以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備。包括采暖爐和自動送料裝置，兩者呈“H”型結(jié)構(gòu)布置，通過料道連接。采暖爐上爐體結(jié)構(gòu)包括：料道、煙道、煙窗、水套、水冷爐排、對流管束、平衡管、水冷隔板、防輻射擋板、余熱回收水套；下爐體結(jié)構(gòu)包括：搖動爐排、燃燒道、二次風(fēng)室、保溫層、灰斗；燃燒室分為主燃燒室和二級燃燒室；自動送料裝置包括：調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、撥料扇葉、托盤、滾輪、限位開關(guān)、控制電路盒、電機(jī)箱、燃料箱。自動送料裝置可維持12小時連續(xù)自動輸送秸稈壓塊燃料，壓塊燃料由料道滑入采暖爐，采暖爐組織其高效、穩(wěn)定燃燒。本實(shí)用新型燃燒效率高、污染物排放低、操作簡單、成本低廉，具有廣泛應(yīng)用。
【專利說明】以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種生物質(zhì)燃料高效清潔燃燒采暖爐及其附屬自動送料裝置，特別是一種以秸桿壓塊為燃料的、具有十二小時連續(xù)自動送料功能的戶用直燃采暖裝備。

【背景技術(shù)】
[0002]霧霾已經(jīng)成為影響國人生活質(zhì)量的主要因素之一，盡管霧霾所含顆粒物的主要組成成分是機(jī)動車尾氣排放、燃煤排放、揚(yáng)塵和工業(yè)排放的PM2.5，但據(jù)國家環(huán)境保護(hù)城市顆粒物污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的信息稱，“秸桿焚燒產(chǎn)生的PM2.5約占PM2.5總量的5%，但秸桿集中焚燒期間所產(chǎn)生的PM2.5可能占當(dāng)天空氣中PM2.5總量的30%甚至40%?！币虼耍骷壍胤秸贫藝?yán)格的秸桿禁燒政策，并多途徑探求農(nóng)作物秸桿的能源化利用技術(shù)。
[0003]我國每年農(nóng)作物秸桿生產(chǎn)總量已達(dá)7億噸左右，其中的1/2-2/3可能源化利用；但是，農(nóng)作物秸桿分散式分布的特點(diǎn)決定了 “規(guī)?；⒋笮突钡睦猛緩揭焕缃諚U直燃電廠或秸桿集中氣化站等一勢必將因收集、運(yùn)輸、儲存成本過高等原因而造成運(yùn)行成本提高，而現(xiàn)狀確實(shí)如此，多數(shù)秸桿直燃電廠都處于虧損狀態(tài)?；谖覈r(nóng)村用能現(xiàn)狀、農(nóng)田分布及煤炭資源分布等情況，將秸桿作為地方燃料供應(yīng)農(nóng)村市場，就地生產(chǎn)、就地加工、就地消化，將是秸桿能源化利用的最佳途徑；因此，研發(fā)適用于農(nóng)村用戶的、燃用秸桿或秸桿成型燃料的高效、清潔燃燒設(shè)備具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，上述設(shè)備一方面可為農(nóng)戶提供廉價清潔的生活用能，同時又可以為國家節(jié)約高品位的煤炭資源。
[0004]目前，市場上針對農(nóng)村用戶的小型秸桿燃料或秸桿壓塊燃料氣化爐普遍存在焦油及其它有害氣體排放量大、污水排放量高等缺點(diǎn)，始終未能得到用戶的認(rèn)可；而燃用秸桿顆粒燃料的直燃采暖爐則因燃料成本過高(市場售價1100-1200元/噸)、受熱面結(jié)渣嚴(yán)重、設(shè)備造價高售價高等原因，也未能得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。市場上已有多種類型燃用秸桿壓塊燃料的民用采暖爐，因其使用燃料售價僅有450-500元/噸，故具有較大的市場潛力；但值得注意的是，上述采暖爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計方面套用了燃煤爐的設(shè)計理念，而未充分考慮秸桿燃料揮發(fā)分含量高、焦炭含量低的燃料特性以及秸桿燃料燃燒周期短、低溫缺氧時易于產(chǎn)生焦油的燃燒特性，因此，上述采暖設(shè)備均存在人工加料頻繁(20分鐘左右)、夜間封火時焦油和污水造成室內(nèi)環(huán)境污染等嚴(yán)重缺陷。故此，開發(fā)研制一種與低成本秸桿壓塊燃料燃燒特性相匹配的、高效清潔燃燒的民用采暖裝備，將有助于拓寬秸桿能源化利用的途徑。
