CN110701603B - 一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，包括第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和配风单元，配风单元向第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室输送的风量均能够调节，工作时，将打捆后的秸秆放置于第一燃烧室内，配风单元向第一燃烧室送风，保证秸秆捆燃烧均匀，燃烧过程中，打捆秸秆燃料依次经历水分蒸发、挥发分的析出及焦炭形成等阶段；燃烧产生的焦炭通过炉排落入第二燃烧室，进行二次配风燃烧，未完全燃烧的挥发分随烟气通过连通口进入第三燃烧室，配风单元向第三燃烧室配风，对烟气中的挥发分进行再次燃烧，秸秆捆燃烧过程中的热量经换热传递给循环介质供用户端使用。

Description

一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉

技术领域

本发明涉及新型燃料及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉。

背景技术

秸秆捆烧是一种较好的秸秆能源化利用方式，是将田间松散的秸秆经过捡拾打捆后再燃烧供热的技术过程。秸秆打捆后提高了能量密度，降低了收储运成本，同时捆装后的秸秆半气化燃烧大幅提高了燃烧效率和锅炉供热效率，具有较好的经济效益。目前秸秆捆烧技术主要有两种，一种是间歇进料型的草捆锅炉燃烧系统，即将燃烧室内的秸秆燃料全部烧完后再重新进料燃烧的方式，间歇进料捆烧的特点是占地面积小，运行操作简捷方便，可直接人工进行装料、清灰等，通常用于小型建筑的供暖供热；另一种是连续式捆烧锅炉系统，可以实现燃烧过程中连续进料、连续清灰，维持燃烧室内一个稳定的燃烧状态，炉膛温度波动幅度较小，有利于智能化操作，适合大型建筑或集中供暖区域。

国外生物质秸秆打捆燃烧技术发展较为成熟的国家有丹麦、法国和比利时等。丹麦在20世纪70年代就已经开始了整捆秸秆的燃烧利用，由丹麦研发的连续式捆烧设备称为Cigar式燃烧器，由于其燃烧方式跟点燃的雪茄很像，因此被称为Cigar燃烧器，连续式燃烧过程可控性好，炉温稳定，有利于智能化操作，因此在国外得到了大范围的推广和应用，被认为是目前燃烧整捆秸秆最佳方式。

我国打捆燃烧技术研究起步较晚，打捆燃烧设备的研究较少，捆烧理论有待完善，国内学者对秸秆捆烧的燃烧特性、炉膛设计和烟尘减排等方面进行了研究，取得了较大的进展。我国北方地区也有规模化的打捆直燃工程，但是在实际运行中仍然存在燃烧不充分、燃烧效率较低、氮氧化物排放过高、烟气净化工艺繁琐等问题。

因此，如何优化秸秆捆烧工艺，提高秸秆捆烧燃烧效率，降低烟尘排放，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，以解决上述现有技术存在的问题，提高秸秆捆烧燃烧效率，避免燃烧过程中热应力集中，减少氮氧化物排放。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，包括第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和配风单元，所述第二燃烧室位于所述第一燃烧室的底部，所述第三燃烧室与所述第一燃烧室相连通，所述第二燃烧室、所述第三燃烧室分别与所述第一燃烧室相连通，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室之间设置炉排，所述炉排能够放置秸秆捆，所述第一燃烧室与所述第三燃烧室之间设置连通口，所述第三燃烧室还设置排烟口，所述第一燃烧室、所述第二燃烧室、所述第三燃烧室均设置温度传感器；所述配风单元与所述第一燃烧室的底部相连通，所述配风单元与所述第二燃烧室相连通，所述配风单元与所述第三燃烧室的顶部相连通，所述配风单元向所述第一燃烧室、所述第二燃烧室、所述第三燃烧室输送的风量均能够调节。

