一种农产品烘干的混燃型热风炉
阅读说明：本技术 一种农产品烘干的混燃型热风炉 (Mixed combustion type hot blast stove for drying agricultural products ) 是由 杨映礼 于 2021-07-09 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种农产品烘干的混燃型热风炉,其结构包括炉体、多次进风助燃装置、散热系统、余热回收助燃控温装置、燃油或燃气混燃供热装置、烟囱组成；所述一种农产品烘干的混燃型热风炉是以原料型可再生物质作为基质燃料,从燃油或燃气混燃供热装置接入沼气、天然气、煤气或雾化柴油、煤油、醇基燃料与生物质燃料混燃,克服单独使用原料型生物质燃料供热周期短、司炉强度大的弱点,或者单独分别使用燃气燃油燃烧供热,满足不同燃料来源地区获得最优烘干农产品供热方案；所述多次进风助燃装置、散热系统、余热回收助燃控温装置的组合运用,热风炉的燃烧效率、热效率达到最优、排放减量显著。(The invention discloses a co-combustion type hot blast stove for drying agricultural products, which structurally comprises a stove body, a multi-air-intake combustion-supporting device, a heat dissipation system, a waste heat recovery combustion-supporting temperature control device, a fuel or fuel gas co-combustion heating device and a chimney; the co-combustion type hot blast stove for drying agricultural products takes raw material type renewable substances as matrix fuel, methane, natural gas, coal gas or atomized diesel oil, kerosene, alcohol-based fuel and biomass fuel are connected from a fuel oil or fuel gas co-combustion heat supply device for co-combustion, the defects of short heat supply period and high furnace intensity of the single-use raw material type biomass fuel are overcome, or the fuel gas and the fuel oil are separately used for combustion and heat supply, and the requirement that different fuel source areas obtain the optimal heat supply scheme for drying the agricultural products is met; the combined application of the multiple air inlet combustion-supporting device, the heat dissipation system and the waste heat recovery combustion-supporting temperature control device achieves the optimal combustion efficiency and thermal efficiency of the hot blast stove and obvious emission reduction.)
技术领域
本发明涉及农业机械技术领域，特别涉及农产品烘干设备，属于运用三次燃烧技术，以生物质成型燃料、原料型可再生物质为基质与多种燃气燃油燃料混合燃烧供热的热风炉。
背景技术
