生物质颗粒燃料燃烧炉的设计与试验研究

发布时间：2020-06-21 12:05

【摘要】：在煤炭能源日益紧迫的形势下,国内的生物质成型颗粒燃料产业在近几年得到了迅猛发展,包括国内众多生产企业的规模、生产的技术以及国家对生物质能的补贴政策,都已处于较为靠前的水平。与此相比而言,对生物质颗粒燃料应用设备的发展还处于初级水平,特别是在生物质最广大的能源产地—农村,生物质颗粒的燃烧设备基本处于萌芽状态。现有的农村生物质颗粒燃料燃烧炉种类单一,基本上都存在燃烧效率低下、工作状况不稳定、自动化程度低等问题。因此,对生物质颗粒燃料燃烧炉的研究,可以有效缓解上述颗粒燃料在农村推广应用时高效稳定燃烧设备缺位的问题。本课题进行研究的方法为,通过对生物质颗粒燃料进行热解试验进行研究,并在该研究结果的指导下,进行成型颗粒燃料燃烧炉的设计。然后对该燃烧炉进行点火试验、热解试验、气化燃烧试验等,以解决其工作工程中的点火难题、结渣问题、热解不稳定问题和气化燃烧不稳定及效率低的问题。最后通过上述试验和研究,提出一套完整的燃烧理论。通过一系列的试验研究,得到如下研究成果:(1)燃烧炉使用热风点火,着火原理为热自燃着火。点火过程采用点燃引火和炉排着火的两步点火方式。在该阶段通过确定合理的点火棒的形式、功率,控制引火的燃料质量、加热棒的放置位置、加热棒的预热时间,调节风机的频率等,确定最佳的点火方案。以此达到了点火时间短,排放烟尘少,点火过程稳定、简单易行的目的。(2)热解试验包括搅拌装置保证连续燃烧试验、炉排结构保证热解层温度试验、调节一次空气进风量保证热解效率试验。经过上述试验组,使生物质颗粒在炉排上,最大限度的使燃料的挥发分在炉排上面热解,并且保证在燃料开始炭烧前,使其顺利下落到炉膛中。经过上述试验,达到在持续燃烧的前提下,保证热解的稳定、持续并高效的目的。生物质颗粒的热解效率,是下面气化燃烧和固定炭高效燃烧的前提。(3)气化燃烧试验是挥发分热解产生的可燃气体体在炉膛中燃烧的过程。在该阶段,通过调节二次空气的进风量,保证燃烧的完全、炉膛温度和排烟中CO的低浓度。经过上述一系列的试验,对燃烧炉中不确定的构件进行调整,最终确定燃烧炉的结构,并经试验证实,工作过程及工作原理是合理的,工作过程是可靠的。
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TK6
【图文】：

颗粒燃料,生物质

原料压缩成具有一定形状、密度较大的固体成型生物质颗粒燃料，以方便广泛的应用［４＇逡逑５］。图１－１即为成型生物质颗粒燃料。逡逑＿馨＿逡逑（ａ）玉米秆逦（ｂ邋）木屑逦（ｃ邋）棉杆逡逑图１－１生物质颗粒燃料逡逑１．１．２研究背景及意义逡逑随着社会经济的发展，及原生物质能源和化石能源的不合理利用等，带来了一些环逡逑境及社会问题。逡逑第一，每年丰收的季节，农民收获粮食后，通常将大量的秸秆就地焚烧，这在严重逡逑浪费能源的同时，对当地大气环境也造成了严重的污染，并加剧了雾霾的形成。有些地逡逑区，焚烧秸秆产生的大量烟雾，甚至影响了交通，由此而产生的交通事故也并不鲜见。逡逑第二，前几十年，农村的生活炊事用能主要是燃烧生物质，但现阶段，用电用气逐逡逑年增减，并渐渐成为主流。这导致了生物质能的严重浪费，并且会导致中国资源紧缺的逡逑１逡逑

曲线,平衡关系,曲线,层流火焰传播速度

图２－４典型燃料的层流火焰传播速度与过量空气系数的关系逡逑由上图可以看出，火焰正常传播的最大速度，一般并非出现在可燃混合气体过逡逑

【参考文献】