一种生物质成型燃料火管锅炉的制作方法

本实用新型涉及锅炉供暖技术领域，尤其涉及一种生物质成型燃料火管锅炉。

背景技术：

北方地区，尤其是寒冷冬季，常常需要集中供暖，而供暖的方式较多采用锅炉进行供暖。常见的锅炉全部为水管锅炉。无论是链条炉排还是硫化床锅炉，全部是水管锅炉，即水在管中，火加热管外壁。其最大的弊端是锅炉管粗了难以加热，管细了，无法克服管外壁积尘，影响受热效果，管内壁结垢，易暴管，维修难度大，费用高；如链条炉排锅炉，用链条将煤拖进四壁为耐火材料设置的空大炉膛之中燃烧，料层薄了火力不够，料层厚了上部的煤能购燃烧，下部约三分之一的煤无法燃烧便被拖进积渣池，耗能十分严重；其次是设置大动力鼓风机强行燃烧，无法形成气化燃烧效果，烟和尘被鼓风机硬性推进从排烟口排出，既不环保又不节能。根据传统锅炉的诸多难以克服的弊端，因而，提出一种能够克服上述缺陷的燃料火管锅炉具有重要的研究意义和现实意义。

技术实现要素：

针对现有技术中锅炉供暖设备存在的上述不足，本实用新型的目的在于：提供一种生物质成型燃料火管锅炉，其具有结构简单、设计合理、自动化程度高、操作使用便捷、生产及维护成本较低、加工方便，能够模块化制作并快速组装，节能环保，安全性高等优点。

为了达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案实现：

一种生物质成型燃料火管锅炉，包括设置在锅炉内的燃料加料仓、气化燃烧室、热能转换器、火道组件、烟道组件和水系统；其中，所述气化燃烧室分别与燃料加料仓、热能转换器相连接；气化燃烧室外周壁上还设置有气化燃烧室水层；所述热能转换器包括若干层沿热能转换器竖直高度方向间隔布置的导火盒，以及均匀排列设置在导火盒上方的导火管；在连续三层导火盒中，上层、下层导火盒上方的导火管数量及布设方式相同，中层导火盒上方的导火管中心轴线与上层或者下层导火盒上方的导火管中心轴线错位布置且数量不等；热能转换器还包括设置在每层导火盒上下两侧空间内且相互连通的热能转换器水层；所述火道组件分别与烟道组件、热能转换器相连接；所述火道组件和烟道组件的外周壁上还设置有火道水层、烟道水层；所述气化燃烧室水层、热能转换器水层、火道水层、烟道水层相互连通构成水系统。

作为上述方案的进一步优化，所述火道包括下火道、上火道；所述烟道包括下烟道、上烟道、排烟口；最顶层的导火盒上部导火管与所述下火道的顶端相连通；所述上火道与下火道平行布设，且上火道底端与下火道的底端相连通；上火道的顶端与下烟道的顶端相连通；下烟道的底端与上烟道的底端相连通；上烟道的顶端与排气口相连通。

作为上述方案的进一步优化，所述气化燃烧室包括一级空气匹配器、二级空气匹配器和三级空气匹配器，所述一级空气匹配器的一端穿过水层与锅炉外部的大气层相通，一端与气化燃烧室相通；所述二级空气匹配器设置在气化燃烧室后下部，所述三级空气匹配器设置在气化燃烧室后上方；所述二级空气匹配器和三级空气匹配器的两端均与锅炉两侧外部的大气层相通。

作为上述方案的进一步优化，所述水系统包括自动补水口、出水口、回水口和安全排压口；所述自动补水口、出水口和安全排压口设置在锅炉水系统的最上方，安全排压口一端与锅炉水系统连接，另一端与大气层相通；自动补水口与上部设置的自动补水器用法兰相连接；出水口用法兰和管道与循环泵相连接；所述回水口设置在锅炉体水系统的下部，回水口用法兰与供暖系统的回水主管道相连接；所述生物质成型燃料火管锅炉还包括设置在下火道底部的分火积尘箱，以及设置在下烟道底部的分烟积尘箱。

作为上述方案的进一步优化，所述生物质成型燃料火管锅炉还包括火焰观察孔和脱除氮氧化物喷药口；所述火焰观察孔设置在热能转换器导火盒两侧，其一端与导火盒相通，另一端穿过气化燃烧室水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于观察气化燃烧室的火焰和气化效果；所述脱除氮氧化物喷药口设置在气化燃烧室两侧，其一端与气化燃烧室相通，另一端穿过气化燃烧室水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于安装脱氮喷头。

作为上述方案的进一步优化，所述热能转换器还包括补氧孔和拨尘孔；所述补氧孔设置在导火盒的两侧部，其一端与导火盒相通，另一端穿过热能转换器水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于补充导火盒中燃烧的氧气量；所述拨尘孔设置在中间层及以上的导火盒两侧，中间层及以上的导火盒中每层设置若干个拨尘孔，所述拨尘孔的一端导火盒连通，另一端穿过热能转换器水层与导火盒两侧外部大气层相通，用于拨除导火盒中的积尘。

