防回火农林生物质碎料燃烧机设计与燃烧特性试验
发布时间：2022-01-10 17:36
针对农林生物质碎料在燃烧时存在连续进料及稳定燃烧困难、污染排放水平较高等问题,设计一种以玉米秸秆、碎木屑为主要燃料的农林生物质碎料燃烧机,采用水平进料方式,并进行防回火回烟、炉壁冷风压保护等设计,在不同一、二次风配比下进行了燃烧特性试验。当燃烧机进入稳定燃烧阶段,以碎木屑为燃料,一、二次风配比为0.8∶0.2时,炉膛内温度在（1 200±100）℃间变化,出火口烟气温度在（1 000±100）℃间变化;在一、二次风配比为0.8∶0.2和0.7∶0.3两种工况下,烟气中O2、CO2、CO质量分数分别在（13±2）%、（7±2）%、（0.2±0.1）%间波动,燃烧效率分别为98.8%、98.5%。以玉米秸秆为燃料时,在相同一、二次风配比下,与燃烧碎木屑相比,炉膛内温度和出火口烟气温度均低100℃左右;在一、二次风配比为0.8∶0.2和0.7∶0.3两种工况下,与燃烧碎木屑相比,燃烧烟气中O2平均含量约低1%,CO含量略高,CO2含量相差不大,燃烧效率分别为98.7%、98.9%。与一、二次风配比为0.8...
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
农林生物质碎料燃烧机结构示意图
农林生物质碎料燃烧机工作流程:(1)启动进料电机及送风机，使农林生物质碎料随输送器转动而稳定地进入炉膛。(2)启动自动点火装置点燃农林生物质碎料，对炉膛进行预热，预热时间为20～30 min。(3)预热完成后，系统进入稳定燃烧阶段，高温火焰由出火口喷出，并配合后续的锅炉或换热器等装置。运行过程中每隔2～3 h向料斗加一次料，同时清空集灰室。(4)需要停机时，先停止螺旋喂料器，送风机继续保持送风，当炉膛内不出现火焰并且炉膛温度降至200℃时，送风机停止工作。农林生物质碎料种类繁多，燃烧特性差异大，要实现完全、稳定燃烧，以及较低的污染物排放水平，最重要的是配以适量的空气。系统采用一、二次配风方式，其中一次风口布置在炉排下部，提供燃料层燃烧区稳定燃烧所需的氧气;二次风口布置在进料口处，主要实现农林生物质碎料气化燃烧区挥发分的扰动及充分燃烧。通过设置一、二次配风，既可以保证燃料层燃烧区以低温燃烧的方式降低结渣现象，又可以保证气化燃烧区充分燃烧，降低烟气颗粒物浓度和NOx、CO等污染物排放水平。
农林生物质碎料的结构比较松散，密度低、质量轻，着火温度低，在燃烧机低负荷运行下容易引起料仓回火回烟现象，为此设计防回火回烟部件，结构如图3所示。防回火回烟部件由4块梯形板组合成一锥型结构，梯形板两侧采用弹簧连接，目的是当物料密集而阻力较大时，梯形板受物料挤压适当张开，确保物料顺利通过。当锥筒内物料松散时，则梯形板恢复至闭合状态，并对物料起到一定的压缩作用，使物料压实后进入炉内，不致因炉内高温烟气反窜至进料系统内而发生回烟回火现象。因此，该防回火回烟部件既可以有效防止物料堵塞，又能降低因生物质碎料过于松散而导致的回火回烟现象。另外，在喂料过程中引入的二次风，配合防回火回烟部件，可以进一步降低回火回烟现象的发生，使高温烟气不致反吹进料仓。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究[J]. 赵绘婷,刘振,任秋鹤,赫玲玲,肖进彬. 河南科学. 2019(08)
[2]生物质直燃与气化对碳化硅石墨坩埚腐蚀的影响[J]. 王建伟,刘宁,蒋登辉,延廷琪,赵磊磊. 可再生能源. 2019(06)
[3]户用智能多功能生物质采暖炉的设计与燃烧实验[J]. 姜戌雅,张昌超,李余康,于文凡,蔡红珍. 可再生能源. 2019(02)
[4]生物质燃料致密成型方式的发展现状与展望[J]. 白阳,闫文刚,刘志刚. 林业机械与木工设备. 2018(09)
[5]生物质锅炉多效烟气净化装置设计与性能研究[J]. 王毅,杜金宇,张全国,荆艳艳,赵纬莉,常建民. 农业机械学报. 2018(02)
[6]棉秆燃烧过程中的颗粒物排放特性[J]. 成伟,陈汉平,杨海平,邵敬爱,杨伟,朱有健,李佳硕. 农业工程学报. 2017(19)
[7]生物质颗粒直燃炉灶设计与试验[J]. 李亚猛,周雪花,胡建军,朱胜楠,荆艳艳,张全国. 农业机械学报. 2017(10)
