一種燃料自下而上送料的環狀出風生物質氣化爐的制作方法

本發明屬于固體燃料的家用爐或灶，涉及一種燃料自下而上送料的環狀出風生物質氣化爐。

背景技術：

目前用于生物質燃料高溫裂解的氣化爐，采用從爐橋向上鼓風或從爐橋和從爐膛外側同時向爐膛內鼓風，由于進料口占用了爐膛中部位置的原因，氧氣無法均勻地進入到爐膛中心位置幫助燃燒，使燃料高溫層中部溫度與外部溫度相差太大（即燃料高溫層溫度不均勻），氣化效果差；若加大鼓風量，又會引起燃料結渣和灰分排放增多。因此，著重需要對爐膛進風裝置進行改進，特別是點火進風和燃燒進風分開控制。

同時，生物質氣化爐產生的燃氣一般都要經過除焦油、除雜質、除水份后再在專用的爐頭上燃燒，而對于將產生的燃氣直接燃燒的生物質氣化爐，不需要經過除焦油、除雜質、除水份的過程。但如果在爐頭出氣口直接點燃燃氣，則存在容易熄火的現象，其原因是：生物質氣化爐口較小，氣化爐工作的前段時間（30分鐘左右），燃氣內含有大量的廢氣（如氮氣、二氧化碳、水汽等），出氣口單位容積內所含廢氣量太高，再加上廢氣的降溫作用，固定出氣口直徑又無法改變氣流速度，致使燃氣流速過高，很難點著。如果單純地為了點擴大爐口，那么在燃氣正常燃燒后，又會影響燃燒火力的集中。因此，現有生物質氣化爐的爐口結構需要進一步改進。

其次，目前的生物質氣化爐的爐膛進料管是采用直筒式進料筒，其缺點是燃料和進料筒壁之間的的摩擦力較大，同時，由于爐膛溫度較高，高溫燃料揮發出來的水分被進料筒內低溫燃料吸收而引起燃料膨脹，增大進料阻力；進料桶底部設有進料桶風帶，在進料過程中進料桶內燃料厚度逐漸變薄，燃料對風的阻力變小，進入爐膛的風量變大，直接影響爐膛內燃料的氣化狀態。因此，現有生物質氣化爐的爐膛進料口需要進一步改進。

技術實現要素：

本發明目的在于提供一種燃料自下而上送料的環狀出風生物質氣化爐。本發明技術方案：

一種燃料自下而上送料的環狀出風生物質氣化爐，它從上至下分為爐口、頭部爐膛、爐膛和爐膛底部設有的爐膛進料通道，

上風帶，上風帶位于頭部爐膛的上端，該頭部爐膛的形狀采用上小下大的喇叭狀，上風帶由上點火風帶環形罩與喇叭狀的頭部爐膛壁組成，上點火風帶環形罩一側與上點火風帶閥門連接，上風帶內的頭部爐膛壁上設有上點火風帶出風孔，上點火風帶閥門、上點火風帶環形罩和上點火風帶出風孔形成上點火風帶進風通道；上風帶下方相鄰或相近設有燃氣帶，燃氣閥門、燃氣帶和燃氣帶內的頭部爐膛壁上設有的燃氣帶出氣孔形成燃氣通道。

下風帶，下風帶設置在爐膛底部下方的爐膛進料通道周圍呈環狀分布，該段爐膛進料通道上設有下風帶出風孔，下風帶一側與下風帶閥門連接，下風帶閥門、下風帶和下風帶出風孔形成下點火風帶進風通道。

料道進風帶，爐膛進料通道的底部與進料推板之間的空間為料道進風帶，爐膛進料通道的底部設有進料進風閥門，進料推板上的進料方向上設有進料推板出風孔，進料進風閥門、料道進風帶和進料推板出風孔形成料道進風通道。

出火口風帶，出火口風帶設置在爐口周圍呈環狀分布，出火口風帶一側與出火口風帶閥門連接，爐口上設有爐口進風通道，爐口進風通道的出風方向相對于爐口的軸心方向向上傾斜，出火口風帶閥門、出火口風帶和爐口進風通道形成爐頭進風通道。

