【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种生物质层积式燃烧的流体加热器及方法，属于流体加热器。
技术介绍
1、流体加热器具有升温快效率高等特点，在生产生活等多方面得到广泛应用，但是，使用生物质燃料的流体加热器在燃烧过程中如何处理结焦是本领域面临的技术难题。本申请人的中国专利cn202320815104.2，名称为“一种生物质燃料结焦不影响燃烧的结构”，解决了除焦难题，燃烧管内生物质燃料的燃烧层总在结焦层之上，结焦层是一层一层地向上堆积的，称为层积式燃烧。但在实际应用中还存在如下缺陷：①由于燃烧管通过法兰与内胆定位并固定，法兰与内胆之间灰尘量的变化以及热鼓胀引起的燃烧管长度的变化，均会使活动管底与燃烧管之间缝隙发生不可控变化，会严重影响进风孔的进风规律；②燃烧管的管底不设进风孔，这样存在着直径较大的燃烧管中心燃料燃烧不充分的问题；③由于没有设置作为尾风的三次进风，在燃烧管内未充分燃烧的烟气，出燃烧管后无法燃尽,降低了热效率。④夹层内自下而上空气压力逐渐减小，进风孔对火焰向上逐层加温的作用会较弱，燃烧管出口达不到焦油分解温度，降低了热效率。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种生物质层积式燃烧的流体加热器及方法，实现生物质燃料层积式燃烧不受结焦的影响，增加三次风助燃，提高热效率，解决
技术介绍
存在的上述技术问题。
2、本专利技术的技术方案是：
3、一种生物质层积式燃烧的流体加热器，流体加热器主体内设置换热套、内胆和燃烧管，燃烧管可从内胆中抽出和插入，燃烧管可上下移动，燃烧管的侧壁
4、进一步地，所述内胆的上方为烟气室，内胆的下方为沉降室；所述换热套包含设置在烟气室侧壁上的辐射换热套和设置在流体加热器主体与内胆之间的环状换热套，所述环状换热套内从上至下穿过多根对流换热管，对流换热管的顶端与烟气室连通，对流换热管的底端与沉降室连通。
5、进一步地，所述辐射换热套和环状换热套之间相互连通。
6、进一步地，所述内胆与燃烧管之间的空间为夹层，作为助燃风的通道；鼓风机通过总进风口将风鼓入燃烧管与内胆之间的夹层内。
7、进一步地，所述燃烧管顶端设有牵引件，牵引件用于燃烧管的抽出和插入；牵引件拉出燃烧管后方便更换和清理；工作时，将燃烧管插入内胆的上腔体中，燃烧管的全部重量由底托板承托，燃烧管下端面与底托板的上表面紧密贴合不进风，不影响燃烧管侧壁上进风孔的进风规律，燃烧管底端设有点火孔。
8、进一步地，所述内胆的上腔体下部设置点火棒管，点火棒管与点火孔相匹配。
9、进一步地，所述底托板上表面围绕落焦孔设有数个带有向内导角的定位板，燃烧管沿定位板插入到底托板上，并保证燃烧管与落焦孔同轴心。
10、一种上述流体加热器的生物质层积式燃烧方法，燃烧管插入内胆并由底托板承托；燃烧管内的结焦层一层一层地向上堆积，生物质燃料总在最上部的结焦层上表面燃烧；鼓风机通过总进风口将风鼓入燃烧管与内胆之间的夹层，风在夹层中流动分配，分为一次风、二次风、三次风和下腔体风；所述一次风是位于燃烧管燃烧层以下进风孔所进的风，用于生物质燃料固定物的燃烧；所述二次风是位于燃烧管燃烧层之上进风孔所进的风，用于生物质燃料挥发分的燃烧；所述三次风是经三次风通道向上喷出的风，用于气体可燃物的燃尽（尾风）；所述下腔体风是指经底部进风孔进入到内胆的下腔体后、再通过活动管底上炉篦进风孔进入燃烧管的风，该风用于补足不能达到燃烧管中心的一次风，保证燃烧管中心的生物质燃料燃烧，同时使内胆的下腔体保持正压；所述辐射换热套接受燃烧管火焰的辐射热，再传给辐射换热套内的流体；所述生物质燃料燃烧产生的烟气通过对流换热管从烟气室流向沉降室，对流换热管与烟气发生对流换热后，再将热量传给环状换热套内的流体。
11、进一步地，所述三次风受三次风通道缝隙大小的控制，下腔体风受到底部进风孔直径和数量的控制，通过控制三次风通道缝隙大小与底部进风孔直径及数量，保证总进风口进入的总进风绝大部分相对稳定地供给了燃烧管上的进风孔，并使夹层中各点的风压基本稳定一致；燃烧管上每层进风孔的进风量基本一致；火焰在燃烧管内通过二次风的层层助燃逐层加温，在顶端管口处达到最高温，烟气中的焦油得到热裂解，分解为可燃气体继续燃烧，提高了热效率。
