大型生物质颗粒机型一次燃烧室结构

2019-01-16
  采用计算机数值模拟方法对大型生物质颗粒机型一次燃烧室结构进行了优化。颗粒机是用以将潮湿粉料研制成所需颗粒,也可将块状干料粉碎成所需颗粒。主要特点是筛网装拆简易,还可适当调节松紧,拆卸方便、容易清洗。在FLUENT软件平台上对某大型生物质颗粒机装置一级燃烧室结构进行了设计。对生物质、气油火炬混合物在一次燃烧室内的气固两相耦合燃烧过程进行了数值模拟,得到了在一定条件下一次燃烧室的最佳结构参数。为大型燃用生物质颗粒机的固体试验和工业应用提供参考。

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  中国电网容量增加,电网峰谷差扩大。在低功耗时期,大容量机组不得不频繁启动调峰,低负荷运行。大幅度提高了电站锅炉的点火和稳燃油。
  大型点火稳燃技术可大大降低油耗,并已成功应用于国内主要电厂燃用贫煤、烟煤和褐煤的锅炉。在分析影响大型生物质颗粒机燃烧室结构尺寸的诸多因素的基础上,对气固两相流在点火过程中的燃烧过程进行了数值模拟。研究了不同二次风速和生物质浓度对一级燃烧室出口生物质燃烧的影响,并对一级燃烧室结构进行了优化。原埋大生物质颗粒机的
  大生物质颗粒机采用机械雾化使燃料燃烧具有高强度(图5)。1)燃烧形成的高温火焰使部分生物质温度迅速上升并着火。已经燃烧的生物质的这一部分与剩余的生物质混合并点燃。由于生物质点火是分阶段进行的,可以利用生物质燃烧产生的热量来节省锅炉点火油。具有良好
  性能的大型生物质颗粒机应满足防结渣、抗磨、抗过热的要求,实现上述目标的基础是一次燃烧生物质冷凝燃烧室的喷嘴能提供稳定的高热流高温火焰。影响一次燃烧室高温点火热源的主要因素有三种。
  (1)燃料雾化燃烧功率决定了生物质热能的大小和可燃生物质的数量。在一定的一次风速和生物质浓度下,初步确定了一次燃烧室的直径。
  (2)生物质的挥发分含量对大尺度点火有很大影响。生物质的挥发分越高,一次空气温度越高,生物质越细,生物质点火所需的热量就越少,在同一点火燃料热功率、低污染燃烧和气固多相流测量等方面的研究和教学。
  (3)为了给一次燃烧室中的生物质提供一个稳定的燃烧空间,两级生物质不与其过早混合。燃烧室长度是优化设计中必须考虑的一个因素。
  2点火燃烧过程的数值模拟图2显示了一个大型生物质颗粒机燃烧室的简化计算区域。生物质颗粒机颗粒燃料是在常温条件下利用压辊和环模对木屑、秸秆等原料进行挤压而制成的。原料的密度一般为 0.6-0.8左右,成型后的颗粒密度大于1.1,输送、储存极为方便,同时,其燃烧性能大为改善,带来了一定就业问题和经济效益。一次燃烧室的长度如图2所示。雾化油燃烧火焰温度高达1900 K。当火焰进入主燃烧室时,与生物质和空气混合物发生动量和热交换,以提供点燃生物质所需的热量。为满足一级燃烧室点火的需要,输出力为40 kg/h,油炬入口速度为60m/s,油炬进口管直径为200 mm。生物质混合气的温度取普通中速磨煤机(353 K)的生物质输出温度。
  模拟煤是大同电厂实际燃烧的一种混合煤,煤质分析结果见表1。生物质颗粒机是一种生物质能源预处理设备。主要以农林加工的废弃物如木屑、秸秆、稻壳、树皮等生物质为原料,通过预处理和加工,将其固化成形为高密度的颗粒燃料。生物质颗粒机分为平模生物质颗粒机和环模生物质颗粒机。