系列儲(chǔ)煤式燃煤汽化一體爐的研制

齊新洲，王國強(qiáng)，鄒　平，李　勝，馮丹玲

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆　烏魯木齊　830091）

系列儲(chǔ)煤式燃煤汽化一體爐的研制

齊新洲，王國強(qiáng)，鄒平，李勝，馮丹玲

（新疆農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所，新疆烏魯木齊830091）

摘要：文中介紹了一種新型儲(chǔ)煤式燃煤汽化一體爐的結(jié)構(gòu)、工作過程、主要技術(shù)參數(shù)、安裝要求及應(yīng)用情況，對(duì)存在的問題提出了改進(jìn)意見。

關(guān)鍵詞：熱風(fēng)爐；儲(chǔ)煤式；燃煤汽化

近年來，設(shè)施農(nóng)業(yè)已逐步成為新疆農(nóng)業(yè)重要的發(fā)展方向和增加農(nóng)民收入的新亮點(diǎn)，但隨著生產(chǎn)發(fā)展，新的問題凸顯出來，其中突出問題之一就是溫室冬季保溫問題，因此保溫加溫裝備顯得尤為重要。熱風(fēng)爐通過熱風(fēng)輸送管道可以使溫室內(nèi)快速升溫，而且可以降低溫室的相對(duì)濕度，保持溫室一定的干燥度。栽培的作物澆水后，濕度導(dǎo)致各種病害發(fā)生的濕度，熱風(fēng)爐干熱空氣輸入，將室內(nèi)潮濕空氣從回風(fēng)口抽出溫室外面，從而防止各種蟲病害的發(fā)生。在一定程度上節(jié)約農(nóng)藥和節(jié)省人力物力。而且升溫溫度均勻，溫室的各個(gè)角落都能夠得到熱量的補(bǔ)充。

燃煤熱風(fēng)爐目前普遍存在的問題是：一是工作可靠性較差；二是熱效率低；三是換熱器的腐蝕和堵灰現(xiàn)象較為嚴(yán)重，熱風(fēng)爐煙氣中的灰粒子會(huì)不斷的堆積在受熱面上，造成熱風(fēng)爐熱效率降低。爐子里面的灰如果堆積嚴(yán)重的話，會(huì)堵塞煙氣通道,影響熱風(fēng)爐的正常運(yùn)行。因此，針對(duì)以上問題研制了日光溫室專用的儲(chǔ)煤式燃煤汽化一體爐。

1　主要結(jié)構(gòu)

溫室專用儲(chǔ)煤式燃煤汽化一體爐由前爐體、后爐體兩部分組成，兩部分通過下部的煙氣通道連通。前爐體由煤爐上蓋、隔煙砂、排氣管、儲(chǔ)煤倉、耐火土層、煤斗、煤爐火門、燃煤爐膛、爐篦、煤爐灰膛、煤爐出灰門組成。煙氣通道與燃煤爐膛連接，燃燒爐膛外側(cè)是一周耐火土層，在燃燒爐膛的上部外側(cè)開口安裝煤爐火門，燃燒爐膛下面是爐篦，爐篦下面為煤爐灰膛，煤爐灰膛外側(cè)開口安裝煤爐出灰口，燃煤爐膛上面是煤斗，煤斗的上面為儲(chǔ)煤倉，儲(chǔ)煤倉和煤斗的外側(cè)為一周耐火土層，儲(chǔ)煤倉上面為煤爐上蓋，煤爐上蓋通過隔煙砂將其密封，儲(chǔ)煤倉的上部外側(cè)開孔安裝的排氣管與煙氣通道連通。

圖1　熱風(fēng)爐剖面圖1.出煙口2.外筒3.熱風(fēng)管4.出風(fēng)口5.散熱片6.內(nèi)筒7.熱交換室8.風(fēng)道9.補(bǔ)氧口10.進(jìn)風(fēng)口11.汽爐出灰口12.汽爐灰膛13.煤爐出灰門14.煤爐灰膛15.爐篦16.煤爐進(jìn)氣管17.氣閥18.燃煤爐膛19.煤爐火門20.煤斗21.煙氣通道22.耐火土層23.儲(chǔ)煤倉24.排氣管25.隔煙砂26.煤爐上蓋

