一种燃料自下而上送料的环状出风生物质气化炉的制作方法

本发明属于固体燃料的家用炉或灶，涉及一种燃料自下而上送料的环状出风生物质气化炉。

背景技术：

目前用于生物质燃料高温裂解的气化炉，采用从炉桥向上鼓风或从炉桥和从炉膛外侧同时向炉膛内鼓风，由于进料口占用了炉膛中部位置的原因，氧气无法均匀地进入到炉膛中心位置帮助燃烧，使燃料高温层中部温度与外部温度相差太大（即燃料高温层温度不均匀），气化效果差；若加大鼓风量，又会引起燃料结渣和灰分排放增多。因此，着重需要对炉膛进风装置进行改进，特别是点火进风和燃烧进风分开控制。

同时，生物质气化炉产生的燃气一般都要经过除焦油、除杂质、除水份后再在专用的炉头上燃烧，而对于将产生的燃气直接燃烧的生物质气化炉，不需要经过除焦油、除杂质、除水份的过程。但如果在炉头出气口直接点燃燃气，则存在容易熄火的现象，其原因是：生物质气化炉口较小，气化炉工作的前段时间（30分钟左右），燃气内含有大量的废气（如氮气、二氧化碳、水汽等），出气口单位容积内所含废气量太高，再加上废气的降温作用，固定出气口直径又无法改变气流速度，致使燃气流速过高，很难点着。如果单纯地为了点扩大炉口，那么在燃气正常燃烧后，又会影响燃烧火力的集中。因此，现有生物质气化炉的炉口结构需要进一步改进。

其次，目前的生物质气化炉的炉膛进料管是采用直筒式进料筒，其缺点是燃料和进料筒壁之间的的摩擦力较大，同时，由于炉膛温度较高，高温燃料挥发出来的水分被进料筒内低温燃料吸收而引起燃料膨胀，增大进料阻力；进料桶底部设有进料桶风带，在进料过程中进料桶内燃料厚度逐渐变薄，燃料对风的阻力变小，进入炉膛的风量变大，直接影响炉膛内燃料的气化状态。因此，现有生物质气化炉的炉膛进料口需要进一步改进。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种燃料自下而上送料的环状出风生物质气化炉。本发明技术方案：

一种燃料自下而上送料的环状出风生物质气化炉，它从上至下分为炉口、头部炉膛、炉膛和炉膛底部设有的炉膛进料通道，

上风带，上风带位于头部炉膛的上端，该头部炉膛的形状采用上小下大的喇叭状，上风带由上点火风带环形罩与喇叭状的头部炉膛壁组成，上点火风带环形罩一侧与上点火风带阀门连接，上风带内的头部炉膛壁上设有上点火风带出风孔，上点火风带阀门、上点火风带环形罩和上点火风带出风孔形成上点火风带进风通道；上风带下方相邻或相近设有燃气带，燃气阀门、燃气带和燃气带内的头部炉膛壁上设有的燃气带出气孔形成燃气通道。

下风带，下风带设置在炉膛底部下方的炉膛进料通道周围呈环状分布，该段炉膛进料通道上设有下风带出风孔，下风带一侧与下风带阀门连接，下风带阀门、下风带和下风带出风孔形成下点火风带进风通道。

料道进风带，炉膛进料通道的底部与进料推板之间的空间为料道进风带，炉膛进料通道的底部设有进料进风阀门，进料推板上的进料方向上设有进料推板出风孔，进料进风阀门、料道进风带和进料推板出风孔形成料道进风通道。

出火口风带，出火口风带设置在炉口周围呈环状分布，出火口风带一侧与出火口风带阀门连接，炉口上设有炉口进风通道，炉口进风通道的出风方向相对于炉口的轴心方向向上倾斜，出火口风带阀门、出火口风带和炉口进风通道形成炉头进风通道。

