自动高效生物质颗粒燃料燃烧器制造技术

本发明专利技术公开了一种自动高效生物质颗粒燃料燃烧器，属于可再生能源技术领域。技术方案包括破渣清灰机构（２）和燃烧内筒（３），与电机（９）通过活动接口（１４）连接的破渣清灰机构（２）安装在燃烧内筒（３）中，且由燃料推进螺旋（１１）、燃烧搅动螺旋（１２）和灰渣排出螺旋（１３）三部分组成，在燃烧内筒（３）的圆筒在对应破渣清灰机构（２）的三个位置上开有不同的进风孔。本发明专利技术自动高效生物质颗粒燃烧器有效解决了颗粒燃料燃烧过程中的结渣现象，实现了颗粒的输送、搅拌、破渣和清灰等，提高了燃烧效率，适应于农作物秸秆、林业剩余物等不同类型的颗粒燃料，本发明专利技术为推动我国生物质固体成型燃料产业的发展提供了保障。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于可再生能源
，是一种自动高效生物质颗粒燃料燃烧器，具体是应用于以秸秆等为原料的生物质颗粒为燃料的锅炉上的一种燃烧设备，以实现自动上 料、自动燃烧、自动破渣、自动清灰。
技术介绍
生物质固体成型燃料是指农作物秸秆、林业剩余物在一定温度与压力作用下经 干燥和粉碎后挤压成具有一定形状的、密度较大的固体燃料。体积縮小6 8倍，密度为 1.0 1.4t/m 能源密度相当于中质烟煤，使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧效率好。既 可用于小型生物质炉具或小型锅炉作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可用于大型锅炉作 为城市区域供热和发电厂的燃料，近年来越来越受到人们的广泛关注。 生物质固体成型燃料包括块状燃料、颗粒燃料。颗粒燃料一般为圆柱形，直径一般 不大于25mm，长度不大于其直径的4倍。生物质颗粒燃料具有具体能源密度大、燃烧效率 高，尤其是通过采用燃烧器能够实现自动上料、自动点火、燃烧等，易实现自动控制。目前国 外已经研发了多种生物质颗粒燃烧器，主要有以下三种 1)上进料式目前，上进料式燃烧器在世界各国中使用最为广泛，绝大多数上进 料式颗粒燃烧设备壁上会设有落料通道，颗粒燃料由此落入燃烧室进行燃烧；一次空气和 自动点火所需的热空气由燃烧室底部进入，二次空气由燃烧室壁上的小孔进入。燃烧后清 灰装置主要是将炉排设计为手动或自动移动式，以便灰分随炉排移动掉落到集灰装置中。 2)底部进料式底部进料式燃烧器最初设计用于木片的燃烧设备，后来逐渐发展 用于颗粒燃料。颗粒燃料在进料装置的作用下，由燃烧器底下的管道中进入燃烧床进行燃 烧。 一次空气由进料装置或燃烧床上的小孔进入，二次空气由燃烧床上方的气孔进入。此 类燃烧器不需要单独的集灰装置，燃烧后的灰分被新进燃烧的颗粒挤落，逐步掉入下方的 集灰装置或灰分传送系统中。 3)水平进料式水平进料式燃烧器的原理与底部进料式基本相同，唯一的区别在 于燃烧床的形式不同及水平进料式常需要额外的集灰装置。 这些燃烧器是针对林业颗粒成型燃料设计的，林业颗粒燃料具有灰分少、结渣率 低、热值高等优点，在燃烧过程中不易结渣。因此这些燃烧器仅仅有清灰装置，而且大多是 手动，没有清渣(灰渣)装置。 目前我国的成型燃料主要是以农作物秸秆为主，农作物秸秆中含有无机元素含量 较高，如K， Na， Cl， S， Ca， Si， P，尤其是硅化物含量高，导致了生物质固体成型燃料在热化学 转化利用过程中出现结垢、结渣现象，不仅对燃烧设备的热性能造成影响，而且危及燃烧设 备安全。因此国外的燃烧器难以用于秸秆类生物质颗粒成型燃料。
技术实现思路
本专利技术的目的是在以生物质颗粒为燃料的燃烧器中，采用螺旋破渣清灰机构，并结合燃烧内筒的进风孔，解决燃烧器在燃烧过程中结渣问题，破渣清灰机构能够运送物料、 搅拌、破渣、清理灰渣、灰分等，能够提高燃烧效率，同时也能够适用于不同类型的生物质颗 粒燃料。这为推动我国生物质固体成型燃料产业的发展提供了保障。 为达到这一目的所采取的技术方案包括破渣清灰机构和燃烧内筒，其特征在于， 与电机通过活动接口活动连接的破渣清灰机构安装在燃烧内筒中，且由燃料推进螺旋、燃 烧搅动螺旋和灰渣排出螺旋组成；同时在燃烧内筒对应破渣清灰机构中燃料推进螺旋、燃 烧搅动螺旋和灰渣排出螺旋的位置上开有不同的进风孔。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣清灰机构需采用耐高温的材料加 工，熔点在120(TC以上，其中适用于玉米、小麦等秸秆类颗粒燃料的要高于120(TC，适于红 松、落叶松等林业生物质颗粒燃料的要高于135(TC。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣清灰机构从落料口到燃烧内筒方 向，依次是燃料推进螺旋、燃烧搅动螺旋和灰渣排出螺旋，因作用不同，各部分螺旋的螺距 和长度均不相同，破渣清灰机构可以直接铸造，也可以先分别加工这三部分，然后再通过焊 接组成。