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，是应用于农产品烘干领域的一种重要设备。目前，广泛应用于农产品烘干的生物质或燃煤热风炉，存在燃烧效率不高（75%左右）、能效低、司炉强度大等缺陷。燃煤热风炉排烟污染环境，燃煤燃点高，不容易控制温度；生物质热风炉的生物质燃料燃点低，容易实现热风炉温度的自动控制，由于生物质燃料的热值低，成型生物质燃料成本高；原料型生物质燃料来源广、成本低，但司炉强度大。随着农产品烘干领域的机械化、智能化、标准化发展趋势，对热风炉的节能环保、智能化程度、以及综合利用清洁能源提出了新的机遇和挑战。
本发明是在ZL 2014205865484实用新型专利“一种可自动控制温度的核桃烘干热风炉”和2017113000018发明专利“一种农产品烘干热风炉的生物质气化直燃供热技术”的基础上优化改进提升的最新成果，诣在提供一种不但能够直接利用潜在的各类原料型可再生生物质能源，同时还能够分别使用沼气、醇基燃料、柴油、生物质燃油、天然气、煤气、煤油等生物质能源或化石能源混燃供热的热风炉，满足不同能源资源条件下的农产品烘干装备需求，向市场提供可以单一燃料或多种燃料混燃的“万能型”热风炉，提升农产品烘干装备机械化、智能化、标准化水平，提高节能降耗水平、降低排放，提升农产品风干质量。
发明内容
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，是运用热力学原理、生物质热解气化原理，结合山区农村丰富的、多种类原料型可再生物质燃料的燃烧特性和多种燃气燃油的特点，在“ZL2014205865484”实用新型专利热风炉结构的基础上，优化完善了热风炉散热器的结构和性能，发明并增设了热风炉燃料燃烧过程的一次给氧、二次给氧、三次给氧的完美结构，特别增加了可使多种燃气、燃油混燃供热的装置，使热风炉的燃料使用范围得到极大扩展；该热风炉独有的三次给氧结构，极大地提高了燃料燃烧效率和热效率，大幅度降低排放量、降低燃料成本。
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，其结构主要由炉体、多次进风助燃装置、燃气或燃油混燃供热装置、散热系统、余热回收助燃控温装置和排烟管构成。
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，其炉体特征是一个椭圆形筒体，结构主要由炉膛、炉栅、炉门、落灰槽、积灰槽、出灰槽门、炉体散热片、炉颈、炉体脚架构成；所述多次进风助燃装置包括二次给氧进风管、二次给氧腔、二次给养腔隔板、二次给氧孔、二次燃烧室、火头、三次给氧孔、三次燃烧室、三次燃烧室隔板构成；所述散热系统主要由集热箱、集热箱翅片、散热管、出烟散热管、积灰箱、积灰箱翅片构成；所述余热回收助燃控温装置主要由余热回收箱、烟气降温管、烟道除焦活动盖、余热回收给氧导管、一次给氧进风管、余热回收箱支架构成；所述燃气或燃油混燃供热装置主要由燃油燃气火头、燃气进气管、燃油气增压泵、止油气阀或雾化装置构成。
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，其特征在于与各类型烤箱、自动控制系统组合成农产品烘干机械。所述热风炉安装在烤箱的热风交换室内，或安装在两头置烤箱中间热交换室的结构中，仅需进料口炉门、排烟管、出灰槽门外露出热风交换室；一次给氧管风机、二次给氧鼓风机、燃气燃油增压泵、止油气阀或雾化装置于热风交换室外置，电源并联连接控制器输出端，控制器的温湿度感应器放置于烤箱内的相应位置，形成热风炉的自动控制结构。
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，其工作原理及过程是：炉膛内的原料型可再生物质燃料或生物质成型燃料经首次点火后，一次给氧鼓风机气流经过余热回收箱内腔吸收烟气降温管及余热回收箱的热量，在鼓风机气压的作用，从一次给氧口一和一次给氧口二进入炉膛助燃，生物质燃料在一定气压的环境下热解形成火焰或高温混合烟气，同时，经过雾化的燃油混合气体或燃气从燃气进气管进入炉膛与生物质燃料燃烧产生的高温混合烟气产生混燃，混燃烟气经过二次燃烧室补氧升温后，连续燃烧的混合烟气从火头进入三次燃烧室，进入三次燃烧室的高温混合烟气减压并得到三次给氧孔补氧，使高温混合烟气在三次燃烧室内再次充分燃烧，充分燃烧后的烟气通过三次燃烧室烟气出口向集热箱流动，再通过散热管迂回散热降温，到烟气降温管的余热回收箱内再次降温后，从排烟管向烟囱排放，完成生物质气化混燃供热过程。由于热风炉工况运行中，炉门、出灰槽门处于密封状态，一次给氧风机和二次给氧风机供氧与燃气燃油燃烧装置的供气供油同步状态，生物质燃料余碳发挥点火助燃作用，极大地延长了添加生物质燃料周期，智能化控温效果显著提高，司炉强度有效减轻。
