一种秸秆整捆直燃锅炉的制作方法

本发明属于燃烧锅炉技术领域，尤其涉及一种秸秆整捆直燃锅炉，可为取暖设备及烘干设备提供热源。

背景技术：

传统锅炉多以燃煤为主，国家大气污染治理要取缔10吨以下燃煤锅炉，改用清洁能源，而燃生物质锅炉作为新型替代能源最为经济，并且为可再生能源，因此得到国家的大力推广，为当前市场代替燃煤锅炉的最优选择

东北地区因全面禁止“烧荒”导致大量的玉米秸秆无法处置，而秸秆制作颗粒的过程耗能巨大、故障率极高，导致成本与产出不符，因此最为合理的处理方法及在冬季过程中用做取暖燃料，或作为粮食烘干热源使用，本发明针对玉米收割后的打捆秸秆的特性进行设计，可做到整捆直燃，降低了秸秆加工为颗粒的成本，解决了以往整捆直燃易结焦、燃不透的问题，且燃烧后的灰分为草木灰，可直接还田，改良土壤。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是针对现有的整捆直燃锅炉的燃烧技术问题，提供一种合理有效的、运行稳定的、自动化的、经济实用的解决方案，使得秸秆整捆燃烧变为可长久使用的热源。

为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：

一种秸秆整捆直燃锅炉，其包括整捆上料装置，所述整捆上料装置的左侧连通有主燃烧室，所述主燃烧室的左侧连通有二次燃烧室，所述二次燃烧室上部连通有换热装置，所述二次燃烧室的左侧连通有由沉降墙围合而成的沉降室，所述沉降室的底部设置有出渣机；

所述主燃烧室的侧壁上设置有检修门，所述主燃烧室的底部延料行进方向依次设置有若干高压脉冲空气喷嘴和变频高压风机，若干所述高压脉冲空气喷嘴连通有气泵及储气罐；

所述二次燃烧室设置为圆弧形上拱，所述二次燃烧室内设置有小鳞片炉排；

所述换热装置的前端连通有热风压送风机，所述热风压送风机的入风口与所述二次燃烧室连通，所述换热装置的尾部分别设置有热风出口和排烟口；

还包括plc温控系统，所述整捆上料装置和所述变频高压风机均与所述plc温控系统连接，所述plc温控系统用于根据所述主燃烧室内的温度来调整所述整捆上料装置的上料速度和调整所述变频高压风机的引风量。

作为本发明的进一步改进，所述整捆上料装置与所述主燃烧室之间设置有闸门挡板和闸门提升机，所述闸门提升机用于控制所述闸门挡板升降或开合。

作为本发明的进一步改进，所述整捆上料装置包括上料支架，所述上料支架上安装有水平设置且左右开口的上料器，所述上料器的上侧壁设置为一端与其铰接的上盖，所述上盖通过单连杆固定连接有料斗，所述料斗的一端与所述上料器铰接，所述料斗的另一端连接有料斗升降钢丝绳，所述料斗升降钢丝绳连接有料斗升降机，所述料斗升降机固定安装在所述上料支架上；

所述上料支架上还设置有推进油缸，所述推进油缸的输出轴上安装有推进活塞，所述推进活塞的尺寸与所述上料器的内径匹配，用于将整捆秸秆燃料推入到所述主燃烧室内。

作为本发明的进一步改进，所述推进油缸由变频调量柱塞泵控制。

作为本发明的进一步改进，所述上盖上设置有防回火喷淋装置，所述防回火喷淋装置包括防回火喷淋管道以及与所述防回火喷淋管道连通的防回火喷淋喷嘴，所述防回火喷淋管道连接有喷淋泵。

