一种生物质燃料燃烧设备及其燃烧方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于燃烧生物质燃料的燃烧设备及该设备的燃烧方法。该种生物质燃料燃烧设备，包括燃烧炉和送风装置，燃烧炉内设有可旋转的炉排和炉排旋转驱动装置，所述炉排包括圆形的旋转底板、设置于旋转底板上方的多组风帽组、铺设于风帽上的耐火泥层、连接于旋转底板圆心处的落灰管以及固定于旋转底板外沿的封板。上述燃烧设备及其燃烧方法，可适用于配套锅炉、热水炉及热风炉等，用于燃烧生物质能源的燃烧，燃料进入燃烧炉后能均匀的布置、悬浮于炉排上进行燃烧，燃烧效率高，且粉料燃烧后的灰渣完全从落灰管排出，杜绝在在燃烧过程中灰渣堵塞进风系统，同时实现灰渣的集中回收，清理方便，不影响环境。
【专利说明】一种生物质燃料燃烧设备及其燃烧方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及燃烧炉具【技术领域】，具体的涉及一种用于燃烧木屑、秸杆、谷壳、棕榈果串、农林废弃物作等生物质燃料的燃烧设备及该设备的燃烧方法。
【背景技术】
[0002]炉排是燃烧设备中用于堆置燃料并使之有效燃烧的部件，传统的炉排承载的是块状燃料，通常在炉排上开有条形格栅以方便排出煤渣并为燃料燃烧提供氧气，传统炉排无法承载粉末燃料或生物质能源，容易导致堵灰、供氧不畅等问题。
[0003]为解决上述问题，中国发明专利申请(申请号:201210342648.8)公开了一种新型生物质过滤旋转风冷炉排系统，包括旋转轴、炉排底盘、底盘支架、炉排、一次风管、风管支架、挡风板、皮带轮、皮带和电机，旋转轴的上端通过皮带轮、皮带与电机连接，旋转轴下端固定有炉排并可一起旋转，炉排套在依次风管中，一次风管出口处设有一挡风板，旋转轴的中部通过轴承座设有底盘支架和炉排底盘，其特征在于:所述的旋转轴旋转，带动炉排一起旋转，风通过挡风板进入一次风管向炉排均匀吹出，使其上的燃料燃烧。
[0004]该种旋转风冷炉排系统一定程度上能使粉料均匀分布在炉排上方燃烧，但存在以下几方面的缺点，一是燃料在炉排上燃烧后的灰渣不易掉落、且掉落后直接落至炉排下方，不能集中清理、清理时灰尘飞扬容易污染环境；二是燃料中的小颗粒容易未经过燃烧便直接从炉排的出风口掉落，增加不完全燃烧热损失；三是炉排周边不容易密封，导致漏风、影响燃烧效率；四是皮带轮和皮带电机在受热后容易变形，容易出现故障，维护成本高。
【发明内容】
[0005]为了克服现有锅炉的不足，本发明提供了一种燃烧效率高、可集中清理灰渣、生产成本低的生物质燃料燃烧设备。
[0006]为实现上述目的，本发明提供了一种生物质燃料燃烧设备，包括燃烧炉和送风装置，其特征在于:所述燃烧炉内设有可旋转的炉排和炉排旋转驱动装置，所述炉排包括圆形的旋转底板、设置于旋转底板上方的多组风帽组、铺设于风帽上的耐火泥层、连接于旋转底板圆心处的落灰管以及固定于旋转底板外沿的封板，所述旋转底板上开有进风口，所述风帽为一端封闭的圆管形结构，其封闭端管壁径向开有若干个出风口，风帽开口端固定于旋转底板上并与进风口连通，多个风帽组成多组向心布置的圆环、且风帽出风口与旋转底板间的距离由旋转底板外缘向圆心方向递减，所述封板的高于风帽出风口。
[0007]进一步的，炉排还包括风帽支撑板，该风帽支撑板呈倒锥形且与旋转底板间呈10-40。的夹角。
[0008]进一步的，风帽支撑板包括多块直径递减的环形板相互搭接形成。
[0009]进一步的，封板与炉排支撑板间设有隔热层。
[0010]进一步的，封板与燃烧炉之间设有密封装置，该密封装置采用迷宫式结构。
[0011]进一步的，旋转底板外缘设有一圈齿圈，炉排旋转驱动装置包括小齿轮、电机、支撑轴承，所述小齿轮与旋转底板外缘的齿圈相啮合，电机与小齿轮连接并驱动其旋转，支撑轴承设置于旋转底板底面以支撑炉排旋转。
[0012]进一步的，送风装置与燃烧炉连通，并向旋转底板底部输送高压空气。
[0013]一种生物质燃料燃烧设备的燃烧方法，所述生物质燃料燃烧设备为上述任意一项所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:
[0014]启动燃烧设备后炉排旋转驱动装置驱动炉排旋转；
[0015]将生物质燃料送入燃烧室内、燃料中的大颗粒燃料掉在旋转炉排上燃烧，随着炉排旋转均匀分布于炉排上；
