實(shí)用新型涉及一種基于蜂窩無煙煤球明焰反燒原理的蜂窩煤球明火反燒供熱爐，適用于農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域煙葉加工調(diào)制行業(yè)密集烤煙燃燒供熱產(chǎn)生熱風(fēng)場所使用。

背景技術(shù)：

據(jù)不完全統(tǒng)計，2012年全國煙葉種植面積達(dá)到2100萬畝左右，按15～20畝/座估算，全國建有密集烤煙房約120萬座。以密集烤房裝一房中部煙葉2.5噸(干燥天氣)為例，燃燒供熱生成熱風(fēng)時間前后共延續(xù)5～6天。這些密集烤煙房熱風(fēng)爐高效節(jié)能環(huán)保、爐溫自控性良好、省工安全舒適，是提高干煙葉品質(zhì)、減少燃料和用工成本的關(guān)鍵。

目前密集烤煙用熱風(fēng)爐分為散煤爐和隧道爐兩種。散煤爐立式結(jié)構(gòu)、結(jié)構(gòu)簡單、投資少，燃用散煤。散煤爐內(nèi)腔被無縫隙金屬殼體包裹，爐溫可調(diào)可控，易于封火過夜及變黃期溫度控制。散煤爐爐膛容積小，爐膛被爐條分隔為上下兩部分，散煤堆積在爐條上燃燒，屬于暗火正燒原理，節(jié)煤要求以“勤加煤、薄煤床和勤清渣”原則，需要勤看火。烘干一房煙葉需加煤高達(dá)20次之多，特別是定色期和干莖期2～4小時一次，嚴(yán)重影響到煙農(nóng)夜間休息和第二天生產(chǎn)能力。散煤爐因爐門開啟時間長，爐門熱輻射損失大，熱風(fēng)爐熱效率低至45％。如附圖6所示，隧道爐爐膛由40mm～60mm厚高溫耐火磚凹凸匹配敷以高溫膠泥圍成，爐膛內(nèi)腔呈一字形，不設(shè)置爐條，爐膛既是燃燒室又是集灰室，爐膛兩端各外置相對的一個鑄鐵爐門。隧道爐結(jié)構(gòu)簡單，造價低。爐膛內(nèi)腔尺寸，堆置煤球高度0.6m，能一次性裝入800～1000個75mm高家用生活蜂窩煤球，能滿足一房煙5～6天烘烤供熱需要，期間不影響煙農(nóng)休息，但裝煤時一人在外遞煤球、一人(以身高1.6m為例)觸地爬進(jìn)爐腔后呈曲腿全蹬姿勢退行堆置煤球，裝煤舒適度差。裝煤時先靠排煙口爐門內(nèi)側(cè)堆置煤球，煤球盡可能孔對孔，堆置煤球?qū)痈叨?.6m，退行堆置1.2m長，空出0.2m空間以放置引火柴。風(fēng)機(jī)鼓入的助燃空氣部分流入煤床氣隙空間至燃燒面，釋放熱量，生成高溫CO₂氣體，CO₂氣體往前移動接觸焦炭或煤塊被還原成CO，進(jìn)一步減少燃燒放熱，表現(xiàn)出爐溫升不上去，掉溫(熱風(fēng)溫度低于烘烤曲線)2℃～8℃。爐門圍住高溫燃燒區(qū)，爐門溫度高達(dá)180℃～280℃，受高溫輻射及高溫爐氣倒流影響，機(jī)殼溫度升高，進(jìn)而降低風(fēng)機(jī)送風(fēng)能力甚至燒毀風(fēng)機(jī)。為減少爐溫超高、掉溫和風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)對干煙葉品質(zhì)影響，變黃期和定色期操作工勤監(jiān)管成為煙葉烘烤管理任務(wù)之一。隧道爐解決了散煤爐勤加煤清灰問題，但帶來傳熱燃燒新問題。

開發(fā)結(jié)構(gòu)簡單，成本低，一次性舒適裝煤以適應(yīng)農(nóng)村勞動力緊缺形式需要、爐內(nèi)腔流動傳熱燃燒組織合理，節(jié)能減排安全舒適的密集烤煙房熱風(fēng)爐，可以滿足當(dāng)前建設(shè)兩型社會需要，促進(jìn)我國煙草行業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了克服散煤爐暗火正燒且爐門熱輻射損失大，需要勤看火勤加煤清灰，安全衛(wèi)生條件差等問題，隧道爐易超溫失控易掉溫易燒毀風(fēng)機(jī)，暗火正燒且爐門熱輻射損失大，裝煤操作舒適性差等缺點(diǎn)，實(shí)用新型設(shè)計了一種具有“高且大的立式爐膛、裝煤通道和清灰通道合二為一，高的操作通道，矮的內(nèi)爐門，封閉式靜壓區(qū)和高的輕型外爐門”結(jié)構(gòu)特征，“明火反燒、爐溫自動調(diào)控、高溫隔離”技術(shù)特征，“一次性裝煤清灰；裝煤卸灰舒適；節(jié)煤，煙氣低CO排放；熱風(fēng)溫度可調(diào)可控，緊貼烘烤工藝曲線供熱，不掉溫超溫；不燒風(fēng)機(jī)”等有益效果的蜂窩煤球明火反燒供熱爐。

