لي يا منغ 1, 2، زو ندفة الثلج 1, 2هو جين جيون 1, 2تشو شنغنان1, 2، جينغيان الرائعة 1, 2تشانغ البلاد كلها1, 2
(1. كلية الهندسة الميكانيكية والكهربائية، جامعة خنان الزراعية، تشنغتشو 450002، الصين؛ 2. مركز مقاطعة خنان للكتلة الحيوية الطاقة الابتكار التعاوني، تشنغتشو 450002، الصين)
الخلاصة: وبالنظر إلى الكتلة الحيوية الحالية المنخفضة حرق الكفاءة الحرارية الموقد، وعلى رأسها شدة النار، والرياح ليست كافية لالاحتراق غير الكامل، وظيفة واحدة وغيرها من القضايا، وفقا لطلب التغذية الطبخ مركزي لموقد الكتلة الحيوية النظيفة الوقود بيليه، وضعت في وضع الاحتراق ستوكر، تعيين الطبخ، وتبخير والمياه والتدفئة وغيرها من المهام يغلي في واحدة من نتائج الاختبار جزيئات الكتلة الحيوية المباشرة التي تعمل موقد الأداء التشغيلي تبين أن: الكفاءة الحرارية للفرن الطبخ 42.9٪، والكفاءة الحرارية شاملة من 70.7٪ ، وكثافة الطبخ 14.1kW، مؤشر انبعاث الدخان أقل من معيار وطني، حرق بشكل كامل، يمكن تقديم جزيئات الكتلة الحيوية إشارة لتصميم وتطبيق التركيز العلمي موقد الطبخ تغذية جسيمات الكتلة الحيوية إلى وقود.
مقدمة
الطاقة هي أساس التنمية الاقتصادية والتقدم الاجتماعي، ولكن نظرا لسعة التخزين محدودة من الناحية النظرية التقليدية استنفاد التدريجي من الطاقة وتنمية واستغلال الموارد المتجددة وشيكة. الكتلة الحيوية باعتبارها الطاقة المتجددة والصديقة للبيئة، وعلى نطاق واسع الاهتمام. الصين لديها قش المحاصيل وفيرة، 2015 المحاصيل الموارد النظري القش 1.04 مليار طن، وجمع الموارد 900 000 000 طن، وذلك باستخدام كمية 720 مليون طن، منها القش وقود كمية الاستفادة من 100 مليون طن (ما يعادل 050،000،000 ر الفحم القياسية)، وهو ما يمثل 11.4٪ من كمية الموارد القابلة للتحصيل [1]الكتلة الحيوية سترو لديها تقلب عالية، ونشاط الكربون عالية، وانخفاض محتوى الرماد والمحتوى منخفض S. خلال دورة الكربون بأكملها، كو 2صفر الانبعاثات وغيرها من المزايا، هو نوع من الوقود النظيف ذات جودة عالية.لذلك، الكتلة الحيوية القش بواسطة طريقة الاحتراق المباشر، هو استخدام الوقود الأكثر بسيطة وفعالة[2- 4].
بسبب رخوة وتشتت القش، فإنه يجلب بعض المشاكل إلى التخزين والنقل والاحتراق [5]من قبل، الوسائل المادية الكيميائية من القش لاصق، في درجة حرارة عالية وظروف الضغط، أو إضافة الموثق مضغوطة في الحبيبية أخرى معينة أو الضغط الهائل للوقود الجسيمات [6- 8]، سهلة النقل والتخزين، عالية الكفاءة الاحتراق [9- 10]من أجل استخدام جزيئات الوقود موقد المدني والحكومة روجت لمواقد الطهي الحطب، وما إلى ذلك، ولكن من خلال تحليل المواقد ومواقد حرق عملية التحول، فقد وجد أن الكفاءة الحرارية حوالي 20٪، ويرجع ذلك إلى العرض الجوي والاحتراق غير الكامل تفاوت وانبعاثات غازات المداخن عدم الامتثال، في حين أن هناك وحدة من وظيفة الناجمة عن الوقود، لا يمكن أن تصل إلى مجموعة متنوعة من الطبخ والمياه الساخنة والتدفئة في نفس الوقت [11- 12]وكوكتوب تظهر في السوق هي اساسا اسر من موقد صغير، وحدات التغذية غير قادرة على تلبية بعض متطلبات القوة الجماعية وظيفة موقد الطهي لذلك، فإن هذه الورقة تصميم وجبة التي تلبي احتياجات الجماعية، لضمان أن عددا من الطبخ في نفس الوقت، ولكن أيضا أن تأخذ في الاعتبار التدفئة من الكتلة الحيوية إمدادات المياه الكتلة الحيوية موقد، وتقييم الأداء التشغيلي لها.
