密集烤房生物质能源内置一体机烘烤设备

根据现有的密集烤房装烟室和加热室的结构特点，以生物质颗粒为燃料，用于烟叶烘烤的***设备，由供热设备、通风排湿设备和控制设备等组成，与装烟室、加热室构成***生物质能源密集烤房。既有效利用生物质能源达到环保排放的要求，同时又结合国烟办综〔2009〕418号文件的技术优点，当生物质燃烧机出现故障时，可以及时利用其他燃料替代，确保烘烤正常进行，避免坏烟给烟农造成损失。

3.2金属供热设备

金属供热设备，主要包括换热器、炉体、生物质颗粒燃烧装置等，按照烟叶烘烤工艺要求加热空气，满足现有密集烤房烘烤需求。

3.3生物质颗粒燃烧装置

    生物质颗粒燃料供应、点火、燃烧、清灰除渣等工作装置，主要由燃烧室、螺旋送料装置、清灰除焦装置、点火器、观火孔、贮料箱、配风装置、撤料装置等组成。

3.4燃烧室

供料燃烧装置置于炉体内部用于燃烧、产生火焰及高温气体的部件。

3.5供料燃烧装置框

     在炉体上开口并焊接金属框用于安置、固定供料燃烧装置的部件。

3.6通风排湿设备

保持空气在加热室和装烟室循环流动和实现烤房内外空气交替、维持装烟室内烘烤工艺要求湿度的装置，包括循环风机、冷风进风门、百叶窗等排湿执行器，符合国烟办综〔2009〕418号文件要求。

3.7控制设备

用于监测、显示和调控烟叶烘烤过程工艺条件的***设备，包括温湿度传感器、控制主机和执行器等，符合或优于国烟办综〔2009〕418号及中烟办〔2018〕30号文件对控制设备的规定要求，实现控制主机一体式集成控制。

4、主要技术参数

依据国烟办综〔2009〕418号 密集烤房技术规范（试行）修订版和中烟办〔2018〕30号 密集烤房生物质颗粒成型燃料燃烧机技术规范（试行），在生物质燃料符合规定的条件下，生物质能源密集烤房内置一体式设备主要技术参数应符合表1的规定。

表1  主要技术参数

注：***小稳燃热功率指不熄火状态下的***小供热功率。

5、工作条件

整机在下列条件下应能正常工作：

环境温度：0℃～45℃；

相对湿度：≤85%；

工作电压等级为使用380V或 220V电源，允许电压波动±20%。

6、供热设备构成与技术参数

由分体设计加工的换热器、炉体、生物质颗粒燃烧机三部分组成，换热器、生物质颗粒燃烧机与炉体对接均采用螺栓紧固连接或紧拉扣连接，方便拆卸。炉体由椭圆形（或圆形）炉顶、圆柱形炉壁、圆形炉底、烟气管道焊接而成。炉底至火箱上沿总高度1880mm，炉体（不含炉顶散热片）高度1165mm，炉壁高度920mm。

炉顶和炉壁采用对接或套接方式满焊，炉壁和炉底采用对接方式满焊，炉体和烟气管道采用对接方式满焊。炉顶和烟气管道表面焊接散热片，炉顶散热片、烟气管道散热片采用两面交错段焊（两面交错段焊点互相连接）方式焊接；为减少变形，烟气隔板与火箱内壁应采用单面断续段焊。采用断续段焊时，段间间隔应不大于100mm。所有焊接部位***与母材一致的焊材进行焊接，***所有焊缝严密、平整，无气孔无夹渣不漏气，机械性能达到母材性能。

本规范所述技术参数均为设备加工成型后的技术参数，供热设备各部位名称、结构和技术参数如图1、图2所示。

图1 供热设备各部位名称示意图

图2  供热设备结构和技术参数示意图

6.1换热器

换热器采用厚度≥3.7mm的Q235钢板制成，换热管采用3-3-4自上而下3根光管7根翅片管横列结构，翅片采用Q195标准翅片带，左右火箱内壁自上而下均开设3-3-4排列的3层共10个?135mm圆形开口；烟囱竖向段高度600mm，厚度≥2.5mm，材质Q235。火箱内壁技术参数如图3所示：

图3  散热器与火箱内壁技术参数示意图

6.2炉体

炉体包括炉顶、炉壁、烟气管道、供料燃烧装置框（含法兰）、灰坑门（含灰坑门框）、换热器支撑架、炉底等。烟气管道按照图示加工生产。耐火砖内衬、二次进风管、助燃鼓风管、炉栅和炉门按照国烟办综〔2009〕418号文件规定生产，保留炉壁左右侧的二次进风管。炉体结构、加煤口备用炉门结构与技术参数如图4所示。