炉膛底部风带，炉膛底部风带设置在炉膛底部内的炉膛进料通道周围呈环状分布，炉膛底部风带一侧与风带阀门连接，炉膛底部风带向上与竖立式风管连接，处于炉膛底部风带内的这一段炉膛进料通道壁上没有设置风孔或设有风带出风孔；风带阀门、炉膛底部风带和竖立式风管形成炉膛底部进风通道；或风带阀门、炉膛底部风带、及风带出风孔和竖立式风管形成炉膛底部进风通道。

所述出火口风带、上风带、炉膛底部风带和下风带组成生物质气化炉点火进风装置；或点火进风装置还设有料道进风带；点火时，上述风带全部打开，是为了在点火后，迅速达到高温，快速产生燃气，有助于尽快进入正常燃烧；正常燃烧后，关闭上风带和下风带，或再关闭料道进风带；

由出火口风带和炉膛底部风带组成生物质气化炉燃烧进风装置。

炉膛进料通道分为进料管和进料桶两部分，进料桶上部和进料管下部滑动连接，送料采用先平移后向上的运动方式；进料管与炉膛底部连接并深入炉膛内，进料管的上部管身或进料管的整个管身的形状为上大下小的喇叭状。

竖立式风管安装在炉膛底部风带的上方环形面板上，呈若干个环形均匀分布，每个环形分布所在圆周与进料管同心；接近进料管的第一圈竖立式风管向进料管的中心方向倾斜。

炉口结构中设有组合式出火口，所述组合式出火口侧壁上设有若干个组合出风孔，组合式出火口内设有出火口衬套，出火口衬套内壁为上小下大锥形管壁，出火口衬套的套壁上设有衬套出风孔或出火口衬套与出火口的内壁组合形成衬套出风口，衬套出风孔或衬套出风口的出风方向相对于锥形管壁的轴心方向向上倾斜，组合出风孔与衬套出风孔或衬套出风口连通形成炉口进风通道。

组合式出火口采用筒形管口结构，筒形管口的底部为环状底，环状底的上环面为锥形环面或平环面，出火口衬套采用套壁上设有衬套出风孔的出风孔衬套，出风孔衬套外壁上沿着衬套出风孔的孔口位置设有环形凹槽即衬套进风槽，组合出风孔、衬套进风槽和衬套出风孔形成炉口进风通道；

或组合式出火口采用筒形管口结构，筒形管口的底部为环状底，环状底的上环面为锥形环面，出火口衬套采用套壁上没有出风孔的出风环衬套，出风环衬套外壁上沿着组合出风孔的出口位置设有环形台阶槽即衬套导风槽，出风环衬套的底部与锥形环面的顶端之间设有间隙形成衬套出风口即衬套出风环，组合出风孔、衬套导风槽和衬套出风环形成炉口进风通道。

本发明点火进风设计为由上风带、炉膛底部风带和下风带，甚至还有料道进风带组成的一个组合式点火进风系统；燃烧进风由出火口风带及炉膛底部风带组成。

上风带能提供足够的燃气点火所需的氧气，对燃料表面点火，是点火必须的风带；

炉膛底部风带呈环形分布并向炉膛中心倾斜的燃烧出风管使燃料燃烧层中心位置得到足够氧气；设置下风带或在离进料推板中心较近位置开有若干个环形分布的进料推板出风孔，用来对燃烧层燃料中部鼓风，使燃烧层燃料中部得到足够氧气。

下风带能提供更多的点火氧气，缩短点火时间；

出火口风带在正常气化时，出火口处于缺氧状态，提供燃气燃烧所需氧气，能使燃气和氧气充分混合后燃烧；

采用出火口衬套，出火口衬套内壁为上小下大锥形管壁，使火焰温度得到提高，由于组合式炉口的口径可变，大口径时炉口单位容积所含废气量更低，能保证把燃气点着火（即燃气不纯也能使用），缩短了点火时间和提高炉具的节能率。小口径时炉口火焰温度得到提高。炉口进风通道的出风方向相对于炉口的轴心方向向上倾斜，对炉膛内燃气起到引射作用。