1 أساس التصميم
1.1 خصائص الاحتراق وقود الكتلة الحيوية بيليه
تصميم موقد الكتلة الحيوية يحتاج إلى دمج خصائص الاحتراق الكتلة الحيوية. جوهر آلية الاحتراق الجسيمات الكتلة الحيوية ينتمي إلى ثابت احتراق نشر الضغط الاسموزي [13- 14]يمكن تقسيم عملية الاحتراق إلى الجفاف، devolatilization الاحتراق، واحتراق فحم الكوك حرق وأربع مراحل[15- 17]:
partic جسيمات الكتلة الحيوية في غرفة الاحتراق، مع زيادة درجة الحرارة، والمياه تبخرت تدريجيا.
② عندما ترتفع درجة حرارة غرفة الاحتراق إلى حوالي 250 ℃، سيتم تحليل المواد المتطايرة، وسوف تتضافر المركبات المتطايرة مع الأكسجين وستحترق في منطقة الانتقال ومنطقة الانتشار.
③ الاختراق والاحتراق نشرها، احتراق فحم الكوك تسود احتراق غاز أول أكسيد الكربون في سطح الجزيئات، واحتراق ثابت، ودرجة حرارة الفرن أعلى.
④ حرق رمادية قذيفة لا يزال رشاقته، والمواد الاحتراق الأساسية للاحتراق لتشكيل قذيفة رمادية كاملة، سطح قذيفة رمادية لا يمكن أن نرى لهب، والوقود يتحول إلى اللون الأحمر الداكن، وعملية الاحتراق قد انتهت [18- 19]ووقود الجسيمات من القش الذرة المستخدمة في التجربة لديها حجم الجسيمات من 5-15 ملم، بطول 20-30 ملم، وكثافة 800 كجم / م 3، التحليل الصناعي وتحليل النتائج الأولية المبينة في الجدول 1.
1.2 بيوماس بيليه موقد مبادئ التصميم
منذ التغذية الأكثر تركيزا عند الطهي يمكن أن تتطلب الطهي النار والطبخ بالماء الساخن وحل المشكلة، وفقا لخصائص الاحتراق الأساسية للتصميم موقد وقود الكتلة الحيوية بيليه يجب أن تستوفي المبادئ التالية: ① اشتعال السهل أن تغضب سريع الاحتراق مستقرة وكاملة وقوة نيران كافية، يمكن أن الهواء يكون موحد بسلاسة في الفرن، وليس دخان أسود، وكفاءة الطاقة العالية. ② تعمل بكامل طاقتها، بنية بسيطة، وسهلة الاستخدام، وانخفاض التكلفة وآمنة وموثوقة وعملية ودائمة. ③ الكفاءة الحرارية عالية، الأداء الحراري والاستقرار.
2 الجسيمات الكتلة الحيوية مباشرة أطلقت تصميم موقد
2.1 الهيكل العام
ملزمة خصائص احتراق الكتلة الحيوية وقود بيليه واحتياجات الطبخ، ويتكون تصميم موقد جسيمات الكتلة الحيوية المباشرة التي تطلق من هو مبين في الشكل (1)، وذلك أساسا من المبخر، فرن الاحتراق، منفاخ الهواء الابتدائي والثانوي، مروحة ثلاثة تصل، مفهوم النار حفرة، والثانية كربيد خرطوشة التحميل والمكونات الأخرى.