[0005]中國專利CN 200810151492.9公開了一種自動送料并以秸桿壓塊為燃料的民用采暖爐，它是秸桿壓塊燃料自動送料裝置和具備采暖、坎事功能爐具。自動送料裝置的使用一方面提高了爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性，另一方面取消了夜間封火環(huán)節(jié)，從而提高了燃燒效率，并降低了污染物及焦油的生成；但是，自動送料裝置傾斜布置，料倉內(nèi)的秸桿壓塊燃料與料倉壁面的摩擦阻力較大，勢必造成低速電機(jī)的耗電量提高。另外，燃燒室與料倉之間通過料道連接，爐內(nèi)火焰對料倉內(nèi)秸桿壓塊燃料的熱輻射作用比較強(qiáng)烈，將促使燃料發(fā)生熱分解，極端情況下，會出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象?；谝陨侠碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)診斷，本實(shí)用新型是在原有專利技術(shù)基礎(chǔ)上，對自動送料裝置的結(jié)構(gòu)和控制方案、爐子的燃燒室結(jié)構(gòu)、以及兩者的對接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本實(shí)用新型的目的是提供一種以秸桿壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備，它是以秸桿壓塊為燃料的、具有十二小時連續(xù)自動送料功能的戶用直燃采暖裝備。該裝備由采暖爐和自動送料裝置兩部分組成。其中，自動送料裝置可維持12小時連續(xù)自動輸送秸桿壓塊燃料，使?fàn)t內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性大大提高，該裝置通過控制電路的合理設(shè)計，可實(shí)現(xiàn)日間模式供暖和夜間模式供暖的切換，以滿足用戶根據(jù)房間舒適度調(diào)整燃料輸送量和室內(nèi)溫度；采暖爐具有雙燃燒室結(jié)構(gòu)特征，可實(shí)現(xiàn)焦炭和揮發(fā)份的分區(qū)燃燒；在主燃燒室內(nèi)，通過水冷爐排和搖動爐排的組合設(shè)計，來組織焦炭在900-950°C溫度區(qū)間內(nèi)的低溫燃燒過程，可確保秸桿燃料的灰分不發(fā)生熔融，大大降低了爐排和受熱面結(jié)渣的可能性；揮發(fā)分在二級燃燒室內(nèi)完成氣相燃燒過程，通過合理設(shè)計受熱面來控制二級燃燒室溫度在70(TC左右，可確保揮發(fā)分的快速著火和充分燃盡。正常狀態(tài)下，該采暖裝備的熱效率大于75%，煙塵濃度低于40mg/m3，二氧化硫濃度低于10mg/m3，氮氧化物濃度低于150ppm，一氧化碳濃度低于0.15%，煙氣林格曼黑度低于I級，其各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于NB/T34006-2011行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，同時可實(shí)現(xiàn)無焦油排放、無污水排放。
[0007]本實(shí)用新型提供的自動送料功能的戶用直燃采暖裝備由采暖爐和自動送料裝置兩部分組成，所述的自動送料裝置位于采暖爐一側(cè)，兩者呈“H”型結(jié)構(gòu)布置，通過料道連接。自動送料裝置與采暖爐料道之間采用鑲嵌式連接方式，在自動送料裝置工作異常情況下，可將之與采暖爐分離，轉(zhuǎn)換為人工加料模式。
[0008]所述的采暖爐采用上下分體結(jié)構(gòu)，利用法蘭連接。上爐體結(jié)構(gòu)主要包括:料道、煙道、煙窗、水套、水冷爐排、對流管束、平衡管、水冷隔板、防輻射擋板、余熱回收水套；下爐體結(jié)構(gòu)包括:搖動爐排、燃燒道、二次風(fēng)室、保溫層、灰斗；燃燒室分為主燃燒室和二級燃燒室，水冷隔板位于兩者之間，平衡管焊接于水冷隔板上部；水冷爐排位于搖動爐排之上，燃燒道位于水冷爐排和搖動爐排之間；二次風(fēng)箱位于二級燃燒室底部，通過多個小孔向二級燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)；料道、煙道、煙窗被水套包裹，防輻射擋板焊接于料道尾部，煙窗、水冷爐排和對流管束與水套焊接，煙氣橫向沖刷對流管束與煙窗；水冷擋板頂部焊接有平衡管，平衡管連接主燃燒室上部空間與煙道；煙道位于二級燃燒室頂部末端，煙道外部設(shè)置有獨(dú)立的余熱回收水套；保溫層包裹于下爐體四壁，料斗位于下爐體底部。
