Jiao Zhenwei 1Su Junlin 1, Luo Xiaojin2
(1. Departamento de Ingeniería Térmica, Universidad de Jilin, Changchun 130022, China, 2. Instituto de Metrología y Tecnología de Medición de Guangzhou, Guangzhou 510030, China)
Resumen: En la plataforma de la caldera de combustión de combustible de partículas de biomasa, el estudio experimental se realizó en cuatro condiciones de trabajo: distribución de aire, relación de aire primario, posición de suministro de aire secundario y cambio de espesor del combustible. Los resultados experimentales muestran que la eficiencia térmica de las calderas de combustible de pellets de biomasa es tan alta como 77.69%, mientras que NO X, SO 2Y otros indicadores ambientales son mucho más bajos que el experimento de simulación de combustión de la caldera de carbón para el diseño y la operación de la caldera de partículas de biomasa para proporcionar datos de referencia regulares.
0 Introducción
Biomasa sólida de formación de combustible es fácil de almacenar, transporte y fácil de usar, limpia y protección del medio ambiente, la eficiencia de combustión de alta, es el desarrollo y la utilización de la energía de la biomasa uno de la dirección principal [1-4]El combustible de biomasa se divide principalmente en tres tipos: granular, masivo y similar a una varilla, en el que el combustible granular tiene las ventajas de una fuerte liquidez, fácil ignición y alta eficiencia de combustión, por lo que está ampliamente preocupado por el '5'. Investigación de equipos de combustión acaba de comenzar, la biomasa de partículas de combustibles de combustión del equipo de teoría y la aplicación de poca investigación, la falta de combustión de datos de referencia de la operación.
Para diseñar un buen rendimiento del equipo de combustión de partículas de biomasa, debe tener las características térmicas correspondientes de los parámetros como base de diseño [6-7]Con base en el experimento, el autor ha producido la caldera para el experimento de combustión de partículas de biomasa y ha construido su plataforma de pruebas térmicas.El estudio experimental sobre las características de combustión de las partículas de biomasa, las características térmicas de la caldera y las características de emisión de humo en diferentes condiciones de trabajo. A través del estudio experimental del sistema, se obtienen algunos datos regulares para proporcionar referencia para el diseño y operación de la caldera de pellets de biomasa.
Dispositivo de prueba y características del combustible
La simulación del horno de combustión se muestra en la Figura 1. La caldera de ensayo se fabrica de acuerdo con las características de combustión del combustible de pellets de biomasa y las características térmicas de la base de diseño, y el suministro de calor es de 10 kW.
La caldera es la estructura subyacente absorbente, la parte de combustión de la combustión en fase sólida, gas de combustión, las cámaras de ceniza. Bundle dispuestos en dos filas en la parte superior de la superficie de calentamiento por convección de gas de humo de la cámara de combustión. Los estudios experimentales dejan muchos agujeros para facilitar Mediciones[8].
XBD-370 tipo utilizando dos rutas para bomba de hidromasaje de aire, un medidor de flujo flotador, respectivamente, las válvulas de regulación de caudal. Soplar el aire secundario de soplado en una forma de pulverización. Unidad de selección CSRD-42N para el tipo de prueba de caldera de calor de serpentín de ventilador Carga.
Instrumento de medición: Analizador de gas de síntesis KM9106; RY20 tipo contador de calor integral; LZB-25 caudalímetro rotor; balanza electrónica; termopar y HR1300 / 3750 portátil mezclando la grabadora similares.
combustible pellet biomasa Experimental es comprimido por tallos de maíz partículas de forma, las partículas son cilíndricos con un diámetro de 8 mm, una longitud de 20 ~ 30 mm de rastrojo de maíz calorífico 16284kJ / kg ;. El contenido de humedad de 5,08%; contenido de materia volátil de 85,42%; Contenido de ceniza 7.22%, contenido de carbono fijo 2.28%, temperatura de reblandecimiento del cono gris (ST)<1000℃; 热重分析结果表明: 玉米秸秆颗粒的挥发份析出温度集中在220~ 270℃区间, 峰值大约在235℃左右; 焦炭燃烧的温度区域是280~ 430℃.
2 métodos experimentales y contenido experimental
El método de ahorro de energía para la detección de GB 15317-1994 calderas industriales; código de prueba de rendimiento térmico GB 10180-2003 calderas industriales; normas de emisiones contaminantes a la atmósfera 13.271 a 2001 calderas GB; y GB método de prueba de hollín de la caldera 5468 hasta 1991, cuatro clases de condiciones de trabajo Ensayo comparativo, análisis, los parámetros de combustión de combustible de partícula de biomasa se ensayaron para determinar[9-12].
Contenido experimental:
(1) el uso de una manera de suministrar el aire, cambiar la cantidad de aire en el filtro, el mejor filtro sobre el coeficiente de aire;
(2) El coeficiente de exceso de aire óptimo, la cantidad de suministro de aire del aire de suministro se divide en dos formas, la mejor selección de una relación de suministro de aire secundario;
(3) el uso de coeficiente de aire excesivo optimizado y uno o dos para la relación de viento, la mejor selección de la posición de suministro de aire secundario.
(4) en las mejores condiciones de suministro de aire, el mejor cribado del espesor de la capa de combustible.