爐膛底部風帶，爐膛底部風帶設置在爐膛底部內的爐膛進料通道周圍呈環狀分布，爐膛底部風帶一側與風帶閥門連接，爐膛底部風帶向上與豎立式風管連接，處于爐膛底部風帶內的這一段爐膛進料通道壁上沒有設置風孔或設有風帶出風孔；風帶閥門、爐膛底部風帶和豎立式風管形成爐膛底部進風通道；或風帶閥門、爐膛底部風帶、及風帶出風孔和豎立式風管形成爐膛底部進風通道。

所述出火口風帶、上風帶、爐膛底部風帶和下風帶組成生物質氣化爐點火進風裝置；或點火進風裝置還設有料道進風帶；點火時，上述風帶全部打開，是為了在點火后，迅速達到高溫，快速產生燃氣，有助于盡快進入正常燃燒；正常燃燒后，關閉上風帶和下風帶，或再關閉料道進風帶；

由出火口風帶和爐膛底部風帶組成生物質氣化爐燃燒進風裝置。

爐膛進料通道分為進料管和進料桶兩部分，進料桶上部和進料管下部滑動連接，送料采用先平移后向上的運動方式；進料管與爐膛底部連接并深入爐膛內，進料管的上部管身或進料管的整個管身的形狀為上大下小的喇叭狀。

豎立式風管安裝在爐膛底部風帶的上方環形面板上，呈若干個環形均勻分布，每個環形分布所在圓周與進料管同心；接近進料管的第一圈豎立式風管向進料管的中心方向傾斜。

爐口結構中設有組合式出火口，所述組合式出火口側壁上設有若干個組合出風孔，組合式出火口內設有出火口襯套，出火口襯套內壁為上小下大錐形管壁，出火口襯套的套壁上設有襯套出風孔或出火口襯套與出火口的內壁組合形成襯套出風口，襯套出風孔或襯套出風口的出風方向相對于錐形管壁的軸心方向向上傾斜，組合出風孔與襯套出風孔或襯套出風口連通形成爐口進風通道。

組合式出火口采用筒形管口結構，筒形管口的底部為環狀底，環狀底的上環面為錐形環面或平環面，出火口襯套采用套壁上設有襯套出風孔的出風孔襯套，出風孔襯套外壁上沿著襯套出風孔的孔口位置設有環形凹槽即襯套進風槽，組合出風孔、襯套進風槽和襯套出風孔形成爐口進風通道；

或組合式出火口采用筒形管口結構，筒形管口的底部為環狀底，環狀底的上環面為錐形環面，出火口襯套采用套壁上沒有出風孔的出風環襯套，出風環襯套外壁上沿著組合出風孔的出口位置設有環形臺階槽即襯套導風槽，出風環襯套的底部與錐形環面的頂端之間設有間隙形成襯套出風口即襯套出風環，組合出風孔、襯套導風槽和襯套出風環形成爐口進風通道。

本發明點火進風設計為由上風帶、爐膛底部風帶和下風帶，甚至還有料道進風帶組成的一個組合式點火進風系統；燃燒進風由出火口風帶及爐膛底部風帶組成。

上風帶能提供足夠的燃氣點火所需的氧氣，對燃料表面點火，是點火必須的風帶；

爐膛底部風帶呈環形分布并向爐膛中心傾斜的燃燒出風管使燃料燃燒層中心位置得到足夠氧氣；設置下風帶或在離進料推板中心較近位置開有若干個環形分布的進料推板出風孔，用來對燃燒層燃料中部鼓風，使燃燒層燃料中部得到足夠氧氣。

下風帶能提供更多的點火氧氣，縮短點火時間；

出火口風帶在正常氣化時，出火口處于缺氧狀態，提供燃氣燃燒所需氧氣，能使燃氣和氧氣充分混合后燃燒；

采用出火口襯套，出火口襯套內壁為上小下大錐形管壁，使火焰溫度得到提高，由于組合式爐口的口徑可變，大口徑時爐口單位容積所含廢氣量更低，能保證把燃氣點著火（即燃氣不純也能使用），縮短了點火時間和提高爐具的節能率。小口徑時爐口火焰溫度得到提高。爐口進風通道的出風方向相對于爐口的軸心方向向上傾斜，對爐膛內燃氣起到引射作用。