采用炉膛进料通道的形状为上大下小的喇叭状的设计，能减小进料过程中燃料与进料通道之间的摩擦力；炉具燃烧过程中，燃料自身温度升高，所排出水汽被进料管中低温燃料吸收而导致燃料膨胀，燃料与进料管之间的摩擦力增大，原有的采用直筒形设计，严重时会卡料。

采用头部炉膛进上小下大的锥形筒设计，能提高了燃料还原层工作温度，从而提高燃料气化效率。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图。

图2是本发明一种组合式炉口结构示意图。

图3是本发明另一种组合式炉口结构示意图。

图中：出火口风带1，点火器2，上风带3，燃气带4，燃气带出气孔5，头部炉膛6，炉膛7，炉膛底部风带8，下风带9，进料管10，下风带阀门11，风带阀门12，燃气阀门13，上点火风带阀门14，料位感应杆15，料位感应器16，密封弹簧17，密封片18，料位感应板19，出火口风带阀门20，出火口风带出风孔21-1，组合出风孔21-2，整体式出火口22-1，组合式出火口22-2，透气网孔23，上点火风带出风孔24，竖立式风管25，出料口26，料道进风带27，风带出风孔28，下风带出风孔29，进料推板30，进料推板出风孔31，进料推杆32，进料桶33，进料进风阀门34，出风孔衬套35-1，出风环衬套35-2，衬套出风孔36，衬套进风槽37-1，衬套导风槽37-2，衬套出风环38，圆环线刀口39，出火口套提耳40。

具体实施方式

本发明可以通过发明内容中的技术方案具体实施，通过下面的实施例可以对本发明作进一步的描述，然而，本发明的范围并不限于下述实施例。

实施例1：

在离进料推板30中心较近位置开有若干个环形分布的进料推板出风孔31，用来对燃烧层燃料中部鼓风，使燃烧层燃料中部得到足够氧气；进料推板30和进料推杆32连接，进料推杆32和进料桶33活动连接，进料推板30和进料桶33活动连接，进料进风阀门34和进料桶33连接，进料进风阀门34、进料桶33内壁和进料推板出风孔31组成料道进风带27。

进料桶33上部和进料管10下部连接；进料管10的形状为上大下小，有利于对燃料向炉膛推进，也可防止燃料因受热膨胀而卡料；进料管10穿过下风带9、炉膛底部风带8与炉膛7底部连接，进料管10的环形侧面上径向开有若干个呈环形分布的且在同一水平面分布的风带出风孔28和下风带出风孔29，风带出风孔28使燃烧层中心位置鼓风更均匀。下风带9、炉膛底部风带8分别与下风带阀门11、风带阀门12连接。竖立式风管25安装在炉膛底部风带8的上方环形面板上，呈若干个环形均匀分布，每个环形分布所在圆周与进料管10同心；接近进料管10的第一圈竖立式风管25向进料管10的中心方向倾斜，其目的在于增加炉膛中心部位的燃料燃烧所需的氧气。

下风带9和料道进风带27一般不同时设置，只有当进料足够多时才需要同时设置。或进料筒横截面积比较大时才需要同时设置。

炉膛7与头部炉膛6连接，头部炉膛6与出火口风带1外侧底部连接，头部炉膛6为上小下大的锥形筒，以保持还原层燃料在单位容积内所含的热量，使燃料还原层工作更稳定。出火口风带1内侧与整体式出火口22-1或与组合式出火口22-2连接，整体式出火口22-1或组合式出火口22-2环形侧面径向开有环形分布的且在同一水平面分布的出火口风带出风孔21-1或组合出风孔21-2，出火口风带出风孔21-1或衬套出风孔36或衬套出风环38出风方向相对于出火口轴线方向向上方倾斜，使出火口下方区域产生负压，炉膛内气体被往出火口上方引射。通过衬套进风槽37-1或衬套导风槽37-2对出风孔衬套35-1或出风环衬套35-2鼓风。组合式出火口22-2中圆环线刀口39起到密封空气的作用，出火口套提耳40用来提取出风孔衬套35-1或出风环衬套35-2。整体式出火口22-1或出风孔衬套35-1或出风环衬套35-2的内壁上小下大，使出火口喷出的火焰更加集中、火焰温度更高，火焰也不会向出火口外圆方向飘逸。