[8]高效生物质直燃炉的设计[J]. 张丽娜,文美纯,李真西,刘吉普. 装备制造技术. 2017(05)
[9]生物质颗粒燃烧器的设计与性能测试[J]. 夏许宁,刘圣勇,刘洪福,管泽云,翟万里,王鹏晓,刘霞. 农机化研究. 2017(01)
[10]水稻秸秆热压成型工艺参数试验研究[J]. 李安心,张传佳,涂德浴,何贵生. 中国农业气象. 2016(01)
硕士论文
[1]生物质燃料燃烧机的设计与试验[D]. 郝铎.昆明理工大学 2018
本文编号：3581127
【文章来源】：农业机械学报. 2020,51(07)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
农林生物质碎料燃烧机结构示意图
农林生物质碎料燃烧机工作流程:(1)启动进料电机及送风机，使农林生物质碎料随输送器转动而稳定地进入炉膛。(2)启动自动点火装置点燃农林生物质碎料，对炉膛进行预热，预热时间为20～30 min。(3)预热完成后，系统进入稳定燃烧阶段，高温火焰由出火口喷出，并配合后续的锅炉或换热器等装置。运行过程中每隔2～3 h向料斗加一次料，同时清空集灰室。(4)需要停机时，先停止螺旋喂料器，送风机继续保持送风，当炉膛内不出现火焰并且炉膛温度降至200℃时，送风机停止工作。农林生物质碎料种类繁多，燃烧特性差异大，要实现完全、稳定燃烧，以及较低的污染物排放水平，最重要的是配以适量的空气。系统采用一、二次配风方式，其中一次风口布置在炉排下部，提供燃料层燃烧区稳定燃烧所需的氧气;二次风口布置在进料口处，主要实现农林生物质碎料气化燃烧区挥发分的扰动及充分燃烧。通过设置一、二次配风，既可以保证燃料层燃烧区以低温燃烧的方式降低结渣现象，又可以保证气化燃烧区充分燃烧，降低烟气颗粒物浓度和NOx、CO等污染物排放水平。
农林生物质碎料的结构比较松散，密度低、质量轻，着火温度低，在燃烧机低负荷运行下容易引起料仓回火回烟现象，为此设计防回火回烟部件，结构如图3所示。防回火回烟部件由4块梯形板组合成一锥型结构，梯形板两侧采用弹簧连接，目的是当物料密集而阻力较大时，梯形板受物料挤压适当张开，确保物料顺利通过。当锥筒内物料松散时，则梯形板恢复至闭合状态，并对物料起到一定的压缩作用，使物料压实后进入炉内，不致因炉内高温烟气反窜至进料系统内而发生回烟回火现象。因此，该防回火回烟部件既可以有效防止物料堵塞，又能降低因生物质碎料过于松散而导致的回火回烟现象。另外，在喂料过程中引入的二次风，配合防回火回烟部件，可以进一步降低回火回烟现象的发生，使高温烟气不致反吹进料仓。
【参考文献】：
期刊论文
[1]玉米秸秆纤维素高效分离工艺研究[J]. 赵绘婷,刘振,任秋鹤,赫玲玲,肖进彬. 河南科学. 2019(08)
[2]生物质直燃与气化对碳化硅石墨坩埚腐蚀的影响[J]. 王建伟,刘宁,蒋登辉,延廷琪,赵磊磊. 可再生能源. 2019(06)
[3]户用智能多功能生物质采暖炉的设计与燃烧实验[J]. 姜戌雅,张昌超,李余康,于文凡,蔡红珍. 可再生能源. 2019(02)
[4]生物质燃料致密成型方式的发展现状与展望[J]. 白阳,闫文刚,刘志刚. 林业机械与木工设备. 2018(09)
[5]生物质锅炉多效烟气净化装置设计与性能研究[J]. 王毅,杜金宇,张全国,荆艳艳,赵纬莉,常建民. 农业机械学报. 2018(02)
[6]棉秆燃烧过程中的颗粒物排放特性[J]. 成伟,陈汉平,杨海平,邵敬爱,杨伟,朱有健,李佳硕. 农业工程学报. 2017(19)
[7]生物质颗粒直燃炉灶设计与试验[J]. 李亚猛,周雪花,胡建军,朱胜楠,荆艳艳,张全国. 农业机械学报. 2017(10)
[8]高效生物质直燃炉的设计[J]. 张丽娜,文美纯,李真西,刘吉普. 装备制造技术. 2017(05)
[9]生物质颗粒燃烧器的设计与性能测试[J]. 夏许宁,刘圣勇,刘洪福,管泽云,翟万里,王鹏晓,刘霞. 农机化研究. 2017(01)
[10]水稻秸秆热压成型工艺参数试验研究[J]. 李安心,张传佳,涂德浴,何贵生. 中国农业气象. 2016(01)
硕士论文
[1]生物质燃料燃烧机的设计与试验[D]. 郝铎.昆明理工大学 2018
本文编号：3581127
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