一种反烧式蒸汽热风炉的制作方法

本发明涉及供热设备技术领域，具体是一种反烧式蒸汽热风炉。

背景技术：

低碳，英文为lowcarbon，意指较低（更低）的温室气体（二氧化碳为主）排放。随着世界工业经济的发展、人口的剧增、人类欲望的无限上升和生产生活方式的无节制，世界气候面临越来越严重的问题，二氧化碳排放量越来越大，地球臭氧层正遭受前所未有的危机，全球灾难性气候变化屡屡出现，已经严重危害到人类的生存环境和健康安全。即使人类曾经引以为豪的高速增长或膨胀的gdp也因为环境污染、气候变化而大打折扣（也因此，各国曾呼唤“绿色gdp”的发展模式和统计方式）。

所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。低碳经济是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式，是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。

热风炉是人们烘干物料常用的供热设备，热风炉是利用燃料燃烧加热风管，将风管内的冷风加热为热风，最后利用排出的热风烘干物料。农副产品杀青烘干最具代表性，在农副产品杀青烘干时，需要到热风和蒸汽；而目前农副产品杀青烘干需要一台设备提供热风，需要另一台设备提供蒸汽，设备投入成本高，且浪费大量的燃料，已不符合节能环保的要求。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种能同时为农副产品杀青烘干提供蒸汽和热风的反烧水冷式蒸汽热风炉，该反烧式蒸汽热风炉燃料燃烧充分，不会产生黑烟气，且热转换效率高。

为了实现本发明的目的，所采取的技术方案为：

反烧式蒸汽热风炉有三种技术方案：

第一种：一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体和炉排，炉排设置在炉体的内下部，将炉体的内部分为炉膛和集灰室；炉体上设置有炉门和清渣口，炉体的内上部设置有隔板，隔板将炉体的内顶部隔成分烟室；热风炉还包括二次燃烧室，二次燃烧室设置在炉膛外部，二次燃烧室的室壁与炉体连接为一体；二次燃烧室的下部通过过火口与集灰室连通，二次燃烧室的上部通过过烟口与分烟室连通；炉膛的上部设置有一次进氧口，二次燃烧室的下部设置有二次进氧口；炉体的顶部设置有热交换腔，热交换腔的顶部设置有集烟室；集烟室通过多根安装在热交换腔内的热交换管与分烟室连通；集烟室设置有与引风机连接的排烟口；热交换腔一侧的下部设置有与鼓风机连接的进风口，热交换腔另一侧的上部设置有热风出口；所述的炉排为能通入水的管制炉排，炉排与蒸汽收集箱连通。需要加热的风从进风口进入到热交换腔内，尾气中带有的热量通过热交换管传递给热交换腔内的风，加热后的风从热风出口排出，输送到烘干房内对农副产品进行烘干。

优选的：所述的炉排由若干根纵向换热管组成，纵向换热管两端穿过炉体且呈倾斜角度5-10°固定在炉体内；纵向换热管的低端连通有横向分水管，高端连通有横向集汽管；横向集汽管通过导汽管与蒸汽收集箱的下部连通。横向分水管还设置有排污口。纵向换热管安装的倾斜角度利于炉排内产生的蒸汽自动往上移动且有利于后期炉排内部水分的排除。燃料在燃烧过程中会加热纵向换热管，通过热传递加热纵向换热管的水，产生蒸汽通过蒸汽收集箱收集，然后输送到烘干房内对农副产品进行杀青烘干。

炉排根据产汽量的需求可设置单层炉排和双层炉排；设置双层炉排即纵向换热管设置两组，上下各一组，两组纵向换热管的低端分别与一根横向分水管连通，两根横向分水管也相互连通，高端分别与一根横向集汽管连通，两根横向集汽管也相互连通。

优选的：所述的热交换腔呈圆柱型或椭圆柱型，进风口设置在热交换腔下部的象限点上，并与热交换腔的圆柱面法向相切，在鼓风机的负压作用下，风从进风口进入热交换腔内，风在热交换腔内形成螺旋线式旋风，呈螺旋曲线式运动，热交换时间与行程提升2－3倍，大大提高了热转换效率。

优选的：所述的炉体设置有能装水的空腔，空腔与炉排贯通。燃料在反燃燃烧时，产生大量的热与炉排与炉壁接触，空腔内的水受热蒸发产生蒸汽，随着燃烧持续发生，蒸汽也持续稳定发生。同时，空腔中的水也对炉排、炉壁起冷却作用，延长使用寿命。

