富通新能源銷售生物質(zhì)鍋爐，生物質(zhì)鍋爐主要燃燒木屑顆粒機(jī)壓制的生物質(zhì)顆粒燃料。
1、秸稈成型燃料鍋爐的結(jié)構(gòu)與工作過(guò)程
設(shè)計(jì)的秸稈成型燃料鍋爐由上爐門、中爐門、下?tīng)t門、上爐排、輻射受熱面、下?tīng)t排、風(fēng)室、爐膛、燃燼室、對(duì)流受熱面、爐墻、排汽管、煙道、煙囪等部分組成，該鍋爐采用雙層爐排結(jié)構(gòu)，即在手燒爐排一定高度另加一道水冷卻的鋼管式爐排，雙層爐排的上爐門常開(kāi)，作為投燃料與供應(yīng)空氣之用；中爐門用于調(diào)整下?tīng)t排上燃料的燃燒和清除灰渣，僅在點(diǎn)火及清渣時(shí)打開(kāi)；下?tīng)t門用于排灰及供給少量空氣，正常運(yùn)行時(shí)微開(kāi)，開(kāi)度視下?tīng)t排上的燃燒情況而定．上爐排以上的空間相當(dāng)于風(fēng)室，上下?tīng)t排之間的空間為爐膛，其后墻上設(shè)有煙氣出口，煙氣出口不宜過(guò)高，以免煙氣短路，影響可燃?xì)怏w的燃燒和火焰充滿爐膛，但也不宜過(guò)低，以保證下?tīng)t排有必要的灰渣層厚度( 100～200 mm).
雙層爐排秸稈成型燃料鍋爐的工作過(guò)程是一定粒徑的秸稈成型燃料經(jīng)上爐門加在爐排上，下吸燃燒，上爐排漏下的秸稈屑和灰渣到下?tīng)t排上繼續(xù)燃燒并燃盡，秸稈成型燃料在上爐排上燃燒后形成的煙氣和部分可燃?xì)怏w透過(guò)燃料層、灰渣層進(jìn)入上、下?tīng)t排間的爐膛進(jìn)行燃燒，并下?tīng)t排上燃料產(chǎn)生的煙氣一起，經(jīng)兩爐排間的出煙口流向燃盡室和后面的對(duì)流受熱面，這種燃燒方式，實(shí)現(xiàn)了秸稈成型燃料的分步燃燒，緩解秸稈燃燒速度，達(dá)到燃燒需氧與供氧的匹配，使秸稈成型燃料穩(wěn)定持續(xù)完全燃燒，起到了消煙除塵作用。
2、試驗(yàn)方法及儀器
2.1試驗(yàn)方法
對(duì)作者設(shè)計(jì)的雙層爐排秸稈成型燃料鍋爐在熱態(tài)4種工況下進(jìn)行空氣流動(dòng)場(chǎng)試驗(yàn)．雙層爐排燃燒按供風(fēng)量大小可分為4種工況：工況1（維持鍋爐燃燒最小供風(fēng)量a為1.60）；工況2（供風(fēng)量較小，amax為2.20，這時(shí)鍋爐熱效率最高）；工況3（風(fēng)量較大amax為3 .16，這時(shí)鍋爐出力最大）；工況4（維持鍋爐燃燒最大供風(fēng)量amax為4.41）．根據(jù)直接測(cè)試需要采用有限元分割法把上爐排、下?tīng)t排劃分為許多小矩形，對(duì)每個(gè)小矩形對(duì)交線的交點(diǎn)作為每個(gè)截面的測(cè)量點(diǎn)，在每個(gè)測(cè)點(diǎn)分別測(cè)出垂直風(fēng)速。
2.2試驗(yàn)儀器
(1) KM9106綜合燃燒分析儀，可用來(lái)測(cè)量02，CO，C02的濃度，效率、排煙溫度等；(2)Test0445測(cè)速計(jì)，可用來(lái)測(cè)量氣體壓力、速度；(3)CLCH -工型全自動(dòng)碳?xì)湓胤治鰞x，可用來(lái)測(cè)量燃料碳?xì)湓兀?4)畢托管，可用來(lái)測(cè)量氣體壓力、速度；(5)大氣壓力計(jì)，可用來(lái)測(cè)量大氣壓力．
3、結(jié)果與分析
試驗(yàn)燃料為液壓成型玉米秸稈，粒度為直徑130 mm圓柱，密度為0.919 t m-3，收到基凈發(fā)熱量為15 658 kJ kg-1，含水率為7%，環(huán)境溫度為11℃，大氣壓力為98 kPa.對(duì)雙層爐排秸稈成型燃料鍋爐在熱態(tài)分別按4種工況進(jìn)行空氣流動(dòng)場(chǎng)試驗(yàn)，在熱態(tài)，分別對(duì)工況1（最小風(fēng)門）、工況2（最佳風(fēng)門）、工況3（較佳風(fēng)門）、工況4（最大風(fēng)門）進(jìn)行風(fēng)速測(cè)定。
