[发明专利]生物质燃料燃烧机

说明书

技术领域

本发明属于可再生能源技术领域，是一种生物质燃料燃烧机，具体是应用于以生物质颗粒燃料、切碎的秸秆、木屑等生物质固体成型燃料为燃料的生物质锅炉、热风炉等燃烧设备上一种燃烧机，以实现自动上料、自动燃烧、自动破渣、自动清灰。

背景技术

我国是世界第二大能源生产国和消费国，2009年我国一次能源生产量达到28亿t标准煤，能源消费总量31亿t标准煤。我国也是化石能源非常短缺的国家。人均煤炭资源约90t，仅为世界平均水平的55.4％；人均石油可采储量2.6t，仅为世界平均值的11.1％；人均可开采天然气1074m3，为世界平均值的4.3％。化石能源的生产和消费造成了严重的环境污染和生态破坏。煤炭使用过程产生的污染是我国最大的环境问题，废气排放中约90％的SO₂、85％的CO₂和67％的NOx，以及80％的烟尘都是由燃煤造成的。另外我国具有丰富的生物质能资源，秸秆数量大、种类多、分布广，每年秸秆产量约8亿t。因此大力开发生物质资源，实现秸秆固体成型燃料规模化生产和应用，不仅能够在一定程度上缓解能源短缺的压力，而且可以相应减少使用煤、石油等不可再生资源对生态环境保护的负面影响。

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25mm，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清灰铲设计为手动或自动移动式，以便灰分随清灰铲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，该燃烧器用于不易结渣的成型燃料。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。

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。因此国外的燃烧器难以用于秸秆类生物质颗粒成型燃料。试验结果表明玉米秸秆、红松等原料含有较高的Si元素以及其他碱金属元素，Si含量基本在25％，K元素含量在10％～15％，燃烧后结渣最严重、灰分最多。

目前我国研究的用于生物质成型燃料的燃烧器、燃烧设备等，解决结渣问题，如授权号为ZL201010126437.1的生物质颗粒燃料燃烧器，在燃烧室中采用螺旋清渣结构，能够有效解决燃烧过程中的结渣，但该燃烧器可以用于小型的生物质锅炉，如20KW，对于大功率锅炉，如350KW、700KW，由于燃烧器的燃烧室的直径大(直径达到50cm)，再采用螺旋作为清渣结构，不能有效解决结渣问题。

发明内容

本发明的目的是在以生物质固体成型燃料为主要燃料的燃烧机中，采用由多块清渣板组成的清渣装置，并结合内燃烧室的内筒上进风孔及清灰装置下的进风孔，解决燃烧机在燃烧过程中结渣问题，清渣装置能够运送物料、破渣、清理灰渣、灰分等，能够提高燃烧效率，适应于生物质锅炉、热风炉等燃烧设备。这为推动我国生物质固体成型燃料产业的发展提供了保障。

为达到这一目的所采取的技术方案包括进料电机、清渣电机、二次风机、一次风机、内燃烧室和清渣装置，其特征在于，进料电机通过进料螺旋将生物质固体成型燃料输送到内燃烧室，通过曲柄与清渣电机连接的清渣装置安装在内燃烧室中，一次风机提供点火热风及燃烧过程中的一次进风，二次风机提供二次进风。