燃料（生物质燃料）从炉门进入炉膛内，在引风机负压作用下，使燃料（生物质燃料）下方相对于燃料（生物质燃料）上方保持一定负压，进气口位于炉膛上侧（高于炉门），空气从燃料（生物质燃料）上方进入，在炉排组件的支撑下，燃料（生物质燃料）在炉排组件上方的上燃烧室（炉膛）内进行燃烧，形成反烧；在燃烧过程中，没有燃烧完全的燃料（生物质燃料）以及燃烧过程中产生的灼热的炭在重力的作用下进入下燃烧室（集灰室）继续燃烧，燃烧过程中炉膛内产生的烟气（包含气化的可燃气体与微颗粒物）在引风机的负压作用下，进入下燃烧室（集灰室）继续部分燃烧；在负压作用下，在第一燃烧区（炉膛和集灰室）未燃烧的可燃气体与未完全燃烧的烟气（微颗粒）在负压作用下进入二次燃烧室，在给二次燃烧室提供少量空气，使未能完全燃烧的燃烧挥发物、焦油等燃烧产物得以在含氧量较充足的烟气中继续燃烧，有效提高生物质燃烧效率，达到节能减排的目的；燃料产生的可燃气体与有害气体经二次高温燃烧，得以充分燃烧，不冒黑烟，烟气排放符合环保要求。与传统热风炉相比，热转换效率提高25%以上，燃料节省20%以上。

第二种：一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体、炉排和炉壳，炉体安置在炉壳内下部的一端，炉排设置在炉体的内下部，将炉体的内部分为炉膛和集灰室；炉体上设置有炉门和清渣口，炉壳内的另一端上部依次设置有分烟室和集烟室，下部设置有下烟室；集烟室设置有排烟口；分烟室和集烟室与下烟室之间的空间为热交换腔；分烟室和集烟室分别通过热交换腔内的多根热交换管与下烟室连通；热风炉还包括二次燃烧室，二次燃烧室的下部通过过火口与集灰室连通，二次燃烧室的上部通过过烟口与分烟室连通；炉膛的上部设置有一次进氧口，二次燃烧室的下部设置有二次进氧口；热交换腔一端设置有进风口，另一端与炉体上部的炉壳内腔连通，炉体上部的炉壳内腔设置有热风出口；所述的炉体两侧及顶部设置有水箱夹层，后侧设置有蒸汽收集箱，蒸汽收集箱设置有蒸汽出口，蒸汽收集箱通过导汽管与顶部的水箱夹层连通；所述的炉排为能通入水的管制炉排，炉排与蒸汽收集箱连通。

所述的进风口安装有蒸汽散热器，蒸汽散热器通过蒸汽管与蒸汽出口连接。

第三种：一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体和炉排，炉排设置在炉体的内下部，将炉体的内部分为炉膛和集灰室；炉体上设置有炉门和清渣口，炉体的内上部设置有隔板，隔板将炉体的内顶部隔成换热室；热风炉还包括二次燃烧室，二次燃烧室的下部通过过火口与集灰室连通，二次燃烧室的上部通过过烟口与分烟室连通；炉膛的上部设置有一次进氧口，二次燃烧室的下部设置有二次进氧口；分烟室的下部设置有热交换腔，热交换腔下部设置有下烟室，热交换腔的上部一侧还设置有集烟室，分烟室和集烟室分别通过热交换腔内的多根热交换管与下烟室连通；集烟室设置有排烟口；热交换腔靠近排烟口一端设置有热风出口，另一端通过气道与换热室连通，换热室设置有进风口；所述的炉体的外周设置有水箱夹层，后侧设置有蒸汽收集箱，蒸汽收集箱设置有蒸汽出口；所述的炉排为能通入水的管制炉排，炉排与蒸汽收集箱连通。

所述的蒸汽收集箱通过蒸汽调节阀和进气歧管与气道连通，且进气歧管的出汽口朝向热交换腔。

所述的蒸汽出口与蒸汽散热器连接，蒸汽散热器通过管路与冷凝水收集箱连通，冷凝水收集箱又通过管道与排烟口的烟气冷却器连通，烟气冷却器通过管路与水箱夹层连通；蒸汽散热器产生的冷凝水进入到冷凝水收集箱中，冷凝水冷却烟气被预热后输送到水箱夹层内，实现循环利用。