出火口风带阀门20与出火口风带1外侧连接，上风带3、燃气带4的内侧分别与头部炉膛6外侧连接，头部炉膛6外侧对应于上风带3、燃气带4的内侧位置分别径向开有环形分布的且在同一水平面分布的燃气带出气孔5和上点火风带出风孔24。上风带3、燃气带4分别与上点火风带阀门14、燃气阀门13连接；点火器2从出火口风带1下方与上风带3上方之间穿入头部炉膛6内，并与头部炉膛6连接。

料位感应杆15从出火口风带1下方与上风带3上方之间穿入头部炉膛6内，并与料位感应板19连接，料位感应杆15与头部炉膛6活动连接，料位感应杆15可上下摆动，料位感应器16与头部炉膛6外侧连接并接近于料位感应杆15上方，密封片18、密封弹簧17分别与料位感应杆15同心连接，以保证炉膛内气体不往外泄漏。料位感应板19位于设定高度的燃料顶部表面位置，并与炉膛横截面同心，料位感应板19、料位感应杆15和料位感应器16组成料位自动（检测）控制装置；料位感应板19开有均匀分布的透气网孔23，有利于燃料所产生的可燃性气体向出火口运动；由于料位感应板19的重力作用加大了炉膛7内燃料堆积密度，减少了燃料颗粒之间的间隙，从而减少灰分排放。

生物质气化炉设有点火进风装置和燃烧进风装置；由上风带、炉膛底部风带和下风带，甚至还有料道进风带组成的一个组合式点火进风系统；燃烧进风由出火口风带及炉膛底部风带组成。

点火进风装置：

上点火风带进风通道：点火器2下方的头部炉膛外壁上设有上风带3和燃气带4，上点火风带环形罩与连接部位的头部炉膛外壁连接形成上风带3，上风带3与上点火风带阀门14连接；燃气带环形罩与连接部位的头部炉膛外壁连接形成燃气带4，燃气带4与燃气阀门13连接，与上点火风带环形罩和燃气带环形罩连接部位的头部炉膛外壁分别设有上点火风带出风孔24和燃气带出气孔5。

炉膛底部风带8，炉膛底部风带8设置在炉膛底部，呈环状分布环绕在炉膛进料管周围，竖立式风管25安装在炉膛底部风带8的上方环形面板上呈若干个环形均匀分布，每个环形分布所在圆周与炉膛进料管同心。接近炉膛进料管的第一圈竖立式风管25向炉膛进料管的中心方向倾斜；与炉膛底部风带8连接的炉膛进料管管壁上设有若干个风带出风孔28；

在炉膛底部下方进料管10的周围设有下风带9，下风带9通过进料管10上设有的下风带出风孔29与进料管10连通，下风带9一侧与下风带阀门11连接；在深入炉膛内的这一部分进料管10管壁上设有风带出风孔28；

在进料桶33最下方（它必须始终保持在进料推板30的下方，以保证进料推板出风孔31起作用）的周围设有料道进风带27，进料桶33连接设有进料进风阀门34，进料推杆32与进料桶33底部滑动连接，滑动连接部位设有密封环，进料推板30上设有进料推板出风孔31。

