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多种生物质双烟道反烧水暖供热装置的设计和试验研究

更新时间:2009-03-28

0 引言

由于大量使用化石燃料而引起的能源短缺和环境恶化问题,生物质能已经在燃料中占据重要的地位[1]。我国每年农作物秸秆和林业废弃物资源量中,可开发量每年达到6亿t以上。目前,农用供热装置主要有燃煤供热装置、燃油供热装置、燃气供热装置和生物质燃料供热装置[2],燃油价格昂贵,供热成本居高不下;燃煤热风炉占地面积大需要有煤场、渣场卫生难以打扫,燃烧时还会产生二氧化碳、二氧化硫等有害气体和大量的烟尘对环境造成污染;燃气供热装置虽然解决了燃煤锅炉的环保问题和占地问题,燃气供热装置运行成本高、气源投资大、寒冷的北方管道防冻难。开发以生物质资源为燃料的供热装置是降低供热成本, 推进高效设施农业重要举措。

以秸秆、树枝、沼气等废弃物为主的农业种、养供热装置具有加工和使用成本低、节能环保、使用便捷等优点,已成为供热装置研究的热点。靳伟,张学军等研究出了立式秸秆节能供热装置[3],顾靖峰等开发出间接式秸秆供热装置[4],张云硕对一种新型节能环保型供热装置进行了可行性研究[5]。生物质供热装置以手动上料或者螺旋上料为主,但生物质燃料形状不统一有大有小,手动上料费时费力螺旋上料物料变大时会出现卡死、堵转等现象,而且料仓小加料频繁,工作量大。

江西省农业机械研究所与山东潍坊瀚泓节能温调设备有限公司共同研发了多种生物质双烟道反烧水暖供热装置,从点火到加料到温控实现自动运行,操作简单、通用性大。

1 主机结构

多种生物质双烟道反烧水暖供热装置主要由自动控制装置、点火装置、上料装置、多种生物质双烟道反烧热风炉、废气物处理装置组成。如图1、图2所示。首先经过上料提升机,将点火前的点火预备燃料加之炉胆内,当料物足够点火时,自动点火装置引燃炉内生物质燃料,接着引风机引风助燃,让生物质燃料充分燃烧起来,最后根据温控循环自动上料开始,自动化程度高。

  

1.废气净化去硫;2.烟囱3.引风机;4.自动加料口/辅助烟道;5.质燃料提升机;6.生物质燃料锅炉;7.废气排出口图1 多种生物质双烟道反烧供热装置图

  

1.引风口;2.燃烧内胆;3.烟囱;4.加料配合装置生物/辅助烟道;5.自动上料机;6.提升皮带;7.储料斗;8.储料斗热量;生物质燃料图2 生物质双烟道反烧炉结构与热交换示意图

2 工作部件

2.1 多种生物质双烟道反烧水暖供热装置的自动点火装置

自动点火装置采用电加热通风机型(电压220 V,功率600 W),自动点火装置设计安装在离炉低20~50 cm 的位置(根据锅炉型号距离不同),如图3、图4所示:调整倾斜角度一般为15°左右,出风口距离生物质燃料3~5 cm;点火器安装外套上的顶丝可灵活调整出风口与燃料的距离,点火器对生物质燃料的点火时间一般为4-5 min左右;吹风温度达到700 ℃。燃料充分均匀受热大大提高点火效率;适用于任何形状的生物质燃料;具有点火稳定、点火时间短、安装方便、所占空间小、安全系数大、通用性强等优点。

  

1.制热装置;2.风机图3 点火器示意图

  

1.顶丝;2.点火器;3.炉壁;4.点火器安装外套;5.炉低图4 点火器安装位置图

2.2 多种生物质双烟道反烧水暖供热装置的生物质燃料自动上料机

如图5、图6所示, 多种生物质双烟道反烧水暖供热装置上料机采用皮带提升的方式,根据室温、水温等设定要求,具有自动上料的功能;采用PVC材料皮带、挡板来提升燃料,提升通道内部用丝杆及连接板支撑,传动部分采用380 V、0.25 kW,NMRV040-40-FA-V6-4极电机,减速机输出带动主动轴,主动轴输出通过皮带带动从动轴运动,传动转速稳定;皮带采用PVC皮带加PVC挡板进行粘合组成,带动料物运动实现提升;同材质粘合设计效果更好,承担的载荷更大;具有柔性好、过渡卡料时的冲击不会卡死。传动部分由主动部分、皮带联动、被动部分等组成,机架部分据不同型号整体加宽或缩小设备,由方管焊接而成,料斗采用无死角大料仓结构,利用物料重力顺利滑向提升皮带,一次加料长时间使用克服了加料频繁的问题;针对不同生物质燃料形状大小通用性强。提升机通道的外壳为铁板折弯件,一端采用铁板折弯件支撑同时也起到为提升皮带导航的作用,一端采用带丝头圆钢支撑,双支撑不会因为料物的挤压而变形,保证料物提升过程中的畅通。

  