本反烧式蒸汽热风炉，以生物质为燃料，分别以空气与水为介质，通过对介质加热交换产生热能，以热风与蒸汽的形式进行输出，为烘干物品提供热源。燃料从炉门进入炉镗，在炉排组件的支撑下，燃料在炉排组件上方的上燃烧室（炉镗）内进行燃烧，没有燃烧完全的燃料以及燃烧过程中产生的灼热的炭在重力的作用下进入下燃烧室（炉渣室）继续燃烧，燃烧过程中炉镗内产生的烟气（包含气化的可燃气体与微颗粒物）在排烟风机的负压作用下，进入下燃烧室（炉渣室）继续部分燃烧；在负压作用下，在第一燃烧区未燃烧的可燃气体与未完全燃烧的烟气（微颗粒）在负压作用下进入二次燃烧区，进行二次高温燃烧，使得燃料充分燃烧，不会产生黑烟气，进而产生大量清洁的热烟气。燃料通过两次高温燃烧可使其充分燃烧，燃烧完全，减少污染物的排放。

该方式的反烧式蒸汽热风炉具有以下优点：

1、温湿气流发生炉可实现多热源输出，可提供热风、蒸汽、温湿气流3种热源，可组成使用满足物品的杀青、蒸煮、烘干、碳化等工艺要求；

2、蒸汽发生源有3处：炉排、炉壁与水冷器。

a.水冷器设置在烟道口处，利用烟气余热进行加热，产生蒸汽进行供热或加湿，提高热效能；

b.炉排、炉壁中加注冷却水，产生蒸汽的同时对炉排、燃烧室的相关部件起到冷却，延长设备使用寿命的作用；

c.汽水分离装置设计2道蒸汽出口，第1道通过蒸汽调节阀与热风进行混合形成温湿气流；第2道可与蒸汽散热器进行对接，散热器可布置在烘干碳化窑内，提高烘干碳化窑内温度，也可布置在换热器的进风口端，提高进风口的温度，提高热效能。

3、采用两次热循环利用结构，使燃料充分燃烧，余热充分利用，提高热转换效率，节能减排；

（1）排烟系统的烟气管道末端设计有环抱式水箱，水箱底部通过管道与水泵、炉壁、水冷器相通，炉壁、水冷器为蒸汽发生装置，两者产生的蒸汽通过管道收集在汽水分离器中，汽水分离器顶部通过道管、调节阀与蒸汽散热器相连，散热器的末端设计有疏水阀及凝结水回收管，蒸汽经散热器进行热交换后，凝结成水，经凝结水回收管再连接至水箱中，形成一次循环，节约水资源，又有效利用烟气的余热对水箱进行预热，提高热利用率。同时，为炉壁与水冷器补充的是80-100℃的热水，与炉壁、水冷却内的水温差不大，在加水时，不至于使炉体温度急惧下降，从而保证并维持炉膛温度的恒定与蒸汽的稳定发生；

（2）热交换室与烘干碳化窑通过进气管道、循环风机与排气管道形成一次循环，热风或温湿气流进入烘干碳化窑间接或直接与物料发生热交换后，未利用的热风及热交换后产生的湿气、挥发气体等被抽入热交换室进行挥发物热氧化处理、除湿、预加热、二次加热等处理，充分利用热交换后的余热，提高热转换利用率。

4、采用热水的补水方式：（1）排烟系统的烟气管道末端设计有环抱式水箱，利用烟气温度进行预加热，提高热交换效率；（2）当蒸汽发生源需补水时，通过水泵从水箱中加入，补进去的是热水，从而减少直接加冷水而导致炉体温度下降，蒸汽压力下降的影响，保证炉体温度和蒸汽压力的稳定，提供稳定的汽源和压力，保证温湿气流的持续发生。

5、间接式热交换装置设计有2道热交换室，从烘干碳化窑排出的气流经过第1道时，进行除湿与预升温处理，形成相对湿度较低的热风气流，此时，再进入第1和第2道热交换室之间的混合管道，根据烘干碳化阶段工艺要求与蒸汽进行比例混合，形成温湿气流，再经过第2道热交换室进行二次加热处理，在循环风机的作用下，被再次送入烘干窑中，与烘干物品再次接触，进行热交换，如此循环，从而达到烘干目的。