图4 炉体结构与技术参数示意图

6.2.1炉顶

炉顶由封头、换热器支撑架、表面散热片和烟气管道构成。封头采用厚度不低于5mm的09CuPCrNi耐候钢冲压制作（或铸钢铸造），钢材符合GB/T221和GB/T15575；圆形或椭圆形，内径750mm，内高240mm，参照JB/T4746制作。换热器支撑架采用厚度≥3.7mm的Q235钢板制作。炉顶表面均匀焊接弧型表面散热片，散热片采用厚度≥3.7mm的Q235钢板制作，规格为350mm×30mm的散热片14片，规格为200mm×30mm的散热片16片，长短交错。炉顶结构与技术参数如图5所示。

图5  炉顶结构与技术参数示意图

6.2.2炉壁

炉壁采用厚度≥3.7mm的Q235钢板卷制焊接，形成高度920mm、外径760mm的圆柱形炉体。炉壁左右侧是二次进风管。炉壁结构与技术参数如图6所示。

图6 炉壁结构与技术参数示意图

6.2.3 烟气管道与换热器支撑架

在封头右侧烟气通道开口处焊接烟气管道。设计有凹槽和螺栓连接孔，与火箱烟气管道连接闭合。烟气管道的右侧外壁等距66mm均匀焊接6个高30mm、长150mm、厚≥3.7mm的Q235钢表面散热片。烟气管道结构与技术参数如图7所示。在封头左侧焊接换热器支撑架。设计有螺栓连接孔，如图8所示。

图7烟气管道结构与技术参数示意图 

    图8 换热器支撑架结构与技术参数示意图

 6.2.4供料燃烧装置框和灰坑框

从炉壁前面开设规格为400mm×280mm开口2个，用于焊接供料燃烧装置框和灰坑框，开口位置（如图9）。供料燃烧装置框采用厚度≥3.7mm的Q235钢板制作，焊接厚度≥3.7mm安装法兰，用于连接供料燃烧装置；灰坑门、门框均采用厚度≥3.7mm的Q235钢板制作，炉门和灰坑门采用冲压成型加工方式，灰坑门为单层钢板结构。炉门为双层结构，外层钢板，内层扣板，层间内嵌厚度30mm隔热保温耐火材料。炉门边缘内翻与内层扣板之间凹槽填充***密封材料。供料燃烧装置框和灰坑框结构与技术参数如图10、图11所示。

图9供料燃烧装置框和灰坑框位置示意图

图10 供料燃烧装置框和灰坑框的结构与技术参数示意图

炉门                              灰坑门

图11炉门、灰坑门框结构与技术参数示意图

6.3供料燃烧装置

6.3.1 燃烧腔

燃烧腔采用耐热铸铁或耐热不锈钢制成，U型设计并开缺口，火焰流动方向为炉顶方向，确保大火燃烧情况下火焰中心方向在炉体内的中心位置。

采用耐热铸铁铸造的，材质为QTRSi5耐热球墨铸铁或耐热性能更优材质，厚度≥8.0mm；底部封板，耐热不锈钢12Cr17Mn6Ni5N或耐热性能更优材质制作，实际厚度≥2.0 mm。。

采用耐热不锈钢制作的可分内、外两层。内层采用06Cr25Ni20或耐热性能更优材质制成，厚度≥5.0mm，外层采用厚度≥2.0mm不锈钢12Cr17Mn6Ni5N或厚度≥4.0mm耐酸钢或厚度≥5.0mm09CuPCrNi耐候钢。

供料燃烧装置的炉体连接法兰至燃烧腔上切口端面≥430mm，燃烧腔长度≥320 mm，内径≥165 mm（或者燃烧腔内截面面积≥21000mm²）。

燃烧腔前端送风装置，如与燃烧腔一体设计制作，其材质、厚度与燃烧腔外层材质和厚度一致；如与燃烧腔分体设计制作，其前端封板采用厚度≥5mm的09CuPCrNi耐候钢板制作，其余不与明火直接接触部分采用厚度≥2.7mmQ235钢制作。

6.3.2 清灰除焦器

正常工作状态下能自动将燃料燃烧产生的灰渣、焦渣排除，设计时可***推板或推杆清灰除焦方式，满足设备维修和更换方便、故障排除时间短等要求。

推板方式材质采用06Cr25Ni20或耐热性能更优材质制作的，厚度≥5.0mm；或采用QTRSi5耐热球墨铸铁或耐热性能更优材质铸造的，厚度≥8.0mm。

推杆方式材质采用201不锈钢或耐热性能更优材质制作。

6.3.3 螺旋送料器

螺旋送料器叶片及壳体采用Q235钢板制作，厚度≥3.0mm，其余执行中烟办〔2018〕30号文件规定。

6.3.4 贮料箱

箱体内壁光滑，材质采用Q235，厚度≥1.2mm，下斜面与水平夹角≥40°，有效容积≥0.2m³，上沿口距离地面高度≤1500mm。箱体设有料位观察窗和箱盖，料位观察窗能有效观察存料情况，材质采用有机玻璃，高度≥150mm，宽度≥30mm；箱盖能覆盖整个贮料箱顶部，具有防雨功能，设有拉手或锁扣。储料箱表面应喷涂处理。以撤料装置置于贮料箱左侧为例，贮料箱结构与技术参数如图12所示。