作为本发明的进一步改进，所述主燃烧室为圆筒状，所述主燃烧室为耐火混凝土一次性浇筑，所述主燃烧室的室壁上设置有收缩缝，所述收缩缝内填充有软性防火材料。

作为本发明的进一步改进，所述主燃烧室的前端设置有降温水套。

作为本发明的进一步改进，所述主燃烧室的侧壁上设置有若干增氧孔，所述增氧孔与所述变频高压风机连通。

作为本发明的进一步改进，所述高压脉冲空气喷嘴与物料前进方向形成10°~15°夹角。

作为本发明的进一步改进，所述换热装置为空气换热器或水套换热器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：

本发明能够更简易的利用生物质秸秆的热能，减少了因压块、制作颗粒带来的能耗与投入成本，更加快速的消耗每年持续产出的谷物秸秆，使能源得到充分的利用。

本发明能够有效的解决以往整捆直燃无法小量（单捆）燃烧或在燃烧过程中燃不透、结焦、温度不稳定的问题。

本发明对于秸秆生物质燃烧所需氧气量做了充分的计算，在合理位置二次增氧，使尾气为惰性分子气体，不对环境造成污染，更为环保

本发明使用自动化控温系统、防回火喷淋系统，使得可在无大量操作人员的情况下持续24小时工作，操作人员仅需1~2人。

本发明能够充分利用煤炉改造工程原煤炉链条炉排，减少改造成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明的整体结构示意图；

图2是本发明整捆上料装置的结构示意图一；

图3是本发明整捆上料装置的结构示意图二；

图4是本发明整捆上料装置的结构示意图三；

图5是本发主燃烧室的俯视结构示意图；

图6是本发明主燃烧室的侧视结构示意图；

图7是本发明后半部分的结构示意图一；

图8是本发明后半部分的结构示意图二。

其中：1推进油缸，2推进活塞，3料斗升降机，4料斗升降钢丝绳，5料斗，6单连杆，7上盖，8防回火喷淋管道，9防回火喷淋喷嘴，10整捆秸秆燃料，11主燃烧室，12检修门，13增氧孔，14降温水套，15气泵及储气罐，16高压脉冲空气喷嘴，17变频高压风机，18二次燃烧室，19小鳞片炉排，20热风压送风机，21空气换热器，22热风出口，23沉降室，24沉降墙，25出渣机,26闸门挡板，27闸门提升机，28上料支架。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合具体实施例对发明进行清楚、完整的描述，需要理解的是，术语“中心”、“竖向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例

如图1所示，一种秸秆整捆直燃锅炉，其包括整捆上料装置，所述整捆上料装置用于上料，所述整捆上料装置的左侧连通有主燃烧室11，所述主燃烧室11用于对燃料的初步燃烧，所述主燃烧室11的左侧连通有二次燃烧室18，所述二次燃烧室18用于对燃料的二次燃烧，以使燃料燃尽；所述二次燃烧室18上部连通有换热装置21，所述换热装置21为空气换热器，所述换热装置21用于将燃烧产生的热能输送出去；所述二次燃烧室18的左侧连通有由沉降墙24围合而成的沉降室23，所述沉降室23用于使燃烧灰烬沉降，所述沉降室23的底部设置有出渣机25，所述出渣机25用于出渣；

所述主燃烧室11的侧壁上设置有检修门12，所述检修门12用于检修以及点火；所述主燃烧室11的底部延料行进方向依次设置有若干高压脉冲空气喷嘴16和变频高压风机17，若干所述高压脉冲空气喷嘴16连通有气泵及储气罐15，所述高压脉冲空气喷嘴16与物料前进方向形成13°夹角；所述气泵及储气罐15用于给所述高压脉冲空气喷嘴16提供空气，所述高压脉冲空气喷嘴16用于定期喷射脉冲高压气体，以使燃料破碎，防止结焦。

如图6所示，所述主燃烧室11的侧壁上设置有两个增氧孔13，所述增氧孔13与所述变频高压风机17连通，所述变频高压风机17用于给所述增氧孔13提供新鲜空气，所述增氧孔13用于增氧，以作为挥发分以及未燃尽气体的二次增氧过程，该部分燃烧室温度为1200~1400度，可充分燃烧秸秆产生的所有可燃气体，包括焦油。

