談生物質(zhì)顆粒殺青熱風爐優(yōu)化設(shè)計

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了談生物質(zhì)顆粒殺青熱風爐優(yōu)化設(shè)計范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：針對殺青機用熱風爐進行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)生物質(zhì)顆粒燃燒特點和熱風需求量和溫度設(shè)計熱風爐，為殺青機提供持續(xù)、優(yōu)質(zhì)的熱風。實現(xiàn)產(chǎn)熱換熱效率提高的同時降低成本和實現(xiàn)綠色發(fā)展。

關(guān)鍵詞：生物質(zhì)；熱風爐；換熱裝置

1研究現(xiàn)狀

生物質(zhì)能是僅次于煤炭、石油和天然氣的第四大能源，并且生物質(zhì)能源來源于光合作用是一種綠色、清潔、取之不盡的能源。目前傳統(tǒng)滾筒殺青機采用燃柴、燃煤、電熱管等方式加熱，燃柴和燃煤加熱方式落后，溫度難以控制，加熱不均勻，污染環(huán)境，浪費資源；電熱管加熱存在熱損失大、效率低、設(shè)備使用壽命短、熱慣性大等問題。本文研究了一種生物質(zhì)顆粒新型熱風爐，并進行了優(yōu)化設(shè)計。

2熱風爐設(shè)計

2.1燃燒室結(jié)構(gòu)設(shè)計

新型生物質(zhì)顆粒熱風爐由燃燒室和換熱裝置兩部分組成，為提高生物質(zhì)顆粒燃燒產(chǎn)熱效率和換熱裝置換熱效率，燃燒室和換熱裝置均采用兩級結(jié)構(gòu)。圖1為燃燒室三維結(jié)構(gòu)示意圖，在一次燃燒管右側(cè)設(shè)置有進料口，燃燒管貫穿整個燃燒室，是生物質(zhì)顆粒進行一次低氧燃燒產(chǎn)生可燃性氣體的主要場所。通風口可以精確定量的調(diào)節(jié)進入燃燒管的空氣的量，確保一次燃燒管內(nèi)生物質(zhì)顆粒能夠進行低氧燃燒產(chǎn)生可燃性氣體。出料口設(shè)置在左側(cè)空腔底部，這樣既可以確保生物質(zhì)顆粒燃燒效率的提高又可以將其順利及時的排出。當生物質(zhì)顆粒在一次燃燒管內(nèi)低氧產(chǎn)生的可燃性氣體與空氣的混合氣體到達最左端的空腔后經(jīng)過分布在一次燒管周圍的折流圓管到達二次燃燒室內(nèi)，在二次配風和折流板的共同作用下使得燃氣在二次燃燒室內(nèi)與氧氣充分混合燃燒產(chǎn)生熱量。圖2為燃燒室剖面圖，圖中尺寸即為燃燒室真實尺寸。左圖為燃燒室縱向剖面圖中心為一個直徑200mm的圓管，其周圍對稱分布有直徑70mm的折流圓管。右圖為燃燒室橫向剖面圖，整個燃燒室長1300mm，寬600mm，高600mm。其中折流圓管長600mm安裝在左端空腔與二次燃燒室之間，二次燃燒室內(nèi)折流板與豎直方向夾角30°，其豎直高度為500mm，在燃燒室右下角設(shè)置一個二次進風口，為燃氣充分燃燒提供足夠的氧氣，同時可以將燃燒后產(chǎn)生的高溫燃氣及時鼓入換熱裝置內(nèi)。

2.2換熱裝置選擇與設(shè)計

對于換熱裝置采用兩級換熱的方式將換熱效率進一步提升。一級換熱裝置采用成本低，便于維護的圓管換熱器，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖3。圓管換熱器由頂蓋、上下蓋板、換熱圓管和密封墊片構(gòu)成，通過螺栓連接將頂蓋、上下蓋板、和燃燒室連接成一個整體，同時由于螺栓的擰緊作用將密封墊片壓緊提高整體的密封性能。二次燃燒室產(chǎn)生的高溫廢氣經(jīng)過圓管內(nèi)部由換熱管道進入二級換熱裝置中。圓管壁為金屬材料制成具有較好的導熱性，高溫廢氣中的熱量經(jīng)管壁將熱量輻射到清潔冷空氣當中，在換熱過程中為了使清潔空氣在圓管換熱腔內(nèi)部流程增大，在換熱腔內(nèi)部設(shè)置兩個金屬擋板同上下蓋板共同構(gòu)成密封的S型流動空腔。二級換熱裝置采用對流循環(huán)換熱的方式進行熱量交換，原理圖如圖4，廢氣從右端向左端流動，清潔空氣從右端向左端流動。加上金屬擋板構(gòu)成的循環(huán)空腔使氣流在二級換熱裝置內(nèi)部的相對流程增大，熱量交換更加充分。經(jīng)過一次換熱之后的剩余熱量最終將再次被利用，進一步降低了出口廢氣溫度最大限度的提高了換熱效率。

3結(jié)論

生物質(zhì)顆粒熱風爐具有綠色環(huán)保、產(chǎn)熱穩(wěn)定效率高的特點，通過優(yōu)化設(shè)計改進燃燒室結(jié)構(gòu)，設(shè)置一次低氧燃燒、二次配風和二次燃燒的整體結(jié)構(gòu)，使生物質(zhì)顆粒在燃燒室內(nèi)部能夠充分燃燒產(chǎn)熱。換熱器的第一級采用結(jié)構(gòu)簡單的圓管換熱裝置，將部分熱量轉(zhuǎn)移至清潔冷空氣當中，在經(jīng)過二級對流循環(huán)換熱裝置將剩余熱量盡可能的轉(zhuǎn)移至清潔空氣中，為后續(xù)的殺青工作產(chǎn)生足夠熱風。

參考文獻

[1]潘永康.中國現(xiàn)代干燥技術(shù)發(fā)展概況[J].通用機械，2005，（8）：42-43.

[2]陳金瑞.燃氣茶葉殺青機節(jié)能途徑探尋[J].福建農(nóng)機，2009，（4）：26-28.

[3]羅杰.多孔熱風管滾筒式茶葉殺青機技術(shù)研究[D].浙江工業(yè)大學，2016.

[4]孫崇東.燃氣鍋爐改造的綜合節(jié)能技術(shù)分析與應用[J].節(jié)能，2020，39（1）：75-77.

[5]茍文濤，王曉劍，鐘俊周，等.不同配方生物質(zhì)燃料物理特性與燃燒特性研究[J].安徽農(nóng)業(yè)科學，2018，46（24）：177-181，223.

作者：張成茂 左家樂 邢明明 顧宗磊 單位：臨沂大學