蜂窩煤球明火反燒供熱爐，主要包括爐頂、爐腹、爐條、內(nèi)爐門和外爐門，爐頂呈圓臺筒狀、高度100mm～200mm，爐頂?shù)锥嗣鎴A周和爐腹頂端面圓周滿焊連接，爐腹內(nèi)腔呈正立圓桶狀，爐腹高度1.2m～1.5m、內(nèi)徑0.9m～1.1m，爐腹內(nèi)腔離底板200mm～350mm高度處水平固定爐條,爐條上方為堆煤區(qū)、下方為靜壓區(qū)，爐條上方爐腹內(nèi)壁貼敷高度為300mm～500mm、厚度為30mm～50mm的耐火磚層，爐腹側(cè)壁開設(shè)一個方形操作口，操作口高度和爐腹側(cè)壁高度相等、寬度0.6m～0.8m，操作口兩側(cè)邊均垂直于爐腹底板，爐條以下操作口邊緣與內(nèi)爐門無縫隙連接，內(nèi)爐門呈方板狀，內(nèi)爐門高度和靜壓區(qū)高度相等、寬度和操作口寬度相等，爐腹內(nèi)腔通過操作口和呈方筒狀且倒置的操作通道相連通，操作通道左端口和操作口重合且滿焊連接，操作通道右端口由外爐門貼敷的耐火纖維板密封，外爐門中下部中心水平設(shè)置內(nèi)徑40mm～60mm輔助通風(fēng)口。

煙草加工調(diào)制行業(yè)、煙草種植加工基地及煙農(nóng)合作社密集烤煙房及散葉烘烤生活用蜂窩無煙煤球燃燒供熱裝置、熱風(fēng)室或熱風(fēng)爐，都可以使用實(shí)用新型。

實(shí)用新型操作更舒適，節(jié)能環(huán)保效益顯著，安全性能提高。實(shí)用新型一次性裝煤清灰，裝煤舒適，點(diǎn)火引燃簡易，清灰簡便；和傳統(tǒng)隧道爐相比，實(shí)用新型煙氣CO排放降低75％，節(jié)約燃煤25％；風(fēng)機(jī)開停對熱風(fēng)溫度調(diào)控性能良好，能緊貼烘烤工藝曲線生成熱風(fēng)，無掉溫超溫問題；風(fēng)機(jī)溫度始終低于38℃，無高溫?zé)龘p問題；能燃用灰分含量50％，熱值3000kCal/kg～4000kCal/kg的本地?zé)o煙煤蜂窩煤球。

附圖說明

圖1為蜂窩煤球明火反燒供熱爐的左視圖。圖2為蜂窩煤球明火反燒供熱爐的前視圖。圖3為蜂窩煤球明火反燒供熱爐的A-A面剖視圖，A-A面通過蜂窩煤球明火反燒供熱爐輔助通風(fēng)口中心軸線。圖4為蜂窩煤球明火反燒供熱爐的俯視圖。圖5為蜂窩煤球明火反燒供熱爐的B-B面剖視圖，B-B面通過蜂窩煤球明火反燒供熱爐爐腹中心軸線。圖1～圖5中，1為爐頂，2為爐腹，3為爐條，4為內(nèi)爐門，5為外爐門，51為輔助通風(fēng)口。圖6為隧道爐豎直剖視圖。圖6中，箭頭代表氣流流動方向，虛曲線表示燃燒面。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。

如附圖1～附圖5所示，蜂窩煤球明火反燒供熱爐，主要包括爐頂1、爐腹2、爐條3、內(nèi)爐門4和外爐門5。

爐頂1呈正立圓臺筒狀、高度100mm～150mm，爐頂1底端面圓周和爐腹2頂端面圓周滿焊連接，頂端面中心圓孔為離爐煙氣排出口。爐頂1內(nèi)腔為引火燃料完全燃燒所需空間，點(diǎn)火引燃消耗燃料量少，爐頂1內(nèi)腔高度降低至100mm～150mm。爐頂1內(nèi)壁面為熱反射面，有助于維持煤床頂面燃燒溫度。爐腹2內(nèi)腔呈正立圓桶狀，爐腹2內(nèi)腔高度1.2m～1.5m、內(nèi)徑0.9m～1.1m。爐腹2內(nèi)腔高度1.2m～1.5m是在現(xiàn)有熱風(fēng)室頂墻高2.5m限制下，扣除混合室和換熱單管所占空間高度后能利用的最大高度，同時考慮能裝盡可能多煤球的平衡結(jié)果。爐腹2內(nèi)腔內(nèi)徑0.9m～1.1m，一者考慮了熱風(fēng)室可利用空間寬度1.4m，二者考慮了操作工在爐腹2內(nèi)腔活動自如，能滿足舒適裝煤要求，三者將固定床大橫截面導(dǎo)致的溫度場不均勻效應(yīng)、壁面效應(yīng)和漏斗效應(yīng)等負(fù)面效應(yīng)降低到最低程度。爐腹2內(nèi)腔離底板200mm～350mm高度處水平固定爐條3。爐條3上方的爐腹2內(nèi)腔區(qū)域為堆煤區(qū)、下方為靜壓區(qū)。靜壓區(qū)兼作集灰區(qū)。大部分灰渣從爐條3上方鏟出，漏過爐條3的灰渣量小，集灰區(qū)高200mm～350mm能盛下爐條3的漏灰，并能用鐵鏟順利鏟出。集灰區(qū)高度限制在200mm～350mm，可以增加堆煤區(qū)高度，從而增加一次性裝煤量。爐條3材質(zhì)為鑄鐵材料，高溫環(huán)境下長時間使用不變形。爐條3上方爐腹2內(nèi)壁貼敷300mm～500mm高、30mm～50mm厚耐火磚層。爐條3上方300mm～500mm以內(nèi)的爐腹2內(nèi)壁遭受鐵鏟機(jī)械撞擊機(jī)率大，貼敷厚度30mm～60mm耐火磚以延長熱風(fēng)爐使用壽命。

