生物质底燃锅炉及其无焰燃烧方法技术

本发明专利技术公开了一种生物质底燃锅炉及其无焰燃烧方法，生物质底燃锅炉具有立式筒状的炉体，在炉体顶部有进料口，炉体上部为储料仓，下部为燃烧室，燃烧室周围有换热水管，燃烧室侧面有烟道。储料仓与燃烧室之间没有分隔，连通为一体；进料口有密封的上盖，在炉体上面和四周均有密封保温层，进风管设在燃烧室底部的炉箅子下面，炉膛排烟口在燃烧室下部。由进料口填装燃料至燃烧室底面的炉箅子，装满后将炉盖封闭好，在炉箅子下面点火，燃烧层在燃料的底面，炉体大部封闭，只有底部供风，排烟口位于燃烧室下部，使燃料始终处于无焰燃烧状态。本发明专利技术燃烧层均匀，热效率高，节省燃料，大大降低了燃料的添加次数。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种固体燃料常压锅炉，特别是适合于广大北方农村冬季取暖的以生物质为主要原料的热水锅炉及其燃烧方法。
技术介绍
目前，工业生产和社会供暖所使用的固体燃料层燃常压热水锅炉，按照其不同的燃烧方式可分为固定炉排和机械化移动炉排两种。固定炉排指的是将固体燃料置于固定不动的炉排上的燃烧方式。这是一种最古老、结构简单的层燃燃烧方式。采用固定炉排的层燃燃烧方法最大的问题在于燃料的添加及灰渣的清除。由于每次添加的燃料量有限，导致添加十分频繁，每次添加的冷燃料直接覆盖在燃烧层上面，预热不充分，造成燃烧效率的降低。而对灰渣而言，一方面如果不及时清除，灰渣覆盖在燃料上，会导致燃烧难以持续；而另一方面，频繁的除渣不可避免的会破坏燃烧层，导致大量的热损失。为解决添料和除渣的问题，在固定炉排的基础上开发了机械化移动炉排，主要为链条炉排，其工作方式可概括为:燃料落到炉排上，随炉排的移动进入燃烧室燃烧，形成的灰渣又随着炉排的移动带出燃烧室。尽管链条炉在一定程度上解决了添料和除渣的问题，但仍存在一些难以克服的问题，可归为以下几个方面:(1)由于燃料在行进中燃烧，而在行进过程中，燃料的状态一直发生变化，由初始状态到逐渐预热，到部分分解，到部分燃烧直至完全燃烧。其燃烧过程的复杂性和不均匀性都会导致燃料难以燃烧彻底，造成热量的损失。(2)换热水管是利用热辐射的方式接收热量。由于燃料是在行进中燃烧，不同的燃烧阶段释放出的热量各不相同。复杂的辐射方式导致换热水管难以将各不同阶段所释放出的热量全部最大化的吸收，热量的进一步损失造成锅炉的热效率进一步降低。(3)除了热效率较低的问题外，链条炉对燃料还很挑剔。链条炉不仅对燃料的品质有严格的要求，对燃料的尺寸同样有严格的要求。燃料的热值偏高，会造成燃料的浪费，燃料的热值偏低，会造成锅炉不能持续燃烧。燃料的尺寸有着类似的影响。(4)同固定炉排有着同样的问题，一次性添加的燃料有限，需频繁添加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种生物质底燃锅炉，它具有高效的导热方式，并且能够一次性添充足够长时间的燃料，充分燃烧。本专利技术采用的技术方案是:生物质底燃锅炉具有立式筒状的炉体，在炉体顶部有进料口，炉体上部为储料仓，下部为燃烧室，燃烧室周围有换热水管，燃烧室侧面有烟道，本专利技术的储料仓与燃烧室之间没有分隔，连通为一体；进料口有密封的上盖，在炉体上面和四周均有密封保温层，进风管设在燃烧室内底部的炉箅子下面。