[發明專利]以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備

有效

• 申請號: 201410590172.9
• 申請日: 2014-10-29
• 公開（公告）號: CN104879785B
• 公開（公告）日: 2017-02-15
• 發明（設計）人: 劉聯勝;張曉宇;劉紀
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: F24B1/183
• 分類號: F24B1/183;F24B1/191;F24B1/197;F24B1/193;F24B13/04
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司12207
• 代理人: 趙尊生

技術領域

?本發明涉及一種生物質燃料高效清潔燃燒采暖爐及其附屬自動送料裝置，特別是一種以秸稈壓塊為燃料的、具有十二小時連續自動送料功能的戶用直燃采暖裝備。

背景技術

霧霾已經成為影響國人生活質量的主要因素之一，盡管霧霾所含顆粒物的主要組成成分是機動車尾氣排放、燃煤排放、揚塵和工業排放的PM2.5，但據國家環境保護城市顆粒物污染防治重點實驗室提供的信息稱，“秸稈焚燒產生的PM2.5約占PM2.5總量的5%，但秸稈集中焚燒期間所產生的PM2.5可能占當天空氣中PM2.5總量的30%甚至40%。”因此，各級地方政府均制定了嚴格的秸稈禁燒政策，并多途徑探求農作物秸稈的能源化利用技術。

我國每年農作物秸稈生產總量已達7億噸左右，其中的1/2-2/3可能源化利用；但是，農作物秸稈分散式分布的特點決定了“規模化、大型化”的利用途徑—例如秸稈直燃電廠或秸稈集中氣化站等—勢必將因收集、運輸、儲存成本過高等原因而造成運行成本提高，而現狀確實如此，多數秸稈直燃電廠都處于虧損狀態。基于我國農村用能現狀、農田分布及煤炭資源分布等情況，將秸稈作為地方燃料供應農村市場，就地生產、就地加工、就地消化，將是秸稈能源化利用的最佳途徑；因此，研發適用于農村用戶的、燃用秸稈或秸稈成型燃料的高效、清潔燃燒設備具有重要的現實意義，上述設備一方面可為農戶提供廉價清潔的生活用能，同時又可以為國家節約高品位的煤炭資源。

目前，市場上針對農村用戶的小型秸稈燃料或秸稈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，始終未能得到用戶的認可；而燃用秸稈顆粒燃料的直燃采暖爐則因燃料成本過高（市場售價1100-1200元/噸）、受熱面結渣嚴重、設備造價高售價高等原因，也未能得到大規模推廣應用。市場上已有多種類型燃用秸稈壓塊燃料的民用采暖爐，因其使用燃料售價僅有450-500元/噸，故具有較大的市場潛力；但值得注意的是，上述采暖爐在結構設計方面套用了燃煤爐的設計理念，而未充分考慮秸稈燃料揮發分含量高、焦炭含量低的燃料特性以及秸稈燃料燃燒周期短、低溫缺氧時易于產生焦油的燃燒特性，因此，上述采暖設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環境污染等嚴重缺陷。故此，開發研制一種與低成本秸稈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，將有助于拓寬秸稈能源化利用的途徑。

中國專利CN?200810151492.9公開了一種自動送料并以秸稈壓塊為燃料的民用采暖爐，它是秸稈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燃燒的穩定性，另一方面取消了夜間封火環節，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，料倉內的秸稈壓塊燃料與料倉壁面的摩擦阻力較大，勢必造成低速電機的耗電量提高。另外，燃燒室與料倉之間通過料道連接，爐內火焰對料倉內秸稈壓塊燃料的熱輻射作用比較強烈，將促使燃料發生熱分解，極端情況下，會出現冒煙現象。基于以上理論分析和實驗診斷，本發明是在原有專利技術基礎上，對自動送料裝置的結構和控制方案、爐子的燃燒室結構、以及兩者的對接結構進行了創新設計。

發明內容

本發明的目的是提供一種以秸稈壓塊為燃料的戶用直燃采暖裝備，它是以秸稈壓塊為燃料的、具有十二小時連續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小時連續自動輸送秸稈壓塊燃料，使爐內的燃燒穩定性大大提高，該裝置通過控制電路的合理設計，可實現日間模式供暖和夜間模式供暖的切換，以滿足用戶根據房間舒適度調整燃料輸送量和室內溫度；采暖爐具有雙燃燒室結構特征，可實現焦炭和揮發份的分區燃燒；在主燃燒室內，通過水冷爐排和搖動爐排的組合設計，來組織焦炭在900-950℃溫度區間內的低溫燃燒過程，可確保秸稈燃料的灰分不發生熔融，大大降低了爐排和受熱面結渣的可能性；揮發分在二級燃燒室內完成氣相燃燒過程，通過合理設計受熱面來控制二級燃燒室溫度在700℃左右，可確保揮發分的快速著火和充分燃盡。正常狀態下，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，一氧化碳濃度低于0.15%，煙氣林格曼黑度低于1級，其各項指標均優于NB/T34006-2011行業標準規定的技術指標，同時可實現無焦油排放、無污水排放。?