[0009]本實(shí)用新型所適用的秸桿壓塊燃料指長方體狀或棒狀秸桿成型燃料，其尺度一般為30mmX 30mmX 70mm的不規(guī)則長方體狀或直徑為30mm、長度為70mm的棒狀，上述燃料在倒運(yùn)、儲存過程中可能進(jìn)一步破碎成不規(guī)則的、尺度更小的塊狀。
[0010]自動送料裝置主要包括:調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、撥料扇葉、托盤、滾輪、上限位開關(guān)、下限位開關(guān)、控制電路盒、電機(jī)箱、燃料箱；電機(jī)箱利用螺栓固定于燃料箱上部，調(diào)速電機(jī)、控制電路盒和聯(lián)軸器安裝于電機(jī)箱內(nèi)部，絲杠、托盤、撥料扇葉、限位開關(guān)布置于燃料箱內(nèi)；絲杠與調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器傳動連接，托盤通過與螺母焊接可滑動于絲杠之間，滾輪安裝于托盤四周，撥料扇葉通過上下兩個螺母緊固于絲杠上，調(diào)速電機(jī)與絲杠同步轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)撥料扇葉的轉(zhuǎn)動和托盤的上下移動；燃料箱內(nèi)部，在托盤的起始和終了位置有上、下限位開關(guān)，通過信號控制線與控制電路盒連接，以控制調(diào)速電機(jī)的啟動與停止；所述的燃料箱與電機(jī)箱為“呂”字型結(jié)構(gòu)布置，電機(jī)箱位于燃料箱的上部，進(jìn)料口和出料口分別位于燃料箱頂部左右兩側(cè)；地牛則焊接于燃料箱底部，方便進(jìn)料機(jī)與采暖爐的連接和移動。
[0011]該采暖爐體采用上下分體結(jié)構(gòu)，兩者采用法蘭連接，上爐體布置鍋爐受熱面，組織煙氣流動，下爐體組織燃料的燃燒與二次風(fēng)的供應(yīng)，方便爐體內(nèi)部的檢修與清理。
[0012]采暖爐為雙燃燒室結(jié)構(gòu)，主燃燒室與二級燃燒室呈“凹”字型結(jié)構(gòu)布置，秸桿壓塊燃料經(jīng)料道落入主燃燒室。主燃燒室、二級燃燒室外部均包裹有水套，主燃燒室和二級燃燒室之間為水冷隔板，水套與水冷隔板的內(nèi)部空間是連通的。主燃燒室負(fù)責(zé)秸桿壓塊燃料揮發(fā)分的析出與固定碳的燃燒，二級燃燒室負(fù)責(zé)揮發(fā)分的燃燒，達(dá)到提高燃燒效率、降低污染物排放的目的。
[0013]所述的主燃燒室料道入口布置有防輻射擋板，防輻射擋板可有效降低火焰對料箱內(nèi)燃料的熱輻射作用，可確保停留在料箱出料口附近的秸桿壓塊燃料不會因溫度過高而提前發(fā)生熱分解，可避免電機(jī)箱發(fā)生溫度過高的現(xiàn)象。
[0014]主燃燒室內(nèi)布置有料道、水冷爐排、搖動爐排和灰斗，水冷爐排位于搖動爐排上部，水冷爐排為多管結(jié)構(gòu)，管子傾斜15°布置，其兩端分別連通水套和水冷隔板；灰斗布置于搖動爐排下部；主燃燒室側(cè)壁面布置有上、下兩個窺火孔，兼具一次風(fēng)門和撥火孔功能；灰斗把手上部開有可調(diào)式一次風(fēng)門。主燃燒室與二級燃燒室之間通過燃燒道連接，燃燒道入口位于水冷爐排和搖動爐排之間。二級燃燒室內(nèi)布置有二次風(fēng)箱和對流管束，其中二次風(fēng)箱位于二級燃燒室底部，通過多個小孔向二級燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)，由多層水管組成的對流管束位于二級燃燒室上部，傾斜20°角布置，其兩端分別連通水冷隔板和水套。
[0015]除燃燒道之外，主燃燒室和二級燃燒室頂部設(shè)置有三個直徑較小的平衡管，用于將流向主燃燒室上部空間的燃燒產(chǎn)物導(dǎo)引進(jìn)入二級燃燒室末端的煙道，以避免燃燒產(chǎn)物進(jìn)入料道和料箱。煙道位于二級燃燒室頂部末端，其中設(shè)置蝶形擋板，用于調(diào)節(jié)煙道流通截面積和煙氣流速；煙道外部設(shè)置有獨(dú)立的余熱回收水套，可用于提供生活用熱水。
[0016]進(jìn)水管位于采暖爐水套側(cè)壁的底部，出水管位于采暖爐頂部，而安全閥則安裝于水套側(cè)壁面上。
[0017]所述的燃燒道的橫截面為長方形，長寬比為2:1。