3.1風(fēng)速隨爐膛寬度的變化
從圖2可看出，在不同工況，上爐排上風(fēng)速隨著爐膛寬度的增大呈現(xiàn)相似的變化規(guī)律，風(fēng)速在爐膛中間兩側(cè)出現(xiàn)2個(gè)峰值，而爐膛中間區(qū)域風(fēng)速出現(xiàn)最低值，風(fēng)速在爐膛寬度方向上分布不均勻，這主要是由于中間燃料層厚，阻力大而引起的，由圖4可看出，在不同工況下，上爐排下風(fēng)速隨著爐膛寬度的變化幾乎呈現(xiàn)一條直線，風(fēng)速在爐膛寬度方向上的分布均勻一致，這主要是因?yàn)楫?dāng)空氣流過(guò)燃料層后，受其熱態(tài)燃料堆積空隙的影響，其速度自然變得均勻一致。
3.2風(fēng)速隨爐膛深度的變化
由圖3可看出，在不同工況，上爐排上風(fēng)速隨著爐膛深度的增大，呈現(xiàn)相似變化規(guī)律，風(fēng)速在第二個(gè)測(cè)點(diǎn)（距前墻16cm處）呈現(xiàn)峰值，這主要是因?yàn)樵谠摴╋L(fēng)方式，引起中間加料厚，阻力大，由圖5可看出，不同工況，上爐排下風(fēng)速隨著爐膛深度增大，幾乎呈一條線，風(fēng)速在爐膛深度方向上分布均勻，這也是因?yàn)楫?dāng)空氣流過(guò)燃料層時(shí)，受其熱態(tài)燃料堆積空隙影響，其速度自然變得均勻一致。
3.3風(fēng)速分布狀態(tài)的變化
從圖2-圖5可以看出，在熱態(tài)，對(duì)應(yīng)的上爐排下風(fēng)速分布比冷態(tài)對(duì)應(yīng)上爐排下風(fēng)速分布均勻且變小，在熱態(tài)時(shí)，尤其是當(dāng)燃料燃燒處于相對(duì)穩(wěn)定燃燒狀態(tài)時(shí)，塊狀生物質(zhì)成型燃料必定會(huì)變的松軟，堆放空隙變小、變多，但總體透氣率減少，空氣經(jīng)過(guò)燃料層時(shí)受其影響，風(fēng)速分布變小變勻，因此每種熱態(tài)工況，上爐排下的風(fēng)速比冷態(tài)上爐排下的風(fēng)速均勻且變小。
4、結(jié)論
1)測(cè)出熱態(tài)雙層爐排燃燒方式4種工況下，上爐排上下流速分布規(guī)律并與冷態(tài)作了對(duì)比分析，對(duì)于雙層爐排燃燒上爐排下的風(fēng)速比上爐排上的風(fēng)速分布均勻，且速度值小于冷態(tài)情況下速度值。
2)試驗(yàn)證實(shí)熱態(tài)雙層爐排燃燒，空氣流動(dòng)場(chǎng)分布合理，爐排上下流速分布均勻，空氣流動(dòng)在墻壁周圍并存在渦流現(xiàn)象，空氣流動(dòng)無(wú)貼壁現(xiàn)象，爐膛內(nèi)空氣充滿度高，從而增加了空氣與燃料接觸范圍和面積，從而為燃料安全燃燒，穩(wěn)定燃燒與經(jīng)濟(jì)燃燒打下了良好的基礎(chǔ)。
3)從試驗(yàn)找出爐膛形狀與流場(chǎng)分布還有不匹配的地方，爐膛四周的直角處還存在空氣流動(dòng)死角，空氣流動(dòng)充滿程度還有提高的潛力，如果爐膛四周能加工成流線型過(guò)度圓弧，將增加空氣流動(dòng)合理性與充滿度，為提高燃料經(jīng)濟(jì)燃燒奠定了基礎(chǔ)，同時(shí)為新型爐膛優(yōu)化設(shè)計(jì)將提供一定參考。
4)經(jīng)試驗(yàn)得出了雙層爐排燃燒方式熱態(tài)空氣流動(dòng)場(chǎng)特性與分布規(guī)律，為秸稈成型燃料雙層爐排燃燒空氣流動(dòng)場(chǎng)的數(shù)學(xué)模型建立及計(jì)算機(jī)模擬試驗(yàn)提供了一定數(shù)據(jù)依據(jù)。