الموقد تغذية متقطعة من صناديق العلف مدخل الوقود والبولي ايثيلين المواد فوهة البركان والاكسسوارات بن لمصممة لضمان أن الطلب على وقود الطبخ، وقود السفن عند الطهي لا يمكن أن تلبي الحاجة، ويمكن للمقصورة المساعدة مدخل الأعلاف، قد تكون جافة الوقود سوف تنزلق تدريجيا في فرن الاحتراق وتبخر المواد خرطوشة حرق الوقود في وقت واحد الفرن، لتحسين كفاءة الطاقة ؛. اعتمدت على الاشتعال، احتراق الجسيمات من أعلى، غرفة الرماد في الفرن أقل من ذلك، هي التي شنت صر فوق مقصورة الرماد الدرج، قدم أحد المشجعين (12W) أمام الفرن، عن طريق ضبط مفتاح التحكم في المروحة، لتحقيق الهواء الابتدائي والثانوي ومع حجم وقد لوحظ الواردة أعلاه النار مفهوم الثقوب حفرة أثناء الاحتراق كفاية العرض الجوي، ومجهزة مروحة II (12W) لتزويد الهواء لتحقيق مكعب، ونسبة يرد الفرن فوق السقالات على اتصال وثيق مع عموم الجزء السفلي المبخر حلقي، اللهب والدخان باستخدام المبخر التدفئة والماء من أسفل إلى مدخل المبخر، المبخر في التواصل مع الخارج منسوب المياه موقد قياس، من أجل ضمان وجود كمية معتدلة من الماء، وحرق في البخار ارتفاع درجة الحرارة ولدت من منفذ المبخر، البخار ارتفاع درجة الحرارة المستخدمة في البخار الأرز، عصيدة والماء الساخن لتحقيق الطبخ والتبخير في نفس الوقت، وتقصير وقت الطهي، ومخرج البخار مع البخار ويتم إنجاز صمام الضغط، وعندما يتجاوز الضغط قيمة آمنة، جهاز تخفيف الضغط تخفيف الضغط التلقائي. جميع مكونات الجهاز باستخدام ختم العفن، والرسم، وقطع المواد تلقائيا، وحجم التلقائي لحام مستديرة، وتجميع وحدات من عملية خط التجميع الفرن ، لضمان وحدة من جودة المنتج والمظهر.
2.2 تصميم الفرن
الكتلة الحيوية خصائص احتراق الوقود بيليه المطلوبة لضمان اتساق العرض الجوي، بحيث أن الأجزاء العلوية والسفلية من الفرن تم تصميمها لتفتق حجم وحدة التخزين الفرن معدل إطلاق الحرارة التي يحددها الفرن، وحجم الفرن من الحمل الحراري كبير جدا، الوقود في الفرن فترة بقاء قصيرة، الاحتراق غير الكامل، وإلا فإن الحمل الحراري حجم فرن صغير جدا، وحجم فرن كبير جدا، وتشتيت الاحتراق، والنار لا تفي تركيز التركيز عن طريق تغذية الفرن يجب أن يكون، وبالتالي فإن استهلاك الوقود يأخذ 9KG / ساعة. ، والكفاءة الحرارية للموقد تأخذ 0.65، قدرة الحمل الحراري موقد عموما 250 ~ 400W / م 3قدرة تصميم الحمل الحراري تأخذ 380kW / م3[20].
حجم الفرن هو
2.3 في تصميم الأكمام الرياح
معظم جسيمات الكتلة الحيوية أقل من إمدادات الهواء الفرن ومشكلة عدم تماثله، على ارتفاع تصميم 19CM، ونصف قطر 25CM شبكات غير منظم مدبب الهواء الداخل الأكمام، كما هو مبين في الشكل.