附图说明

图1是实施例1-3中反烧式蒸汽热风炉的结构示意简图；

图2是图1中炉排的结构示意图；

图3是实施例4中反烧式蒸汽热风炉的结构示意简图；

图4是图3的俯视图；

图5是图3的左视图；

图6是图3的反烧式蒸汽热风炉内部结构示意图；

图7是图6的俯视图；

图8是图6的左视图；

图9是实施例5中反烧式蒸汽热风炉的结构示意简图；

图10是图9的俯视图；

图11是图9的剖面图；

图中序号的部件名称为：

1、炉体，2、隔板，3、一次进氧口，4、炉门，5、炉膛，6、炉排，7、清渣口，8、集灰室，9、过火口，10、二次进氧口，11、二次燃烧室，12、引风机，13、过烟口，14、分烟室，15、热交换管，16、热交换腔，17、热风出口，18、排烟口，19、集烟室，20、进风口，21、鼓风机，22、横向分水管，23、纵向换热管，24、横向集汽管，25、导汽管，26、蒸汽收集箱，27、炉壳，28、下烟室，29、水箱夹层，30、蒸汽出口，31、蒸汽散热器，32、换热室，33、气道，34、蒸汽调节阀，35、进气歧管，36、冷凝水收集箱。

具体实施方式

为了使本申请的技术方案和优点更加清楚，下面结合实施例和附图，对本反烧式蒸汽热风炉的技术方案进行清楚、完整地描述。

实施例1

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1和炉排6，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉体1的内上部设置有隔板2，隔板2将炉体1的内顶部隔成分烟室14；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11设置在炉膛5外部，二次燃烧室11的室壁与炉体1连接为一体；二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；炉体1的顶部设置有热交换腔16，热交换腔16的顶部设置有集烟室19；集烟室19通过多根安装在热交换腔16内的热交换管15与分烟室14连通；集烟室19设置有与引风机12连接的排烟口18；热交换腔16一侧的下部设置有与鼓风机21连接的进风口20，热交换腔16另一侧的上部设置有热风出口17；所述的炉排6为能通入水的管制炉排，炉排6与蒸汽收集箱26连通。

实施例2

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1和炉排6，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉体1的内上部设置有隔板2，隔板2将炉体1的内顶部隔成分烟室14；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11设置在炉膛5外部，二次燃烧室11的室壁与炉体1连接为一体；二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；炉体1的顶部设置有热交换腔16，热交换腔16的顶部设置有集烟室19；集烟室19通过多根安装在热交换腔16内的热交换管15与分烟室14连通；集烟室19设置有与引风机12连接的排烟口18；热交换腔16一侧的下部设置有与鼓风机21连接的进风口20，热交换腔16另一侧的上部设置有热风出口17；所述的炉排6由若干根纵向换热管23组成，纵向换热管23两端穿过炉体1且呈倾斜角度5-10°固定在炉体1内；纵向换热管23的低端连通有横向分水管22，高端连通有横向集汽管24；横向集汽管24通过导汽管25与蒸汽收集箱26的下部连通。

炉排6根据产汽量的需求可设置单层炉排和双层炉排；设置双层炉排即纵向换热管23设置两组，上下各一组，两组纵向换热管23的低端分别与一根横向分水管22连通，两根横向分水管22也相互连通，高端分别与一根横向集汽管24连通，两根横向集汽管24也相互连通。

实施例3

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1和炉排6，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉体1的内上部设置有隔板2，隔板2将炉体1的内顶部隔成分烟室14；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11设置在炉膛5外部，二次燃烧室11的室壁与炉体1连接为一体；二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；炉体1的顶部设置有热交换腔16，热交换腔16的顶部设置有集烟室19；集烟室19通过多根安装在热交换腔16内的热交换管15与分烟室14连通；集烟室19设置有与引风机12连接的排烟口18；热交换腔16一侧的下部设置有与鼓风机21连接的进风口20，热交换腔16另一侧的上部设置有热风出口17；所述的炉排6由若干根纵向换热管23组成，纵向换热管23两端穿过炉体1且呈倾斜角度5-10°固定在炉体1内；纵向换热管23的低端连通有横向分水管22，高端连通有横向集汽管24；横向集汽管24通过导汽管25与蒸汽收集箱26的下部连通。

炉排6根据产汽量的需求可设置单层炉排和双层炉排；设置双层炉排即纵向换热管23设置两组，上下各一组，两组纵向换热管23的低端分别与一根横向分水管22连通，两根横向分水管22也相互连通，高端分别与一根横向集汽管24连通，两根横向集汽管24也相互连通。

所述的热交换腔16呈圆柱型或椭圆柱型，进风口20设置在热交换腔16下部的象限点上，并与热交换腔16的圆柱面法向相切，在鼓风机21的负压作用下，风从进风口20进入热交换腔16内，风在热交换腔16内形成螺旋线式旋风，呈螺旋曲线式运动，热交换时间与行程提升2－3倍，大大提高了热转换效率。