图12 贮料箱结构与技术参数示意图

6.3.5 撤料装置

使用插板式或堵头式（旋盖）结构，方便卸料并满足快速装配的要求，撤料装置位于贮料箱底部的左侧或右侧。

6.3.6点火器

材质采用氮化硅，采用电子式自动点火，带防灰和防触电功能，功率≥0.60 kW，点火时间≤5 min，使用次数≥ 2000次，能正常点燃各种生物质燃料。

6.3.7 观火器

观察燃料燃烧的窗口，观火器有效面直径≥Φ20mm，采用Q235制成，一端与燃烧装置连通，一端设有透片，透片材质采用钢化玻璃，便于清洗和更换。

6.3.8 送风电机和除渣电机

送风电机执行中烟办〔2018〕30号文件规定。送料电机和除渣电机可共用1个电机通过机械传动装置连接驱动，也可采用2个电机分别驱动，共用1个电机时额定功率≥60W，采用2个电机分别驱动时执行中烟办〔2018〕30号文件规定。

7、通风排湿设备

按国烟办综〔2009〕418号文件对通风排湿设备的规定要求执行。

8、控制设备

基于国烟办综〔2009〕418号文件中自动化控制器技术的基础上，新增生物质颗粒燃烧机控制功能。控制器须对燃烧机、烤房和烤房循环风机三个方面实现集成控制。对于燃烧机能够实现自动送料、自动点火、自动配风助燃、自动调节热负荷、自动清灰除焦、中途断电自动恢复、反转退料控制；对于烤房能够实现自动控温控湿。

除下述内容外，控制器的基本结构、主要设备和技术参数、安装要求、操作方法及注意事项等，在执行国烟办综〔2009〕418号文件规定的基础上，根据需要优化调整。

a) 箱盖和箱底采用阻燃ABS塑料模具成型，***颗粒料注塑。要求坚固，防尘，美观。阻燃达到民用V—1级，符合GB 20286和UL94规定。防护等级达到IP54，符合GB 4208外壳防护等级规定。要有接地端子。

b) 主机工作电压按不同电源要求分别设计，允许在额定电压波动±20%。主体模块间连接可靠、方便，强弱电分离，符合GB/T 4588.3规定。可在环境温度0 ℃～45 ℃，相对湿度≤85%条件下正常工作。

c) 燃烧机控制电源引线使用铜线。动力电缆符合GB 5013.1规定。导线截面积≥0.75 mm²。

d) 电容、可控硅、继电器和接触器等器件具有一定冗余量，输出驱动负载和受电冲击较强的器件具有保护措施。功率器件***3C认证产品。易损器件采用插接方便的安装方式，固定牢固，正常工作温度范围0 ℃～70 ℃。关键芯片具有静电放电保护措施，发热量较大的器件采取散热措施。符合GB 5226.1规定。

e) 控制器和燃烧机连接采用带航空头接口电缆，插座标志明显，具有防插错功能。接口设置在机箱内部，插座连接。符合GB/T 11918.1规定。

f) 控制器安装方便，易损件可拆卸、可更换；工作电压AC220V±20%；整机通过GB/T 3482-2008/4级，防雷要求。

g) 符合电器规范，工作时不对其它电器设备产生干扰，符合GB/T 17626.6-2008电磁兼容+试验和测量技术+射频场感应的传导骚扰抗扰度，GB/T 17626.4-2008电磁兼容+实验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验，GB/T 17626.11-2008电磁兼容+试验和测量技术+电压暂降、短时中断和电压变化的抗扰度，GB/T 17626.5-2008电磁兼容+试验和测量技术+浪涌（冲击）抗扰度试验。EMC特性必须符合IEC/EN 61800-3: 2004 (Adjustable speed electrical power drive systems part 3:EMC requirements and specific test methods)标准。

h) 电器绝缘。

控制器的介电强度和绝缘电阻符合GB/T 7251.1的相关规定，在承受介电强度电压后的绝缘电阻≥2 MΩ。

i) 可靠性要求。

有效度≥98%。

j) 配线连接头定义。

控制器与生物质燃烧机连接线采用12孔配线连接头，管脚1～6依次定义为：送料L、送料N、点火L、点火N、鼓风L、鼓风N，其余管脚依据实际需求自行定义；控制器电路板上插座型号：HX63080-12A（42002），配线连接头型号：HX63080-12P（42021）。