采用爐膛進料通道的形狀為上大下小的喇叭狀的設計，能減小進料過程中燃料與進料通道之間的摩擦力；爐具燃燒過程中，燃料自身溫度升高，所排出水汽被進料管中低溫燃料吸收而導致燃料膨脹，燃料與進料管之間的摩擦力增大，原有的采用直筒形設計，嚴重時會卡料。

采用頭部爐膛進上小下大的錐形筒設計，能提高了燃料還原層工作溫度，從而提高燃料氣化效率。

附圖說明

圖1是本發明實施例1的結構示意圖。

圖2是本發明一種組合式爐口結構示意圖。

圖3是本發明另一種組合式爐口結構示意圖。

圖中：出火口風帶1，點火器2，上風帶3，燃氣帶4，燃氣帶出氣孔5，頭部爐膛6，爐膛7，爐膛底部風帶8，下風帶9，進料管10，下風帶閥門11，風帶閥門12，燃氣閥門13，上點火風帶閥門14，料位感應桿15，料位感應器16，密封彈簧17，密封片18，料位感應板19，出火口風帶閥門20，出火口風帶出風孔21-1，組合出風孔21-2，整體式出火口22-1，組合式出火口22-2，透氣網孔23，上點火風帶出風孔24，豎立式風管25，出料口26，料道進風帶27，風帶出風孔28，下風帶出風孔29，進料推板30，進料推板出風孔31，進料推桿32，進料桶33，進料進風閥門34，出風孔襯套35-1，出風環襯套35-2，襯套出風孔36，襯套進風槽37-1，襯套導風槽37-2，襯套出風環38，圓環線刀口39，出火口套提耳40。

具體實施方式

本發明可以通過發明內容中的技術方案具體實施，通過下面的實施例可以對本發明作進一步的描述，然而，本發明的范圍并不限于下述實施例。

實施例1：

在離進料推板30中心較近位置開有若干個環形分布的進料推板出風孔31，用來對燃燒層燃料中部鼓風，使燃燒層燃料中部得到足夠氧氣；進料推板30和進料推桿32連接，進料推桿32和進料桶33活動連接，進料推板30和進料桶33活動連接，進料進風閥門34和進料桶33連接，進料進風閥門34、進料桶33內壁和進料推板出風孔31組成料道進風帶27。

進料桶33上部和進料管10下部連接；進料管10的形狀為上大下小，有利于對燃料向爐膛推進，也可防止燃料因受熱膨脹而卡料；進料管10穿過下風帶9、爐膛底部風帶8與爐膛7底部連接，進料管10的環形側面上徑向開有若干個呈環形分布的且在同一水平面分布的風帶出風孔28和下風帶出風孔29，風帶出風孔28使燃燒層中心位置鼓風更均勻。下風帶9、爐膛底部風帶8分別與下風帶閥門11、風帶閥門12連接。豎立式風管25安裝在爐膛底部風帶8的上方環形面板上，呈若干個環形均勻分布，每個環形分布所在圓周與進料管10同心；接近進料管10的第一圈豎立式風管25向進料管10的中心方向傾斜，其目的在于增加爐膛中心部位的燃料燃燒所需的氧氣。

下風帶9和料道進風帶27一般不同時設置，只有當進料足夠多時才需要同時設置。或進料筒橫截面積比較大時才需要同時設置。

爐膛7與頭部爐膛6連接，頭部爐膛6與出火口風帶1外側底部連接，頭部爐膛6為上小下大的錐形筒，以保持還原層燃料在單位容積內所含的熱量，使燃料還原層工作更穩定。出火口風帶1內側與整體式出火口22-1或與組合式出火口22-2連接，整體式出火口22-1或組合式出火口22-2環形側面徑向開有環形分布的且在同一水平面分布的出火口風帶出風孔21-1或組合出風孔21-2，出火口風帶出風孔21-1或襯套出風孔36或襯套出風環38出風方向相對于出火口軸線方向向上方傾斜，使出火口下方區域產生負壓，爐膛內氣體被往出火口上方引射。通過襯套進風槽37-1或襯套導風槽37-2對出風孔襯套35-1或出風環襯套35-2鼓風。組合式出火口22-2中圓環線刀口39起到密封空氣的作用，出火口套提耳40用來提取出風孔襯套35-1或出風環襯套35-2。整體式出火口22-1或出風孔襯套35-1或出風環襯套35-2的內壁上小下大，使出火口噴出的火焰更加集中、火焰溫度更高，火焰也不會向出火口外圓方向飄逸。

