系列儲煤式燃煤汽化一體爐的研制

齊新洲，王國強，鄒　平，李　勝，馮丹玲

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆　烏魯木齊　830091）

系列儲煤式燃煤汽化一體爐的研制

齊新洲，王國強，鄒平，李勝，馮丹玲

（新疆農業科學院農業機械化研究所，新疆烏魯木齊830091）

摘要：文中介紹了一種新型儲煤式燃煤汽化一體爐的結構、工作過程、主要技術參數、安裝要求及應用情況，對存在的問題提出了改進意見。

關鍵詞：熱風爐；儲煤式；燃煤汽化

近年來，設施農業已逐步成為新疆農業重要的發展方向和增加農民收入的新亮點，但隨著生產發展，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。熱風爐通過熱風輸送管道可以使溫室內快速升溫，而且可以降低溫室的相對濕度，保持溫室一定的干燥度。栽培的作物澆水后，濕度導致各種病害發生的濕度，熱風爐干熱空氣輸入，將室內潮濕空氣從回風口抽出溫室外面，從而防止各種蟲病害的發生。在一定程度上節約農藥和節省人力物力。而且升溫溫度均勻，溫室的各個角落都能夠得到熱量的補充。

燃煤熱風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象較為嚴重，熱風爐煙氣中的灰粒子會不斷的堆積在受熱面上，造成熱風爐熱效率降低。爐子里面的灰如果堆積嚴重的話，會堵塞煙氣通道,影響熱風爐的正常運行。因此，針對以上問題研制了日光溫室專用的儲煤式燃煤汽化一體爐。

1　主要結構

溫室專用儲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，燃燒爐膛外側是一周耐火土層，在燃燒爐膛的上部外側開口安裝煤爐火門，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，煤斗的上面為儲煤倉，儲煤倉和煤斗的外側為一周耐火土層，儲煤倉上面為煤爐上蓋，煤爐上蓋通過隔煙砂將其密封，儲煤倉的上部外側開孔安裝的排氣管與煙氣通道連通。

圖1　熱風爐剖面圖1.出煙口2.外筒3.熱風管4.出風口5.散熱片6.內筒7.熱交換室8.風道9.補氧口10.進風口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、熱風管、出風口、散熱片、內筒、熱交換室、風道、補氧口、進風口、汽爐出灰口、汽爐灰膛組成，煙氣通道與熱交換室連接，熱交換室前部有補氧口，下面為汽爐灰膛，汽爐灰膛外側安裝汽爐出灰口，熱交換室上面是熱風管，熱風管外側安裝散熱片，在散熱片后面安裝出風口，熱交換室外側一周為內筒和外筒，中間的空腔為風道，風道與進風口連通，風道的另一端與煤爐進氣管相連，煤爐進氣管上裝有氣閥，煤爐進氣管的另一端插入前爐體的煤爐灰膛內，后爐體頂部為出煙口（圖1）。

2　工作原理

溫室專用儲煤燃煤汽化一體熱風爐，煤爐進氣管與前爐體的煤爐灰膛和后爐體的風道相連通，煤爐進氣管將風道中的氣流引入煤爐灰膛，使煤爐燃燒旺盛，在關閉煤爐出灰門后，煤爐進風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氣量，從而控制煤爐的燃燒速度，進而控制熱風溫度。排氣管將前爐體的儲煤倉與煙氣通道相連通，儲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入汽爐熱交換室二次燃燒，使煤充分燃燒。利用外接風機通過進風口向風道內吹入高速氣流，一、二次燃燒的熱量通過加熱汽爐熱風管和內筒將熱量傳遞給熱風管和風道中的氣流，形成熱風，經出風口排出。

溫室專用儲煤燃煤汽化一體熱風爐，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，煤斗與儲煤倉相連，一次加入充足的煤量，燃燒爐膛內的煤不斷燃燒后，煤斗中的煤自動掉落到燃煤爐膛中，實現自動加煤。以燃煤為主，也可配燒秸稈、木屑等多種固體燃料。

3　主要技術參數

型號規格5LMS-30

輸出熱量（Kcal/h）2萬

外形尺寸（直徑×高，mm）450×1 430 500×1 200

整機重量（kg）95+80

風機功率（kW）0.75

供風溫度（℃）60～80

熱效率（%）≥72

供暖面積（m2）200～300

型號規格5LMS-50

輸出熱量（Kcal/h）4萬

外形尺寸（直徑×高，mm）775×1 852 600×1 250

整機重量（kg）220+120

風機功率（kW）1.1

供風溫度（℃）80～120

熱效率（%）≥70

供暖面積（m2）350～500

4　主要特點

（1）該爐一次加煤可燃燒10 h，減輕用戶的勞動強度。

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

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

（4）熱風爐供熱過程中，可以根據實際生產的需要調整風門開起的大小，來調整提供熱風的溫度。

（5）如發生停電狀況應及時關閉進風門、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）熱風爐安裝時，只要地面平整，坐落在硬土層上即可。兩種型號的燃煤熱風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（現場磚鋪、混凝土板鋪地面均可），面積為1 m×1.5 m，底座部位應高出地平面50 mm，爐體安裝于底座之上。儲煤式燃煤熱風爐的安裝示意如圖2。

（2）熱風送風塑料管道由用戶自主設置，用廢舊塑料薄膜經裁剪、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開一個約芰10 mm孔洞（熱風噴嘴）。將塑料筒另一端用鐵絲固定于熱風爐出風筒。塑料筒用鐵絲懸吊于溫室骨架下方。熱風吹向以頂部向下吹或底部橫吹為宜。

（3）熱風爐出煙口與溫室接觸的部分應該做好隔熱保護措施，以防止火災。

（4）熱風爐在使用前加裝溫控器，仔細檢查熱風爐的供電線路，以保證熱風爐的使用安全。溫控器調至55℃，風機應及時送風防止爐溫過高損害爐體，若溫控器損壞，應及時關閉進風門、微開起汽爐出灰口（工作正常狀態關閉），直接接通風機運轉，并及時更換溫控器。

（5）燃煤熱風爐工作時要求溫室內具有一定的密封性能，這樣可以提高供熱效率。

6　應用情況

儲煤式燃燒汽化一體爐于2014年八月開始批量生產，前后銷售了200余臺。主要集中在烏魯木齊市周邊地區，（水西溝蔬菜基地、市種牛場、西山農場蔬菜基地等）以及塔城地區第九師。（170團、團結農場、168團等）在使用中收到用戶的認可。

圖2　熱風爐安裝示意

7　存在問題及改進

經過一個生產季節的使用，主要存在（1）儲煤倉體溫度過高。（2）當耐火材料層脫落時，很容易燒壞中腔環，造成熱風爐的性能下降。（3）儲煤試熱風爐使用中有時出現熱風溫度不均勻的情況。

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

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

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

收稿日期：2015-4-1

文章編號：1007-7782（2015）02-0028-03

中圖分類號：S6254

文獻標識碼：A

doi:10.13620/j.cnki.issn1007-7782.2015.02.013