[0018]所述的保溫層位于下爐體四壁，二次風(fēng)箱布置于保溫層內(nèi)部，保證了二級燃燒室揮發(fā)分燃燒所需的溫度及氧氣量。
[0019]所述的平衡管位于水冷隔板頂部，用于將流向主燃燒室上部空間的燃燒產(chǎn)物導(dǎo)引進(jìn)入二級燃燒室末端的煙道，以避免燃燒產(chǎn)物進(jìn)入料道和料箱。
[0020]所述的余熱回收水套采用不銹鋼板焊接而成，煙道由其內(nèi)部穿過，實(shí)現(xiàn)與水箱內(nèi)部的對流換熱，該熱水可供日常生活使用。
[0021]所述的燃料箱與電機(jī)箱采用“呂”字型結(jié)構(gòu)布置，電機(jī)箱位于燃料箱的上部，采用整體垂直提升方式實(shí)現(xiàn)秸桿壓塊燃料的輸送過程。
[0022]電機(jī)箱和燃料箱均為長方體狀，托盤為正方形狀，撥料扇葉為“ Π ”形狀?？刂齐娐泛杏糜诳刂普{(diào)速電機(jī)在日間模式、夜間模式下的啟動時間和啟動時間間隔、以及控制送料過程終止警報。
[0023]托盤四周安裝滾輪以降低其與燃料箱內(nèi)壁面接觸點(diǎn)的摩擦阻力。撥料扇葉與超越離合器焊接，通過上下兩個可調(diào)螺母固定于絲杠末端，利用螺栓將限位開關(guān)固定在燃料箱底端和頂端，地牛焊接于燃料箱的底部。
[0024]其自動送料過程的工作原理和操作步驟為:對自動控制電路進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，根據(jù)所需燃料輸送量設(shè)定日間模式和夜間模式的啟動時間和啟動時間間隔。手動按下送料按鈕，進(jìn)入自動送料程序，調(diào)速電機(jī)啟動時，絲杠拖動托盤以及托盤上的秸桿壓塊燃料整體向上移動，撥料扇葉對秸桿壓塊進(jìn)行撥動，并將其推向出料口。當(dāng)托盤運(yùn)動到上限位開關(guān)位置時，整箱燃料輸送完畢，調(diào)速電機(jī)停止并觸發(fā)警報。手動調(diào)整控制電路至返回程序，調(diào)速電機(jī)反轉(zhuǎn)并拖動托盤下移，當(dāng)托盤運(yùn)動到下限位開關(guān)位置時，電機(jī)停止。人工打開進(jìn)料口蓋板，裝填秸桿壓塊燃料后，重新手動按下送料按鈕，開始下一輪送料過程。
[0025]所述的進(jìn)料量有日間模式和夜間模式，通過時間繼電器對電路參數(shù)進(jìn)行設(shè)置，控制電機(jī)的啟動時間和啟動時間間隔，根據(jù)不同時段不同熱需求控制燃料進(jìn)料量。
[0026]所述的電機(jī)制動方式為點(diǎn)動式，保證了自動進(jìn)料機(jī)持續(xù)、穩(wěn)定送料，實(shí)現(xiàn)燃燒室內(nèi)部明火燃燒，確保整個燃燒過程無焦油、無污水產(chǎn)生。
[0027]所述的限位開關(guān)與蜂鳴器通過電磁繼電器連接，當(dāng)托盤碰觸限位開關(guān)時，蜂鳴器報警提示，電動機(jī)停止轉(zhuǎn)動。
[0028]所述的撥料扇葉為“Cr形，撥料扇葉與超越離合器焊接，通過上下兩個可調(diào)螺母固定，所述的托盤為正方形，托盤底部焊接加強(qiáng)筋，防止托盤變形增大電機(jī)的行程阻力。
[0029]本實(shí)用新型所提供的以秸桿壓塊為燃料的、具有十二小時連續(xù)自動送料功能的戶用直燃采暖裝備具有以下顯著特點(diǎn):
[0030]1、戶用采暖的熱負(fù)荷較小，所需燃料量也較小，10m2建筑面積的民居，其采暖熱負(fù)荷在1kW左右，秸桿壓塊燃料需要量僅為2.5kg/h左右(60-80塊/h)，常規(guī)的螺旋送料裝置根本無法完成如此低流量的秸桿壓塊燃料輸送過程。本實(shí)用新型所涉及的自動送料裝置充分考慮了秸桿壓塊燃料的物理特性和堆積特性，采用整體垂直提升方式實(shí)現(xiàn)秸桿壓塊燃料的輸送過程，通過合理設(shè)置調(diào)速電機(jī)的啟動時間和啟動時間間隔來控制燃料輸送量，通過日間模式和夜間模式的切換來調(diào)整日間采暖和夜間采暖的燃料輸送量，通過在托板周邊加裝滾輪來降低托板與料箱壁面之間的摩擦阻力，利用韌性極強(qiáng)的彈簧片加工成“Cr形撥料扇葉實(shí)現(xiàn)壓塊燃料的水平輸送，通過送料程序和返回程序的切換可確保托板快速返回料箱下止點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:該自動送料裝置可實(shí)現(xiàn)12小時連續(xù)輸送秸桿壓塊燃料，每小時燃料輸送量的誤差在10%以下；該裝置可確保每分鐘均有塊狀燃料進(jìn)入燃燒室，大大提高了燃燒穩(wěn)定性，可使主燃燒室溫度穩(wěn)定在900-950°C區(qū)間內(nèi)，有效提高了燃料效率、降低了焦油及其他污染物的排放量，可改善室內(nèi)、室外的空氣質(zhì)量；該裝置功耗較小，配置90W調(diào)速電機(jī)即可滿足工作要求，調(diào)速電機(jī)采用點(diǎn)動工作方式，日耗電量不足I度；使用該裝置之后，采暖爐在夜間無需封火，這一方面提高了室內(nèi)舒適度，同時也可確保整個燃燒過程無焦油、無污水產(chǎn)生。