出火口風帶閥門20與出火口風帶1外側連接，上風帶3、燃氣帶4的內側分別與頭部爐膛6外側連接，頭部爐膛6外側對應于上風帶3、燃氣帶4的內側位置分別徑向開有環形分布的且在同一水平面分布的燃氣帶出氣孔5和上點火風帶出風孔24。上風帶3、燃氣帶4分別與上點火風帶閥門14、燃氣閥門13連接；點火器2從出火口風帶1下方與上風帶3上方之間穿入頭部爐膛6內，并與頭部爐膛6連接。

料位感應桿15從出火口風帶1下方與上風帶3上方之間穿入頭部爐膛6內，并與料位感應板19連接，料位感應桿15與頭部爐膛6活動連接，料位感應桿15可上下擺動，料位感應器16與頭部爐膛6外側連接并接近于料位感應桿15上方，密封片18、密封彈簧17分別與料位感應桿15同心連接，以保證爐膛內氣體不往外泄漏。料位感應板19位于設定高度的燃料頂部表面位置，并與爐膛橫截面同心，料位感應板19、料位感應桿15和料位感應器16組成料位自動（檢測）控制裝置；料位感應板19開有均勻分布的透氣網孔23，有利于燃料所產生的可燃性氣體向出火口運動；由于料位感應板19的重力作用加大了爐膛7內燃料堆積密度，減少了燃料顆粒之間的間隙，從而減少灰分排放。

生物質氣化爐設有點火進風裝置和燃燒進風裝置；由上風帶、爐膛底部風帶和下風帶，甚至還有料道進風帶組成的一個組合式點火進風系統；燃燒進風由出火口風帶及爐膛底部風帶組成。

點火進風裝置：

上點火風帶進風通道：點火器2下方的頭部爐膛外壁上設有上風帶3和燃氣帶4，上點火風帶環形罩與連接部位的頭部爐膛外壁連接形成上風帶3，上風帶3與上點火風帶閥門14連接；燃氣帶環形罩與連接部位的頭部爐膛外壁連接形成燃氣帶4，燃氣帶4與燃氣閥門13連接，與上點火風帶環形罩和燃氣帶環形罩連接部位的頭部爐膛外壁分別設有上點火風帶出風孔24和燃氣帶出氣孔5。

爐膛底部風帶8，爐膛底部風帶8設置在爐膛底部，呈環狀分布環繞在爐膛進料管周圍，豎立式風管25安裝在爐膛底部風帶8的上方環形面板上呈若干個環形均勻分布，每個環形分布所在圓周與爐膛進料管同心。接近爐膛進料管的第一圈豎立式風管25向爐膛進料管的中心方向傾斜；與爐膛底部風帶8連接的爐膛進料管管壁上設有若干個風帶出風孔28；

在爐膛底部下方進料管10的周圍設有下風帶9，下風帶9通過進料管10上設有的下風帶出風孔29與進料管10連通，下風帶9一側與下風帶閥門11連接；在深入爐膛內的這一部分進料管10管壁上設有風帶出風孔28；

在進料桶33最下方（它必須始終保持在進料推板30的下方，以保證進料推板出風孔31起作用）的周圍設有料道進風帶27，進料桶33連接設有進料進風閥門34，進料推桿32與進料桶33底部滑動連接，滑動連接部位設有密封環，進料推板30上設有進料推板出風孔31。