في نفس المستوى الأفقي، مفصولة مسافة واحدة من ثقب مدخل مع نفس الحجم، ويتم توفير مدخل الهواء الثانوي في كل من مدبب كم في مهب الريح، والريح وذلك لتدوير الجسم في الفرن من خلال ثقب مدخل، لتحقيق كل التهوية موحدة من الحفرة مدخل، وبالتالي ضمان توحيد احتراق الوقود. ويتم التحكم الهواء الابتدائي والثانوي بحلول العرض الجوي مروحة 12W، يتم التحكم في therebetween نسبة طريق ضبط مقبض الباب على المروحة.
2.4 شنقا ارتفاع النار وبولي تصميم الحفرة
شنقا المسافة العمودية ارتفاع النار بين الجزء السفلي من وعاء وصر. في الجزء السفلي من لهب احتراق منطقة ذات درجة الحرارة العالية للعموم أمر إيجابي فمن المناسب، وفقا لخصائص الاحتراق من الجسيمات وقود الكتلة الحيوية، وعادة ارتفاع رفع صغير من النار في الكتلة الحيوية الفرن 28 ~ 30cm [21]في حين شنقا حجم وعاء سيؤثر على ارتفاع النار، مع تصميم ارتفاع الفرن 40CM. وبما أن استخدام الاحتراق صر اطلاق النار من الوقود، وسوف تنتج الغازات القابلة للاحتراق المتقلبة، وهذا موقد المصممة خصيصا القرن فوهة بولي (Φ14cm) ، هو يفضي إلى جمع اللهب، وسحب ما يصل ارتفاع اللهب.
2.5 مدخنة منطقة مستعرضة حساب
3 جزيئات الكتلة الحيوية من موقد أطلقت مباشرة اختبار الأداء
3.1 أساس الاختبار
يتم تنفيذ '22' على الكفاءة الحرارية للطبخ الفرن وفقا لاختبار الأدب الأدب '23' بالكشف عن انبعاث دخان حسابها باستخدام مواقد بيانات الاختبار الشاملة باستخدام القياس على الانترنت وموقع القياس.
3.2 نظام الاختبار
جهاز الاختبار المستخدمة في الجسم الرئيسي موقد (بما في ذلك الموقد، المبخر، وقناة المداخن، وما إلى ذلك)، ودرجة الحرارة من نظام اختبار (بما في ذلك الحرارة والحرارية)، المداخن نظام اختبار محلل الغاز. FIG. 3 هو نموذج اختبار.
3.3 اختبار واختبار المعدات
2 دلاء، ولكل منها قدرة 0.01m 3، الميزان طاولة، وقياس مدى 0 ~ 10KG، XK3190A12E جداول الطابق الإلكترون، الدقة 10G، على مدار الساعة 1، اليوم هو أقل من 1min، مقياس شدة الريح نطاق القياس من 0 ~ 10M / ثانية، دقة 0.5M / ثانية؛ النيكل والكروم والنيكل نوع السيليكون مجموعة K درجة الحرارة الحرارية - 200 ~ 1200 ℃، KMQuintox 9106 نوع المداخن محلل الغاز.
3.4 شروط الاختبار والأساليب
اختبار داخلي، ودرجة الحرارة المحيطة حوالي 25 درجة] C؛ الرطوبة النسبية أقل من 85٪، سرعة الرياح في الأماكن المغلقة هو أقل من 1.0M / ثانية؛ اختبار المياه في درجة حرارة الغرفة من وسائل العمل، اختبار مواقد بعيدا عن مصادر الحرارة الأخرى؛ الذرة وقود من القش فحم حجري، من الاشتعال ل سيقان القطن الجاف، ويتم كل اختبار من 3 مرات، والعثور على متوسط القيمة.
3.5 النتائج والتحليل
وتظهر بيانات اختبار أداء موقد الجسيمات الحيوية في الجدول 2.