爐腹2側(cè)壁開設(shè)一個操作口，操作口高度和爐腹2側(cè)壁高度相等，操作口兩側(cè)邊均垂直于爐腹2底板。操作口頂邊和底邊均為直線段、兩側(cè)邊均為豎直線段。爐條3以下操作口邊緣與內(nèi)爐門4無縫隙連接。內(nèi)爐門4呈方板狀，內(nèi)爐門4高度和靜壓區(qū)高度相等、寬度和操作口寬度相等。內(nèi)爐門4能堵住靜壓區(qū)側(cè)壁缺口，使得靜壓區(qū)和操作通道內(nèi)腔不連通。內(nèi)爐門4作用是形成靜壓區(qū)，保證靜壓區(qū)空氣靜壓和空氣穿透能力，使得風(fēng)機(jī)送入的空氣能全部通過爐條3進(jìn)入煤床，無空氣直接旁通流入排煙口，空氣以活塞流方式全部向上流動至爐腹2頂部燃燒面，確?？諝庥行Ю寐蔬_(dá)到100％。內(nèi)爐門4呈方板狀、厚度50mm以上，無耐高溫性能要求，可由紅磚或粘土磚加工制成，內(nèi)爐門4可無阻力取出或放入。爐腹2內(nèi)腔通過操作口和呈方筒狀且倒置的操作通道相連通。操作通道左端面頂邊和底邊均為水平線段，兩側(cè)邊均為豎直線段，操作通道右端面和操作通道頂面、底面、兩側(cè)面均垂直。操作通道左端口和操作口重合且滿焊連接，即操作通道左端面頂邊和操作口頂邊重合且滿焊連接、操作通道左端面底邊和操作口底邊重合且滿焊連接，操作通道左端面兩側(cè)邊和操作口兩側(cè)邊分別重合且滿焊連接。操作通道右端口由輕型外爐門5貼敷的耐火纖維板密封。操作口和操作通道只在裝煤清灰時使用。外爐門5為輕型爐門，包括耐火纖維板和鋼板，耐火纖維板貼敷在鋼板內(nèi)側(cè)，耐火纖維板呈方板狀、耐溫900℃～1100℃、0.6m～0.8m寬。熱風(fēng)爐置于熱風(fēng)室內(nèi)使用。操作通道右端面和熱風(fēng)室正前墻外壁面共面。熱風(fēng)爐操作通道右端口被外爐門5耐火纖維板密封時，外爐門5金屬殼板緊貼熱風(fēng)室正前墻外壁面，不進(jìn)入操作通道內(nèi)，以方便外爐門5正常塞進(jìn)和拔出，即正常開啟和關(guān)閉操作通道右端口。操作口寬度、操作通道寬度和外爐門5耐火纖維板寬度相等，為0.6m～0.8m,爐腹2內(nèi)腔高度、操作口高度、操作通道高度和外爐門5耐火纖維板高度相等，為1.2m～1.5m。操作口寬度0.6m～0.8m，不僅不阻礙操作工進(jìn)入堆煤區(qū)裝煤球，而且能阻止更多熱量輻射到操作通道和外爐門5，進(jìn)而維持爐腹2內(nèi)腔燃燒高溫。外爐門5中下部水平設(shè)置內(nèi)徑40mm～60mm輔助通風(fēng)口51，在明火反燒時輔助通風(fēng)口51封閉，輔助通風(fēng)口51可兼作觀火孔。

實(shí)用新型爐頂1內(nèi)壁、爐腹2上半內(nèi)壁和操作通道除底板外的內(nèi)壁貼敷30mm～50mm厚的一體式耐火澆注層。金屬殼體內(nèi)壁貼敷30mm～50mm厚耐火澆注料或耐火磚，既可以限制耐火層對爐壁散熱的阻礙作用，又可以避免高溫火焰直接接觸金屬殼體而發(fā)生高溫腐蝕，以延長金屬殼體使用壽命。爐腹2底板和操作通道底板為貼地平板，存在鐵鏟來回運(yùn)動摩擦力損毀底板內(nèi)貼物問題，另外爐條3以下的爐腹2區(qū)域(即靜壓區(qū))溫度低，無高溫?zé)龘p隱患問題，故爐條3以下爐腹2內(nèi)壁和操作通道底板內(nèi)壁均不貼敷耐火磚或耐火澆注層。

