本發(fā)明涉及一種簡易結(jié)構(gòu)緊湊型生物質(zhì)燃燒機，尤其涉及一種通用緊湊防結(jié)焦旋轉(zhuǎn)駁火清灰噴嘴式生物質(zhì)燃燒機，屬于生物質(zhì)熱能設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

近年隨著傳統(tǒng)化石能源的逐漸枯竭，能源危機及環(huán)境污染受到了社會越來越多的關(guān)注，因此在全球范圍內(nèi)探索、開發(fā)新型清潔替代能源已成為趨勢。生物質(zhì)能源技術(shù)以低污染、可持續(xù)、中性碳排放的獨特性能受到普遍關(guān)注及認(rèn)可；其中被稱為“固體天燃?xì)狻钡纳镔|(zhì)顆粒成型燃料則是目前研究最深入、應(yīng)用范圍最廣的一種生物質(zhì)能源應(yīng)用技術(shù)；與傳統(tǒng)的化石燃料相比，生物質(zhì)顆粒燃料不僅具有了生物質(zhì)能源的全部優(yōu)勢且可以解決生物質(zhì)能源的運輸、儲存問題，使用過程更加環(huán)保清潔，加工過程不產(chǎn)生二次污染，完全符合我國現(xiàn)今可持續(xù)發(fā)展和低碳轉(zhuǎn)型的剛性需求；首先，基于顆粒燃料的高壓縮體積及形狀節(jié)省了大量儲存空間，提高了能量密度，使單位體積的持續(xù)燃燒時間大幅增加，并有效降低了燃料的儲運成本；其次，顆粒燃料具有較好的燃燒特性，易點燃，易燃盡，殘?zhí)剂康停C合效率高；此外，生物質(zhì)顆粒燃燒時有害及污染氣體組分排放少，并通過碳循環(huán)實現(xiàn)了二氧化碳的“零排放”,是可再生能源品類中替代傳統(tǒng)化石能源最為有效的途徑。

生物質(zhì)燃燒機是一種目前得到普遍推廣應(yīng)用的通用型生物質(zhì)顆粒燃料綜合熱能應(yīng)用設(shè)備；該設(shè)備主要通過生物質(zhì)氣化、半氣化及直燃技術(shù)，將以秸稈、林業(yè)三剩物等農(nóng)林生物質(zhì)為主要成分的燃料在高溫下裂解燃燒，將通過光合作用儲存在植物體內(nèi)的碳?xì)淠芰酷尫懦鰜?，從而充分滿足人們對于供暖，供熱，燃?xì)獾壬a(chǎn)生活能源使用需求。現(xiàn)今市場生物質(zhì)成型燃料燃燒機通常采用絞龍上料、固定爐排及多級配風(fēng)的技術(shù)形式，結(jié)構(gòu)單一、造價不菲且應(yīng)用過程中結(jié)焦結(jié)渣問題嚴(yán)重；較高的用戶一次設(shè)備投入成本及較差的客戶操作使用體驗，嚴(yán)重限制了燃燒機設(shè)備的進一步推廣及行業(yè)發(fā)展；一種新型、高效、穩(wěn)定、防結(jié)焦、成本低廉的緊湊型生物質(zhì)燃燒機被市場迫切需求。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有燃燒機產(chǎn)品燃燒運行持續(xù)穩(wěn)定性差、易結(jié)焦結(jié)渣、設(shè)備成本投入高、裝配體積龐大、工況適用性差等技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種采用噴嘴式設(shè)計、雙層套管機構(gòu)、絞龍上料結(jié)合旋轉(zhuǎn)駁火清灰結(jié)構(gòu)，設(shè)計了一種緊湊型、低成本、高效率噴嘴式生物質(zhì)燃燒機；通過簡化燃燒機結(jié)構(gòu)降低設(shè)備投入成本，減少設(shè)備裝配體積，通過采用絞龍上料聯(lián)動旋轉(zhuǎn)駁火清灰結(jié)構(gòu)簡化了裝置、提高了燃料燃燒效率、杜絕了結(jié)焦、結(jié)渣，通過設(shè)計的一鍵化操作模式解放了操作人員精力，降低人工成本、加強了客戶體驗。同時風(fēng)冷套筒爐膛結(jié)合旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置的發(fā)明和使用也大大提高了設(shè)備對于不同原料生物質(zhì)顆粒的適用性，降低了燃料成本。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出以下技術(shù)方案：

