[发明专利]充分利用生物质燃料的高效热水炉

说明书

技术领域

本发明涉及供热装置，特别是热水炉，具体是充分利用生物质燃料的高效热水炉。

背景技术

生物质是植物通过光合作用生成的有机物，它的能源来源于太阳能，生物质能源是太阳能的一种，生物质是太阳能最主要的吸收器和储存器。生物质能源在2003年被世界列为第四大能源，2004年被列为第三大能源，排在石化前面。在发达国家被认为仅次于核能的第二能源。因为生物质在地球上不断产出使用又非常环保，所以全球都非常重视生物质能源的研发应用。生物质成型燃料是利用工农业产品加工后的遗弃物（如木屑、农作物秸秆、稻壳、花生壳和城市可燃物生活垃圾等）粉碎压缩成的燃料，其特点：易点火、燃烧完全、燃烧性能好、燃料密度高于煤碳，挥发份是煤碳的3倍以上，灰份大约是煤的五分之一，二氧化硫几乎为零，废渣是优质钾肥。 

生物质能源在可再生能源系列是唯一可以代替燃煤、燃油、天燃气及电，能够实现城市供热供暖的能源，其特点可以全天候运行不受气候和地域的影响。生物质燃料被世界上公认为清洁能源。以其独特的实用性和可再生性被广泛应用开发生物质成型燃料，以其自有的特性可代替工业用煤及燃油锅炉的供热方式并对其应用进行经济分析，则成为供热行业急待研究的课题。结合近几年的研究和实践，5000㎡以上的建筑物小区、学校、医院和酒店的生活用热水、冬天供暖，利用生物质成型燃料锅炉的实践对此进行深入的探讨及开发，现已达到节能减排的标准炉具。目前，大都发达国家都采用大型秸秆（生物质）锅炉用于供暖，发电或热电联产，我国秸秆（生物质）工业燃烧技术起步较晚，目前我国大部分锅炉生产企业生产的生物质锅炉均为小型化，而且技术含量不高，燃烧性能及效果不是很好，主要体现在锅炉都是传统锅炉结构没有大的更新，所以炉膛温度低，焦油烧不尽，冒黑烟、热效率低，达不到国家的环保要求。     由于生物质原料中含有纤维素、木素、树脂和蜡等物质，一般在阔叶木、针叶木中，木素含量为25%~35%（干原料），禾草类中含量为15%~25%其木质素是具有芳香族特性的结构，单体为苯基丙烷的立体结构高分子化合物，不同种类的生物质都会有木质素，而木素焦油成分，普通锅炉只有在高温（1000度以上）下才能熔解。如果炉温达不到1000度，木焦油就会随着烟气附着在火管，水冷壁，或热气管上，逐渐将锅炉堵塞使锅炉不能正常运行直至报废。根据生物质成型燃料的特点，合理的锅炉结构和配风方式是保证燃尽率及热效率的关键。    

    ZL201120002949.7“生物质供热机组”将水通过盘管置于炉膛腔内加热。该法由于炉体需要厚的保温而显得设备臃肿，而且对很高温度的炉体采取保温其效果也不尽如意。另外盘管与生物质燃烧后的热量接触面积有限，生物质能未被充分利用。

发明内容

本发明的目的是提供充分利用生物质燃料的高效热水炉，不但要促进生物质燃料的充分燃烧，而且要将燃烧释放的能量充分利用。

本发明的充分利用生物质燃料的高效热水炉，包括炉体、进水口、出水口、进料口、出灰口、灰斗、排渣口、渣料室、排烟口、排气口、气化室、燃烧室，其关键在于一个气化室和三个燃烧室、螺旋除尘器、灰斗、渣料室及与燃烧室连接的管道和部件均设置在可以充满水的炉体内，主燃烧室上段呈椎形，主燃烧室中段呈圆柱形，主燃烧室下段呈倒椎形，主燃烧室之下是由与主燃烧室下段倒椎形衔接的椎形结合圆柱形而成的气化室，气化室的圆柱形段设置进料口，气化室之下的渣料室设置排渣口，第二燃烧室和第三燃烧室的上段均呈锥形，第二燃烧室的下段和第三燃烧室的下段均呈圆柱形，第二燃烧室之下和第三燃烧室之下均呈倒锥形，主燃烧室上口与第二燃烧室上口通过管道连接，第二燃烧室下口与第三燃烧室下口通过管道连接，第三燃烧室上口通过管道进入螺旋除尘器，气化室设置一个气化室分气孔，并通过管道依次连接位于第二燃烧室之下倒锥形段的第二燃烧室分气孔和位于第三燃烧室之下倒锥形段的第三燃烧室分气孔。

为了促使生物质燃料充分燃烧，本发明在主燃烧室下段设置主燃烧室二次配氧孔，并通过管道依次连接位于第二燃烧室下段的第二燃烧室二次配氧孔和位于第三燃烧室下段的第三燃烧室二次配氧孔，主燃烧室二次配氧孔穿出炉体外。

为了使水与发热体（燃烧室及与燃烧室连接的管道）充分接触，产生良好的热交换，本发明在燃烧室的外壁、第二燃烧室之下和第三燃烧室之下的倒锥形的外壁及与燃烧室连接的管道的直管段的外壁均设置导热翅片。翅片可以横向排列，也可以纵向排列，还可以交叉排列，以利于制作和安装方便为好，而且最好片薄而多。翅片与燃烧室、管道的材料均需要选用导热性能良好的金属制成。