如图7所示，所述二次燃烧室18设置为圆弧形上拱，所述二次燃烧室18内设置有小鳞片炉排19，在炉排上为未燃尽秸秆再次增氧，促进充分燃烧。

如图8所示，所述换热装置21的前端连通有热风压送风机20，所述热风压送风机20的入风口与所述二次燃烧室18连通，所述热风压送风机20用于将热气输送到所述换热装置21中；所述换热装置21的尾部分别设置有热风出口22和排烟口；针对现有煤炉改造工程则可以保留现有炉排与换热部分；

还包括plc温控系统，所述整捆上料装置和所述变频高压风机17均与所述plc温控系统连接，所述plc温控系统用于根据所述主燃烧室11内的温度来调整所述整捆上料装置的上料速度和调整所述变频高压风机17的引风量。

如图1所示，所述整捆上料装置与所述主燃烧室11之间设置有闸门挡板26和闸门提升机27，所述闸门提升机27用于控制所述闸门挡板26升降或开合。

如图2和图3所示，所述整捆上料装置包括上料支架28，所述上料支架28用于支撑上料装置；所述上料支架28上安装有水平设置且前后开口的上料器，所述上料器的上侧壁设置为一端与其铰接的上盖7，所述上盖7通过单连杆6固定连接有料斗5，所述料斗5上用于放料，所述料斗5的一端与所述上料器铰接，所述料斗5的另一端连接有料斗升降钢丝绳4，所述料斗升降钢丝绳4连接有料斗升降机3，所述料斗升降机3固定安装在所述上料支架28上，所述料斗升降机3用于收/放所述料斗升降钢丝绳4，以控制所述料斗5的升/降和所述上盖7的开/闭。

如图4所示，所述上料支架28上还设置有推进油缸1，所述推进油缸1的输出轴上安装有推进活塞2，所述推进活塞2的尺寸与所述上料器的内径匹配，所述推进活塞2用于将整捆秸秆燃料10推入到所述主燃烧室11内；所述推进油缸1由变频调量柱塞泵控制，在后退过程与前半段压送物料的过程为快速行程，当物料完全进入主燃烧室后，所述推进油缸1可继续慢速推进一捆整捆秸秆燃料10的行程，该过程为plc控制变频调量柱塞泵调速推进过程，通过该过程与所述变频高压风机17变频过程调节炉内燃料的燃烧速率。

如图2所示，所述上盖7上设置有防回火喷淋装置，所述防回火喷淋装置包括防回火喷淋管道8以及与所述防回火喷淋管道8连通的防回火喷淋喷嘴9，所述防回火喷淋管道8连接有喷淋泵，当检测到入口温度高于着火点时，自动启动喷淋泵灭火，增加安全性。

如图5所示，所述主燃烧室11为圆筒状，所述主燃烧室11为耐火混凝土一次性浇筑，所述主燃烧室11的室壁上设置有收缩缝，所述收缩缝内填充有陶瓷纤维带；能够在长时间高温工况下保证稳定性，且圆弧形上拱能够产生足够的辐射热，使整捆秸秆迅速受热，使可燃性挥发分更快的分离出来，（冬季北方低温，整捆秸秆经常伴随结冰、积雪一同送入炉内）。

如图5和图6所示，所述主燃烧室11的前端设置有降温水套14，保证该部分的炉拱不会过热进而引燃待燃区的秸秆。

在使用本装置时，将整捆秸秆燃料10放置于料斗5内，按下手动上料按钮将整捆秸秆燃料10落到上料器内，手动控制推进油缸1，重复上述步骤直至加入三捆整捆秸秆燃料10，从检修门12处点火，开启热风压送风机20、变频高压风机17、气泵及储气罐15和高压脉冲空气喷嘴16，当炉温达到500~800度时（约15~30分钟），调至自动控制模式，并设置炉温目标值，开始自动燃烧，燃烧过程中保证料斗5内的整捆秸秆燃料10不间断即可，可使用打包秸秆专用输送机与本装置配合使用。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。