本發(fā)明所涉及的一種緊湊型防結(jié)焦噴嘴式生物質(zhì)燃燒機，其設(shè)計技術(shù)特征主要如下列所述。

1）本燃燒機采用噴嘴式結(jié)構(gòu)設(shè)計，使得生物質(zhì)成型燃料像天然氣一樣便于與加熱設(shè)備裝配，設(shè)備主體主要包括前部可更換套筒噴嘴、后部供料綜合裝置及底部配風(fēng)輔助綜合裝置。

2）所述前部可更換套筒噴嘴主要由噴嘴內(nèi)壁管、噴嘴外壁管、噴嘴外接法蘭、旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置、套筒噴嘴連接法蘭按照一定結(jié)構(gòu)同心焊接形成，做為本設(shè)備的核心燃燒裝置；其中噴嘴內(nèi)壁管位于噴嘴外壁管內(nèi)側(cè)，兩部分同心焊接固定于套筒噴嘴連接法蘭上，套筒噴嘴連接法蘭用于固定并支撐整個前部套筒噴嘴，并用于與后部配風(fēng)聯(lián)箱連接使用；噴嘴外接法蘭同心焊接于噴嘴外壁管前端，用于與外部對接設(shè)備連接；旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置軸同心位于噴嘴內(nèi)壁管中央，共同組成本設(shè)備的核心氣化燃燒室，用于實現(xiàn)成型燃料的完全氣化燃燒及放熱，同時通過旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置不斷旋轉(zhuǎn)翻打、有效杜絕爐膛結(jié)焦并提高燃燒效率；噴嘴內(nèi)壁管與噴嘴外壁管之間形成的間壁為冷卻風(fēng)間壁，主要用于通過風(fēng)冷為噴嘴內(nèi)壁管冷卻降溫、回收熱量，從而有效提高了核心設(shè)備的使用壽命、降低做為爐膛的噴嘴內(nèi)壁管材料要求，并有效提升了設(shè)備綜合熱效率。

3）所述的后部供料綜合裝置主要為本設(shè)備系統(tǒng)提供持續(xù)的燃料供給、設(shè)備承載、供料及爐排轉(zhuǎn)動動力等作用；主要包括燃燒機支架、料斗、進料套管、進料絞龍桿、轉(zhuǎn)動電機、轉(zhuǎn)動固定軸承及轉(zhuǎn)軸軸承固定盒等部分零件組成。其中燃燒機支架用于支撐整個裝置，料斗沿頂部焊接固定在本支架上，料斗下部開口處焊接固定進料套管，而進料絞龍桿同軸心固定于進料套管，料倉中的成型燃料在重力作用下通過下部口落入進料套管后被進料絞龍桿傳送至后端氣化燃燒室內(nèi)進行燃燒放熱；進料絞龍桿后部焊接旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置，其主要通過轉(zhuǎn)動固定軸承固定于轉(zhuǎn)軸軸承固定盒上，并通過同樣固定于轉(zhuǎn)軸軸承固定盒上的轉(zhuǎn)動電機提供旋轉(zhuǎn)動力，而固定有轉(zhuǎn)動電機及轉(zhuǎn)動固定軸承的轉(zhuǎn)軸軸承固定盒直接緊固安裝于進料套管尾部；其中轉(zhuǎn)動電機軸中心、轉(zhuǎn)動固定軸承中心、進料絞龍桿及旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置的軸心安裝時要求同心共線。