[0016]送风装置向炉排底部送入高压空气，高压空气经由炉排进风口进入风帽再从风帽出风口排出，将燃料中的粉料悬浮于炉排上方燃烧；
[0017]生物质燃料完全燃烧，燃烧后的灰渣顺着气流向炉排圆心方向移动，并从落灰管中排出。
[0018]进一步的，粉料燃料里面混有10?15%的较大的燃烧缓慢的颗粒料。
[0019]进一步的，燃烧炉于50%负荷时炉膛温度应不低于700°C，100%负荷时炉膛温度应不低于900°C。
[0020]由上述对本发明的描述可知，与现有技术相比，本发明提供的生物质燃料燃烧设备及其燃烧方法，可适用于配套锅炉、热水炉及热风炉等，用于燃烧木屑、秸杆、谷壳、棕榈果串、农林废弃物作等生物质能源的燃烧，燃料进入燃烧炉后能均匀的布置、悬浮于炉排上进行燃烧，燃烧效率高，且粉料燃烧后的灰渣完全从落灰管排出，杜绝在在燃烧过程中灰渣堵塞进风系统，同时实现灰渣的集中回收，清理方便，不影响环境。
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1为本发明具体实施例生物质燃料燃烧设备的结构示意图。
[0022]图2为本发明具体实施例生物质燃料燃烧设备的侧视图。
[0023]图3为本发明具体实施例生物质燃料燃烧设备的俯视图。
[0024]图4为本发明具体实施例生物质燃料燃烧设备风帽的结构示意图。
【具体实施方式】
[0025]以下通过【具体实施方式】对本发明作进一步的描述。
[0026]参照图1至图4所示，一种生物质燃料燃烧设备，该种燃烧设备适用于配套锅炉、热水炉及热风炉等等，包括燃烧炉100和送风装置200，燃烧炉100内设有可旋转的炉排I和炉排旋转驱动装置2，送风装置200与燃烧炉100连通并向炉排I底部输送高压空气。
[0027]炉排I包括旋转底板11、多个风帽12、风帽支撑板13、耐火泥层14、落灰管15、封板16和密封装置17 ；
[0028]旋转底板11为圆形结构，其底面开有进风口 111、其外缘设有一圈齿圈112 ；
[0029]风帽12为一端封闭的圆管形结构，其封闭端的管壁开有一圈径向布置的出风口121，由于出风口 121径向布置，灰渣下落时不会从出风口 121排出，而是落在炉排11上，再顺着炉排11向落灰管15方向移动；
[0030]风帽支撑板13由多块直径递减的环形板相互搭接形成，风帽支撑板13呈倒锥形且与旋转底板11间呈30°的夹角，风帽12均匀布置于每块环形板上其未封闭端与进风口111连通，每块环形板上的风帽12组成一组风帽组，风帽12出风口 121与旋转底板11间的距离由旋转底板11外缘的风帽组向圆心方向的风帽组递减；
[0031]耐火泥层14铺设于风帽支撑板13上并将风帽12开口端与出风口 121之间的部
分覆盖；
[0032]落灰管15连接于旋转底板11圆心处并伸出耐火泥层14 ；
[0033]封板16固定于旋转底板外沿其高度高于风帽出风口，所述封板与炉排支撑板间设有隔热层161，该隔热层采用刀口砖砌成；
[0034]密封装置17设置于封板与燃烧炉间，该密封装置17采用迷宫式结构，密封结构内填充有耐火材料。
[0035]炉排旋转驱动装置2包括小齿轮21、电机、支撑轴承22、轴承支撑法兰23、进油管24，所述小齿轮21与旋转底板I外缘的齿圈112相啮合，电机与小齿轮21连接并驱动其旋转，支撑轴承22通过轴承支撑法兰23安装于燃烧炉100与旋转底板11之间以支撑炉排I旋转，进油管24与支撑轴承22连通为制成轴承22提供润滑。
[0036]参照图1至图4所示，上述生物质燃料燃烧设备的燃烧方法包括以下步骤:
[0037]启动燃烧设备后炉排旋转驱动装置驱动炉排旋转；
[0038]送风装置200向炉排I底部送入高压空气，高压空气经由炉排11进风口 111进入风帽12再从风帽出风口 121排出；
[0039]炉排旋转驱动装置2的电器驱动小齿轮21旋转，小齿轮21与旋转底板11外缘的齿圈112啮合从而带动旋转底板11旋转，随着炉排11的旋转，从风帽12出风口 121排出形成气流；
[0040]将生物质燃料送入燃烧室100内，燃料中的大颗粒燃料掉在旋转炉排上燃烧，随着炉排旋转均匀分布于耐火泥层14上，燃料中的粉料悬浮于炉排上方燃烧；燃烧后的灰渣顺着气流向炉排圆心方向移动，并从落灰管15排出。