نتائج الحرارية موقد الأداء والدخان الانبعاثات كما هو مبين في الجدول رقم 3، والكفاءة الحرارية للطهي موقد جسيمات الكتلة الحيوية المباشرة التي تعمل تصل 42.9٪، وأعلى عموما من كفاءة مواقد الطهي المنزلية الجسيمات [24- 25]تصميم المبخر الحلقي من الاستخدام الفعال من اللهب والدخان الحرارة المحيطية قامت تحسين الكفاءة الحرارية الإجمالية للموقد، وصلت 70.7٪، وشدة 14.1kW الطبخ النار، وذلك تمشيا مع الكفاءة الحرارية القياسية الوطنية من موقد الكتلة الحيوية الطبخ (≥35٪) ، شدة النار الطبخ (≥ 10KW) [26]متطلبات الدخان سو 2متوسط تركيز كتلة 13.45mg / م 3، CO متوسط حجم جزء من 0.087٪، NO متوسط تركيز 103.27mg / م 3، نو 2متوسط تركيز كتلة 4.11mg / م 3، غرينمان السواد هو أقل من 1. تصميم مؤشرات الاحتراق المباشر موقد الجسيمات موقد غاز العادم يتماشى مع لوائح الدولة ذات الصلة [23, 26]، مع فوائد اجتماعية وبيئية جيدة.
4 الخلاصة
(1) المباشر التي تعمل موقد الطبخ الكفاءة الحرارية للجسيمات الكتلة الحيوية 42.9٪، والكفاءة الحرارية شاملة من 70.7٪، والطبخ النار شدة 14.1kW، وتلبية متطلبات موقد الكتلة الحيوية الطبخ، فمن الممكن لتلبية احتياجاتها من الطاقة عن طريق تغذية التركيز.
(2) متوسط تركيز كتلة الجسيمات الكتلة الحيوية موقد العادم المباشرة التي تعمل في NO كان 103.27mg / م 3، نو 2متوسط تركيز كتلة 4.11mg / م 3، متوسط حجم حجم كو هو 0.087٪، سو 2متوسط تركيز كتلة 13.45mg / م 3، غاز المداخن غرينمان سواد أقل من 1، تتماشى مع الأحكام ذات الصلة من موقد، لتحقيق الاحتراق النظيف.
مراجع
1 يانغ هوا، ليو شي اللون، Zhaojia بينغ، وغيرها من الخصائص الفيزيائية للبحوث المواد الوقود على شكل قضيب 'J' الصحة، جامعة جنوب وسط الغابات والتكنولوجيا، 2015، 35 (2): 114-118.
2 Jazon الطريق، وو Tongjie، تشاو يشين، صب وغيرها من احتراق وقود الكتلة الحيوية من المركبات العضوية المتطايرة الانبعاثات اختبار 'J / OL' الآلات الزراعية JOURNAL، 2015، 46 (10): 235-240.
3. ماتشانج قنغ، بحوث الغابات العالمية سو شياو هوا الكتلة الحيوية نظرة عامة "J"، 2005، 18 (6): 32-38.
4. Liusheng يونغ وانغ Xiaoer وانغ سين أشكال مختلفة من الكتلة الحيوية الاحتراق الحالة التكنولوجيا وآفاق 'J' تكنولوجيا الهندسة الزراعية: صناعة الطاقة الجديدة، 2007 (4): 23-28.
شو ياي يون 5، ينبغي أن يكون الماء المجال، تشاو يشين، مقارنة القش مختلف المحاصيل وغيرها من تكاليف التخزين والنقل ووضع استهلاك الطاقة "J" الهندسة الزراعية، 2014، 30 (20): 259-267.
6 تشن شو رن، بناء الجزء، ياو يونغ، وآخرون التحسين "J" وضع حلقة قش الأرز صب صب آلة صب معلمات الهندسة الزراعية، 2013، 29 (22): 32-41.
7-الهند شو شين شنغ قوي، هو جين جيان جون والقش وغيرها من ضغط الباردة صب التجريبية دراسة Microstoructure "J" سينيكا الشمسية، 2010، 31 (3): 273-278.
8 تشو جينلينغ، وانغ تشى وى، شي شينغوانغ، وآخرون تقييم دورة الحياة من قش الذرة وقود الوقود 'J' مجلة الهندسة الزراعية، 2016، 32 (6): 262- 266.