熱風(fēng)爐內(nèi)腔包括爐頂1內(nèi)腔、爐腹2內(nèi)腔和操作通道內(nèi)腔。爐腹2內(nèi)腔分為堆煤區(qū)和靜壓區(qū)兩部分，靜壓區(qū)側(cè)壁開設(shè)主通風(fēng)口(附圖1～附圖5未標(biāo)示出)以便由風(fēng)機(jī)驅(qū)動的助燃空氣進(jìn)入。爐頂1內(nèi)腔頂端面出口為排煙口，和換熱器熱煙氣進(jìn)口密封連接。爐頂1內(nèi)腔底端面和爐腹2內(nèi)腔頂端面重合，爐腹2內(nèi)腔通過爐腹2側(cè)壁上開設(shè)的0.6m～0.8m寬操作口和操作通道內(nèi)腔相連通，操作通道內(nèi)腔右端口由外爐門5密封。

熱風(fēng)爐加工裝配順序是：卷板冷加工出爐頂1、爐腹2、操作通道和外爐門5四個部件的金屬殼體；在爐腹2側(cè)壁面加工出操作口；加工出爐條3，再在爐腹2內(nèi)腔固定爐條3。在爐頂1內(nèi)壁面、爐腹2中上部內(nèi)壁面和操作通道內(nèi)壁面上均勻焊接V字形金屬釘，金屬釘深20mm～30mm；在金屬釘區(qū)域均勻澆鑄磷酸鋁耐火材料；燃用少量木柴，將耐火內(nèi)襯內(nèi)自由水和化合水緩慢析出，防止耐火內(nèi)襯脫落、熔融下滑或高溫脹裂而縮短使用壽命；爐腹2中下部內(nèi)壁貼腹耐火磚。爐頂1底端面圓周和爐腹2頂端面圓周滿焊連接，爐腹2操作口和操作通道左端口滿焊連接。

使用蜂窩煤球明火反燒供熱爐時，先清空爐條3上方灰渣，后取出內(nèi)爐門4,清空爐條3下方灰渣，放回安裝定位內(nèi)爐門4。操作工呈稍蹬或稍彎腰姿勢從操作通道進(jìn)入爐腹2內(nèi)腔爐條3之上，蜂窩煤球從爐外遞入。在爐腹2內(nèi)腔堆置蜂窩煤球時力求孔對孔，煤球與煤球之間的大空隙以碎煤塊塞滿。以堆放外徑110mm高75mm家用本地?zé)o煙煤蜂窩煤為例，每層能堆放煤球53～65個，堆放15～17層，堆煤區(qū)能置放850～1050個煤球，能滿足密集烤煙6～7天烘烤連續(xù)燃燒供熱需要。堆至最高層時空出操作口邊緣1～2個煤球，將正燃燒的1～2塊煙煤從最高層空缺處塞入最高層頂面中心，用1～2個煤球塞滿煤床最高層操作口邊緣空出位置。操作工退出操作通道后，將外爐門5塞進(jìn)操作通道右端口，密封操作通道右端口并壓緊固定外爐門5。設(shè)置溫控器溫濕度時間參數(shù)并使其啟動運(yùn)行，啟動和靜壓區(qū)聯(lián)通的并由溫控器控制的風(fēng)機(jī)，風(fēng)機(jī)將空氣送入靜壓區(qū)，空氣在煤床中呈活塞流狀全部向上流動，燃燒面緩慢地從爐腹2頂部移動到爐條3頂面，長時間明火反燃穩(wěn)定供熱，即可緊貼烘烤工藝曲線向上升溫至68℃，直至烘烤結(jié)束，安全穩(wěn)定運(yùn)行6～7天，完成變黃期、定色期和干莖期燃燒供熱任務(wù)。整個烘烤過程不開外爐門5,無外爐門5敞開存在的高溫輻射熱損失和爐溫短時間降低問題。清灰時先鏟出堆煤區(qū)灰渣，后取出內(nèi)爐門4鏟出靜壓區(qū)灰渣，最后放回并安置內(nèi)爐門4。

特殊情況裝煤不夠需在干莖期添加少量煤球時，爐腹2內(nèi)腔和操作通道溫度高而不便清灰渣，此時可以不清灰在灰渣層上方直接添加煤球，從輔助通風(fēng)口51通入空氣，爐腹2內(nèi)腔進(jìn)行短時間的暗火正燒供熱生產(chǎn)熱風(fēng)，此時要注意在風(fēng)機(jī)不運(yùn)行時因高溫爐氣外泄而燒損風(fēng)機(jī)問題。一次性裝煤量至少能渡過煙葉烘烤三階段中變黃期和定色期，不足煤球只能在干莖期添加，因為變黃期和定色期對恒溫要求高，打開外爐門5添加煤球會導(dǎo)致短時間的爐溫降低問題。爐腹2內(nèi)腔圓弧以外的操作通道內(nèi)腔不堆置煤球，避免大火燃至操作通道，加大對外爐門5的高溫輻射腐蝕及熱損失。