[0041]将生物质燃料燃烧设备点火后，由于炉排11转动，燃料中的大颗粒物料在炉排I上不会堆积、均匀布置于在炉排11上，燃料中的粉料悬浮于炉排11上方并发生猛烈燃烧，50%鼓风和二次风会布置在这里，在粉料中混有10?15%的较大的燃烧缓慢的颗粒料，作为底火，方便锅炉到压停炉又重新启动时燃料点火；
[0042]以锅炉为例，燃烧设备正常燃烧后，锅炉开始升压至规定压力，锅炉正常供汽开始，锅炉转自动控制，锅炉压力保持于某个指定压力点，低于这个压力加大燃烧，燃料量、鼓引风量适当加大；反之高于这个压力加大燃烧，燃料量、鼓引风量适当减少。由于锅炉压力变化，反应到燃料、鼓引风机的调整的时间很短，但是燃料增加燃烧到炉膛温度上升，锅炉吸热使蒸汽压力上升需要几秒的延迟，因此要求用汽稳定不能有急剧变化，50%负荷时炉膛温度应不低于700°C，100%负荷时炉膛温度应不低于900°C。
[0043]上述仅为本发明的一个【具体实施方式】，但本发明的设计构思并不局限于此，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应属于侵犯本发明保护范围的行为。
【权利要求】
1.一种生物质燃料燃烧设备，包括燃烧炉和送风装置，其特征在于:所述燃烧炉内设有可旋转的炉排和炉排旋转驱动装置，所述炉排包括圆形的旋转底板、设置于旋转底板上方的多组风帽组、铺设于风帽上的耐火泥层、连接于旋转底板圆心处的落灰管以及固定于旋转底板外沿的封板，所述旋转底板上开有进风口，所述风帽为一端封闭的圆管形结构，其封闭端管壁径向开有若干个出风口，风帽开口端固定于旋转底板上并与进风口连通，多个风帽组成多组向心布置的圆环、且风帽出风口与旋转底板间的距离由旋转底板外缘向圆心方向递减，所述封板的高于风帽出风口。
2.根据权利要求1所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述炉排还包括风帽支撑板，该风帽支撑板呈倒锥形且与旋转底板间呈10-40°的夹角。
3.根据权利要求2所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述风帽支撑板包括多块直径递减的环形板相互搭接形成。
4.根据权利要求2或3所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述封板与炉排支撑板间设有隔热层。
5.根据权利要求1所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述封板与燃烧炉之间设有密封装置，该密封装置采用迷宫式结构。
6.根据权利要求1所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述旋转底板外缘设有一圈齿圈，炉排旋转驱动装置包括小齿轮、电机、支撑轴承，所述小齿轮与旋转底板外缘的齿圈相啮合，电机与小齿轮连接并驱动其旋转，支撑轴承设置于旋转底板底面以支撑炉排旋转。
7.根据权利要求1所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于:所述送风装置与燃烧炉连通，并向旋转底板底部输送高压空气。
8.—种生物质燃料燃烧设备的燃烧方法，所述生物质燃料燃烧设备为权利要求1至7中任意一项所述的生物质燃料燃烧设备，其特征在于: 启动燃烧设备后炉排旋转驱动装置驱动炉排旋转； 将生物质燃料送入燃烧室内、燃料中的大颗粒燃料掉在旋转炉排上燃烧，随着炉排旋转均匀分布于炉排上； 送风装置向炉排底部送入高压空气，高压空气经由炉排进风口进入风帽再从风帽出风口排出，将燃料中的粉料悬浮于炉排上方燃烧； 生物质燃料完全燃烧，燃烧后的灰渣顺着气流向炉排圆心方向移动，并从落灰管中排出。
9.根据权利要求9所述的生物质燃料燃烧设备的燃烧方法，其特征在于:所述粉料燃料里面混有10?15%的较大的燃烧缓慢的颗粒料。
10.根据权利要求9所述的生物质燃料燃烧设备的燃烧方法，其特征在于:所述燃烧炉于50%负荷时炉膛温度应不低于700°C，100%负荷时炉膛温度应不低于900°C。
【文档编号】F23H9/00GK103542400SQ201310513821
【公开日】2014年1月29日 申请日期:2013年10月25日 优先权日:2013年10月25日
【发明者】黄迁建 申请人:泉州超然热能设备发展有限公司