此外，自動送料裝置可顯著降低使用者的勞動強(qiáng)度，并且其設(shè)備成本僅有1500元左右。
[0031]2、本實(shí)用新型所涉及采暖爐的燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計充分考慮了秸桿壓塊燃料的燃燒特性和灰熔融特性，通過在主燃燒室組織秸桿壓塊燃料焦炭的低溫燃燒過程、以及在主燃燒室和二級燃燒室內(nèi)組織焦炭和揮發(fā)分的分區(qū)燃燒過程的技術(shù)措施，一方面達(dá)到了防止燃料層板結(jié)和灰分熔融、減少受熱面結(jié)渣的目的，另一方面達(dá)到了促進(jìn)揮發(fā)分快速著火和燃盡、提高燃燒效率、降低燃燒污染物和粉塵排放的目的。在主燃燒室內(nèi)，布置有由上層水冷爐排和下層搖動爐排組成的雙層爐排。傾斜布置的水冷爐排一方面具有降低和控制主燃燒室溫度的作用，另一方面具有均布燃料、降低煙氣含塵量的作用。經(jīng)由料道進(jìn)入主燃燒室的秸桿壓塊燃料以拋物線路徑落在傾斜的水冷爐排上，粒度大的燃料將停留在水冷爐排上，并在下部火焰的炙烤作用下完成揮發(fā)分析出和焦炭著火過程，隨后將被落下的新燃料砸碎并跌落至下層搖動爐排上，隨后完成焦炭的燃燒過程；而粒度小的壓塊燃料則直接通過水冷爐排縫隙跌落至搖動爐排上，并完成揮發(fā)分析出及焦炭燃燒過程。布置于料道和搖動爐排之間的水冷爐排對燃料下落過程具有一定的阻隔作用，可有效避免秸桿壓塊燃料從高處直接跌落至焦炭燃燒層上，將有助于降低燃盡灰飛揚(yáng)以及煙氣含塵量。
[0032]搖動爐排的作用是確保焦炭的完全燃燒、以及燃盡灰的順利排出，利用爐排把手可實(shí)現(xiàn)對爐排片的角度調(diào)整，這一方面可以調(diào)節(jié)穿過焦炭燃燒層的一次風(fēng)量，另一方面可以實(shí)現(xiàn)對燃料層的松動，均有助于強(qiáng)化焦炭的燃燒與燃盡。
[0033]由于二級燃燒室的負(fù)壓高于主燃燒室的負(fù)壓，故主燃燒室內(nèi)水冷爐排上產(chǎn)生的揮發(fā)分將穿過水冷爐排向下流動并折流進(jìn)入燃燒道，而搖動爐排上產(chǎn)生的揮發(fā)分將向上流動并折流進(jìn)入燃燒道，燃料揮發(fā)分在主燃燒室內(nèi)著火，并在燃燒道和二級燃燒室內(nèi)完成燃燒過程。為確保揮發(fā)分的燃盡，二級燃燒室下部內(nèi)壁面不布置水套，而利用耐火泥敷設(shè)，以確保足夠高的燃燒時溫度，其底部的二次風(fēng)箱用于提供揮發(fā)分燃燒所需的助燃空氣；二級燃燒室上部的對流管束為多層錯列管束結(jié)構(gòu)，這一方面將有助于提高煙氣的對流換熱系數(shù)，同時可進(jìn)一步降低煙氣含塵量。
[0034]實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:所述結(jié)構(gòu)可控制二級燃燒室溫度在700°C左右，可確保揮發(fā)分的快速著火和充分燃盡。正常狀態(tài)下，該采暖裝備的熱效率大于75%，煙塵濃度低于40mg/m3，二氧化硫濃度低于10mg/m3，氮氧化物濃度低于150ppm，一氧化碳濃度低于0.15%，煙氣林格曼黑度低于I級，其各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于NB/T34006-2011行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，同時可實(shí)現(xiàn)無焦油排放、無污水排放。
[0035]3、本實(shí)用新型所涉及采暖爐的水套和水冷隔板中布置有折流板，所述折流板可確保水冷爐排和對流管束內(nèi)的工質(zhì)流速，將有助于穩(wěn)定主燃燒室溫度、提高換熱效率。
