一种生物质锅炉自动化燃烧器

技术领域

本发明涉及生物质锅炉技术领域，具体涉及一种生物质锅炉自动化燃烧器。

背景技术

生物质锅炉是燃烧应用上的一项重大进步，它是利用可再生、可循环的花生壳、木屑、水稻杆、秸秆、树皮等废弃物，经粉碎、混合、烘干挤压等工艺加工成颗粒或块状燃料，由于其分布广泛，数量多，加工工艺先进，它将成为新兴的绿色能源。生物质锅炉的燃烧成本比电节省75％，比燃油节省60％，比天然气节省50％，比液化气节省40％，且大气污染物排放低。

目前的链条式层燃生物质锅炉大多是采用链条式层燃燃煤锅炉为基础稍加改造后燃烧生物质燃料，然而，由于生物质燃料有燃点低、可燃挥发物多，气化快、燃烧火焰长等特点，现有的链条式层燃燃煤锅炉炉前燃料斗的结构不能适应生物质燃料储存，尤其是进料斗距离炉膛很近，且没有什么有效的防火措施，导致燃料在进料斗中燃烧，使锅炉不能正常给料，严重影响了锅炉的安全运行和经济效益。

发明内容

本发明的目的是提供一种运用于具有自动控制功能、以生物质颗粒为燃料的生物质高温裂解、安全性高、加料方便、使用寿命长的生物质锅炉自动化清洁燃烧装置。

本发明为达到上述目的，具体通过以下技术方案得以实现的：

一种生物质锅炉自动化燃烧器，包括储料装置、一级送料装置、二级送料装置、锅炉本体和控制装置，储料装置包括储料仓和与储料仓固定的机架，储料仓底部开设一级进料口；

一级送料装置包括第一螺旋送料器和第一减速电机，第一螺旋送料器向上倾斜设置，两端分别为一级进料端和一级出料端，一级进料端与一级进料口连通，一级出料端底部与二级送料装置连通，第一减速电机安装在一级出料端的外端，并与第一螺旋送料器的中轴传动连接；

二级送料装置水平安装在锅炉本体一端，并与第一螺旋送料装置垂直，其包括第二减速电和至少两组第二螺旋送料器，第二螺旋送料器的两端分别为二级进料端和二级出料端，第二减速电机与第二螺旋送料器传动连接，二级出料端朝向锅炉本体内侧，其出口处设置挡料板和梳料板；二级进料装置的单位时间进料量和进料时长均大于一级进料装置的单位时间进料量和进料时长；

锅炉本体包括炉底座、链条炉排、鼓风机、送风调节装置、二次送风装置、点火器和换热装置，链条炉排安装在炉底座顶面，鼓风机和送风调节装置安装在炉底座侧壁并与炉底座内部连通，换热装置罩设安装在炉底座顶部，二次送风装置安装在换热装置内并位于链条炉排前端，点火器固定在二次送风装置上；

控制装置分别与点火器、第一减速电机、第二减速电机和鼓风机电控连接。

进一步地，第一螺旋送料器自一级进料端向一级出料端向上倾斜角度为30°-50°。

进一步地，送风调节装置包括风箱、一次风调节机构和二次风调节机构，风箱为两个，分别设置在炉底座的两侧；一次风调节机构和二次风调节机构设置在炉底座两侧壁上。

进一步地，二次送风装置包括风孔隔板，风孔隔板的横截面为凹字形结构，其高度为10-30cm，风孔隔板上均布二次进风孔。

进一步地，所述风孔隔板采用HTRSi5铸铁材料铸造而成。

进一步地，机架底部安装固定底脚。

进一步地，炉底座末端设置清渣门。

进一步地，换热装置上部盘绕设置换热管，其前后两端分别设置前烟箱和后烟箱，后烟箱上开设出烟口。

进一步地，换热装置后端还开设检查口和后清渣门。

进一步地，出烟口处安装温度传感器，温度传感器与控制装置连接。

与传统生物质链条炉排技术相比，本发明的技术方案一方面设置了不与炉排直接连接的储料仓，而是通过一级进料装置、二级进料装置过渡连接，设计方式的改变，从安全性方面，彻底杜绝了回火燃烧隐患。从方便性角度，既让储料仓加料口距地面高度大大降低，便于加料和检查，又可以不受限制的加大燃料储存空间，进而减少日常运行过程中的加料次数。第二，炉排燃烧室内布置有二次送风装置，同时为了避免高温烧损，选用HTRSi5铸铁材质铸造而成，既促进了燃料的充分燃烧，又确保了二次送风装置的使用寿命。第三，一级进料装置、二级进料装置的工作周期及进料时长以及炉排减速电机的转速，可以根据锅炉输出功率的需求、生物质颗粒燃料的特性方便调节，实现锅炉出水温度的恒定输出和不同品质燃料的适配。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的左侧面结构示意图。