4）所述底部配風(fēng)輔助綜合裝置用于為本設(shè)備提供各級配風(fēng)、點火啟動、觀火、強制除渣等功能；其結(jié)構(gòu)主要包括配風(fēng)聯(lián)箱、配風(fēng)分風(fēng)盒、鼓風(fēng)機、強制除渣/觀察口、點火配風(fēng)管、點火加熱棒、配風(fēng)聯(lián)箱連接法蘭等組成；其中配風(fēng)聯(lián)箱為本部分核心零件，其前部通過套筒噴嘴連接法蘭固定連接套筒噴嘴，后部通過進料套管與后部供料綜合裝置進行連接；點火配風(fēng)管穿透配風(fēng)聯(lián)箱焊接固定在進料套管正下方，內(nèi)部安裝點火加熱棒，通過點火加熱棒預(yù)熱助燃配風(fēng)，從而點火引燃?xì)饣紵覂?nèi)燃料；強制除渣/觀察口同樣穿透配風(fēng)聯(lián)箱焊接固定在進料套管下方左側(cè)，主要用于觀察燃燒室燃燒狀態(tài)及必要時強制脫料除渣所使用；配風(fēng)分風(fēng)盒焊接在配風(fēng)聯(lián)箱下端，后端連接固定鼓風(fēng)機，中間通過焊接連接管與點火配風(fēng)管連接，提供點火助燃風(fēng)。由鼓風(fēng)機產(chǎn)生的助燃風(fēng)進入配風(fēng)分風(fēng)盒被分為兩個部分，主要部分經(jīng)由配風(fēng)分風(fēng)盒引導(dǎo)進入配風(fēng)聯(lián)箱進行再次分配，另一部分風(fēng)通過固定在配風(fēng)分風(fēng)盒內(nèi)部擋風(fēng)板引流下通過連接管進入點火配風(fēng)管。

5）所述的進入配風(fēng)聯(lián)箱的主助燃風(fēng)在配風(fēng)聯(lián)箱中被再次分為多個部分，首先有少量配風(fēng)經(jīng)由進料套管壁上的孔洞進入進料套管內(nèi)部，在起到氣封防回火的同時反向進入氣化燃燒室；配風(fēng)聯(lián)箱前面板布有大量孔洞用于多級配風(fēng)，其中位于點火配風(fēng)管位置的點火/助燃風(fēng)口及分布在其兩側(cè)的主助燃配風(fēng)口作為氣化燃燒的一次配風(fēng)，用于成型燃料的熱解及固定碳燃燒；圍繞在進料套管周邊分布的一周孔洞為輔助助燃配風(fēng)口作為氣化燃燒二次風(fēng)，主要用于揮發(fā)分燃燒；分布在最外側(cè)且位于噴嘴內(nèi)壁管及噴嘴外壁管之間的一周冷卻風(fēng)口作為三次風(fēng)，主要用于冷卻噴嘴內(nèi)壁管保護氣化燃燒室、回收噴嘴內(nèi)壁管輻射熱量，并為噴嘴出口處最終燃燒提供充分的燃燒助燃氧氣。

6）此外，所述的前部可更換套筒噴嘴在本設(shè)備結(jié)構(gòu)中屬于易損可更換件，其與后部供料綜合裝置采用活口法蘭連接，用戶可以依據(jù)自己的實際使用情況及時調(diào)整并更換新的套筒噴嘴，以實現(xiàn)設(shè)備使用壽命的延長。

7）所述的旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置及進料絞龍桿采用同心同軸同速（旋轉(zhuǎn)角速度）連接固定，使用統(tǒng)一的轉(zhuǎn)動電機進行傳動，轉(zhuǎn)動軸采用單臂多點限位形式進行固定連接。

8）所述燃燒機設(shè)備采用時間繼電器（控制傳動電機）及可控硅調(diào)壓器（控制鼓風(fēng)機）共同協(xié)調(diào)控制，采用一鍵式開關(guān)，通過運行參數(shù)同步擬合設(shè)定簡化了客戶使用難度及操作工作量。