所述的炉体设置有能装水的空腔，空腔与炉排贯通。燃料在反燃燃烧时，产生大量的热与炉排与炉壁接触，空腔内的水受热蒸发产生蒸汽，随着燃烧持续发生，蒸汽也持续稳定发生。同时，空腔中的水也对炉排、炉壁起冷却作用，延长使用寿命。

实施例4

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1、炉排6和炉壳27，炉体1安置在炉壳27内下部的一端，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉壳27内的另一端上部依次设置有分烟室14和集烟室19，下部设置有下烟室28；集烟室19设置有排烟口18；分烟室14和集烟室19与下烟室28之间的空间为热交换腔16；分烟室14和集烟室19分别通过热交换腔16内的多根热交换管15与下烟室28连通；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；热交换腔16一端设置有进风口20，另一端与炉体1上部的炉壳27内腔连通，炉体1上部的炉壳27内腔设置有热风出口17；所述的炉体1两侧及顶部设置有水箱夹层29，后侧设置有蒸汽收集箱26，蒸汽收集箱26设置有蒸汽出口30，蒸汽收集箱26通过导汽管25与顶部的水箱夹层29连通；所述的炉排6为能通入水的管制炉排，炉排6与蒸汽收集箱26连通。

所述的进风口20安装有蒸汽散热器31，蒸汽散热器31通过蒸汽管与蒸汽出口30连接。

实施例5

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1和炉排6，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉体1的内上部设置有隔板2，隔板2将炉体1的内顶部隔成换热室32；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；分烟室14的下部设置有热交换腔16，热交换腔16下部设置有下烟室28，热交换腔16的上部一侧还设置有集烟室19，分烟室14和集烟室19分别通过热交换腔16内的多根热交换管15与下烟室28连通；集烟室19设置有排烟口18；热交换腔16靠近排烟口18一端设置有热风出口17，另一端通过气道33与换热室32连通，换热室32设置有进风口20；所述的炉体1的外周设置有水箱夹层29，后侧设置有蒸汽收集箱26，蒸汽收集箱26设置有蒸汽出口30；所述的炉排6为能通入水的管制炉排，炉排6与蒸汽收集箱26连通。

所述的蒸汽收集箱26通过蒸汽调节阀34和进气歧管35与气道33连通，且进气歧管35的出汽口朝向热交换腔16。

实施例6

一种反烧式蒸汽热风炉，包括炉体1和炉排6，炉排6设置在炉体1的内下部，将炉体1的内部分为炉膛5和集灰室8；炉体1上设置有炉门4和清渣口7，炉体1的内上部设置有隔板2，隔板2将炉体1的内顶部隔成换热室32；热风炉还包括二次燃烧室11，二次燃烧室11的下部通过过火口9与集灰室8连通，二次燃烧室11的上部通过过烟口13与分烟室14连通；炉膛5的上部设置有一次进氧口3，二次燃烧室11的下部设置有二次进氧口10；分烟室14的下部设置有热交换腔16，热交换腔16下部设置有下烟室28，热交换腔16的上部一侧还设置有集烟室19，分烟室14和集烟室19分别通过热交换腔16内的多根热交换管15与下烟室28连通；集烟室19设置有排烟口18；热交换腔16靠近排烟口18一端设置有热风出口17，另一端通过气道33与换热室32连通，换热室32设置有进风口20；所述的炉体1的外周设置有水箱夹层29，后侧设置有蒸汽收集箱26，蒸汽收集箱26设置有蒸汽出口30；所述的炉排6为能通入水的管制炉排，炉排6与蒸汽收集箱26连通。

所述的蒸汽收集箱26通过蒸汽调节阀34和进气歧管35与气道33连通，且进气歧管35的出汽口朝向热交换腔16。

所述的蒸汽出口30与蒸汽散热器31连接，蒸汽散热器31通过管路与冷凝水收集箱36连通，冷凝水收集箱36又通过管道与排烟口18的烟气冷却器连通，烟气冷却器通过管路与水箱夹层29连通；蒸汽散热器31产生的冷凝水进入到冷凝水收集箱36中，冷凝水冷却烟气被预热后输送到水箱夹层内，实现循环利用。

上述说明并非是对本申请的限制，本申请也并不限于上述实例，本技术领域的普通技术人员，在本申请的实质范围内，作出的变化、改型、添加或替换，都应属于本申请的保护范围。