本专利技术采用无焰燃烧方法，由生物质底燃锅炉的进料口填装燃料至燃烧室底面的炉箅子，装满后将炉盖封闭好，在炉箅子下面点火，燃烧层在燃料的底面，炉体大部封闭，只有底部供风，排烟口位于燃烧室下部，使燃料始终处于无焰燃烧状态，燃烧层在无焰燃烧时释放大量的水蒸汽和二氧化碳等烟气，弥漫在燃烧层上部燃烧室和储料仓内，更进一步促使燃烧室实现无焰燃烧。调整进风以控制燃烧层的厚度；调整排烟控制阀控制燃烧速度。本专利技术的燃烧方式完全不同于传统的固定炉排或机械化移动炉排的燃烧方式。炉体是直通的，燃料由进料口填充至炉箅子，由上至下可分为储料层、烘干预热层、燃烧层、余烬层及底部灰层。随着余烬层下落成为灰层，上部储料层燃料自动下落添补烘干预热层和燃烧层空间，燃料始终由冷至热、燃烧成灰循环，余烬层仍对换热水管产生热辐射，所有热量没任何浪费。由于底面单向进风和进风量的控制，燃烧层处于厌氧燃烧状态，是一种无焰燃烧。本专利技术具有稳定的燃烧层，燃烧室四周的换热水管始终处于稳定的燃烧层之中。另外在降低选择燃料标准的同时，降低了单位时间内燃料的添加次数。从理论上说，只要锅炉结构制作方面允许，就可以无限制地增加一次性添料的总量，从而无限制地延长燃烧时间。本专利技术与现有技术相比，具有以下优点: (I)新型层燃燃烧方法:传统的层燃燃烧方法均为将固体燃料置于炉排上，燃烧过程为自上而下燃烧，换热水管置于燃烧层上方，与燃料有一定的间距。本专利技术实现了一种新型的层燃燃烧方法。即将一定厚度的固体燃料，置于只有底端开口而其余面封闭的容器中，因燃烧必备条件氧气作用，使燃料只能在露出容器底端与氧气相接触时才能燃烧。燃烧层始终处于燃料底部，实现了燃料底部层燃的一种新型燃烧方法。燃烧过程是自下而上燃烧。且由于炉体上部完全封闭，底部受供氧量的限制，燃料始终处于无焰燃烧状态。(2)稳定均匀的燃烧层，热效率高:在使用链条炉排层燃燃烧方式时，由于燃料在不停的移动，不同阶段的燃料温度及状态有着较大的差异，使得燃料难以充分燃烧。与之相比，本专利技术的底燃燃烧方式燃烧层固定不动，稳定而均匀，使燃烧更加充分。换热水管处于恒定的热传导和热辐射源中，使热交换的效率大大提高。(3)有效地控制了燃烧状态。锅炉内燃料燃烧时释放热量的多少是由燃烧室底端燃料燃烧层的厚薄，即置于燃烧层内的燃料数量所决定。本专利技术可以根据换热水管所需要的换热热量，来调控燃烧室底端燃料燃烧层的厚薄。即根据单位时间内换热水管所需一定量的换热量，来调控进风量，通过控制氧气量和燃料的氧化反应来调控燃烧层的厚薄，实现换热水管所需要的换热量。同时也可以根据换热水管的换热要求，来调控燃料燃烧层燃烧的速度。控制燃料燃烧时的氧化，使单位体积的燃料能够最大限度的延长燃烧时间，从而保证了炉内燃料得以充分燃烧，实现等量燃料的燃烧热值最大限度的有效利用，避免了热损失，极大的节省了燃料。(4)提高一次性添加燃料的总量:当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生物质底燃锅炉，具有立式筒状的炉体，在炉体顶部有进料口，炉体上部为储料仓（2），下部为燃烧室（3），燃烧室（3）周围有换热水管（4），燃烧室（3）侧面有烟道（13），其特征是：储料仓（2）与燃烧室（3）之间没有分隔，连通为一体；进料口有密封的上盖（1），在炉体上面和四周均有密封保温层（17），进风管（7）设在燃烧室底部的炉箅子（6）下面。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：于耀中，于尧，李玉国，李玉梅，
申请(专利权)人：于耀中，
类型：发明
国别省市：辽宁;21