硕士学位论文-秸秆类生物质层燃燃烧特性的试验研究

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1、上海交通大学硕士学位论文秸秆类生物质层燃燃烧特性的试验研究姓名：林鹏申请学位级别：硕士专业：热能工程指导教师：虞亚辉;罗永浩20080216上海交通大学硕士学位论文秸秆类生物质层燃燃烧特性的试验研究摘要随着能源短缺和环境恶化，我国面临着一系列的经济和环境问题，生物质的能源化利用正受到越来越多的重视。层燃是我国一种主要的燃烧方式，根据我国国情，小型电站锅炉和工业链条炉需要进行改造，生物质层燃燃烧可以广泛应用于电站锅炉及工业锅炉中，生物质燃料层燃燃烧特性的研究具有重要的工业意义。本文从微观和宏观角度研究分析了不同

2、种类生物质燃料的燃烧特性，采用热分析方法进行生物质燃料燃烧动力学分析，并通过单元体试验台研究不同生物质燃料的层燃燃烧特性，分析影响层燃炉燃烧的主要因素（燃料特性、形状尺寸、配风）。在对生物质燃料进行热分析试验中，采用对数法将燃料的燃烧失重曲线进行温度区间的划分，并分析失重原因。采用着火温度、燃烧稳定性判别指数、挥发分析出特性指数及燃烧特性指数来判定燃料的燃烧性能，并分析升温速率、载气气氛及本身化学组分对燃料燃烧失重过程的影响。实验中，加入了气相产物及焦油产物的在线检测，与失重曲线进行对照分析，可以验证前面的燃

3、烧失重原因的假设。对燃烧过程进行动力学分析，得到了反应活化能和频率因子，对燃烧失重过程进行了数学模拟。本文对生物质燃料层燃燃烧过程进行了研究分析，概括了影响生物质燃料层燃燃烧特性的主要因素，建立了生物质层燃燃烧的单元体模型。设计并搭建了多功能试验台，可以进行层燃燃烧、室燃燃烧及配风等试验的模拟，本文用于研究层燃炉燃烧的小型层燃炉燃烧实验I上海交通大学硕士学位论文系统，为研究生物质层燃炉燃烧特性提供了重要的研究条件。实验中，采用着火锋面传播速率、着火锋面温度以及床层上方的烟气成分分析来判定不同形状、尺寸及种类的

4、生物质燃料在不同给风量条件下的层燃燃烧特性。可以看到：⑴尺寸较小燃料颗粒，完全燃尽需要的时间较长，燃烧过程中床层温度较高，且燃烧的稳定性较好；⑵经过压缩的成型生物质燃料，能量密度高，燃料颗粒比较均匀，燃烧稳定性好，适合层燃燃烧。粉碎的生物质燃料容易发生吹熄现象，适合室燃燃烧；⑶不同种类的生物质，层燃燃烧的燃尽时间不同，挥发分含量高，着火锋面传播速率越大，燃尽时间越短；灰分含量越高，其着火锋面速率在床层上的分布越不均匀，燃烧稳定性越差。生物质燃料挥发分含量较高，燃烧强烈区域靠前，应根据其燃料的特性来设定各个风仓

5、的配风量；⑷层燃炉中风量的大小将影响到燃料的燃尽时间和炉膛的温度，由于生物质挥发分含量高，容易着火和燃尽，并且能量密度低，过量空气系数不易过大。关键词：生物质，燃烧动力学，层燃燃烧，焦油II上海交通大学硕士学位论文EXPERIMENTALSTUDYONTHEBIOMASSCOMBUSTIONCHARACTERINSTOKER-FIREDBOILERABSTRACTAlongwiththelackofenergysourceandtheenvironmentdepravation,ourcountryhasbe

6、enfacedwithaserieseconomyandenvironmentproblems,theresearchersbegintothinkmuchoftheutilizationofbiomass.Gratecombustionisanimportantmeans.Biomasscombustioninstoker-firedboilerisanimportantwaytoreconstructsmallpowerplantunitandgratefurnace,theresearchofbioma

7、sscombustioncharacteristicinstoker-firedboilerhasimportantindustrysense.Thecombustioncharacteristicofdifferenttypebiomassfuelisresearchedfrommicrocosmicandmacroscopicalaspects.Thermalanalysismeansisusedtoanalyzethekineticsofbiomasscombustion.Thebiomasspacke

8、dbedcombustioncharacteristicisresearchedinasmallfixed-gratefurnace,andthemainfactorstothecombustion(fuelcharacter.Shapeandsize,airflowrate)areresearchedtoo.Intheexperimentofthermalanalysis,theprocessof