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，燃料推进螺旋的螺距为直径的1/3，螺 旋圈数为2圈，螺旋长度为直径的2/3，其作用是将从落料口进入的颗粒燃料推动到燃烧 室，解决从落料管落下的物料向前输送的问题。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，燃烧搅动螺旋的螺距为直径的1/2， 螺旋圈数为2圈，螺旋长度与直径相同，其作用是是在颗粒燃烧过程中搅动、破碎产生的灰 渣，并将燃烧后的灰渣向前推动。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，灰渣排出螺旋的螺距为直径的1/4，螺 旋圈数为3圈，螺旋长度为直径的3/4，其作用是燃烧后的灰渣和灰分排出燃烧室。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，燃烧搅动螺旋上装有破渣齿，每个螺 旋上装有4个破渣齿，破渣齿的侧面与燃烧搅动螺旋的截面的夹角按照生物质颗粒原料的 类型不同，分为90。 、60° 、45°三种类型。破渣齿不但能够破碎燃烧过程中燃烧室的结渣， 同时能够防止螺旋上结渣。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣齿焊接在燃烧搅动螺旋上，且有 锋利的锯齿，增加了破渣能力。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣清灰机构的截面是矩形，能够推 动燃料、灰渣向前运动。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，燃烧搅动螺旋的外径距离燃烧内筒内 壁为6mm ;灰渣排出螺旋的最外端伸出燃烧内筒最外端10mm，保证灰渣能够完全排出，防止 粘结在燃烧内筒最外端。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣清灰机构的转速通过电机控制， 电机的转速根据进料、燃烧要求通过自动控制装置控制，能够按照不同结渣特性的生物质 颗粒燃料，采用不同的转速。 上述的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，燃烧内筒的圆筒周围在燃料推进螺 旋、燃烧搅动螺旋和灰渣排出螺旋的位置处开有不同的进风孔，燃料推进螺旋的下方对应 燃烧内筒上开有3列进风孔，在燃烧过程提供一次进风；燃烧搅动螺旋的两端位置处对应的燃烧内筒上开有呈圆周分布的进风孔，对应的燃烧内筒下方开有4列孔，其作用一是燃 烧内筒安装在燃烧外筒中，在启动过程中风机能够通过进风孔向内筒提供热风，实现一次 进风和二次进风；二是在正常燃烧后，在产生灰分后，能够实现三次进风，在保证提高燃烧 效率的前提下，同时能够避免灰分堆积在燃烧内筒中，在破渣螺旋的作用下，将燃烧后灰分 推出；灰渣排出螺旋对应的燃烧内筒的下方开有2个长孔，有利于排出灰分。 本专利技术的自动高效生物质颗粒燃料燃烧器中，破渣清灰机构安装在燃烧内筒中， 解决了生物质颗粒燃料在燃烧过程中的燃料推进、搅拌、破渣以及灰渣排出等问题。而本发 明中的破渣清灰机构结构设计合理，燃料推进螺旋能够快速将燃料推进到燃烧室；在颗粒 燃料燃烧过程中，燃烧搅动螺旋结构新颖，装有破渣齿，能够搅动燃料，不仅提高燃烧效率， 而且防止燃烧过程中的结渣现象，同时能够防止在螺旋上结渣，螺距较大，能够保证燃料在 推进过程中完全燃烧；燃烧搅动螺旋上装有破渣齿，按照生物质颗粒燃料类型不同，破渣齿 的侧面与螺旋截面的角度，可以是90。 、60° 、45° ，这样能够解决我国生物质颗粒燃料多 样化的问题；灰渣排出螺旋螺距小，最外端伸出燃烧内筒最外端10mm，保证灰渣能够完全 排出，防止粘结在燃烧内筒最外端。考虑到目前颗粒燃料的最小直径为6mm，因此破渣清灰 机构的外径距离燃烧内筒内壁为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自动高效生物质颗粒燃料燃烧器，包括破渣清灰机构（２）和燃烧内筒（３），其特征在于，与电机（９）通过活动接口（１４）连接的破渣清灰机构（２）安装在燃烧内筒（３）中，且破渣清灰机构（２）由燃料推进螺旋（１１）、燃烧搅动螺旋（１２）和灰渣排出螺旋（１３）三部分组成，在燃烧内筒（３）的圆周在对应破渣清灰机构（２）中燃料推进螺旋（１１）、燃烧搅动螺旋（１２）和灰渣排出螺旋（１３）的位置上开有不同的进风孔。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：田宜水，赵立欣，孟海波，姚宗路，孙丽英，罗娟，
申请(专利权)人：农业部规划设计研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]