优选地，所述第三燃烧室环绕设置于所述第一燃烧室的外部。

优选地，所述配风单元包括引风机，所述引风机通过第一配风管与所述第一燃烧室相连通，所述第一配风管与所述第一燃烧室的底部相连通，所述连通口位于所述第一配风管的顶部，所述第一配风管与所述引风机之间设置第一阀门，所述引风机通过第二配风管与所述第二燃烧室相连通，所述第二配风管与所述引风机之间设置第二阀门，所述引风机通过第三配风管与所述第三燃烧室相连通，所述第三配风管与所述第三燃烧室的顶部相连通，所述第三配风管与所述引风机之间设置第三阀门，所述排烟口设置于所述第三燃烧室的顶部。

优选地，所述第一配风管、所述第二配风管、所述第三配风管的数量均为多个，多个所述第一配风管、所述第二配风管、所述第三配风管均呈圆周状均布。

优选地，所述第一配风管、所述第二配风管的轴线分别与所述第一燃烧室的轴线相垂直，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室同轴设置。

优选地，所述第三燃烧室远离所述第一燃烧室的一端具有锥台部，所述第三配风管与所述锥台部相连通，所述第三配风管朝向靠近所述第三燃烧室的轴线的方向向下倾斜设置，所述排烟口设置于所述锥台部的直径较小一端。

优选地，所述炉排与所述第一燃烧室可拆卸连接。

优选地，所述排烟口设置过滤组件。

本发明相对于现有技术取得了以下技术效果：本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，包括第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和配风单元，第二燃烧室位于第一燃烧室的底部，第三燃烧室与第一燃烧室相连通，第二燃烧室、第三燃烧室分别与第一燃烧室相连通，第一燃烧室与第二燃烧室之间设置炉排，炉排能够放置秸秆捆，第一燃烧室与第三燃烧室之间设置连通口，第三燃烧室还设置排烟口，第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室均设置温度传感器；配风单元与第一燃烧室的底部相连通，配风单元与第二燃烧室相连通，配风单元与第三燃烧室的顶部相连通，配风单元向第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室输送的风量均能够调节。使用本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉时，将打捆后的秸秆放置于第一燃烧室内，配风单元向第一燃烧室送风，保证秸秆捆燃烧均匀，燃烧过程中，打捆秸秆燃料依次经历水分蒸发、挥发分的析出及焦炭形成等阶段；燃烧产生的焦炭通过炉排落入第二燃烧室，进行二次配风燃烧，未完全燃烧的挥发分随烟气通过连通口进入第三燃烧室，配风单元向第三燃烧室配风，对烟气中的挥发分进行再次燃烧，秸秆捆燃烧过程中的热量经换热传递给循环介质供用户端使用。本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室均与配风单元相连，整个燃烧过程分为秸秆半气化一次燃烧、秸秆炭和挥发分二次燃烧以及挥发分的再次燃烧等三级燃烧区间，提高了燃烧效率，同时避免捆烧过程中热应力集中，减少了氮氧化物排放，另外，三个燃烧室均设置了温度传感器，进一步保证锅炉温度以及燃烧稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉的结构示意图；

其中，1为第一燃烧室，2为第二燃烧室，3为第三燃烧室，4为配风单元，5为炉排，6为连通口，7为温度传感器，8为排烟口，9为第一配风管，10为第一阀门，11为第二配风管，12为第二阀门，13为第三配风管，14为第三阀门，15为秸秆捆。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的是提供一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，以解决上述现有技术存在的问题，提高秸秆捆烧燃烧效率，避免燃烧过程中热应力集中，减少氮氧化物排放。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

请参考图1，图1为本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉的结构示意图。

本发明提供一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，包括第一燃烧室1、第二燃烧室2、第三燃烧室3和配风单元4，第二燃烧室2位于第一燃烧室1的底部，第三燃烧室3与第一燃烧室1相连通，第二燃烧室2、第三燃烧室3分别与第一燃烧室1相连通，第一燃烧室1与第二燃烧室2之间设置炉排5，炉排5能够放置秸秆捆，第一燃烧室1与第三燃烧室3之间设置连通口6，第三燃烧室3还设置排烟口8，第一燃烧室1、第二燃烧室2、第三燃烧室3均设置温度传感器7；配风单元4与第一燃烧室1的底部相连通，配风单元4与第二燃烧室2相连通，配风单元4与第三燃烧室3的顶部相连通，配风单元4向第一燃烧室1、第二燃烧室2、第三燃烧室3输送的风量均能够调节。