[0036]4、本實(shí)用新型所涉及采暖爐的主燃燒室料道入口布置有防輻射擋板，所述防輻射擋板可有效降低火焰對料箱內(nèi)燃料的熱輻射作用，可確保停留在料箱出口附近的秸桿壓塊燃料不會因溫度過高而提前發(fā)生熱分解，可避免電機(jī)箱發(fā)生溫度過高的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示:正常工作狀態(tài)下，所述結(jié)構(gòu)可保證料箱出口附近的壁面溫度和料箱出口的氣流溫度在40°C以下。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0037]圖1為以秸桿壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備效果圖。
[0038]圖2為以秸桿壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備結(jié)構(gòu)側(cè)剖圖。
[0039]圖3為戶用直燃采暖裝備俯視圖。
[0040]圖4為自動送料裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
[0041 ]圖5為采暖爐結(jié)構(gòu)示意圖。
[0042]圖6為采暖爐結(jié)構(gòu)A-A剖視圖。
[0043]圖7為采暖爐結(jié)構(gòu)B-B剖視圖。
[0044]圖8為采暖爐局部剖視圖。
[0045]圖9為自動送料裝置電路控制圖。

【具體實(shí)施方式】
[0046]參照附圖具體說明如下:
[0047]圖2至圖4中，1、電機(jī)箱；2、燃料箱；3、料道；4、采暖爐；5、調(diào)速電機(jī)；6、聯(lián)軸器；7、撥料扇葉；8、絲杠；9、托盤；10、限位開關(guān)；11、進(jìn)料口 ；12、出料口 ；13、地牛；14、控制電路盒；15、進(jìn)料口蓋板；16、滾輪；17、超越離合器；18、防輻射擋板；19、水冷爐排；20、搖動爐排；21、燃燒道；22、二次風(fēng)室；23、灰斗；24、對流管束；25、水套；26、煙窗；27、煙道；28、余熱回收水套；29、平衡管；30、冷水進(jìn)口 ；31、熱水出口 ；32、主燃燒室；33、二級燃燒室；34、保溫墻；35、水冷隔板；36、減壓閥；37、爐排把手。圖9中，38、電動機(jī)；39、電磁繼電器；
40、日間模式時間繼電器；41、夜間模式時間繼電器；42、日、夜間模式切換開關(guān)；43、變壓器；44、蜂鳴器。
[0048]采暖裝備由采暖爐與自動送料裝置兩部分組成，兩者均為長方體，自動送料裝置通過料道3與采暖爐4鑲嵌連接，呈“H”型結(jié)構(gòu)布置。
[0049]采暖爐爐體采用上下分體結(jié)構(gòu)，利用法蘭連接，整體呈長方體狀，其橫截面為正方形。鍋爐的主要受熱面水冷爐排19、水冷隔板35、對流管束24、煙窗26、水套25均布置于上爐體；搖動爐排20、二次風(fēng)室22、灰斗23布置于下爐體，組織壓塊燃料的高效燃燒。爐膛整體由主燃燒室32和二級燃燒室33組成，兩者由水冷隔板分離，兩燃燒室均被水套包裹，水冷隔板焊接于水套上，與水套聯(lián)通。水冷爐排傾斜15°角布置于主燃燒室之上，搖動爐排布置于主燃燒室底部，經(jīng)由料道進(jìn)入主燃燒室的秸桿壓塊燃料落在水冷爐排上，粒度大的燃料將停留于水冷爐排，并在下部火焰的炙烤作用下完成揮發(fā)分析出和焦炭著火過程，隨后將被落下的新燃料砸碎并跌落至下層搖動爐排，隨后完成焦炭的燃燒過程；而粒度小的壓塊燃料則直接通過水冷爐排縫隙跌落至搖動爐排，并完成揮發(fā)分析出及焦炭燃燒過程。二級燃燒室的負(fù)壓高于主燃燒室的負(fù)壓，故主燃燒室燃燒產(chǎn)生的揮發(fā)分及熱量經(jīng)由料道進(jìn)入二級燃燒室，并由布置于二級燃燒室底部的二次風(fēng)室22供給揮發(fā)分燃燒所需的氧氣，且二級燃燒室入口四壁為保溫墻34，保證了揮發(fā)分燃燒所需熱量，進(jìn)一步提高揮發(fā)分燃燒效率。煙氣在二級燃燒室內(nèi)橫向沖刷焊接于水套上的對流管束與煙窗，提高了煙氣與受熱面的換熱系數(shù)。少部分煙氣溢到主燃燒室上部空間，位于此處的平衡管29將這部分煙氣抽向煙道27 ;同時，焊接于料道上的防輻射擋板18避免了燃燒產(chǎn)物進(jìn)入料道和燃料箱2，減小了潛在危險性。
[0050]煙道外部設(shè)有獨(dú)立的余熱回收水套28，該水套由不銹鋼板焊接而成，煙氣與水套內(nèi)部的水對流換熱，提供生活用熱水。