作为上述方案的进一步优化，所述生物质成型燃料火管锅炉还包括设置在气化燃烧室下部的活动炉排，设置在活动炉排下方的螺旋推渣器，以及设置在加料仓底部、气化燃烧室外部的炉门；所述活动炉排与活动炉排驱动电机相连接用于定时拨渣；所述螺旋推渣器与螺旋推渣器电机相连接用于将气化燃烧室积渣池中的积渣推出锅炉体外。

作为上述方案的进一步优化，所述生物质成型燃料火管锅炉还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、温度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器，所述温度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器分别与控制器相连接；所述温度传感器和压力传感器均设置在气化燃烧室水层、热能转换器水层、火道水层、烟道水层中至少一个水层中用于实时检测水系统中的水温值和水压值，还布设在气化燃烧室中用于实时检测气化燃烧室中的火焰温度值，并将相应检测到的水温信号、水压信号与火焰温度信号发送至控制器中；所述氧气浓度传感器布设在气化燃烧室一级空气匹配器、二级空气匹配器和三级空气匹配器中、以及布设在热能转换器导火盒的补氧孔中，用于实时检测相应的氧气浓度值，并将监测到的氧气浓度信号发送至控制器中；所述烟气浓度传感器布设在所述烟道组件的排烟口用于实时监测烟气浓度值，并将检测的烟气浓度信号发送至控制器；控制器将接收到的水温信号、水压信号、火焰温度信号氧气浓度信号和烟气浓度信号进行数据转换及处理，并与相应的预设阈值进行比较；根据比较的结果调节控制相应的气化燃烧室的空气流量值、水系统的进水量值；自动控制系统还包括与控制器连接的显示装置，所述显示装置用于显示实时监测的氧气浓度值、火焰温度值、水温值、水压值及烟气浓度值。

作为上述方案的进一步优化，所述自动控制系统还包括与控制器相连接的无线收发模块，所述控制器通过无线收发模块与远程监控中心通信连接，并将检测到的氧气浓度值、火焰温度值、水温值、水压值及烟气浓度值发送至远程监控中心；所述无线收发模块包括无线网络，该无线网络采用2G、3G、4G或者WIFI网络。

采用本实用新型的生物质成型燃料火管锅炉具有如下有益效果：

(1)结构设计简单、生产过程中，通过将热管转换器、烟道组件和火道组件这两大模块化进行工厂化加工制作，能够大大提高组装效率，并且使用方便。

(2)热能转换器的结构设计中，通过中间层导火盒中导火管的布设方式与上层、下层导火盒中相应的导火管中心轴线错位布置及数量不等设置的方式，能够充分地实现热能的利用，实现了火焰在传递过程中，导火盒的受热更加均匀，水体加热的更加方便。

(3)烟道组件和火道组件的设计方式，一方面增加了火焰的运动行程实现了水系统中水的充分加热，另一方面还能有效对火焰烟气的余热进行充分利用，整体热能利用率较高，安全性得以保证。另外，借助于引风机将尾烟抽出排入炉火(锅炉)外部设置的喷淋(布袋) 除尘箱(器)之内进行除尘作业能够确保尾气排放时达到环保要求。

(4)自动化程度较高，通过控制器、温度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器的布设，能够实时检测氧气浓度值、火焰温度值、水温值、水压值及烟气浓度值，并将其发送至远程监控中心，无线通信的使用，能够有效降低工人的劳动强度，检测效率大大提高。

附图说明

附图1为本实用新型的侧视部分剖面结构示意图。

附图2为本实用新型的主视部分结构示意图。

附图3为本实用新型的的热能转换器结构示意图。

附图4为本实用新型的烟道和火道结构示意图。

附图5为本实用新型的侧视部分结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-5对本实用新型生物质成型燃料火管锅炉的结构作以详细说明。

一种生物质成型燃料火管锅炉，包括设置在锅炉内的燃料加料仓1、气化燃烧室2、热能转换器3、火道组件4、烟道组件5和水系统6；其中，所述气化燃烧室分别与燃料加料仓、热能转换器相连接；气化燃烧室外周壁上还设置有气化燃烧室水层7；所述热能转换器包括若干层沿热能转换器竖直高度方向间隔布置的导火盒8，以及均匀排列设置在导火盒上方的导火管9；在连续三层导火盒中，上层、下层导火盒上方的导火管数量及布设方式相同，中层导火盒上方的导火管中心轴线与上层或者下层导火盒上方的导火管中心轴线错位布置且数量不等；热能转换器还包括设置在每层导火盒上下两侧空间内且相互连通的热能转换器水层 10；所述火道组件分别与烟道组件、热能转换器相连接；所述火道组件和烟道组件的外周壁上还设置有火道水层11、烟道水层12；所述气化燃烧室水层、热能转换器水层、火道水层、烟道水层相互连通构成水系统。