另外本發(fā)明提供技術(shù)特征還在于：所述生物質(zhì)成型燃料被堆放與料斗中，料斗中的成型燃料在重力作用下落入進料套管上方，在進料絞龍桿的推動下穿過配風(fēng)聯(lián)箱進入氣化燃燒室落入噴嘴內(nèi)壁管后部，在點火配風(fēng)管吹出的熱風(fēng)作用下點燃熱解，熱解出的揮發(fā)分在氣化燃燒室上部與二次風(fēng)混合進行燃燒放熱，而熱解剩余的固定碳部分則在旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置的撥動下充分燃燒放熱并逐步向噴嘴出口處移動直至完全燃燒后由噴嘴口處跌落到對接爐膛內(nèi)，燃燒的熱煙氣在噴出噴嘴后與冷卻風(fēng)口吹出的經(jīng)預(yù)熱后的三次風(fēng)混合并完全燃燒釋放全部熱量；成型燃料在氣化燃燒室（即噴嘴內(nèi)壁管上）的燃燒屬于長行程分區(qū)分級式燃燒，其中前部分主要用于熱解氣化，后部分主要用于固定碳燃燒；而成型燃料及固定碳部分在氣化燃燒室內(nèi)的移動動力主要來自于旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置的轉(zhuǎn)動及底部一次配風(fēng)的吹掃。

有益效果

本發(fā)明所提供的一種緊湊型防結(jié)焦噴嘴式生物質(zhì)燃燒機，其有益效果在于。

1）本發(fā)明設(shè)計結(jié)構(gòu)緊湊，設(shè)備體積及占地面積小，可適用于絕大多數(shù)燃煤小鍋爐清潔能源改造，具有較好市場應(yīng)用推廣前景。

2）本發(fā)明在燃燒室結(jié)構(gòu)上采用長行程分級分區(qū)式燃燒及多向立體式三級配分，有效提高了成型燃料的燃盡率及設(shè)備系統(tǒng)的綜合熱效率，從而使得本設(shè)備的使用經(jīng)濟性大幅提升。

3）設(shè)備使用前提前擬合最佳運行參數(shù)，客戶使用中可實現(xiàn)一鍵式操作，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單故障率低，有效提升了本設(shè)備的客戶體驗效果。

4）設(shè)備機體采用全固態(tài)結(jié)構(gòu)設(shè)計，采用的技術(shù)原理成熟穩(wěn)定，從而大大提升了本發(fā)明設(shè)備運行的持續(xù)穩(wěn)定性。

5）燃燒機設(shè)計采用微正壓燃燒形式，正常狀態(tài)下適用設(shè)備不需單配引風(fēng)機，有效降低了用戶的改造使用成本。

6）本發(fā)明采用分區(qū)動態(tài)燃燒機理及旋轉(zhuǎn)活動爐排結(jié)構(gòu)，對于除純木材外的諸如秸稈、草本、雜木等各種成型顆粒燃料均具有較好的適用性，并且具有良好的防結(jié)焦抗結(jié)渣性能。

7）本發(fā)明采用分體式模塊化拼裝結(jié)構(gòu)，各主要部件均可剝離更換，降低了設(shè)備維護成本，減輕了用戶使用的成本投入。

8）本發(fā)明設(shè)備結(jié)合原有燃煤鍋爐進行清潔能源改造屬于兩室燃燒形式，經(jīng)過間接沉降，燃燒火焰及煙氣中粉塵及焦油成分較市場同類機型降低50％以上。

綜上所述，本發(fā)明提供了一種高效節(jié)能，穩(wěn)定可靠，熱效率高，正壓運行，低碳環(huán)保，操作簡單，適用廣泛的生物質(zhì)多功能燃燒機。