12、由于焦油热裂解在燃烧管顶部管口进行，分解的可燃气体无法在燃烧管内燃尽，本专利技术通过燃烧管上端与内胆开口匹配，相互之间形成的缝隙作为三次风通道，增加了三次风，未燃烧尽的可燃气体继续燃烧至燃尽，提高热效率。
13、本专利技术燃烧管由已有技术的法兰固定改变为底托板承托，去掉燃烧管底部进风缝隙，通过底部进风孔固定了燃烧管底的进风量，实现了燃烧管侧壁上的进风孔按固定规律稳定进风；增加了活动管底上的炉篦进风孔，实现了燃烧管中心燃料的充分燃烧；增加了三次风通道，用三次燃烧保证了燃烧管出口可燃气体的最后燃尽；底托板将内胆一个腔体划分成两个腔体，由燃烧管的底端鼓风变成中部鼓风，保证燃烧管每个进风孔等量足额的进风，保证了燃烧管能够对火焰逐层加温，在管口处达到焦油分解温度。
14、进一步地，所述流体加热器，包含液体加热器和空气加热器。
15、本专利技术的有益效果是：实现生物质燃料层积式燃烧不受结焦的影响，增加三次风助燃，提高热效率。
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1.一种生物质层积式燃烧的流体加热器，流体加热器主体（1）内设置换热套、内胆（2）和燃烧管（3），燃烧管（3）可从内胆（2）中抽出和插入，燃烧管（3）可上下移动，燃烧管（3）的侧壁分层设置多个功能可变的进风孔（14），燃烧管（3）内生物质燃料燃烧产生热量与换热套内的流体热交换，实现流体加热；其特征在于：内胆（2）的内部设有底托板（16），底托板（16）将内胆（2）为分上腔体和下腔体，底托板（16）的中间设有落焦孔（19），落焦孔（19）的内径与燃烧管（3）的内径相匹配，燃烧管（3）放置在底托板（16）上，底托板（16）上的燃烧管（3）与落焦孔（19）同轴心，燃烧管（3）底端与底托板（16）上表面紧密贴合不漏风；所述底托板（16）下表面设有导轨（9），导轨（9）中插入抽拉板，抽拉板作为燃烧管（3）的活动管底（8），活动管底（8）拉出后燃烧管（3）失去管底，燃烧管（3）内的焦渣下落到内胆（2）的下腔体；活动管底（8）插入后将燃烧管（3）的管底密封；所述活动管底（8）与燃烧管（3）轴心对应的部位设有炉篦进风孔（20）；所述底托板（16）上设置通孔作为底部进风孔（18）；所述内胆（2）顶
2.根据权利要求1所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述内胆（2）的上方为烟气室（32），内胆（2）的下方为沉降室（28）；所述换热套包含设置在烟气室（32）侧壁上的辐射换热套（24）和设置在流体加热器主体（1）与内胆（2）之间的环状换热套（27），所述环状换热套（27）内从上至下穿过多根对流换热管（25），对流换热管（25）的顶端与烟气室（32）连通，对流换热管（25）的底端与沉降室（28）连通。
3.根据权利要求2所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述辐射换热套（24）和环状换热套（27）之间相互连通。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述内胆（2）与燃烧管（3）之间的空间为夹层（4），作为助燃风的通道；鼓风机（5）通过总进风口（39）将风鼓入燃烧管（3）与内胆（2）之间的夹层（4）内。
5.根据权利要求1或2所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述燃烧管（3）顶端设有牵引件（13），牵引件（13）用于燃烧管（3）的抽出和插入；工作时，将燃烧管（3）插入内胆（2）的上腔体中，燃烧管（3）的全部重量由底托板（16）承托；所述燃烧管（3）底端设有点火孔（15）。
6.根据权利要求5所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述内胆（2）的上腔体下部设置点火棒管（6）；点火棒管（6）与点火孔（15）相匹配。
7.根据权利要求1所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述底托板（16）上表面围绕落焦孔（19）设有数个带有向内导角的定位板（17），燃烧管（3）沿定位板（17）插入到底托板（16）上，并保证燃烧管（3）与落焦孔（19）同轴心。