根據(jù)烤煙房裝入煙葉總量及水分含量，粗略估計出完成烘烤任務(wù)所需的煤球總量。在所需蜂窩煤球總量小于堆煤區(qū)蜂窩煤球總裝載量時，煤球通過操作通道及操作口一次性全部裝入堆煤區(qū)，煤床頂面呈平面狀。煤床頂面中心塞入正燃燒著的1～2塊煙煤，然后煙煤緩慢引燃周圍的無煙煤球。煙煤灰塵含量低，燃后灰渣極少，煤球氣流通道堵塞概率低，能保持空氣自集灰區(qū)向上穿過爐條3到燃燒區(qū)的流動暢通。煙煤熱值高、揮發(fā)分多，燃燒溫度高，可以穩(wěn)妥地點(diǎn)燃高著火點(diǎn)精選無煙煤(如朝鮮精選無煙煤)，提高點(diǎn)火引燃成功率。燃用灰分含量高達(dá)50％的本地生活用煤球時，可改用1～2小塊正燃燒著的無煙煤球點(diǎn)火引燃。

使用實(shí)用新型時，裝煙房不變，熱風(fēng)室尺寸1.4m×1.4m不變，溫控器及控制線路不變，助燃風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)規(guī)格尺寸不變，只需要更換熱風(fēng)爐及換熱器即可。

實(shí)用新型結(jié)構(gòu)特征、技術(shù)特征及帶來的技術(shù)效果詳細(xì)描述如下：

實(shí)用新型具有“高且大的立式爐內(nèi)腔”結(jié)構(gòu)特征?？緹煙犸L(fēng)爐爐內(nèi)腔高大、爐內(nèi)腔容積大，爐膛容積有效利用率高，則能裝更多的蜂窩煤球，從而可以減少烘烤供熱過程中途添加煤次數(shù)，減輕操作工勞動強(qiáng)度。散煤爐按多次加煤原則設(shè)計，爐內(nèi)腔空間小，烘烤2.5噸中部煙葉中途加煤次數(shù)高達(dá)20多次。如附圖6所示，隧道爐爐膛長1.4m、0.73m寬、0.9m高,爐膛容積有效利用率只有80％左右，可以裝入外徑110mm高75mm家用本地?zé)o煙煤蜂窩煤800～1000個，理論上能滿足一次性裝煤需要。實(shí)際上由于隧道爐運(yùn)行過程中出現(xiàn)的爐體蓄熱多，爐門輻射散熱損失大，煙氣CO排放多，熱效率低，耗煤量大，800～1000個煤球往往不能滿足烘烤需要，就是晴天一房中部葉烘烤5～6天，中間也要加煤1～3次之多，難以實(shí)現(xiàn)一次性裝煤目標(biāo)，更不用說雨天及上部葉烘烤時中途需要添加煤球次數(shù)。實(shí)用新型爐腹2內(nèi)腔高度1.2m～1.5m、內(nèi)徑0.9m～1.1m，爐膛容積有效利用率達(dá)到100％，可以裝入外徑110mm高75mm家用本地?zé)o煙煤蜂窩煤850～1050個，能滿足一次性裝煤需要。實(shí)用新型一次性裝煤量略超過隧道爐裝煤量，且熱效率高出隧道爐25％，一次性裝煤自然能保持更長的燃燒供熱時間。裝煙略超過2.5噸、雨天采摘或上部煙葉條件下使用實(shí)用新型，無須中途清灰加煤，做到一次性裝煤完成6～7天烘烤燃燒供熱任務(wù)。

實(shí)用新型具有“立式爐內(nèi)腔，高的爐內(nèi)腔，裝煤通道和清灰通道合二為一，操作通道高度高，高的外爐門5”等結(jié)構(gòu)特征。散煤爐有專用的加煤通道和清灰通道，加煤通道和清灰通道之間有一金屬板隔開。兩個通道長度和寬度尺寸都很小，操作工在爐外用鐵鏟站在爐外多次小心拋送散煤和取灰。如附圖6所示，隧道爐堆煤區(qū)、集灰區(qū)、裝煤通道內(nèi)腔、清灰通道內(nèi)腔合一，無爐條，爐門只有560mm高，操作工只能觸地爬行進(jìn)入爐內(nèi)腔，然后以全蹬姿勢退行堆置煤球，再者寬度小、空間小，高度矮、空氣流動不暢，出現(xiàn)一定程度憋悶感，裝煤操作不舒適，難于滿足孔對孔、同排兩鄰煤球之間無縫隙要求。實(shí)用新型直立式爐膛，堆煤區(qū)在集灰區(qū)之上，去掉了通往堆煤區(qū)的裝煤通道和通往集灰區(qū)的清灰通道之間公共壁板，實(shí)現(xiàn)了裝煤通道和清灰通道合并成操作通道，操作通道內(nèi)腔高度和外爐門5高度高達(dá)1.2m～1.5m，操作工可以呈稍蹬或稍彎腰姿勢進(jìn)出爐內(nèi)腔，加上爐內(nèi)膛高大，空氣流動順暢，不會出現(xiàn)憋悶感，操作工在爐內(nèi)腔里運(yùn)轉(zhuǎn)自如，實(shí)現(xiàn)舒適裝煤，孔對孔且小煤球間隙等堆煤要求易以滿足。