附圖說明

圖1為一種緊湊型防結(jié)焦噴嘴式生物質(zhì)燃燒機外形立體圖；

圖2為一種緊湊型防結(jié)焦噴嘴式生物質(zhì)燃燒機沿噴嘴方向的正視圖；

圖3為圖2沿a-a面剖圖；

圖4為圖1中b圈范圍內(nèi)局部放大圖。

附圖中：1-噴嘴內(nèi)壁管；2-噴嘴外壁管；3-噴嘴外接法蘭；4-旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置；5-配風(fēng)聯(lián)箱；6-配風(fēng)分風(fēng)盒；7-鼓風(fēng)機；8-燃燒機支架；9-料斗；10-強制除渣/觀察口；11-進料套管；12-進料絞龍桿；13-點火配風(fēng)管；14-點火加熱棒；15-轉(zhuǎn)動電機；16-轉(zhuǎn)動固定軸承；17-冷卻風(fēng)間壁；18-冷卻風(fēng)口；19-點火/助燃風(fēng)口；20-主助燃配風(fēng)口；21-輔助助燃配風(fēng)口；22-氣化燃燒室；23-套筒噴嘴連接法蘭；24-配風(fēng)聯(lián)箱連接法蘭；25-轉(zhuǎn)軸軸承固定盒。

具體實施方法

如圖1所示的實施例中，本發(fā)明提供的一種緊湊型防結(jié)焦噴嘴式生物質(zhì)燃燒機，燃燒機主體包括前部可更換套筒噴嘴、后部供料綜合裝置及底部配風(fēng)輔助綜合裝置三大組成部分，三大部分主體固定支撐于燃燒機支架（08）上，燃燒機支架（08）外側(cè)可以添加安裝外殼；前部可更換套筒噴嘴由噴嘴內(nèi)壁管（01）、噴嘴外壁管（02）、噴嘴外接法蘭（03）、旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）、套筒噴嘴連接法蘭（23）共同組成，其中噴嘴內(nèi)壁管（01）與噴嘴外壁管（02）一端對齊同心焊接于套筒噴嘴連接法蘭（23）上，噴嘴外接法蘭（03）同心焊接于噴嘴外壁管（02）另一端，旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）同心同軸焊接固定于進料絞龍桿（12），并同心穿過并固定于噴嘴內(nèi)壁管（01）內(nèi)。

優(yōu)選的，結(jié)合附圖1、附圖3，后部供料綜合裝置主要由燃燒機支架（08）、料斗（09）、進料套管（11）、進料絞龍桿（12）、轉(zhuǎn)動電機（15）、轉(zhuǎn)動固定軸承（16）及轉(zhuǎn)軸軸承固定盒（25）組成，其中料斗（09）頂部齊邊焊接于燃燒機支架（08）上，進料套管（11）軸向焊接于料斗（09）底部結(jié)構(gòu)，固定有旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）的進料絞龍桿（12）同心同軸依次穿過進料套管（11）及噴嘴內(nèi)壁管（01）并在進料套管（11）后端通過兩組轉(zhuǎn)動固定軸承（16）固定，桿的末端通過卡扣與轉(zhuǎn)動電機（15）進行傳動連接，而轉(zhuǎn)動電機（15）及轉(zhuǎn)動固定軸承（16）則采用絲扣固定于同心安裝在進料套管（11）后端的轉(zhuǎn)軸軸承固定盒（25）上。

優(yōu)選的結(jié)合附圖1、附圖3、附圖4，底部配風(fēng)輔助綜合裝置主要包括配風(fēng)聯(lián)箱（05）、配風(fēng)分風(fēng)盒（06）、鼓風(fēng)機（07）、強制除渣/觀察口（10）、點火配風(fēng)管（13）、點火加熱棒（14）、配風(fēng)聯(lián)箱連接法蘭（24）組成；配風(fēng)聯(lián)箱（05）通過配風(fēng)聯(lián)箱連接法蘭（24）固定于前部可更換套筒噴嘴后端，而進料套管（11）由后端中心穿過并焊接于配風(fēng)聯(lián)箱（05）后面上，配風(fēng)分風(fēng)盒（06）焊接于配風(fēng)聯(lián)箱（05）正下端，配風(fēng)分風(fēng)盒（06）中間采用連接管與點火配風(fēng)管（13）連接，并在末端使用絲扣連接鼓風(fēng)機（07）；點火加熱棒（14）同心由后端接入點火配風(fēng)管（13）。

