[发明专利]旋进破渣式生物质燃料燃烧器

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源领域，涉及一种旋进破渣式生物质燃料燃烧器，本发明采用变螺旋组合的旋进破渣装置实现生物质燃料的输送、搅拌、破渣和清灰，有效解决了生物质燃料燃烧过程中出现的结渣现象，提高了燃烧效率。

背景技术

生物质固体成型燃料是指农作物秸秆、林业剩余物在一定温度与压力作用下经干燥和粉碎后挤压成具有一定形状的、密度较大的固体燃料。体积缩小6~8倍，密度为1.0~1.4t/m³，能源密度相当于中质烟煤，使用时火力持久，炉膛温度高，燃烧效率好。既可用于小型生物质炉具或小型锅炉作为农村居民的炊事和取暖燃料，也可用于大型锅炉作为城市区域供热和发电厂的燃料，近年来越来越受到人们的广泛关注。

生物质固体成型燃料包括块状燃料、颗粒燃料。颗粒燃料一般为圆柱形，直径一般不大于25 mm，长度不大于其直径的4倍。生物质颗粒燃料具有具体能源密度大、燃烧效率高，尤其是通过采用燃烧器能够实现自动上料、自动点火、燃烧等，易实现自动控制。目前国外已经研发了多种生物质颗粒燃烧器，主要有以下三种：

（1）上进料式：目前，上进料式燃烧器在世界各国中使用最为广泛，绝大多数上进料式颗粒燃烧设备壁上会设有落料通道，颗粒燃料由此落入燃烧室进行燃烧；一次空气和自动点火所需的热空气由燃烧室底部进入，二次空气由燃烧室壁上的小孔进入。燃烧后清灰装置主要是将炉排设计为手动或自动移动式，以便灰分随炉排移动掉落到集灰装置中。

（2）底部进料式：底部进料式燃烧器最初设计用于木片的燃烧设备，后来逐渐发展用于颗粒燃料。颗粒燃料在进料装置的作用下，由燃烧器底下的管道中进入燃烧床进行燃烧。一次空气由进料装置或燃烧床上的小孔进入，二次空气由燃烧床上方的气孔进入。此类燃烧器不需要单独的集灰装置，燃烧后的灰分被新进燃烧的颗粒挤落，逐步掉入下方的集灰装置或灰分传送系统中。

（3）水平进料式：水平进料式燃烧器的原理与底部进料式基本相同，唯一的区别在于燃烧床的形式不同及水平进料式常需要额外的集灰装置。

这些燃烧器是针对林业颗粒成型燃料设计的，林业颗粒燃料具有灰分少、结渣率低、热值高等优点，在燃烧过程中不易结渣。因此这些燃烧器仅仅有清灰装置，而且大多是手动，没有清渣（灰渣）装置。

目前我国的成型燃料主要是以农作物秸秆为主，农作物秸秆中含有无机元素含量较高，如K，Na，Cl，S，Ca，Si，P，尤其是硅化物含量高，导致了生物质固体成型燃料在热化学转化利用过程中出现结垢、结渣现象，不仅对燃烧设备的热性能造成影响，而且危及燃烧设备安全。

发明内容

本发明为解决生物质燃料在燃烧过程中结渣问题，提供一种旋进破渣式生物质燃料燃烧器，该燃烧器主要由旋进破渣装置、燃烧装置和辅助装置组成，喂入的生物质燃料在辅助装置作用下燃烧，随后旋进破渣装置完成对燃烧筒内生物质燃料的推进、破渣和推出；

所述旋进破渣装置主要由破渣齿（1）、旋进破渣机构（2）、 燃烧筒（3）、外筒（4）组成， 燃烧筒（3）与外筒（4）同心且一同固接于机壳（6）的左端，破渣齿（1）沿破碎螺旋（12）的螺旋线均匀固接在燃烧筒（3）的内壁，旋进破渣机构（2）主要由推进螺旋（11）、破碎螺旋（12）和推出螺旋（13）从右到左依次固接构成，这种组合设计解决了生物质颗粒燃料在燃烧过程中的燃料推进、搅拌、破渣以及灰渣排出等问题，推进螺旋（11）螺距为破碎螺旋（12）螺距的2/3，破碎螺旋（12）螺距为推出螺旋（13）螺距的2倍，推进螺旋（11）和破碎螺旋（12）的螺旋圈数相同，破碎螺旋（12）的螺旋圈数为推出螺旋（13）圈数的2/3，在燃烧筒（3）筒壁的相应旋进破渣机构（2）中推进螺旋（11）、破碎螺旋（12）和推出螺旋（13）的位置上开有相应换气孔（14、15、16、17）；

所述燃烧装置主要由风机（8）、点火器（10）组成，风机（8）为燃烧筒（3）内生物质燃料的燃烧输送气体，点火器（10）则完成经进料道（5）喂入的生物质燃料的点燃；

所述辅助装置主要由电机（9）、控制系统（7）组成，电机（9）和控制系统（7）均固定在机壳（6）的内部，电机（9）的动力输出端与旋进破渣机构（2）的右轴端固接，从而为旋进破渣机构（2）提供旋转动力，控制系统（7）自动控制风机（8）和电机（9）的转速；

所述破碎螺旋（12）的外径与燃烧筒（3）内壁间间隙为5~10mm，推出螺旋（13）的最外端伸出燃烧筒（3）最外端12~16mm，从而保证灰渣能够完全排出，防止粘结在燃烧内筒最外端；