图中，1-储料装置；11-储料仓；12-机架；13-一级进料口；14-固定底脚；2-一级送料装置；21-第一螺旋送料器；211-一级进料端；212-一级出料端；22-第一减速电机；3-二级送料装置；31-第二减速电机；32-第二螺旋送料器；321-二级进料端；322-二级出料端；33-挡料板；34-梳料板；4-锅炉本体；41-炉底座；42-链条炉排；421-炉排减速电机；43-鼓风机；44-送风调节装置；441-风箱；442-一次风调节机构；443-二次风调节机构；45-二次送风装置；451-风孔隔板；452-二次进风孔；46-点火器；47-换热装置；471-换热管；472-前烟箱；473-后烟箱；474-出烟口；475-检查口；476-后清渣门；477-温度传感器；48-清渣门。

具体实施方式

以下结合附图及实施例对本发明作进一步详细说明。

在本发明的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中心”、“竖直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位、位置关系或物料流动先后方向，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1和图2所示，本发明的一种生物质锅炉自动化燃烧器，包括储料装置1、一级送料装置2、二级送料装置3、锅炉本体4和控制装置，储料装置1包括储料仓11和与储料仓11固定的机架12，储料仓11底部开设一级进料口13，优选的，机架12底部安装固定底脚14。

储料装置1摒弃传统直接设置在锅炉炉排的方式，而是设计为独立、落地、且具有大容量空间的设计，通过一级进料装置2、二级进料装置3与锅炉本体4的链条炉排42连接。从安全性方面，设计方式的改变，彻底杜绝了回火燃烧隐患；从方便性角度，一是储料仓11顶部加料口距地面高度大大降低，便于加料和检查；二是可以不受限制的加大燃料储存空间，进而减少日常运行过程中的加料次数。

一级进料装置2和二级进料装置3组成的自动送料系统，能满足大型生物质燃烧器的用料供给。一级送料装置2包括第一螺旋送料器21和第一减速电机22，第一螺旋送料器21向上倾斜设置，两端分别为一级进料端211和一级出料端212，优选的，第一螺旋送料器21自一级进料端211向一级出料端212向上倾斜角度为30°-50°。一级进料端211与一级进料口13连通，一级出料端212底部与二级送料装置3连通，第一减速电机22安装在一级出料端212的外端，并与第一螺旋送料器21的中轴传动连接，进而带动第一螺旋送料器21转动，推动燃料由底部向上部运动，燃料到达一级出料端212后自由落入二级送料装置3内，由此完成燃料由储料仓11向二级进料装置3的输送。

二级送料装置3水平安装在锅炉本体4一端，并与第一螺旋送料装置21垂直，二级进料装置3采用较小直径的绞龙送料机构、水平安装，整体置于链条炉排41的前端。二级送料装置3包括第二减速电机31和至少两组第二螺旋送料器32，多组第二螺旋送料器32适用于更大宽度的链条炉排41，可以根据链条炉排41宽度增加第二螺旋送料器32数量。第二螺旋送料器32的两端分别为二级进料端321和二级出料端322，第二减速电机31与第二螺旋送料器32传动连接，二级出料端322朝向锅炉本体1内侧，其出口处设置挡料板33和梳料板34。本实施例中，二级进料装置3设置了两组第二螺旋送料器32，第二减速电机31安装在二级进料装置3的左端，通过齿轮、链条带动第二螺旋送料器32转动，将一级进料装置2输送过来的燃料由左向右推送到锅炉本体4内的链条炉排41的前端。