本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉，是由炉体、多次进风助燃装置、散热系统、余热回收助燃控温装置、燃气或燃油混燃供热装置组合成的高效节能热风炉，与云南广泛使用的5种同类产品同时用生物质成型燃料、燃煤、薪柴、玉米芯、核桃壳测试燃烧效率，本发明热风炉的燃烧净效率最高达90%，相比其他5种同类产品的燃烧净效率高出20个百分点，烟气排放量减少70%，烟囱排放的CO浓度能够控制在900-2000PPM之间，肉眼直观烟囱排放无烟，林格曼0级，节能减排效果显著。
附图说明
图1是本发明的侧立面图。
图2是本发明的平面图。
图3是本发明的正立面图。
图4是本发明的剖面图。
在图1中：1-炉门；2-进料口；3-一次给氧口一；4-一次给氧分流导管一；5-热风炉脚；6-炉颈；7-集热箱活动盖；8-三次燃烧室烟气出口；9-集热箱隔板；10-集热箱；11-集热箱翅片；12-三次燃烧室隔板；13-平行散热管；14-炉体；15-二次给氧腔隔板；16-倾斜散热管；17-三次燃烧室；18-三次给氧孔； 19-火头；20-二次给氧孔；21-出烟散热管；22-二次给氧腔；23-二次给氧口；24-二次燃烧室；25-炉膛后封板；26-积灰箱翅片；27-积灰箱；28-余热回收箱隔板；29-余热回收箱；30-排烟管；31-烟气降温管；32-余热回收热风出口；33-余热回收箱进气口；34-余热回收内腔；35-烟道除焦活动盖；36-炉膛；37-余热回收热风导管；38-落灰槽；39-燃气火头；40-炉栅；41-一次给氧口二；42-余热回收箱支架；43-余热回收进风导管；44-燃气进气管；45-二次进风导管；46-积灰槽；47-二次给氧风机接口；48-一次给氧风机接口。
在图2中：49-集热箱活动盖翅片；50-烟道除焦口。在图2中标注号1、2、3、4、9、10、11、13、16、21、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35是图1中的同一结构。
在图3中：51-护炉栅；52-炉体散热片。在图3中标注号1、3、5、7、8、9、10、12、13、14、15、16、22、23、30、31、36、39、40、49是图1或图2中的同一结构。
在图4中：53-排灰口；54-一次给氧分流导管二；55-出灰槽门；56-热风分流导管接口。在图4中标注号5、12、13、15、16、22、23、27、29、30、32、33、37、39、40、41、42、46、48、51、52是图1或图2或图3中的同一结构。
具体实施方式
根据本发明所述的一种农产品烘干的混燃型热风炉结构特征，结合附图和实施例作进一步说明。
在附图中，炉体14是一个用热轧板卷制成的椭圆形筒体，筒体卧置，长轴与水平面垂直，筒体下端为底部、上端为顶部，底部设热风炉脚架5；筒体一端为进料口2设抗压密封炉门1，筒体另一端设炉膛后封板25，后封板25下部外侧设积灰槽46，底端开排灰口53连接积灰槽46，积灰槽46外口设出灰槽门55，排灰口53与炉栅40底的进风道及落灰槽38相通并连接积灰槽46形成炉体尾部，筒体内下部置炉栅40，把筒体隔成上层炉膛36和下层的进风道及落灰槽38，组成燃料燃烧碳灰沉降和排出结构；炉栅40两侧安装直立护炉栅51，减轻碳火直接接触炉壁对炉体14造成的损害；在筒体内炉膛36顶部配置二次燃烧室24和三次燃烧室17；炉体14外壁安装炉体散热片52。
在附图中，散热系统由集热箱10、积灰箱27、余热回收箱29、散热管、炉体及散热片52或翅片组成。集热箱10的特征在于是四方形六面体，其底面由炉颈6连接炉体14成三次燃烧室烟气出口9，箱体正面是集热箱活动盖7，箱内用集热箱隔板9分隔成上下两层，箱体表面安装集热箱翅片11或集热箱活动盖翅片49；积灰箱27和余热回收箱29是用余热回收箱隔板28分隔的连体六面体，是一个同时具有散热功能的箱体；积灰箱27箱体外安装积灰箱翅片26，余热回收箱29底部用余热回收箱支架42支撑；集热箱10与积灰箱27之间由五根散热管连接，两根平行散热管13一端与积灰箱27的顶端两侧相连接，另一端平行连接集热箱10的上层顶端两侧；两根倾斜散热管16一端连通积灰箱27底端两侧，另一端下倾连通集热箱10的下层底端两侧，并与三次燃烧室烟气出口8连通，这个倾斜角度能使积