使用本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉时，将打捆后的秸秆放置于第一燃烧室1内，配风单元4向第一燃烧室1送风，保证秸秆捆燃烧均匀，燃烧过程中，打捆秸秆燃料依次经历水分蒸发、挥发分的析出及焦炭形成等阶段；燃烧产生的焦炭通过炉排5落入第二燃烧室2，进行二次配风燃烧，未完全燃烧的挥发分随烟气通过连通口6进入第三燃烧室3，配风单元向第三燃烧室3配风，对烟气中的挥发分进行再次燃烧，秸秆捆燃烧过程中的热量经换热传递给循环介质供用户端使用。本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，第一燃烧室1、第二燃烧室2、第三燃烧室3均与配风单元4相连，整个燃烧过程分为秸秆半气化一次燃烧、秸秆炭和挥发分二次燃烧以及挥发分的再次燃烧等三级燃烧区间，提高了燃烧效率，同时避免捆烧过程中热应力集中，减少了氮氧化物排放，另外，三个燃烧室均设置了温度传感器7，保证锅炉温度以及燃烧稳定。

其中，第三燃烧室3环绕设置于第一燃烧室1的外部，相应地，连通口6也设置有多个，多个连通口6呈圆周状布置，连通口6的轴线与第一燃烧室1的轴线相垂直，以保证向秸秆捆的下部均匀送风，便于未完全燃烧的挥发分均匀进入第三燃烧室3，同时，第三燃烧室3环绕设置于第一燃烧室1外部，还能够起到为第一燃烧室1保温的作用，减少第一燃烧室1的热量损失，提高燃烧效率。

具体地，配风单元4包括引风机，引风机通过第一配风管9与第一燃烧室1相连通，第一配风管9与第一燃烧室1的底部相连通，为秸秆捆提供由外向内的均匀风，将秸秆捆底部截面的燃料进行一次半气化燃烧，在燃烧完成后，上端的燃料在重力作用下自动下沉，进行下一轮的半气化燃烧，如此循环，直至燃料燃尽，以保证整个秸秆捆烧过程的稳定性，在本具体实施方式中，第一配风管9与炉排5之间的距离为5cm。连通口6位于第一配风管9的顶部，第一配风管9与引风机之间设置第一阀门10，引风机通过第二配风管11与第二燃烧室2相连通，第二配风管11与引风机之间设置第二阀门12，引风机通过第三配风管13与第三燃烧室3相连通，第三配风管13与第三燃烧室3的顶部相连通，第三配风管13与引风机之间设置第三阀门14，排烟口8设置于第三燃烧室3的顶部，各个配风管与引风机之间均设置阀门，便于控制端根据燃烧室的温度控制各个燃烧室的配风量，保证锅炉炉温稳定。此处需要说明的是，设置控制端、炉门以及清灰门等均属于本领域技术人员的惯用手段，此处不再赘述。

更具体地，第一配风管9、第二配风管11、第三配风管13的数量均为多个，多个第一配风管9、第二配风管11、第三配风管13均呈圆周状均布，提高了送风均匀性。

在本具体实施方式中，第一配风管9、第二配风管11的轴线分别与第一燃烧室1的轴线相垂直，便于向第一燃烧室1和第二燃烧室2内均匀送风，第一燃烧室1与第二燃烧室2同轴设置，第一燃烧室1燃烧产生的焦炭落入第二燃烧室2内。