實(shí)用新型具有“矮的內(nèi)爐門4”結(jié)構(gòu)特征。散煤爐和隧道爐沒有內(nèi)爐門。實(shí)用新型內(nèi)爐門4高度只有0.2m～0.35m，內(nèi)爐門4和爐腹2側(cè)壁一起，圍成封閉性良好的靜壓區(qū)，切斷空氣旁通流至操作通道的通道。內(nèi)爐門4頂面延伸至爐腹2頂端面，可以進(jìn)一步阻止煤床內(nèi)空氣水平旁通流至操作通道，但是需要承受煤燃燒高溫作用，即增加耐火保溫設(shè)計，此時內(nèi)爐門4高達(dá)1.2m～1.5m且笨重，裝煤清灰時內(nèi)爐門4取出放回定位等操作難度增加。另外，煤床內(nèi)水平旁通至操作通道的空氣量少，不足以明顯降低爐溫調(diào)控性能。實(shí)用新型內(nèi)爐門4高度為0.2m～0.35m，可以用普通紅磚或粘土磚來替代內(nèi)爐門4，做到低成本，另外取出放回操作輕便，又不失良好的爐溫調(diào)控性能。

實(shí)用新型具有“封閉式靜壓區(qū)”結(jié)構(gòu)特征。散煤爐集灰區(qū)為靜壓區(qū)，鼓風(fēng)機(jī)送入的空氣全部流入燃燒區(qū)，封閉性能良好。如附圖6所示，隧道爐靜壓區(qū)呈敞開式結(jié)構(gòu)。隧道爐堆煤至進(jìn)口端爐門時空出2～3層煤球空出的區(qū)域即為靜壓區(qū)，由于爐膛堆煤至到0.6m高，爐頂內(nèi)壁面至煤床頂面之間約130mm的高度空間便成了空氣旁通快速流至排煙口的通道，即靜壓區(qū)頂面是敞開的。實(shí)用新型爐條3以下的爐腹2內(nèi)腔為靜壓區(qū)。由于內(nèi)爐門4側(cè)面和操作口側(cè)面無縫隙連接，內(nèi)爐門4底面和爐腹2底板無縫隙連接，爐腹2側(cè)壁、底板和內(nèi)爐門4圍成靜壓區(qū)，靜壓區(qū)風(fēng)機(jī)鼓入的空氣通過爐條3全部向上流進(jìn)煤床，即靜壓區(qū)封閉性能良好。

實(shí)用新型結(jié)構(gòu)特征“高且大的立式爐內(nèi)腔”能保證一次性裝煤，滿足當(dāng)今農(nóng)村勞動力市場需要。結(jié)構(gòu)特征“高且大的立式爐腔、裝煤通道和清灰通道合二為一、操作通道高度高、高的外爐門5”能保證裝煤清灰操作舒適，做到煙葉烘烤以人為本。結(jié)構(gòu)特征“立式爐腔、矮的內(nèi)爐門4、封閉式靜壓區(qū)”是“爐內(nèi)流動傳熱燃燒過程科學(xué)合理”的前提條件。

“直立式爐內(nèi)腔、靜壓區(qū)封閉”結(jié)構(gòu)特征導(dǎo)致的技術(shù)特征是“明火反燒”。散煤爐和隧道爐基于“暗火正燒”原理燃燒供熱。如附圖6所示，隧道爐從煤床下游點(diǎn)火引燃，風(fēng)機(jī)驅(qū)動空氣向煤床斜上方方向流動，燃燒面向煤床斜上方方向移動，符合暗火正燒原理，處于燃燒面斜上方的煤床受到高溫烘烤，干餾氣、揮發(fā)分連同高溫CO₂氣體接觸高溫焦炭被還原生成的CO氣體一起，向煤床上游方向流動離開煤床，最終經(jīng)排煙口散失，熱效率低至50％左右。更為重要的是，排出的CO氣流具有內(nèi)熱能，燃燒放熱量減少，燃燒放熱量達(dá)不到最大，煙氣CO含量不穩(wěn)定直接導(dǎo)致燃燒放熱量和參與燃燒反應(yīng)的空氣流量不成正比，加大了用空氣流量自動調(diào)控爐溫過程的難度。實(shí)用新型由風(fēng)機(jī)驅(qū)動的空氣進(jìn)入靜壓區(qū)，靜壓區(qū)側(cè)壁和底板無泄漏，空氣全部穿過爐條3自下向上在煤床中均勻流動。全部空氣以活塞流方式流過煤床，從煤床頂面中心開始點(diǎn)火引燃，燃燒面自上向下緩慢移動，燃燒面移動方向和空氣流動方向相反，實(shí)現(xiàn)明火反燒過程。在高溫燃燒面向下流動過程中不斷地預(yù)熱與之接觸的底層煤球和空氣，煤球預(yù)熱時形成的干餾氣進(jìn)入燃燒面發(fā)生完全燃燒反應(yīng)，離開燃燒面的高溫CO₂氣體向上流動時沒有高溫焦炭與之接觸，即生成不了還原性氣體CO,這樣排煙CO₂氣體含量高、CO氣體含量極低，熱效率提高到75％左右。這樣，實(shí)現(xiàn)了燃燒供熱過程節(jié)能低污染物排放，更為重要的是排煙無內(nèi)熱能損失，燃燒放熱量達(dá)到最大，最大放熱量和空氣流量成正比，為用空氣流量自動調(diào)控爐溫過程創(chuàng)造了有利條件。一般地，明火反燒技術(shù)只是針對顆粒狀、塊狀煙煤工業(yè)爐窯清潔燃燒目的使用，民用蜂窩煤燃燒裝置燃用無煙煤，做成蜂窩煤球，且基于暗火正燒原理者居多，應(yīng)用于基于明火反燒原理的無煙煤蜂窩煤磚燃燒裝置報導(dǎo)極其少見。

