a大功率生物质燃气燃烧器的设计 (1)

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1、林林林业业业机机机械械械与与与木木木工工工设设设备备备设计计算大功率生物质燃气燃烧器的设计刘永艳王述洋东北林业大学黑龙江哈尔滨摘要介绍了生物质燃气的基本燃烧特性并按照其燃烧特性设计出一种工业用的大功率生物质燃气燃烧器该燃烧器属于低压引射大气式燃烧器可用于工业直接供热关键词生物质燃气燃烧特性大功率燃气燃烧器中图分类号文献标识码文章编号生物质气化是以农作物秸秆林业废弃物等为原燃气固有的特性进行准确的设计计算来确定生物质料在缺氧或无氧环境中通过热化学反应制取可燃性燃气燃烧器的各部分尺寸气体的技术农作物秸秆和林业废弃物经气化炉产生随着气化工艺的不同及气化原料性质的差异生的可燃性气体

2、通过净化储存稳压和管道输送为用户物质燃气的成分也有较大的不同目前的生物质燃气提供气体燃料目前生物质气化技术的应用领域主要无论是固定床还是流化床只要是以空气为气化剂而在农村炊事用能和燃气发电对于直接供热利用虽有产生其燃气各成分含量一般都在表所列范围内文字报道具备可行性但尚未见到具体技术设备生物表生物质燃气成分质燃气供热利用的关键技术在于燃气燃烧装置的开气体名称发由于生物质气化技术的使用范围远远小于其它气体燃料使得该类气体燃烧器的开发也相对落后开发气体名称大负荷生物质燃气燃烧装置成为生物质气化技术向大规模工业化应用发展的基本前提由表可以看出生物质燃气的主要可燃成分是生物质燃气的

3、基本特性一氧化碳氢气少量甲烷和烃类其所含的氮气主要生物质燃气是一种特殊的燃气其特点是热值较是由作为气化介质的空气带入对燃气来说是无效成低而密度较大其流量特性及燃烧特性有其自身的规分本设计取生物质燃气成分如下律性不同于一般的城市用燃气因此必须根据生物质收稿日期!""##!"第卷年第期设计计算林林林业业业机机机械械械与与与木木木工工工设设设备备备根据计算生物质燃气的各种物理和燃烧性能参喷嘴直径取则数如下相对分子量密度P相!、对密度低位热值高位热值华白数理论空气量取喷嘴结构如图所示着火温度着火浓度下限为上限为!燃烧器各部分结构设计及计算确定燃烧方式本燃烧器为引射式大气燃烧器该燃烧

4、器是一种图!收缩型喷嘴结构示意图在工业和生活中最为常见的实用燃烧器这种燃烧器由引射器和头部两大部分组成工作时具有一定压力＠火孔面积及直径一次空气系数取a取的气体燃料以一定的速度从喷嘴喷出进入收缩型吸的引射器型式火孔流量系数P混合气体温气管并借助燃料射流的吸卷作用带入一次空气燃料度则火孔阻力系数’为!与空气在引射器内混合把动能转变为压力能然后从"$$!$头部的火孔流出并从周围大气中第二次获取空气完头部能量损失系数为成整个燃烧过程大气式燃烧器的一次空气余气系数通常为%’"最佳火孔面积设计依据的主要技术参数!$!%%本燃烧器所选用的生物质燃气流量为额式中火孔面积定出口压力燃气低热

5、值燃气相引射器的能量损失系数对密度理论空气需要量一重量引射系数次空气消耗系数a而#燃烧器的设计计算式中生物质燃气理论空气需要量T喷嘴喷嘴的设计是燃烧器的关键尤其是喷嘴a一次空气系数直径的选择最为重要燃料喷嘴用于输送要求数量的将式代入式得燃料并通过流道的收缩将压力能转变为动能!%%##$!喷嘴流量计算公式为!!!!#式中喷嘴流量喷嘴面积本燃烧装置采用单火孔式火孔直径燃气压力!、燃气相对密度＠引射器喉口直径引射器的作用是利用喷嘴喷出P喷嘴流量系数取P的高速燃气所具有的能量卷吸环境中的空气使之为喷嘴面积计算公式为头部提供具有一定空燃比一次空气系数和一定压力!"的可燃混合气因此引射

6、器的结构尺寸与喷嘴的大小!#!!及所要求的一次空气系数密切相关引射器喉口面积与生物质燃气喷嘴面积的最!"!"""年第#期第#$卷林林林业业业机机机械械械与与与木木木工工工设设设备备备设计计算佳面积比可用下式求出火的难度实现正常点火的必要条件有两个#燃气与空气的混合点火是一种近似爆燃的状态它必须是在由式可得喉口面积公式燃气与空气混合的状态下进行生物质燃气的燃烧范!围为从燃烧器设计计算中可知一次空!气系数为时从火孔流出的燃气浓度为符合正常燃烧的范围可以直接点燃$点火时间为防止爆!燃从燃气喷出到着火时间最长不得超过式中为引射器喉口面积基于以上考虑我们采用的是电子脉冲自动点火系统即

7、连续电火花式点火装置其原理如图所示!喉口直径取!!本燃烧器选用的引射器型式引射器结构如图所示图!点火装置原理图为方便点火调整脉冲次数为次将火花塞固定于燃烧器上直接点燃燃烧器将点火电源开关设置图"引射器结构示意图成与燃气旋塞阀联动并超前保证燃气流出前脉冲"火孔出口流速电火花已产生"!!小结!!通过计算分析基本确定了生物质燃气燃烧器各式中为最佳火孔出口流速部结构及尺寸该燃烧器燃烧充分燃烧效率达到以上符合燃气燃烧器的基本要求热负荷达到!以上高效节能低污染通用性好易于点火燃烧稳!定该燃烧器功率大可用于工业直接供热是一种大功