进一步地，第三燃烧室3远离第一燃烧室1的一端具有锥台部，第三配风管13与锥台部相连通，第三配风管13朝向靠近第三燃烧室3的轴线的方向向下倾斜设置，排烟口8设置于锥台部的直径较小一端，第三燃烧室3设置锥台部，便于烟气汇集，最终由排烟口8将烟气排出。

另外，炉排5与第一燃烧室1可拆卸连接，便于清理维护炉排5，防止堵塞，保证锅炉正常工作。

为了减少污染物排放，排烟口8设置过滤组件，过滤组件能够滤除烟气中的部分污染物，减少环境污染。

本发明的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉工作时，将打捆后的秸秆放置于第一燃烧室1内，配风单元4向第一燃烧室1送风，保证秸秆捆燃烧均匀，燃烧过程中，打捆秸秆燃料依次经历水分蒸发、挥发分的析出及焦炭形成等阶段，设定第一燃烧室1的温度为800℃；燃烧产生的焦炭通过炉排5落入第二燃烧室2，进行二次配风燃烧，设定第二燃烧室2的温度为750℃，未完全燃烧的挥发分随烟气通过连通口6进入第三燃烧室3，配风单元向第三燃烧室3配风，对烟气中的挥发分进行再次燃烧，设定第三燃烧室3的温度不低于700℃，根据温度传感器7感应的各个燃烧室的温度，及时调整引风机与配风管之间阀门的开启程度，保证燃烧稳定，秸秆捆燃烧过程中的热量经换热传递给循环介质供用户端使用。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：包括第一燃烧室、第二燃烧室、第三燃烧室和配风单元，所述第二燃烧室位于所述第一燃烧室的底部，所述第三燃烧室与所述第一燃烧室相连通，所述第二燃烧室、所述第三燃烧室分别与所述第一燃烧室相连通，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室之间设置炉排，所述炉排能够放置秸秆捆，所述第一燃烧室与所述第三燃烧室之间设置连通口，所述第三燃烧室还设置排烟口，所述第一燃烧室、所述第二燃烧室、所述第三燃烧室均设置温度传感器；所述配风单元与所述第一燃烧室的底部相连通，所述配风单元与所述第二燃烧室相连通，所述配风单元与所述第三燃烧室的顶部相连通，所述配风单元向所述第一燃烧室、所述第二燃烧室、所述第三燃烧室输送的风量均能够调节；所述第三燃烧室环绕设置于所述第一燃烧室的外部，多个所述连通口绕所述第一燃烧室的轴线周向布置。

2.根据权利要求1所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述配风单元包括引风机，所述引风机通过第一配风管与所述第一燃烧室相连通，所述第一配风管与所述第一燃烧室的底部相连通，所述连通口位于所述第一配风管的顶部，所述第一配风管与所述引风机之间设置第一阀门，所述引风机通过第二配风管与所述第二燃烧室相连通，所述第二配风管与所述引风机之间设置第二阀门，所述引风机通过第三配风管与所述第三燃烧室相连通，所述第三配风管与所述第三燃烧室的顶部相连通，所述第三配风管与所述引风机之间设置第三阀门，所述排烟口设置于所述第三燃烧室的顶部。

3.根据权利要求2所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述第一配风管、所述第二配风管、所述第三配风管的数量均为多个，多个所述第一配风管、所述第二配风管、所述第三配风管均呈圆周状均布。

4.根据权利要求3所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述第一配风管、所述第二配风管的轴线分别与所述第一燃烧室的轴线相垂直，所述第一燃烧室与所述第二燃烧室同轴设置。

5.根据权利要求3所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述第三燃烧室远离所述第一燃烧室的一端具有锥台部，所述第三配风管与所述锥台部相连通，所述第三配风管朝向靠近所述第三燃烧室的轴线的方向向下倾斜设置，所述排烟口设置于所述锥台部的直径较小一端。

6.根据权利要求1-5任一项所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述炉排与所述第一燃烧室可拆卸连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的具备独立配风系统的秸秆捆烧锅炉，其特征在于：所述排烟口设置过滤组件。