所述火道包括下火道13、上火道14；所述烟道包括下烟道15、上烟道16、排烟口17；最顶层的导火盒上部导火管与所述下火道的顶端相连通；所述上火道与下火道平行布设，且上火道底端与下火道的底端相连通；上火道的顶端与下烟道的顶端相连通；下烟道的底端与上烟道的底端相连通；上烟道的顶端与排气口相连通。

所述气化燃烧室包括一级空气匹配器18、二级空气匹配器9和三级空气匹配器20，所述一级空气匹配器的一端穿过水层与锅炉外部的大气层相通，一端与气化燃烧室相通；所述二级空气匹配器设置在气化燃烧室后下部，所述三级空气匹配器设置在气化燃烧室后上方；所述二级空气匹配器和三级空气匹配器的两端均与锅炉两侧外部的大气层相通。

所述水系统包括自动补水口21、出水口22、回水口23和安全排压口24；所述自动补水口、出水口和安全排压口设置在锅炉水系统的最上方，安全排压口一端与锅炉水系统连接，另一端与大气层相通；自动补水口与上部设置的自动补水器用法兰相连接；出水口用法兰和管道与循环泵相连接；所述回水口设置在锅炉体水系统的下部，回水口用法兰与供暖系统的回水主管道相连接；所述生物质成型燃料火管锅炉还包括设置在下火道底部的分火积尘箱25，以及设置在下烟道底部的分烟积尘箱26。

所述生物质成型燃料火管锅炉还包括火焰观察孔和脱除氮氧化物喷药口；所述火焰观察孔设置在热能转换器导火盒两侧，其一端与导火盒相通，另一端穿过气化燃烧室水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于观察气化燃烧室的火焰和气化效果；所述脱除氮氧化物喷药口设置在气化燃烧室两侧，其一端与气化燃烧室相通，另一端穿过气化燃烧室水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于安装脱氮喷头。

所述热能转换器还包括补氧孔27和拨尘孔28；所述补氧孔设置在导火盒的两侧部，其一端与导火盒相通，另一端穿过热能转换器水层与锅炉两侧外部大气层相通，用于补充导火盒中燃烧的氧气量；所述拨尘孔设置在中间层及以上的导火盒两侧，中间层及以上的导火盒中每层设置若干个拨尘孔，所述拨尘孔的一端导火盒连通，另一端穿过热能转换器水层与导火盒两侧外部大气层相通，用于拨除导火盒中的积尘。

所述生物质成型燃料火管锅炉还包括设置在气化燃烧室下部的活动炉排29，设置在活动炉排下方的螺旋推渣器30，以及设置在加料仓底部、气化燃烧室外部的炉门31；所述活动炉排与活动炉排驱动电机32相连接用于定时拨渣；所述螺旋推渣器与螺旋推渣器电机相连接用于将气化燃烧室中积渣池产生的积渣推出锅炉体外。

所述生物质成型燃料火管锅炉还包括自动控制系统，所述自动控制系统包括控制器、温度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器，所述温度传感器、氧气浓度传感器、压力传感器、烟气浓度传感器分别与控制器相连接；所述温度传感器和压力传感器均设置在气化燃烧室水层、热能转换器水层、火道水层、烟道水层中至少一个水层中用于实时检测水系统中的水温值和水压值，还布设在气化燃烧室中用于实时检测气化燃烧室中的火焰温度值，并将相应检测到的水温信号、水压信号与火焰温度信号发送至控制器中；所述氧气浓度传感器布设在气化燃烧室一级空气匹配器、二级空气匹配器和三级空气匹配器中、以及布设在热能转换器导火盒的补氧孔中，用于实时检测相应的氧气浓度值，并将监测到的氧气浓度信号发送至控制器中；所述烟气浓度传感器布设在所述烟道组件的排烟口用于实时监测烟气浓度值，并将检测的烟气浓度信号发送至控制器；控制器将接收到的水温信号、水压信号、火焰温度信号氧气浓度信号和烟气浓度信号进行数据转换及处理，并与相应的预设阈值进行比较；根据比较的结果调节控制相应的气化燃烧室的空气流量值、水系统的进水量值；自动控制系统还包括与控制器连接的显示装置，所述显示装置用于显示实时监测的氧气浓度值、火焰温度值、水温值、水压值及烟气浓度值。

所述自动控制系统还包括与控制器相连接的无线收发模块，所述控制器通过无线收发模块与远程监控中心通信连接，并将检测到的氧气浓度值、火焰温度值、水温值、水压值及烟气浓度值发送至远程监控中心；所述无线收发模块包括无线网络，该无线网络采用2G、3G、 4G或者WIFI网络。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和应用本实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用不限于这里的实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。