物质等固体燃料的烟草加工调制行业、烟草种植加工基地及烟农合作社密集烤烟房供热装置、热风炉装置或火炉装置，都可以使用本发明。
[0009]本发明经济、节能环保，社会效益显著。工业应用表明:密集烤烟房用高温热风炉烟气粉尘排放浓度低于30mg/m3，S02排放浓度低于200mg/m3，N0X排放浓度低于200mg/m3，达到大气污染物综合排放标准(GB16297-1996)和锅炉大气污染物排放标准(GB13271-2014)要求；燃烧效率超过95%;综合换热效率超过85%。能燃用单一烟煤燃料，无烟煤与生物质颗粒混合燃料，甚至单一生物质颗粒燃料。
【附图说明】
[0010]图1为密集烤烟房用高温热风炉通过中心轴线的垂直截面图。
[0011]图2为密集烤烟房用高温热风炉俯视图。
[0012]图中1为炉膛，11为炉条，12为清灰门，13为金属外壳，14为耐火内衬，2为炉盖，21为补风缝，22为排烟口，3为肋片。
【具体实施方式】
[0013]下面结合附图对发明作进一步的说明。
[0014]如附图1和附图2所示，密集烤烟房用高温热风炉，包括呈圆筒状的炉膛1，呈锥台状的炉盖2和众多等长等宽等厚的肋片3。肋片3为呈矩形状且厚度为0.1mm?1mm的金属薄片，肋片3的一条长边和炉膛1外圆壁面满焊联结，肋片3长边和炉膛1中心轴线平行，且沿炉膛1外圆周方向呈向外辐射状均匀分布。肋片3所在的环形通道区域为烤烟房所需的热风流动及生成区域。炉膛1由水平布置的炉条11分为上下两室，下室为储灰室，上室为燃烧室。储灰室侧壁面上开设清灰门12，清灰门12上设置通风口。由通风口进入储灰室的空气为一次空气。燃烧室顶面和肋片3顶短边共面，燃烧室底面和肋片3底短边共面。燃烧室炉壁包括耐温700°C?900°C的金属壳体13和耐温1000°C?1200°C的耐火内衬14。燃烧室顶面和炉盖2底面法兰联结。炉盖2侧壁面沿圆周方向均匀布置2?4个补风缝21，补风缝21两短边中点连线延长线和炉盖2中心轴线相交于同一点。补风缝补入的空气流为薄片状空气流，薄片状空气流厚度薄，为燃烧所需的二次空气。补风缝21补入的薄片状空气流在燃烧室内流动方向相同，即同时沿顺时针方向或同时沿逆时针方向流动，每个补风缝21补入的薄片状空气流和该补风缝两短边中点连线与炉盖2中心轴线确定的平面夹角相同。二次空气补入促使可燃性气体切锥面螺旋燃烧。炉盖2顶面小圆口为排烟口 22，兼作散煤或生物质颗粒燃料装入口。
[0015]密集烤烟房用高温热风炉，包括炉膛1，炉盖2和众多肋片3。炉膛1呈圆筒状，炉盖2呈锥台状，肋