[0051]進(jìn)水管30位于采暖爐水套側(cè)壁的底部，出水管31位于采暖爐頂部，而安全閥36則安裝于水套側(cè)壁面上。
[0052]自動送料裝置也為長方體狀，由電機(jī)箱和燃料箱兩部分組成，電機(jī)箱位于燃料箱的上部，兩者呈“呂”字型結(jié)構(gòu)布置。電機(jī)38安裝于電機(jī)箱內(nèi)部，絲杠8垂直放置于燃料箱內(nèi)部，電機(jī)與絲杠通過聯(lián)軸器6傳動連接。托盤9通過螺母與絲杠連接，托板四邊安裝滾輪16以降低其與燃料箱內(nèi)壁面接觸點(diǎn)的摩擦阻力，為了保證托盤移動時均勻受力，電機(jī)、絲杠與托盤螺母均位于同一重心點(diǎn)上。撥料扇葉7與絲杠之間利用超越離合聯(lián)接，并通過上下兩個可調(diào)螺母固定于絲杠上，撥料扇葉利用韌性極強(qiáng)的彈簧片加工成“Cr形。當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)動時，絲杠帶動托盤向上推送燃料，此時，位于出料口處的撥料扇葉將秸桿壓塊燃料送入料道，并滾落至爐體內(nèi)部。進(jìn)料口與料道采用鑲嵌式連接。
[0053]在托盤的起始與終止位置，裝有上、下兩個限位開關(guān)10，由此控制電機(jī)的啟停。電機(jī)的控制電路安裝于控制電路盒14內(nèi)部，控制電路盒利用鉚釘固定于電機(jī)箱外壁。上、下限位開關(guān)與控制電路盒內(nèi)的電磁繼電器39低壓控制端串聯(lián)，并利用變壓器43 (220V-24V)給予回路電流，電機(jī)的回路電流連接于電磁繼電器的高壓控制端，限位開關(guān)連通，電磁繼電器低壓端形成回路電流，高壓端也為閉合回路，電機(jī)連續(xù)轉(zhuǎn)動；當(dāng)托盤碰觸限位開關(guān)后，電磁繼電器低壓端斷路，導(dǎo)致高壓端連接分離，電機(jī)停止轉(zhuǎn)動。此時，連接于電磁繼電器高壓端的蜂鳴器44閉合，開始報警提示。
[0054]在電機(jī)與電磁繼電器高壓控制端電路中，兩個時間繼電器串聯(lián)于該回路中，通過對時間繼電器進(jìn)行參數(shù)設(shè)置，滿足不同時間段不同燃料量需求的目的，實(shí)現(xiàn)日間模式與夜間模式的切換。
[0055]本實(shí)用新型所述的秸桿壓塊燃料指長方體狀或棒狀秸桿成型燃料，其尺度一般為30mmX 30mmX 7Omm的不規(guī)則長方體狀或直徑為30mm、長度為70mm的棒狀。由于壓塊燃料在存儲和運(yùn)輸過程中容易破碎，因此該采暖裝備也適用小于上述尺寸的秸桿壓塊燃料。
[0056]本實(shí)用新型提供的戶用直燃采暖裝備，進(jìn)料過程持續(xù)、穩(wěn)定；采暖爐采用雙燃燒室結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)秸桿壓塊燃料分區(qū)燃燒；合理的受熱面布置，爐內(nèi)換熱效率顯著提高；尾部煙道獨(dú)立的預(yù)熱回收水套設(shè)置，排煙熱損失進(jìn)一步降低。
[0057]實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，所設(shè)計的進(jìn)料裝置可以實(shí)現(xiàn)12小時連續(xù)、穩(wěn)定、均勻地輸送秸桿壓塊燃料；爐內(nèi)分區(qū)燃燒，實(shí)現(xiàn)壓塊燃料的充分燃燒，氧化硫濃度低于10mg/m3，氮氧化物濃度低于150ppm，一氧化碳濃度低于0.15%，煙氣林格曼黑度低于I級，其各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于NB/T34006-2011行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)；合理的受熱面布置，使該采暖裝備的熱效率大于75%。自然通風(fēng)狀態(tài)下，該采暖裝備無需使用引風(fēng)機(jī)或鼓風(fēng)機(jī)，爐內(nèi)燃燒高效、穩(wěn)定，同時可實(shí)現(xiàn)無焦油排放、無污水排放，應(yīng)用前景廣泛。
【權(quán)利要求】