进料进风阀门34和进料桶33内壁和进料推板出风孔31组成料道进风带27。

燃烧进风装置：

炉口进风通道设有整体式进风装置或组合式进风装置：

所述整体式进风装置由整体式出火口22-1侧壁上设有若干个出火口风带出风孔21-1，出火口风带出风孔21-1的出风方向相对于锥形管口轴心方向向上倾斜，整体式出火口22-1侧壁的外围设有出火口风带1；出火口风带罩与头部炉膛的上端盖连接形成出火口风带1，出火口风带罩与出火口风带阀门20连接；由于整体式出火口的出火口不可变化，因此点火时间长且难度大。

所述组合式进风装置由组合式出火口22-2侧壁上设有若干个组合出风孔21-2，组合式出火口22-2内设有出火口衬套，出火口衬套内壁为上小下大锥形管壁，出火口衬套的套壁上设有衬套出风孔或出火口衬套与出火口22-2的内壁形成衬套出风口，衬套出风孔或衬套出风口的出风方向相对于锥形管壁的轴心方向向上倾斜，组合出风孔21-2与衬套出风孔或衬套出风口连通，组合式出火口22-2侧壁的外围设有出火口风带1；出火口风带罩与头部炉膛的上端盖连接形成出火口风带1，出火口风带罩与出火口风带阀门20连接；

料位感应板19上开有均匀分布的透气网孔23；

炉具起始工作状态时，关闭所有阀门，若使用组合式出火口22-2，则除去出风孔衬套35-1或出风环衬套35-2，出风孔衬套35-1、出风环衬套35-2上有半月形出火口套提耳40，通过圆形销钉活动连接。原因是燃料未进入正常气化状态时，火苗含有大量废气，加氧燃烧时会降低火焰温度甚至使火焰熄灭，所以要放大出火口尺寸，使单位体积内火焰所含废气量降低，保证火焰能正常使用，缩短炉具从点火到进入正常使用的时间。待燃料气化正常后，加入出火口套，使火焰更加集中、温度更高。

进料机构开始工作，进料机构带动进料推杆32、进料推板30向上运动，进料桶33内燃料进入进料管10内，进料管10内燃料从出料口26进入炉膛7，直至料位上升至头部炉膛6内的料位感应板19下方平面位置，由于进料推力作用，燃料将料位感应板19被向上顶起，料位感应板19带动料位感应杆15摆动。当料位感应杆15末端与料位感应器16之间的距离达到设定控制距离时，料位感应器16控制进料装置停止进料。此时，打开进料进风阀门34、下风带阀门11、风带阀门12、燃气阀门13、上点火风带阀门14、出火口风带阀门20，鼓风机的风通过出火口风带出风孔21-1或组合出风孔21-2、上点火风带出风孔24、燃头部炉膛6烧风管25、风带出风孔28、下风带出风孔29、进料推板出风孔31对炉膛7和内鼓风；点火所需燃气通过燃气带出气孔5进入头部炉膛6内。接着，启动点火器2，燃气和空气在头部炉膛6内混合后被点着火，关闭点火器2。

随后燃料也逐渐被点着火。在上点火风带出风孔24、竖立式风管25、风带出风孔28、下风带出风孔29、进料推板出风孔31的鼓风作用下，燃料自上而下燃烧。待炉膛内上部表层燃料被充分点着火时，通过定时器关闭燃气阀门13。当燃烧层到达出料口26位置时，炉具进入正常气化工作状态，此时通过定时器关闭下风带阀门11、上点火风带阀门14和进料进风阀门34，装上出风孔衬套35-1或出风环衬套35-2。由于接近进料管10的第一圈竖立式风管25向进料管10的中心方向倾斜，燃料燃烧层中心部分得到足够氧气参与燃烧，保持燃烧层厚度和温度的稳定。调节出火口风带阀门20，可调节火焰喷射速度、火焰高度和火焰温度。燃料消耗一定量时，料位降低，料位感应板19下沉，从而带动料位感应杆15启动料位感应器16，控制进料机构向炉膛进料，如此往复，达到自动进料和炉具正常连续工作的目的。