8.一种生物质层积式燃烧方法，采用权利要求3所述生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：燃烧管（3）插入内胆（2）并由底托板（16）承托；燃烧管（3）内的结焦层一层一层地向上堆积，生物质燃料总在最上部的结焦层上表面燃烧；鼓风机（5）通过总进风口（39）将风鼓入燃烧管（3）与内胆（2）之间的夹层（4），风在夹层（4）中流动分配，分为一次风（41）、二次风（42）、三次风（43）和下腔体风（44）；所述一次风（41）是位于燃烧管（3）燃烧层以下进风孔（14）所进的风，用于生物质燃料固定物的燃烧；所述二次风（42）是位于燃烧管（3）燃烧层之上进风孔（14）所进的风，用于生物质燃料挥发分的燃烧；所述三次风（43）是经三次风通道（12）向上喷出的风，用于气体可燃物的燃尽；所述下腔体风（44）是指经底部进风孔（18）进入到内胆（2）的下腔体后、再通过活动管底（8）上炉篦进风孔（20）进入燃烧管（3）的风，该风用于补足不能达到燃烧管（3）中心的一次风（41），保证燃烧管（3）中心的生物质燃料燃烧，同时使内胆（2）的下腔体保持正压；所述辐射换热套（24）接受燃烧管（3）火焰的辐射热，再传给辐射换热套（24）内的流体；所述生物质燃料燃烧产生的烟气通过对流换热管（25）从烟气室（32）流向沉降室（28），对流换热管（25）与烟气发生对流换热后，再将热量传给环状换热套（27）内的流体。
...【技术特征摘要】
1.一种生物质层积式燃烧的流体加热器，流体加热器主体（1）内设置换热套、内胆（2）和燃烧管（3），燃烧管（3）可从内胆（2）中抽出和插入，燃烧管（3）可上下移动，燃烧管（3）的侧壁分层设置多个功能可变的进风孔（14），燃烧管（3）内生物质燃料燃烧产生热量与换热套内的流体热交换，实现流体加热；其特征在于：内胆（2）的内部设有底托板（16），底托板（16）将内胆（2）为分上腔体和下腔体，底托板（16）的中间设有落焦孔（19），落焦孔（19）的内径与燃烧管（3）的内径相匹配，燃烧管（3）放置在底托板（16）上，底托板（16）上的燃烧管（3）与落焦孔（19）同轴心，燃烧管（3）底端与底托板（16）上表面紧密贴合不漏风；所述底托板（16）下表面设有导轨（9），导轨（9）中插入抽拉板，抽拉板作为燃烧管（3）的活动管底（8），活动管底（8）拉出后燃烧管（3）失去管底，燃烧管（3）内的焦渣下落到内胆（2）的下腔体；活动管底（8）插入后将燃烧管（3）的管底密封；所述活动管底（8）与燃烧管（3）轴心对应的部位设有炉篦进风孔（20）；所述底托板（16）上设置通孔作为底部进风孔（18）；所述内胆（2）顶部设有内胆开口（11），燃烧管（3）从内胆开口（11）抽出和插入，燃烧管（3）与内胆开口（11）之间的缝隙作为三次风通道（12），所述内胆（2）的上腔体中部设有总进风口（39）。
2.根据权利要求1所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述内胆（2）的上方为烟气室（32），内胆（2）的下方为沉降室（28）；所述换热套包含设置在烟气室（32）侧壁上的辐射换热套（24）和设置在流体加热器主体（1）与内胆（2）之间的环状换热套（27），所述环状换热套（27）内从上至下穿过多根对流换热管（25），对流换热管（25）的顶端与烟气室（32）连通，对流换热管（25）的底端与沉降室（28）连通。
3.根据权利要求2所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述辐射换热套（24）和环状换热套（27）之间相互连通。
4.根据权利要求1或2所述的一种生物质层积式燃烧的流体加热器，其特征在于：所述内胆（2）与燃烧管（3）之间的空间为夹层（4），作为助燃风的通道；鼓风机（5）通过总进风口（39）将风鼓入燃烧管（3）与...
【专利技术属性】
技术研发人员：孟德玉，张宝莹，马丙坤，吴杰，佟建岭，班学川，赵洪新，刘东霖，
申请(专利权)人：河北惠华达宇科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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