688型秸秆燃气燃烧机的设计.pdf

第23卷第4期
机电产品开发与创新
Vol23,No4
2010年7月
Development Innovation of Machinery & Electrical Products
July-,2010
文章编号:1002-6673(2010)04-042-03
688型秸秆燃气燃烧机的设计
李七军,王述洋,张琳
东北林业大学机电工程学院,黑龙江哈尔滨150040)
摘要:介绍了668型秸秆燃气燃烧机的碁本结构以及工作原理,并对其主要技术参数进行了设计计算。
关键词;秸秆燃气;燃烧特性;燃燒器
中图分类号:TH-39文献标识码:Adoi:10.3969/j-isn.1002-672010.04.016
Design of Type 688 Straw Gas Burner
LI Qi-jun, WANG Shu-yang, ZHANG Lin
College of Electromechanical Engine ring Nor heast Forestry University, Harbin Heilongjiang 150040, China)
Abstract: This paper mainly dues the basic stucture of pe 68 straw gas burner as well as the working principle, and the deign and
calculation of its main technical parameters
Key words: straw gas; combustion characteristics; gas burer
应用的前提。
0引言
我国农作物秸秆数量大、种类多、分布广,每年
1688型秸秆燃气燃烧机的基本结构和原理
杆产量7亿吨左右。农作物積秆是当前我国生物质资源!1.1基本结构
的主要原料,所以生物质使用技术应主要研究秸秆使用
秸秆燃气燃烧机结构如图1所示。主要由空气通道、
技术。农作物特秤和林业废弃物经气化炉产生的可燃性点火电极、燃气通道、火焰检测器及支撑管等组成
气体通过净化、储存稳压和管道输送为用户提供气体燃
1.空气通道
料。生物质气化后再利用技术的应用不仅解决了农村秸
2.点火电
秆资源浪费和生活用能短缺的问题,在禁止秸秆荒烧和
3.然气通道
环境保护方面也发挥了积极作用,同时生物质气化技术
4.火焰检器
也促进了我国农村燃气化进程。目前生物质气化技术的
5.支撐管
应用主要集中在农村炊事用能和燃气发电,直接用于工
业供热在我国还处于起步阶段。生物质燃气供热利用的
关键技术是燃气燃烧装置的开发。由于生物质气化技术
图1688型秸秆燃气燃机结构示意图
的使用范固远远小于其它气体燃料,使得生物质燃气燃; Fig. I Structure diagram of type688 straw gas burner
烧器的开发也相对落后。开发大负荷生物质燃气燃烧装
置,是生物质气化技术由农村简单炊事向大规模工业化「1.2工作原理
燃烧器的工作原理是:开启燃气总阀接通主机电源
收稿日期:2010-06-30
基金项目:“十ー五”国家863高技术项目(2007AA052400
时风机启动,吹排燃烧室内残余可燃气体;15s后高压
作者简介:李七宰(1985-),另,河南安日人,在读项士研点火电极开始点火,精秆燃气通过燃气通道与风机供给
生。主要研党方向:生物质燃境各计理论及方法听「的空气在燃烧头部完全混合后被点火电极点燃,此时位
究;王迷洋(1957-)、男、教授、博士生导师,現任东北林:于燃烧室顶部的热敏探头在探测到燃烧火焰后通过控制
业大学机电工程学院院长。主要研究方向:生物质能开发利器反馈,并使其处于开启状态;燃气燃烧5后高压点
用技术、安全工程、森林防火。
火装置停止工作,风机自动调整风门使系统处于正常运
万方数据
产品与市场
行状态。熄火保护和重启:当燃烧器受外界影响意外熄
火时,热敏传感器将信号反馈,同时闭合燃气供给;在
Uu=(1-0.01N2-0.012c02)
0.884m/s(1)
调整风机风量后,重新执行点火程序;当连续点火失败
后,启动报警装置。
式中:N2、CO2ー分别为其所占混合气体中的体积
2主要技术参数的确定
(%)
各单一可燃气体的最大火焰传播速度(m/
2.1秸秆燃气基本特性及参数
s);x一可燃混合气体中(不含惰性气体)单一可燃成分
秸杆燃气是一种不同手其他燃气特殊的燃气,其特的体积(%);ー各单一可燃气在空气混合物中达到最
点是比重较大而热值较低,流量特性及燃烧特性都有其
大火焰传播速度时该可燃气体占混合物中的容积(%)。
自身的规律性,不同于其它城市用燃气。因此必须根据
(4)秸秆燃气着火浓度极限及燃烧理论空气量。根
秸秆燃气固有的特性对燃烧器的设计计算、从而确定秸
据秸秆燃气的可燃组分并参照各单组分可燃气体的着火
秆燃气燃烧器的各部分尺寸。
浓度极限,由式(2)和式(3)可计算秸秆燃气的着火浓
秸秆燃气主要由CO2、H2、CO、N2和CHI等成分构
度极限L(%)和燃烧理论空气量V(m/m3):
成,其中可燃成分为CO、CH4和H1。由于秸秆气化过
L=-100100-D-x100%
程中一般是以空气作为气化介质,造成其燃气成分中
CO2、N2含量偏高致使燃气热值下降,秸秆燃气的低位
∑S100D
热值为40005200kJ/m2。秸秆气化燃气主要成分见表1。
式中:Xー不考虑惰性气体时各单一可燃气体成分
表1秸秆燃气成分
燃气中主要气的体积(%);Lー不考虑惰性气体时各单一可燃气体的
Tab1 Compositions of the straw gas体成分组成及其燃」着火浓度极限(上限或下限(%);D一性气体在積
项目
符号
含量
烧特性是決定燃烧「秆燃气中所占的体积(%)。将各单一可燃气体的着火浓
098器结构形式和基本度极限代人式(2)得結杆燃气着火浓度的极限分别为L
一氧化碳
19%尺寸的主要因素,
=15.3%和L上-80.69%。燃烧理论空气量为:
硫化氢
HS
燃气中可燃成分的
氢
H
11%
变化直接影响燃烧
004760.50+05H+15H5S+∑(m+?)CH,-0]=
甲烷
2.2%
器的燃烧效果。
0.95762m3/m32
(3)
乙烷
0.16%
根据表1所列2.2燃烧器主要技术参数的确定
乙烯
C HA
0.18%
丙烷
CH,
0.05%
的数据进行计算
已知秸秆燃气热值H1=-1121 Kcal/Nm,密度p,=
丙烯
Cル「00%可得出以下ル种秸19%gNr,燃气压カP-530pa,空气压力Pa=500a
し三氯化碳C15%杆燃气的物理和燃!其中空气的密度为1293KN,若杆燃气用量1=
氮气
42?%烧性能参数:相对50gh,L-.128 Nm/s,燃