تشون شو-فا، دونغ يو-بينغ. ستودي على النموذج الحراري الحراري فيسكو البلاستيك لتشكيل الكتلة الحيوية 'J' .Journal الهندسة الزراعية، 2015، 31 (8): 221-
10 نينغ بينغوي. ستودي على المدمجة تشكيل آلية من نوع من نوع القش قولبة الصحافة 'd' شيجياتشوانغ: جامعة خبى للعلوم والتكنولوجيا، 2011.
11 تشن زياوفو، تشانغ ويهو، ليو غوانغينغ، وآخرون تطوير وتطبيق مواقد الكتلة الحيوية المحلية في الصين J. الطاقة المتجددة، 2010، 28 (2): 118- 122.
(12) تشانغ ويهاو، تشن زياوفو، ليو زياويينغ، وآخرون التقدم في مجال التكنولوجيا وتطبيق مواقد الكتلة الحيوية في الصين، J. التقدم في الصناعة الكيميائية، 2009، 28 (سوبل): 516-520.
(13) مين هيفي، تشانغ مينغكسو، دراسة عن أنماط الاحتراق بالكتلة الحيوية وخصائص الاحتراق 'J'. مجلة جمعية الفحم الصينية، 2005، 30 (1): 104- 108.
تصميم والبحث من الكتلة الحيوية صب الوقود فرن الطبخ 'D' هاربين: جامعة شمال شرق الغابات، 2008.
(15) وانغ كوي بينغ، لي دينغ-كاي، وانغ فنغ-يين، وآخرون.البحوث التجريبية بشأن خصائص الاحتراق في وقود بيليه الكتلة الحيوية J. مجلة الهندسة الزراعية، 2006، 22 (10): 175- 177.
(16) ليو شنغ-يونغ، زانغ باي-ليانغ، يانغ تشون-فا، إت آل. تصميم ودراسة صفيحة قولبة الكتلة الحيوية ذات الطبقة المزدوجة [J]. مجلة الهندسة الزراعية، 2003، 19 (6): 268- 271.
(17) زاو تينغلين، هوي زونغلان، تشن فوجين، وآخرون مواقد فحم حجري الكتلة الحيوية 'ج' 'الطاقة المتجددة، 2006 (3): 66-67.
(18) تشانغ ناتيونال، بورنينغ 'M' بيجينغ: تشاينا أغريكولتشر بريس، 2015.
19 ما شياو شين، لي غانغ تحليل آفاق المرجل على نطاق صغير إعادة التهيئة والتحويل إلى غلاية الوقود لتشكيل القش 'J' الطاقة الريفية، 2001 (5): 20- 22.
20 شو وي.تصميم واختبار الكتلة الحيوية عالية الكفاءة تشكيل وقود الطبخ موقد 'D' تشنغتشو: جامعة خنان الزراعية، 2007.
(21) الرابطة الوطنية الصينية لصناعة الطاقة الريفية - التكنولوجيا العملية الموفرة للطاقة لموقد كيوانكانغ في مقاطعة خان "بكين": سسينس بريس، 2011.
22NB / T34014-2013 طرق اختبار مواقد الطبخ الكتلة الحيوية على نطاق واسع 'S'.2013.
23GB13271-2014 الانبعاثات المرجل الهواء الملوث طريقة حساب "S'.2014.
24 تان وين يينغ، شو يونغ، وانغ شو يانغ، وآخرون. تصميم واختبار أداء الوقود متعدد الأغراض للوقود الحيوي [J]. مجلة الهندسة الزراعية، 2013، 29 (15): 10-
25 شي يي شين، جيانغ بينغ، بينغ تساى وانج.تصميم الكتلة الحيوية على نطاق صغير حرق موقد 'J' تايمز الآلات الزراعية، 2015 (1): 25-27.
26NB / T34015-2013 المتطلبات العامة للكتل الحيوية على نطاق واسع مواقد الطبخ 'S'.2013.