“立式爐內(nèi)腔、封閉式靜壓區(qū)”結(jié)構(gòu)特征和“明火反燒”技術(shù)特征導(dǎo)致的技術(shù)特征是“爐溫可調(diào)可控”。熱風(fēng)爐燃燒放熱多少正比于參與燃燒反應(yīng)的空氣流量大小。操作通道內(nèi)腔滯留的空氣能旁通流至排煙口，進(jìn)而降低空氣有效利用率、降低空氣流量對燃燒放熱量的調(diào)節(jié)功能。實(shí)用新型內(nèi)爐門4兩側(cè)邊和爐條3以下操作口兩側(cè)邊無縫隙分別連接，內(nèi)爐門4底面和爐腹2底板無縫隙連接，爐腹2側(cè)壁底部和內(nèi)爐門4圍成靜壓區(qū)。封閉性良好的靜壓區(qū)使得全部空氣在煤床中呈活塞流狀向上流動，無空氣經(jīng)爐條3以下的操作口旁通至操作通道區(qū)域。盡管堆煤區(qū)煤床通過爐條3以上的操作口直接接觸操作通道內(nèi)腔，但空氣在煤床穿行時，煤床氣流通道和排煙口負(fù)壓形成向上抽吸力、靜壓區(qū)靜壓形成向上流動驅(qū)動力和高溫?zé)煔饷芏刃纬上蛏细∩κ沟妹捍怖锏目諝庀蛏狭鲃?，水平方向流出煤床到操作通道區(qū)域的空氣量可忽略。最終全部空氣以活塞流方式穿過煤床，全部接觸燃燒面燃燒并釋放出全部熱量，空氣利用率達(dá)到100％，即風(fēng)機(jī)鼓入的空氣流量和燃燒面燃燒所消耗的空氣流量相等成正比。煤球和煤球之間難以消除的大空隙會加大助燃空氣短路影響，即部分空氣直接從此空隙流至排煙口，最終降低風(fēng)機(jī)開停對爐溫的調(diào)控性能。顯然，空氣對燃燒放熱的調(diào)控性能，取決于靜壓區(qū)封閉性和操作通道內(nèi)腔空氣滯留量，操作通道內(nèi)腔空氣滯留量又取決于煤球之間水平方向間隙大小、孔對孔程度和外爐門5密封性。煤床頂面在爐腹2頂端面上，煤球孔對孔且煤球之間無明顯間隙，外爐門5能完全密封操作通道右端口，有利于維持風(fēng)機(jī)開停對參與燃燒反應(yīng)的空氣流量調(diào)控過程。如附圖6所示，隧道爐靜壓區(qū)靠近進(jìn)口端爐門，靜壓區(qū)頂面不封閉，鼓風(fēng)機(jī)鼓入靜壓區(qū)的大部分空氣旁通至煤床頂面之上的氣相空間并快速流向排煙口(排煙含氧濃度高達(dá)11％～12％)，剩余部分以布袋狀射流方式流入煤床氣隙空間。布袋狀射流在煤床內(nèi)對流擴(kuò)散需要克服較大阻力，灰渣球阻擋助燃空氣流至燃燒面、阻擋熱煙氣上浮流至爐頂氣相空間，未燃煤球阻擋熱煙氣向前流動，最終參與燃燒的助燃空氣量少，燃燒放熱少，煙氣CO含量高、內(nèi)儲熱量多，進(jìn)一步減少燃燒放熱，綜合表現(xiàn)出爐溫升不上去，熱風(fēng)溫度低于預(yù)設(shè)溫度2℃～8℃。爐膛內(nèi)燃燒消耗的只是空氣中的一小部分，風(fēng)機(jī)開?？刂频目諝饬髁颗c燃燒面消耗的空氣流量不成正比，無疑加大了風(fēng)機(jī)開停自動調(diào)控燃燒消耗的空氣流量過程的難度。隧道爐風(fēng)機(jī)送入的空氣流量和流進(jìn)煤床的空氣流量不成正比，流進(jìn)煤床的空氣流量和燃燒放熱量不成正比，使得風(fēng)機(jī)開停對熱風(fēng)溫度調(diào)控性能較差、不穩(wěn)定不可靠。為減少爐溫升不上去對煙葉烘烤質(zhì)量影響，變黃期和定色期操作工勤看火成為煙葉烘烤基本管理任務(wù)之一。隧道爐風(fēng)機(jī)常開也升不上爐溫問題，易被誤認(rèn)為是燃煤熱值低，通常是換用更高熱值(5500kCal/kg～7000kCal/kg)無煙煤或煙煤，這樣易出現(xiàn)爐膛內(nèi)局部高溫而燒裂爐頂拱磚，加大煙葉烘烤燃料成本、排放黑煙污染環(huán)境等問題。實(shí)用新型爐頂1、爐腹2和操作通道外殼為滿焊連接成一體且無縫隙的金屬殼體，金屬殼體厚3mm～5mm，以確保熱風(fēng)爐內(nèi)腔空間的密封性，無環(huán)境空氣滲進(jìn)爐膛，確保爐溫的可調(diào)控性。隧道爐在用窄鋼筋預(yù)制板替代金屬殼體作爐側(cè)壁護(hù)板時，爐壁易出現(xiàn)高溫裂縫，滲入爐膛的空氣流量不便控制，出現(xiàn)爐溫失控甚至到68℃～70℃現(xiàn)象。實(shí)用新型金屬殼體滿焊連接成一體式結(jié)構(gòu)，靜壓區(qū)封閉、立式爐膛、豎直式堆置煤球和從煤床頂面中心點(diǎn)火引燃等設(shè)計，使得風(fēng)機(jī)送入的空氣流量和流進(jìn)煤床的空氣流量成正比，流進(jìn)煤床的空氣流量和燃燒放熱量成正比，從而保證風(fēng)機(jī)開停對熱風(fēng)溫度調(diào)控性能，能保證干煙葉質(zhì)量，省去變黃期和定色期操作工勤看火工作。