3 Resultados y análisis experimentales
(1) Efecto del diferente suministro de aire sobre la concentración de CO y la temperatura del combustible en los gases de escape
Los resultados experimentales muestran que sólo el suministro de aire primario, el efecto de combustión es muy malo, el volumen de aire aumenta, aumenta la temperatura de la capa de combustible, aumenta el combustible implicado en la reacción, aumenta la cantidad de volátiles generados por unidad de tiempo y aumenta la pérdida de combustión incompleta. Al cambiar el tamaño de un volumen de aire primario no puede mejorar completamente la combustión del horno no es la situación completa.
(2) Después de la comprobación de prueba que el suministro de aire es de 16 m 3/ h, el coeficiente de aire en exceso es 1,95 es mejor, como una base para el suministro de aire a diferentes tasas se dividen en dos vías de suministro en diferentes proporciones de la distribución del aire, los resultados experimentales en la Tabla 1.
Los resultados experimentales muestran que cuando el suministro de aire secundario es inferior al 50%, el suministro de oxígeno en el horno es insuficiente y se produce alguna combustión incompleta, cuando el volumen de aire secundario es superior al 50%, el gas combustible es expulsado debido al aire frío. La temperatura se reduce, algo de material combustible es demasiado tarde para ser llevado a la tubería de humo, la temperatura de los gases de escape aumenta, la pérdida de calor aumenta. Por lo tanto, cuando la primera y segunda relación de volumen de aire es el 50% es el mejor.
(3) Los resultados de la concentración de CO en el escape de la caldera y el rendimiento térmico de la caldera son los siguientes, cuando se cambia la relación de la alimentación de aire secundario y se cambia la posición de suministro de aire secundario y se registra la posición y la relación de la alimentación de aire secundario.
Los resultados experimentales muestran que la posición del suministro de aire secundario es la mejor en el medio del horno, y es mejor aumentar la perturbación de mezcla del flujo de oxígeno y la llama y la combustión del CO más completamente. Para mejorar la eficiencia térmica de la caldera se debe tener en cuenta la posición y la relación del suministro de aire secundario Dos factores, el segundo en el medio del horno para enviar aire secundario, con una proporción del 50%, la caldera tiene la mayor eficiencia térmica del 77,69%, porque la mejora aquí, el fenómeno de la combustión pobre de oxígeno, reduce la pérdida de gas no quemado, De la eficiencia térmica se puede ver en el segundo lugar de suministro de aire debe ser quemado en el horno donde el más inadecuado, de modo que la liberación química completa de combustible hacia fuera.
(4) Al determinar que el suministro de aire de la caldera es de 16 m 3/ h, el coeficiente de aire en exceso es de 1,95, la proporción del suministro de aire secundario es del 50% del volumen de aire total y se investiga la influencia del cambio del espesor de la capa de combustible en el rendimiento térmico de la caldera en el centro del horno.
Como puede verse en la Tabla 2, el espesor de la capa de combustible de 450 mm, las condiciones de caldera mejores, la concentración de CO de los 364,34 mg / m más bajos 3, El rendimiento térmico es el más alto 77,69% Esto es porque con el espesor de la capa de combustible del aumento adicional de la capa de óxido de la capa de combustible y el espesor de la capa de reducción aumenta, la temperatura del centro de combustión aumenta por unidad de tiempo de biomasa partículas de combustible volátil Aumentado en el caso de la misma cantidad de suministro de aire, la hipoxia del gas combustible del horno, no se quemó por completo, aumentando la pérdida de calor de combustión incompleta del gas, causando la pérdida de calor del calor de escape, afectando así la eficiencia térmica total. Y cuando el espesor de la capa de combustible es inferior a 400 mm, la capa de combustible aparece fenómeno de combustión, la capa superior de la capa superior de Marte, la temperatura del centro de combustión también se incrementa, la unidad de tiempo las partículas de biomasa de combustible generado por el aumento de gas volátil incompleta Y la pérdida de calor de escape aumenta, el rendimiento térmico total de la caldera también disminuye.Cuando el espesor de la capa de combustible es baja o superior, la elevación de la temperatura de la capa de material rápidamente, rápidamente subió a más de 1000 ℃, caldera escoria de coque, Deterioro del horno, del concepto de agujero de fuego observado en la intensidad de la llama del horno se redujo significativamente.
4 Conclusión
(1) Después de la determinación del combustible de pellets de biomasa, su velocidad de combustión, parámetros de transferencia de calor y volátiles analizan la temperatura, la tasa también es cierto, el espesor de la capa de combustible también tiene un valor óptimo.Muy alto o demasiado bajo causará el aumento de la temperatura central , Para que el análisis volátil para acelerar, aumentar, no es escoria, el fenómeno de combustión incompleta.
(2) la combustión de partículas de biomasa debe tener suministro de aire secundario, el uso racional del suministro de aire secundario, hará que el oxígeno del horno completo, ampliar el horno dentro del rango de alta temperatura, aumentar el material combustible y las oportunidades de contacto de oxígeno y tiempo, Quemar componentes para mejorar la eficiencia térmica de la caldera.
Bajo las mejores condiciones de trabajo, la eficiencia térmica de la caldera de combustible de pellets de biomasa alcanzó 77.69%, lo que fue 22.69% superior a la prueba de eficiencia térmica GB / T15317-1994 estipulada en el método de detección de ahorro de energía de la caldera industrial.[13].
Referencias
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