1.一種以秸桿壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備，它由采暖爐和自動送料裝置兩部分組成，其特征在于采暖爐和自動送料裝置兩者呈“H”型結(jié)構(gòu)布置，通過料道連接； 采暖爐采用上下分體結(jié)構(gòu)，利用法蘭連接，上爐體結(jié)構(gòu)包括:料道、煙道、煙窗、水套、水冷爐排、對流管束、平衡管、水冷隔板、防輻射擋板、余熱回收水套；下爐體結(jié)構(gòu)包括:搖動爐排、燃燒道、二次風(fēng)室、保溫層、灰斗；燃燒室分為主燃燒室和二級燃燒室，水冷隔板位于兩者之間，平衡管焊接于水冷隔板上部；水冷爐排位于搖動爐排之上，燃燒道位于水冷爐排和搖動爐排之間；二次風(fēng)箱位于二級燃燒室底部，通過多個小孔向二級燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)；料道、煙道、煙窗被水套包裹，防輻射擋板焊接于料道尾部，煙窗、水冷爐排和對流管束與水套焊接，煙氣橫向沖刷對流管束與煙窗；水冷擋板頂部焊接有平衡管，平衡管連接主燃燒室上部空間與煙道；煙道位于二級燃燒室頂部末端，煙道外部設(shè)置有獨(dú)立的余熱回收水套；保溫層包裹于下爐體四壁，料斗位于下爐體底部； 自動送料裝置主要包括:調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、撥料扇葉、托盤、滾輪、上限位開關(guān)、下限位開關(guān)、控制電路盒、電機(jī)箱、燃料箱；電機(jī)箱位于燃料箱的上部，調(diào)速電機(jī)、控制電路盒和聯(lián)軸器安裝于電機(jī)箱內(nèi)部，絲杠、托盤、撥料扇葉、限位開關(guān)布置于燃料箱內(nèi)；絲杠與調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器傳動連接，托盤通過與螺母焊接可滑動于絲杠之間，滾輪安裝于托盤四周，撥料扇葉通過上下兩個螺母緊固于絲杠上；燃料箱內(nèi)部，在托盤的起始和終了位置有上、下限位開關(guān)，通過信號控制線與控制電路盒連接，以控制調(diào)速電機(jī)的啟動與停止；所述的燃料箱與電機(jī)箱采用“呂”字型結(jié)構(gòu)布置，電機(jī)箱位于燃料箱的上部，進(jìn)料口和出料口分別位于燃料箱頂部左右兩側(cè)；地牛則安裝于燃料箱底部。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的采暖爐爐體整體呈長方體狀，其橫截面為正方形，鍋爐的主要受熱面水冷爐排、水冷隔板、對流管束、煙窗、水套均布置于上爐體；搖動爐排、二次風(fēng)室、灰斗布置于下爐體。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的主燃燒室與二級燃燒室呈“凹”字型結(jié)構(gòu)布置，秸桿壓塊燃料經(jīng)料道落入主燃燒室；主燃燒室、二級燃燒室外部均包裹有水套，水套與水冷隔板的內(nèi)部空間是連通的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的主燃燒室料道入口布置有防輻射擋板。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于水冷爐排為上爐排，傾斜15°角布置；搖動爐排為下爐排，爐排把手實(shí)現(xiàn)對爐排片的角度調(diào)整。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的燃燒道的橫截面為長方形，長寬比為2:1。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的撥料扇葉為“Cr形，撥料扇葉與超越離合器焊接，通過上下兩個可調(diào)螺母固定于絲杠上。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的托盤為正方形，托盤底部焊接加強(qiáng)筋。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的戶用直燃采暖裝備，其特征在于所述的進(jìn)料口與所述的料道采用鑲嵌式連接。
【文檔編號】F24B13/04GK204201945SQ201420632362
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年10月29日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月29日
【發(fā)明者】劉聯(lián)勝, 張曉宇, 劉紀(jì) 申請人:河北工業(yè)大學(xué)