后爐體由出煙口、外筒、熱風(fēng)管、出風(fēng)口、散熱片、內(nèi)筒、熱交換室、風(fēng)道、補(bǔ)氧口、進(jìn)風(fēng)口、汽爐出灰口、汽爐灰膛組成，煙氣通道與熱交換室連接，熱交換室前部有補(bǔ)氧口，下面為汽爐灰膛，汽爐灰膛外側(cè)安裝汽爐出灰口，熱交換室上面是熱風(fēng)管，熱風(fēng)管外側(cè)安裝散熱片，在散熱片后面安裝出風(fēng)口，熱交換室外側(cè)一周為內(nèi)筒和外筒，中間的空腔為風(fēng)道，風(fēng)道與進(jìn)風(fēng)口連通，風(fēng)道的另一端與煤爐進(jìn)氣管相連，煤爐進(jìn)氣管上裝有氣閥，煤爐進(jìn)氣管的另一端插入前爐體的煤爐灰膛內(nèi)，后爐體頂部為出煙口（圖1）。

2　工作原理

溫室專用儲(chǔ)煤燃煤汽化一體熱風(fēng)爐，煤爐進(jìn)氣管與前爐體的煤爐灰膛和后爐體的風(fēng)道相連通，煤爐進(jìn)氣管將風(fēng)道中的氣流引入煤爐灰膛，使煤爐燃燒旺盛，在關(guān)閉煤爐出灰門后，煤爐進(jìn)風(fēng)管是煤爐唯一的主要供氣源，控制氣閥，就可以控制煤爐的進(jìn)氣量，從而控制煤爐的燃燒速度，進(jìn)而控制熱風(fēng)溫度。排氣管將前爐體的儲(chǔ)煤倉與煙氣通道相連通，儲(chǔ)煤倉中的煤高溫汽化，部分未充分燃燒的煤汽和熱量通過煙氣通道進(jìn)入汽爐熱交換室二次燃燒，使煤充分燃燒。利用外接風(fēng)機(jī)通過進(jìn)風(fēng)口向風(fēng)道內(nèi)吹入高速氣流，一、二次燃燒的熱量通過加熱汽爐熱風(fēng)管和內(nèi)筒將熱量傳遞給熱風(fēng)管和風(fēng)道中的氣流，形成熱風(fēng)，經(jīng)出風(fēng)口排出。

溫室專用儲(chǔ)煤燃煤汽化一體熱風(fēng)爐，煤爐上蓋與后爐體間的密封采用砂、土密封防煙方式。煤斗為漏斗形狀，煤斗與儲(chǔ)煤倉相連，一次加入充足的煤量，燃燒爐膛內(nèi)的煤不斷燃燒后，煤斗中的煤自動(dòng)掉落到燃煤爐膛中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)加煤。以燃煤為主，也可配燒秸稈、木屑等多種固體燃料。

3　主要技術(shù)參數(shù)

型號(hào)規(guī)格5LMS-30

輸出熱量（Kcal/h）2萬

外形尺寸（直徑×高，mm）450×1 430 500×1 200

整機(jī)重量（kg）95+80

風(fēng)機(jī)功率（kW）0.75

供風(fēng)溫度（℃）60～80

熱效率（%）≥72

供暖面積（m2）200～300

型號(hào)規(guī)格5LMS-50

輸出熱量（Kcal/h）4萬

外形尺寸（直徑×高，mm）775×1 852 600×1 250

整機(jī)重量（kg）220+120

風(fēng)機(jī)功率（kW）1.1

供風(fēng)溫度（℃）80～120

熱效率（%）≥70

供暖面積（m2）350～500

4　主要特點(diǎn)

（1）該爐一次加煤可燃燒10 h，減輕用戶的勞動(dòng)強(qiáng)度。

（2）儲(chǔ)煤倉環(huán)形口上方煤炭燃燒氣化，沒燒盡的煙氣進(jìn)入熱交換室進(jìn)行二次燃燒，提高了熱效率，也起到了環(huán)保作用。

（3）燃燒室與熱交換室分開，工作時(shí)避免直燒熱交換管，與一般的熱風(fēng)爐相比延長(zhǎng)了使用壽命。

（4）熱風(fēng)爐供熱過程中，可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要調(diào)整風(fēng)門開起的大小，來調(diào)整提供熱風(fēng)的溫度。