图1  12孔配线连接头示意图

与燃烧机连接时，采用12芯WS28-12芯 TQ/KZ航空插头插座。管脚1～6依次定义为：送料L、送料N、点火L、点火N、鼓风L、鼓风N，其余管脚依据实际需求自行定义。

图2  12孔航空接头配线示意图

k) 物联网通信接口。

预留RS485接口，支持Modbus(RTU)协议。可通过485接口和外部wifi/2g/3g/4g模块连接，实现物联网通讯。在烤房设备较分散区域，采用一机一卡，通过电信、移动、联通网络，使用2g/3g/4g模式通信；在烤房设备较集中区域，采用有线网络，同时配合现场wifi网络覆盖，使用wifi模式通信。为将烘烤实时进程参数和图像等信息传输到管理人员手机或计算机上预留接口。

l) 原烤房助燃鼓风机控制接口。

控制器具备国烟办综〔2009〕418号文件规定的燃煤炉助燃鼓风机的控制接口，采用标准AC两孔插头。

9、设备安装

生物质能源密集烤房内置一体式设备的安装，不改变四川省现行密集烤房装烟室的结构和技术参数，仅将现行密集烤房加热室前墙上的原炉门口向下移改为供料燃烧装置口；加热室地面炉体砖墩由120mm×240mm×高240mm调整为120mm×240mm×高120mm，砖墩四周应用水泥砂浆固定牢固，确保支撑面水平，加热室其余技术参数不改变，如图13、图14、图15所示。将炉体置于砖墩上，再把换热器置于炉体上，要求水平。电缆布置合理，导线及其接头用绝缘套管保护，强电插头及电缆铜线不得裸露，导线、电缆绑扎牢固、不易脱落，每座新建密集烤房依据电压等级配备独立空气开关。

图13加热室前墙开口示意图                  图14 加热室底部结构示意图

图15 气流上升式设备安装示意图

10、产品检验

参照国烟办综〔2009〕418号文件、中烟办〔2018〕30号文件、DB53/T 870-2018等相关检测要求，依据本规范进行检验。

11、标识标牌、包装、贮运

11.1标识标牌

密集烤房生物质内置一体式设备须具备清晰易辨的企业标志（徽标、商标）和铭牌标识，标识标牌符合GB/T 13306-2011 规定。铭牌标识位置符合在安装后可轻易查看，在危险设备醒目位置上，标注“当心触电”、“当心***”等安全警示标识。铭牌标识须包括但不限于表2、表3、表4和表5的内容和格式。

11.2包装

产品包装应符合GB/T 13384-2008的有关规定，并满足下列要求：

除供热设备外，包装箱和捆扎件应牢固可靠，符合运输要求，并***在正常情况下不得散包和损坏；

包装箱上的标志应清晰、整齐、耐久；

包装箱内应有使用说明书（按照GB 9969.1-1998 工业产品使用说明书编写）、产品检验合格证和装箱清单等必须文件。

11.3贮运

出厂和待安装的生物质能源密集烤房内置一体式设备应存放在干燥、通风和防雨的场所，避免与酸碱等腐蚀性物质接触；发运的生物质能源密集烤房内置一体式设备，包括备件、附件和随机工具，应避免碰撞，防止损坏。

12、使用寿命

12.1生物质能源密集烤房内置一体式设备主要部件（换热器、炉体、燃烧腔、清灰除焦器、螺旋送料器、循环风机及其电机）使用寿命不少于10年。

12.2控制设备使用寿命不少于6年。

云南昆明昌润烤房设备有限公司按燃料方式，分为燃油燃烧机、燃气燃烧机以及双燃料燃烧机，还有生物质燃烧机。其中:在具体的应用，又将分为轻油燃烧机、燃烧机等;燃气燃烧器则分为天然气燃烧器、城市煤气燃烧器等。 按燃烧机的燃烧控制方式划分:单段火燃烧机、双段火燃烧机、比例调节燃烧机。 按燃料雾化方式划分为:机械式雾化燃烧器、介质雾化燃烧器; 按结构划分为:整体式燃烧机以及分体式燃烧机。 其中分体式燃烧机主要应用于工业生产，其主要特征为燃烧系统、给风系统、控制系统等均分解安装，该种机器主要适合于大型设备或高温等特殊工作环境。 相对而言，商业用途的燃烧机因生产制造批量化，以及市场供应链中专业化程度要求不高，该产品的市场销售价格相对低廉，而分体式燃烧机因专业化要求相对较高，以及多数需要专业安装队伍，市场销售销售价格同比则相对高出很多。