二级进料装置3的单位时间进料量和进料时长均大于一级进料装置2的单位时间进料量和进料时长。一级进料装置2和二级进料装置3本身具有螺旋直径和减速电机转速不同的区别。在工作过程中，完成一次送料周期(包括进料、停滞)的总时长是相同的，所不同的是可以通过控制中心分别设置进料时长和停滞时长，实现二级进料装置3比一级进料装置2始终保持进料时间略长、进料量略大。因此二级进料装置3能够快速将一级进料装置2运送过来的燃料推送到链条炉排42，确保一级进料装置2与二级进料装置3之间始终没有物料堆积，进而彻底杜绝燃料回火燃烧隐患。

锅炉本体4包括炉底座41、链条炉排42、鼓风机43、送风调节装置44、二次送风装置45、点火器46和换热装置47。链条炉排42是实现生物质颗粒高温裂解、清洁燃烧的关键设备，优选为大鳞片链条炉排。链条炉排42安装在炉底座41顶面，其通过炉排减速电机421驱动运转。鼓风机43和送风调节装置44安装在炉底座41侧壁并与炉底座41内部连通，换热装置47罩设安装在炉底座41顶部，二次送风装置45安装在换热装置47内并位于链条炉排42前端，点火器46固定在二次送风装置45上并位于链条炉排42前端，本实施例中，点火器46为两组，以配合较大宽度的链条炉排41点火。

实施例中优选的，送风调节装置44包括风箱441、一次风调节机构442和二次风调节机构443，风箱441为两个，分别设置在炉底座41的两侧；一次风调节机构442和二次风调节机构443设置在炉底座41两侧壁上。

优选的，二次送风装置45包括风孔隔板451，风孔隔板451的横截面为凹字形结构，其高度为10-30cm，风孔隔板451上均布二次进风孔452。风孔隔板451与风箱441连通，通过二次送风调节机构443调节风箱441的气流方向，使得气流从风孔隔板451的二次进风孔452吹出，在链条炉排42前端上方形成二次进风，为链条炉排42上方的燃料燃烧提供充足空气。进一步优选的，所述风孔隔板451采用HTRSi5铸铁材料铸造而成。

实施例中还优选的，炉底座41末端设置清渣门48，当燃料运行到链条炉排41尾部时刚好燃烬变为灰渣，经尾部清渣门48定期清理出炉排。

优选的，换热装置47上部盘绕设置换热管471，以链条炉排42进料处为前侧，以出料处为后侧，换热装置47的前后两端分别设置前烟箱472和后烟箱473，后烟箱473上开设出烟口474。换热装置后端还开设检查口475和后清渣门476。

控制装置分别与点火器46、第一减速电机22、第二减速电机31和鼓风机43电控连接。本申请为具有自动控制的锅炉燃烧器，具其体的工作过程为：锅炉启动时，首先按下控制装置的运行键，此时一级进料装置2、二级进料装置3、鼓风机43同时启动。一级进料装置2、二级进料装置3按照设定的时长完成预进料后即停止运行。此时两组自动点火器46开始点火，控制装置可以根据锅炉出烟口476处排出烟气温度的变化情况判定点火是否成功。如果判定点火失败，通过控制装置启动重新点火，直至判定点火成功。点火成功后，点火器46关闭。然后一级进料装置2、二级进料装置3、炉排减速电机421进入正常工作状态，包括鼓风机43从预进料开始就一直处于运行状态。一级进料装置2、二级进料装置3按照设定的进料量以工作周期为单位节拍性的启停。炉排减速电机421以低转速状态连续运行，带动链条炉排42的前轴总成不停止的转动，前轴总成上面安装的主动链轮推动大鳞片链条向炉排后方位移，又通过后轴总成、上面安装的从动链轮的变向和转动，使大鳞片链条形成一个闭环的平移运动。从而带动一级进料装置2、二级进料装置3定时、定量送入的燃料在链条炉排42上表面燃烧和向炉排尾部移动。与此同时鼓风机43将新鲜空气送入炉底座41左右两侧的风箱441，风箱441分别连通有一次风调节装置442和二次风调节装置443，通过调节一次风调节装置442将适量的空气送入链条炉排42底部；通过调节二次风调节装置443将适量空气送入链条炉排42上方前部和左右两侧的二次送风装置45内。二次送风装置45包括由HTRSi5铸铁铸造而成的一风孔隔板451，风孔隔板451表面均匀布置有与风箱441相通的若干个二次风孔452。在一次风和二次风的作用下，生物质燃料在链条炉排42表面产生高温裂解和充分燃烧，并缓慢向炉排尾部运行。

本发明中的具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。