以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生物質(zhì)燃料高效清潔燃燒采暖爐及其附屬自動送料裝置，特別是一種以秸桿壓塊為燃料的、具有十二小時連續(xù)自動送料功能的戶用直燃采暖裝備。
【背景技術(shù)】
[0002]霧霾已經(jīng)成為影響國人生活質(zhì)量的主要因素之一，盡管霧霾所含顆粒物的主要組成成分是機(jī)動車尾氣排放、燃煤排放、揚(yáng)塵和工業(yè)排放的PM2.5，但據(jù)國家環(huán)境保護(hù)城市顆粒物污染防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室提供的信息稱，“秸桿焚燒產(chǎn)生的PM2.5約占PM2.5總量的5%，但秸桿集中焚燒期間所產(chǎn)生的PM2.5可能占當(dāng)天空氣中PM2.5總量的30%甚至40%。”因此，各級地方政府均制定了嚴(yán)格的秸桿禁燒政策，并多途徑探求農(nóng)作物秸桿的能源化利用技術(shù)。
[0003]我國每年農(nóng)作物秸桿生產(chǎn)總量已達(dá)7億噸左右，其中的1/2-2/3可能源化利用；但是，農(nóng)作物秸桿分散式分布的特點(diǎn)決定了 “規(guī)模化、大型化”的利用途徑一例如秸桿直燃電廠或秸桿集中氣化站等一勢必將因收集、運(yùn)輸、儲存成本過高等原因而造成運(yùn)行成本提高，而現(xiàn)狀確實(shí)如此，多數(shù)秸桿直燃電廠都處于虧損狀態(tài)?；谖覈r(nóng)村用能現(xiàn)狀、農(nóng)田分布及煤炭資源分布等情況，將秸桿作為地方燃料供應(yīng)農(nóng)村市場，就地生產(chǎn)、就地加工、就地消化，將是秸桿能源化利用的最佳途徑；因此，研發(fā)適用于農(nóng)村用戶的、燃用秸桿或秸桿成型燃料的高效、清潔燃燒設(shè)備具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，上述設(shè)備一方面可為農(nóng)戶提供廉價(jià)清潔的生活用能，同時又可以為國家節(jié)約高品位的煤炭資源。
[0004]目前，市場上針對農(nóng)村用戶的小型秸桿燃料或秸桿壓塊燃料氣化爐普遍存在焦油及其它有害氣體排放量大、污水排放量高等缺點(diǎn)，始終未能得到用戶的認(rèn)可；而燃用秸桿顆粒燃料的直燃采暖爐則因燃料成本過高(市場售價(jià)1100-1200元/噸)、受熱面結(jié)渣嚴(yán)重、設(shè)備造價(jià)高售價(jià)高等原因，也未能得到大規(guī)模推廣應(yīng)用。市場上已有多種類型燃用秸桿壓塊燃料的民用采暖爐，因其使用燃料售價(jià)僅有450-500元/噸，故具有較大的市場潛力；但值得注意的是，上述采暖爐在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面套用了燃煤爐的設(shè)計(jì)理念，而未充分考慮秸桿燃料揮發(fā)分含量高、焦炭含量低的燃料特性以及秸桿燃料燃燒周期短、低溫缺氧時易于產(chǎn)生焦油的燃燒特性，因此，上述采暖設(shè)備均存在人工加料頻繁(20分鐘左右)、夜間封火時焦油和污水造成室內(nèi)環(huán)境污染等嚴(yán)重缺陷。故此，開發(fā)研制一種與低成本秸桿壓塊燃料燃燒特性相匹配的、高效清潔燃燒的民用采暖裝備，將有助于拓寬秸桿能源化利用的途徑。
[0005]中國專利CN 200810151492.9公開了一種自動送料并以秸桿壓塊為燃料的民用采暖爐，它是秸桿壓塊燃料自動送料裝置和具備采暖、炊事功能爐具。自動送料裝置的使用一方面提高了爐內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性，另一方面取消了夜間封火環(huán)節(jié)，從而提高了燃燒效率，并降低了污染物及焦油的生成；但是，自動送料裝置傾斜布置，料倉內(nèi)的秸桿壓塊燃料與料倉壁面的摩擦阻力較大，勢必造成低速電機(jī)的耗電量提高。另外，燃燒室與料倉之間通過料道連接，爐內(nèi)火焰對料倉內(nèi)秸桿壓塊燃料的熱輻射作用比較強(qiáng)烈，將促使燃料發(fā)生熱分解，極端情況下，會出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象?；谝陨侠碚摲治龊蛯?shí)驗(yàn)診斷，本發(fā)明是在原有專利技術(shù)基礎(chǔ)上，對自動送料裝置的結(jié)構(gòu)和控制方案、爐子的燃燒室結(jié)構(gòu)、以及兩者的對接結(jié)構(gòu)進(jìn)行了創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是提供一種以秸桿壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備，它是以秸桿壓塊為燃料的、具有十二小時連續(xù)自動送料功能的戶用直燃采暖裝備。