“明火反燒”技術(shù)特征導(dǎo)致的技術(shù)特征是“高溫隔離”。如附圖6所示，隧道爐爐門內(nèi)側(cè)即為高溫燃燒區(qū)，靜壓區(qū)和高溫燃燒區(qū)重合為一，在風(fēng)機(jī)暫時停止送風(fēng)時高溫燃燒區(qū)高溫爐氣能通過通風(fēng)口及吹火筒反向吹向風(fēng)機(jī)，加上風(fēng)機(jī)受到爐門高溫輻射作用，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)機(jī)殼溫度升高至200℃～250℃，出現(xiàn)風(fēng)機(jī)靜壓下降，空氣流量變小，甚至直接被燒毀，助燃風(fēng)機(jī)成為隧道爐更換頻率最高、消耗最多部件之一。按一年烘烤2個月計算，更換臺數(shù)在1～4臺。為減少助燃風(fēng)機(jī)更換費(fèi)用，操作工勤看風(fēng)機(jī)成為煙葉烘烤基本管理任務(wù)之一。實(shí)用新型基于明火反燒原理，燃燒面位于接近于爐頂1的煤床頂部區(qū)域，燃燒面和靜壓區(qū)之間有一定高度的煤床相隔，加上高溫爐氣自然上升流動，使得和風(fēng)機(jī)相連通的靜壓區(qū)空間始終處于低溫狀態(tài)，無高溫爐氣滯留倒流燒毀風(fēng)機(jī)現(xiàn)象出現(xiàn)，無須操作工勤監(jiān)視助燃風(fēng)機(jī)，徹底解決了隧道爐存在的風(fēng)機(jī)運(yùn)行不安全性問題。

實(shí)用新型技術(shù)特征“明火反燒”是節(jié)能、減排、安全、自控運(yùn)行的前提條件。實(shí)用新型技術(shù)特征“高溫隔離”是“明火反燒”的必然結(jié)果。技術(shù)特征“爐溫可調(diào)可控”是煙葉烘烤保質(zhì)保量的關(guān)鍵，是實(shí)用新型得以推廣應(yīng)用的關(guān)鍵。

上述結(jié)構(gòu)特征和技術(shù)特征帶來的有效綜合效果是熱風(fēng)爐節(jié)能環(huán)保安全性能得到大幅度提高。實(shí)用新型一次性裝煤清灰,烘烤中途不打開外爐門5，裝煤卸灰操作舒適；節(jié)煤，煙氣CO排放超低，降低了煙葉烘烤熱風(fēng)爐對燃煤高熱值要求；能緊貼烘烤工藝曲線燃燒供熱生成熱風(fēng)，無爐溫失控和爐溫升不上去等問題；無高溫爐氣倒流燒損風(fēng)機(jī)隱患。

燃用無煙煤蜂窩煤球的煙草加工調(diào)制行業(yè)、煙草種植加工基地及煙農(nóng)合作社密集烤煙和散葉烘烤燃燒供熱裝置、熱風(fēng)室和熱風(fēng)爐，都可使用實(shí)用新型。

煙葉烘烤實(shí)踐顯示：一次性裝煤清灰，裝煤舒適，清灰簡便；點(diǎn)火引燃簡易；排煙溫度<80℃，煙氣CO排放降低75％，燃煤熱值節(jié)約25％以上；風(fēng)機(jī)開停對熱風(fēng)溫度調(diào)控性能良好，能緊貼烘烤工藝曲線生成熱風(fēng)，無掉溫超溫現(xiàn)象發(fā)生；無高溫爐氣外泄，風(fēng)機(jī)溫度始終低于38℃，無高溫?zé)龘p故障；省工省時降成本；干煙葉品質(zhì)好，無內(nèi)質(zhì)損耗，能燃用灰分含量高達(dá)50％、熱值低至3000kCal/kg～4000kCal/kg的本地生活用無煙煤蜂窩煤球，燃用灰分10％～12％、揮發(fā)分4％～8％、熱值5500kCal/kg～7000kCal/kg的精選無煙煤蜂窩煤球，蜂窩煤球成型不用粘土等無機(jī)類粘接劑時，節(jié)能減排安全舒適性能更加突出。