進料進風閥門34和進料桶33內壁和進料推板出風孔31組成料道進風帶27。

燃燒進風裝置：

爐口進風通道設有整體式進風裝置或組合式進風裝置：

所述整體式進風裝置由整體式出火口22-1側壁上設有若干個出火口風帶出風孔21-1，出火口風帶出風孔21-1的出風方向相對于錐形管口軸心方向向上傾斜，整體式出火口22-1側壁的外圍設有出火口風帶1；出火口風帶罩與頭部爐膛的上端蓋連接形成出火口風帶1，出火口風帶罩與出火口風帶閥門20連接；由于整體式出火口的出火口不可變化，因此點火時間長且難度大。

所述組合式進風裝置由組合式出火口22-2側壁上設有若干個組合出風孔21-2，組合式出火口22-2內設有出火口襯套，出火口襯套內壁為上小下大錐形管壁，出火口襯套的套壁上設有襯套出風孔或出火口襯套與出火口22-2的內壁形成襯套出風口，襯套出風孔或襯套出風口的出風方向相對于錐形管壁的軸心方向向上傾斜，組合出風孔21-2與襯套出風孔或襯套出風口連通，組合式出火口22-2側壁的外圍設有出火口風帶1；出火口風帶罩與頭部爐膛的上端蓋連接形成出火口風帶1，出火口風帶罩與出火口風帶閥門20連接；

料位感應板19上開有均勻分布的透氣網孔23；

爐具起始工作狀態時，關閉所有閥門，若使用組合式出火口22-2，則除去出風孔襯套35-1或出風環襯套35-2，出風孔襯套35-1、出風環襯套35-2上有半月形出火口套提耳40，通過圓形銷釘活動連接。原因是燃料未進入正常氣化狀態時，火苗含有大量廢氣，加氧燃燒時會降低火焰溫度甚至使火焰熄滅，所以要放大出火口尺寸，使單位體積內火焰所含廢氣量降低，保證火焰能正常使用，縮短爐具從點火到進入正常使用的時間。待燃料氣化正常后，加入出火口套，使火焰更加集中、溫度更高。

進料機構開始工作，進料機構帶動進料推桿32、進料推板30向上運動，進料桶33內燃料進入進料管10內，進料管10內燃料從出料口26進入爐膛7，直至料位上升至頭部爐膛6內的料位感應板19下方平面位置，由于進料推力作用，燃料將料位感應板19被向上頂起，料位感應板19帶動料位感應桿15擺動。當料位感應桿15末端與料位感應器16之間的距離達到設定控制距離時，料位感應器16控制進料裝置停止進料。此時，打開進料進風閥門34、下風帶閥門11、風帶閥門12、燃氣閥門13、上點火風帶閥門14、出火口風帶閥門20，鼓風機的風通過出火口風帶出風孔21-1或組合出風孔21-2、上點火風帶出風孔24、燃頭部爐膛6燒風管25、風帶出風孔28、下風帶出風孔29、進料推板出風孔31對爐膛7和內鼓風；點火所需燃氣通過燃氣帶出氣孔5進入頭部爐膛6內。接著，啟動點火器2，燃氣和空氣在頭部爐膛6內混合后被點著火，關閉點火器2。

隨后燃料也逐漸被點著火。在上點火風帶出風孔24、豎立式風管25、風帶出風孔28、下風帶出風孔29、進料推板出風孔31的鼓風作用下，燃料自上而下燃燒。待爐膛內上部表層燃料被充分點著火時，通過定時器關閉燃氣閥門13。當燃燒層到達出料口26位置時，爐具進入正常氣化工作狀態，此時通過定時器關閉下風帶閥門11、上點火風帶閥門14和進料進風閥門34，裝上出風孔襯套35-1或出風環襯套35-2。由于接近進料管10的第一圈豎立式風管25向進料管10的中心方向傾斜，燃料燃燒層中心部分得到足夠氧氣參與燃燒，保持燃燒層厚度和溫度的穩定。調節出火口風帶閥門20，可調節火焰噴射速度、火焰高度和火焰溫度。燃料消耗一定量時，料位降低，料位感應板19下沉，從而帶動料位感應桿15啟動料位感應器16，控制進料機構向爐膛進料，如此往復，達到自動進料和爐具正常連續工作的目的。