（5）如發(fā)生停電狀況應(yīng)及時(shí)關(guān)閉進(jìn)風(fēng)門、微開起汽爐出灰口，減弱煙氣抽力，確保爐體安全。

5　安裝要求

（1）熱風(fēng)爐安裝時(shí)，只要地面平整，坐落在硬土層上即可。兩種型號(hào)的燃煤熱風(fēng)爐安裝方法基本相同（地面所需面積稍有差別）。安裝方法為：爐體應(yīng)安裝在溫室東西過道中間南部，地面100 mm厚C15混凝土地面（現(xiàn)場(chǎng)磚鋪、混凝土板鋪地面均可），面積為1 m×1.5 m，底座部位應(yīng)高出地平面50 mm，爐體安裝于底座之上。儲(chǔ)煤式燃煤熱風(fēng)爐的安裝示意如圖2。

（2）熱風(fēng)送風(fēng)塑料管道由用戶自主設(shè)置，用廢舊塑料薄膜經(jīng)裁剪、燙熨制作成圓筒形，塑料筒末端密封。塑料筒底部每間隔約1 m開一個(gè)約芰10 mm孔洞（熱風(fēng)噴嘴）。將塑料筒另一端用鐵絲固定于熱風(fēng)爐出風(fēng)筒。塑料筒用鐵絲懸吊于溫室骨架下方。熱風(fēng)吹向以頂部向下吹或底部橫吹為宜。

（3）熱風(fēng)爐出煙口與溫室接觸的部分應(yīng)該做好隔熱保護(hù)措施，以防止火災(zāi)。

（4）熱風(fēng)爐在使用前加裝溫控器，仔細(xì)檢查熱風(fēng)爐的供電線路，以保證熱風(fēng)爐的使用安全。溫控器調(diào)至55℃，風(fēng)機(jī)應(yīng)及時(shí)送風(fēng)防止?fàn)t溫過高損害爐體，若溫控器損壞，應(yīng)及時(shí)關(guān)閉進(jìn)風(fēng)門、微開起汽爐出灰口（工作正常狀態(tài)關(guān)閉），直接接通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，并及時(shí)更換溫控器。

（5）燃煤熱風(fēng)爐工作時(shí)要求溫室內(nèi)具有一定的密封性能，這樣可以提高供熱效率。

6　應(yīng)用情況

儲(chǔ)煤式燃燒汽化一體爐于2014年八月開始批量生產(chǎn)，前后銷售了200余臺(tái)。主要集中在烏魯木齊市周邊地區(qū)，（水西溝蔬菜基地、市種牛場(chǎng)、西山農(nóng)場(chǎng)蔬菜基地等）以及塔城地區(qū)第九師。（170團(tuán)、團(tuán)結(jié)農(nóng)場(chǎng)、168團(tuán)等）在使用中收到用戶的認(rèn)可。

圖2　熱風(fēng)爐安裝示意

7　存在問題及改進(jìn)

經(jīng)過一個(gè)生產(chǎn)季節(jié)的使用，主要存在（1）儲(chǔ)煤倉體溫度過高。（2）當(dāng)耐火材料層脫落時(shí)，很容易燒壞中腔環(huán)，造成熱風(fēng)爐的性能下降。（3）儲(chǔ)煤試熱風(fēng)爐使用中有時(shí)出現(xiàn)熱風(fēng)溫度不均勻的情況。

改進(jìn)方案：（1）儲(chǔ)煤倉體溫度過高，是由于燃燒室的熱量沒有及時(shí)送到熱交換室。解決的方法：增加通道面積、縮短通道距離，使熱量及時(shí)送達(dá)熱交換室，緩解儲(chǔ)煤倉的倉體溫度。

（2）儲(chǔ)煤倉與燃燒室之間的中腔環(huán)（以前用3 mm的鋼板）在使用中當(dāng)耐火材料層脫落時(shí)，很容易燒壞中腔環(huán)，采用鑄鐵材料，可增強(qiáng)耐火性能，延長(zhǎng)使用壽命。

（3）熱風(fēng)溫度不均勻，是中腔環(huán)下煤不正常造成，由于煤塊的大小不同、在中腔環(huán)口燃燒的時(shí)間不同，以及爐排與環(huán)口的距離等因素影響環(huán)口燃燒。經(jīng)過不同煤塊的燃燒試驗(yàn)，根據(jù)煙氣溫度、熱風(fēng)溫度的變化情況，對(duì)煤塊尺寸，中腔環(huán)口與爐排間的高度等參數(shù)的確定來解決。

收稿日期：2015-4-1

文章編號(hào)：1007-7782（2015）02-0028-03

中圖分類號(hào)：S6254

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.013