該裝備由采暖爐和自動送料裝置兩部分組成。其中，自動送料裝置可維持12小時連續(xù)自動輸送秸桿壓塊燃料，使?fàn)t內(nèi)的燃燒穩(wěn)定性大大提高，該裝置通過控制電路的合理設(shè)計(jì)，可實(shí)現(xiàn)日間模式供暖和夜間模式供暖的切換，以滿足用戶根據(jù)房間舒適度調(diào)整燃料輸送量和室內(nèi)溫度；采暖爐具有雙燃燒室結(jié)構(gòu)特征，可實(shí)現(xiàn)焦炭和揮發(fā)份的分區(qū)燃燒；在主燃燒室內(nèi)，通過水冷爐排和搖動爐排的組合設(shè)計(jì)，來組織焦炭在900-950°C溫度區(qū)間內(nèi)的低溫燃燒過程，可確保秸桿燃料的灰分不發(fā)生熔融，大大降低了爐排和受熱面結(jié)渣的可能性；揮發(fā)分在二級燃燒室內(nèi)完成氣相燃燒過程，通過合理設(shè)計(jì)受熱面來控制二級燃燒室溫度在70(TC左右，可確保揮發(fā)分的快速著火和充分燃盡。正常狀態(tài)下，該采暖裝備的熱效率大于75%，煙塵濃度低于40mg/m3，二氧化硫濃度低于10mg/m3,氮氧化物濃度低于150ppm,—氧化碳濃度低于0.15%,煙氣林格曼黑度低于I級，其各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于NB/T34006-2011行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的技術(shù)指標(biāo)，同時可實(shí)現(xiàn)無焦油排放、無污水排放。
[0007]本發(fā)明提供的自動送料功能的戶用直燃采暖裝備由采暖爐和自動送料裝置兩部分組成，所述的自動送料裝置位于采暖爐一側(cè)，兩者呈“H”型結(jié)構(gòu)布置，通過料道連接。自動送料裝置與采暖爐料道之間采用鑲嵌式連接方式，在自動送料裝置工作異常情況下，可將之與采暖爐分離，轉(zhuǎn)換為人工加料模式。
[0008]所述的采暖爐采用上下分體結(jié)構(gòu)，利用法蘭連接。上爐體結(jié)構(gòu)主要包括:料道、煙道、煙窗、水套、水冷爐排、對流管束、平衡管、水冷隔板、防輻射擋板、余熱回收水套；下爐體結(jié)構(gòu)包括:搖動爐排、燃燒道、二次風(fēng)室、保溫層、灰斗；燃燒室分為主燃燒室和二級燃燒室，水冷隔板位于兩者之間，平衡管焊接于水冷隔板上部；水冷爐排位于搖動爐排之上，燃燒道位于水冷爐排和搖動爐排之間；二次風(fēng)箱位于二級燃燒室底部，通過多個小孔向二級燃燒室內(nèi)送入二次風(fēng)；料道、煙道、煙窗被水套包裹，防輻射擋板焊接于料道尾部，煙窗、水冷爐排和對流管束與水套焊接，煙氣橫向沖刷對流管束與煙窗；水冷擋板頂部焊接有平衡管，平衡管連接主燃燒室上部空間與煙道；煙道位于二級燃燒室頂部末端，煙道外部設(shè)置有獨(dú)立的余熱回收水套；保溫層包裹于下爐體四壁，料斗位于下爐體底部。
[0009]本發(fā)明所適用的秸桿壓塊燃料指長方體狀或棒狀秸桿成型燃料，其尺度一般為30mmX 30mmX 7Omm的不規(guī)則長方體狀或直徑為30mm、長度為70mm的棒狀，上述燃料在倒運(yùn)、儲存過程中可能進(jìn)一步破碎成不規(guī)則的、尺度更小的塊狀。
[0010]自動送料裝置主要包括:調(diào)速電機(jī)、聯(lián)軸器、絲杠、撥料扇葉、托盤、滾輪、上限位開關(guān)、下限位開關(guān)、控制電路盒、電機(jī)箱、燃料箱；電機(jī)箱利用螺栓固定于燃料箱上部，調(diào)速電機(jī)、控制電路盒和聯(lián)軸器安裝于電機(jī)箱內(nèi)部，絲杠、托盤、撥料扇葉、限位開關(guān)布置于燃料箱內(nèi)；絲杠與調(diào)速電機(jī)通過聯(lián)軸器傳動連接，托盤通過與螺母焊接可滑動于絲杠之間，滾輪安裝于托盤四周，撥料扇葉通過上下兩個螺母緊固于絲杠上，調(diào)速電機(jī)與絲杠同步轉(zhuǎn)動，實(shí)現(xiàn)撥料扇葉的轉(zhuǎn)動和托盤的上下移動；燃料箱內(nèi)部，在托盤的起始和終了位置有上、下限位開關(guān)，通過信號控制線與控制電路盒連接，以控制調(diào)速電機(jī)的啟動與停止；所述的燃料箱與電機(jī)箱為“呂”字型結(jié)構(gòu)布置，電機(jī)箱位于燃料箱的上部，進(jìn)料口和出料口分別位于燃料箱頂部左右兩側(cè)；地牛則焊接于燃料箱底部，方便進(jìn)料機(jī)