灰箱27和散热管冷凝的焦油自动回流到三次燃烧室17燃烧；一根出烟散热管21从集热箱10上层中部后斜连通积灰箱27，烟气降温管31一端连接出烟散热管21，另一端穿过积灰箱中部、余热回收箱隔板28和余热回收箱29内腔34中轴，并穿出余热回收箱29尾端，形成烟道除焦口50，烟气降温管31尾端设烟道除焦活动盖35；排烟管30从余热回收箱29顶中部穿入余热回收箱内腔34与烟气降温管31连通；上述组合或连接形成了三次燃烧室烟气出口8溢出的烟气到达集热箱10的下层，并从两根倾斜散热管16分流到积灰箱27，再分别从顶部两根平行散热管13回流到集热箱10的上层，达到集热箱10上层的烟气又流入出烟散热管21到达烟气降温管31，烟气在烟气降温管31内经过一次给氧气流的余热回收后向排烟管26排出，这样的烟气循环流向有效提高了热风炉的热效率。
在附图中，余热回收助燃控温装置包括余热回收箱25和一次给氧装置。余热回收箱25尾部一侧顶端开余热回箱进口33与余热回收进风导管43连接，给氧鼓风机连接一次给氧风机接口48；余热回收箱25另一侧底端中部开余热回收热风出口32，用余热回收热风导管37连接余热回收热风出口32，并在热风炉侧面积灰槽46上部的热风分流导管接口56处，用一次给氧分流导管一4连接一次给氧口一2，把余热回收箱27回收余热后的热风送入进料口2的炉栅40下层给氧，用一次给氧分流导管二54连接一次给氧口二41，把余热回收箱27回收余热后的热风送入炉膛36尾端炉栅40上部给氧；一次给氧口二41的风口向进料口方向，一次给氧口一3风口向上倾45度；这个结构使一次给氧气流经过余热回收箱内腔34时，吸收烟气降温管31和箱体的热量，被加热后的气流从热风导管37分流送入炉膛36助燃，能有效提高燃烧效率、降低排烟能量损失，前述装置用自动控制系统控制鼓风机的工作状态，当鼓风机工作时向炉膛送入足量热风完成炉膛36的一次燃烧过程；当鼓风机停止工作时，炉膛36内依托排烟管30的吸力，从鼓风机进气侧向炉膛36内给氧，保持炉膛36内生物质燃料微弱的燃烧状态，鼓风机的间歇性给氧，能够满足生物质燃料作为不同闪点的燃油燃烧点火源和自动控制热风炉温度的效果。
在附图中，多次进风助燃装置是炉膛36内燃料经过一次给氧助燃后形成的高温混合烟气再经过二次、三次分别给氧连续燃烧过程的结构；在筒体内部炉膛36上部用二次给氧腔隔板15和三次燃烧室隔板12隔封成二次给氧腔22和三次燃烧室17，靠近炉体14尾部的二次给氧腔隔板15和三次燃烧室隔板12一端，垂直弯曲与炉体顶部连接成内空的倒“L”字形的二次给氧腔22，在弯曲部分的二次给氧腔22中部，用设有给氧孔20的铁管连通三次燃烧室17和炉膛后封板25内侧的混合烟气通道，形成混合烟气二次燃烧室24，二次燃烧室24出口安装火头19；在二次给氧腔22弯曲部分的隔板上和炉膛36烟气通道出口处设二次给氧孔20；在靠近火头19底部的三次燃烧室隔板12上设三次给氧孔18，同时在三次燃烧室烟气出口底部和中部的隔板12上设三次给氧孔18；二次给氧进风导管45一头在二次给氧风机接口47连接鼓风机，另一头从炉膛后封板25外穿过二次燃烧室24连通二次给氧腔22形成二次给氧口23；二次给氧鼓风机通过二次给氧进风导管45和二次给氧口23向二次给氧腔22充氧，二次给氧腔22内形成的气压向二次给氧孔20、三次给氧孔18溢出，形成向二次燃烧室24和三次燃烧室17补氧的结构；通过对一次燃烧火焰及烟气路径的全面补氧，烟气在二次燃烧室24和三次燃烧室17完成充分燃烧，高温烟气通过烟气出口8流向集热箱10，再经过散热器循环、余热回收箱余热回收后从排烟管30向外排放。
在附图中，所述燃气或燃油混燃供热装置是巧妙运用热风炉特性，灵活使用沼气、天然气、煤油、柴油、醇基燃料等清洁能源与生物质燃料混燃或者单独燃烧供热的热风炉组成部分。其结构特征在于炉膛36尾部炉膛后封板25的一次给氧口二41上方开一个口，安装燃气进气管44和燃气火头39；当装置输送的燃料为沼气或煤气或天然气时，需在气源输气管前串联安装专用增压泵和电磁阀，电磁阀出气口连接燃气进气管44，增压泵、电磁阀、一次和二次给氧鼓风机的电源并联连接控制器，实现清洁能源与炉膛36内生物质燃料同步混燃的自动控制；当输送的燃料为煤油或柴油或醇基燃料时，需加装专用雾化装置并连接燃气进气管44供气混燃；若热风炉燃料单独使用上述任一燃气燃油时，在火头39内配置自动点火装置，才能实现燃气燃油燃烧供热和自动控制供热温度。
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