優(yōu)選的結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3本具體實施例采用同源同軸于進料絞龍桿（12）的旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）作為氣化燃燒室活動聯(lián)動裝置，部件整體采用多點【本實施例為三點，包括兩個轉(zhuǎn)動固定軸承（16）支點及其末端的轉(zhuǎn)動電機（15）軸一個支點】單邊懸臂固定，固定著力點主要位于相對直徑較粗的進料絞龍桿（12）末端；進料絞龍桿（12）及旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）在轉(zhuǎn)動電機（15）傳動下以同等角速度進行旋轉(zhuǎn)，其中進料絞龍桿（12）用于推動料斗（09）及進料套管（11）內(nèi)的成型燃料進入氣化燃燒室（22），而旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）用于攪動氣化燃燒室（22）的成型燃料，從而促進反應(yīng)高效進行、有效杜絕結(jié)焦、并在底風(fēng)一次風(fēng)配合下推動參與燃燒的成型燃料向爐口處移動。

優(yōu)選的結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3本具體實施例采用兩次分配三級多向立體式配風(fēng)結(jié)構(gòu)設(shè)計，配風(fēng)由鼓風(fēng)機（07）產(chǎn)生，進入配風(fēng)聯(lián)箱（05）后進行一次分風(fēng)，分風(fēng)后少量進入點火配風(fēng)管（13）最終經(jīng)由點火/助燃風(fēng)口（19）進入氣化燃燒室（22）作為一次風(fēng)；而大部分的風(fēng)則會進入配風(fēng)分風(fēng)盒（06）并在其中進行二次分配，其中少量進入進料套管（11）起到氣封作用并最終進入氣化燃燒室（22），與由分布在進料套管（11）出口周邊的輔助助燃配風(fēng)口（21）吹出的風(fēng)共同作為二次風(fēng)，另有一部分風(fēng)經(jīng)由分布在點火/助燃風(fēng)口（19）兩側(cè)的主助燃配風(fēng)口（20）吹出并與點火/助燃風(fēng)口（19）吹出的風(fēng)共同組成一次風(fēng)，最后一部分風(fēng)經(jīng)由分布在噴嘴內(nèi)壁管（01）及噴嘴外壁管（02）間的冷卻風(fēng)口（18）排出作為三次風(fēng)。

優(yōu)選的結(jié)合附圖1、附圖2、附圖3，本具體實施例成型燃料儲存于料斗（09）中，正常燃燒時在進料絞龍桿（12）的轉(zhuǎn)動下，儲存在進料絞龍桿料斗（09）中的成型燃料在絞龍推動力及重力的共同作用下不斷被送入氣化燃燒室（22）前端，并在充足的一次風(fēng)供應(yīng)下完成預(yù)熱及熱解、氣化，參與反應(yīng)的燃料同時將會在旋轉(zhuǎn)駁火清灰裝置（04）及底部一次風(fēng)的共同作用下不斷向噴嘴口處移動，越靠近出口處的成型燃料燃燒越完全，直至最后經(jīng)由噴嘴出口處被推出并進入對應(yīng)爐膛，因此成型燃料在氣化燃燒室（22）內(nèi)的反應(yīng)屬于分區(qū)分段式的，從而有效提高了反應(yīng)效率并杜絕結(jié)焦。

最后，本具體實施例控制系統(tǒng)采用一鍵式開關(guān)控制，實施例中兩個控變量轉(zhuǎn)動電機（15）轉(zhuǎn)速及鼓風(fēng)機（07）功率分別采用時間繼電器及可控硅調(diào)壓器進行控制，實施例執(zhí)行時通過分析及實驗測試擬合了大量運行參數(shù)，可在實施例應(yīng)用時進行提前參數(shù)設(shè)定，使用者僅需執(zhí)行一鍵式開機/關(guān)機操作。