1.电机;2.减速机;3.主动轴;4.皮带松紧调节装置;5.从动轴;6.皮带;7.挡板;8.物料

图5 多种生物质双烟道反烧供热上料机传动图

  

1.提升皮带通道外壳;2.铁板折弯支撑挡板;3.带丝头支撑园钢; 4.提升挡板皮带图6 提升机皮支撑结构图

2.3 生物质双烟道反烧水暖炉

多种生物质双烟道反烧水暖炉结构(手动)如图7所示,炉体分上下2层,上层为水室,水室内设有燃烧室、各12支二级、三级预热交换管、四级预热烟囱管;炉体顶部设有上部烟囱,上部烟囱伸入炉体内部与燃烧室顶部相通,燃烧室内顶部设有4支上部加热水管,燃烧室内底部设有6支下部加热水管,燃烧室底部与炉体下层相通,燃烧室的一侧面从上至下依次设有炉门1和炉门2,2个炉门一直伸出到炉体外部,炉体靠近上层底部的一侧面设有3支炉底清渣口,另一个侧面设有回水管,炉体顶部还设有二、三级预热交换室,交换室底部连有二级、三级预热交换管,交换管与炉体下层相通,在炉体下层的侧面位于炉门2的下方设有清渣口1,在三级预热交换管的下方设有清渣口2,炉体下层与四级预热烟囱管底部相通,烟囱管顶部伸出炉体顶部,与引风机相连,炉体顶部位于四级预热烟囱管旁设有热水出水口,炉体顶部的二级、三级预热交换室设在炉体顶部的上部烟囱和四级预热烟囱管之间,炉体底部设有4件移动轮。

为了探究初始围压对峰后蠕变的影响,分别进行了两组10MPa与15MPa初始围压下的峰后蠕变试验,两组试验采用Boltzmann叠加原理处理后,分别加载峰后蠕变曲线如图5所示,整理试验结果在表2中。

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1.炉体;2.燃烧室;3.炉门1;4.炉门2;5.上部加热水管;6.下部加热水管;7.清渣口1;8.清渣口2;9.炉底清渣口;10.热交换室;11.自动加料口/辅助烟道;12.热交换管;13.热交换管;14.烟囱管;15.引风机;16.水室;17.热水出水口;18.回水管;19.移动轮图7 多种生物质双烟道反烧水暖炉示意图

烟气换热系统(见图2)应用多回程换热,加大炉子的换热面积,提高了热能转换率。一部分烟气经燃烧室上部烟囱排出炉外,另一部分烟气下行经炉体下层,再经二级预热交换管,进入二级、三级预热交换室后,下行往进入三级预热交换管,再经炉体下层上行,经四级预热烟囱管,多级热交换后由引风机排出低温空气到炉外。加大炉子的换热面积,提高了热能转换率。

2.4 多种生物质双烟道反烧水暖供热装置的除尘系统

设计采用1.1 kW引风机将加热时产生的烟尘沿主烟道运动,经除尘器中水的洗涤过滤后再由垂直的烟气管道排出;烟尘净化率达到95%;烟气通过烟道由生物质双烟道反烧水暖炉进入除尘器底部。

2.5 多种生物质双烟道反烧水暖供热装置的控制系统

控制系统如图8所示,设计手/自动操作两种操作模式并配有点火及上料装置。采用时间继电器通过手动方式完成上料延时、点火延时、点火后送风延时、循环上料循环的时间参数预设定。参数设定后,即可开始正常使用;实现从点火到循环加料的全自动运行模式。其他系统散热器水温、炉温、室温控制仪表的参数设定根据用户实际生产的需要自行设定。

  

图8 多种生物质双烟道反烧供热装置电控系统示意图

3 设计计算方式与分析

3.1 主要参数设计计算

生物质燃料自动上料机驱动功率的计算[6]

五防系统控制规则按原理可分为基于正向控制式和基于闭锁式两类。但在实施过程中涉及综自系统时,如果采用闭锁规则,无论利用脚本或标准规则库, 语句实现的复杂度都大于正向控制规则;此外,正向控制规则更便于五防、综自系统技术人员进行核查:因此,一体化五防系统采用目前各主流综合自动化厂家和五防厂家采用的正向控制规则。

 

(1)

Q=ηt·B·Qydw

式中:Q为选型输送量(t/h),设计值:1.2;H为物料提升高度(m),设计值:1.5 m;V为斗带的速度(m/s),设计值:0.2 m/s;K2为提升物料的阻力系数;Q<10 t/h,取K2=0.60;K3为系数,对带式提升,取K3=1.6。

生物质双烟道反烧水暖炉采用优质碳素钢为炉内热交换器,具有更好地耐高温、耐腐蚀及强导热性;炉排换热面积加大、换热管多回程换热设计,有效降低了降低供热装置的排烟热损失和机械未完全燃烧热损失;较传统交换器节能10%~15%[9];热效率达到84%,优于传统水循环供热装置;常压状态下正反双燃烧,燃烧更充分节能环保;烟气低碳、低温排放。适合多种生物质燃料;能实现手动/自动操作(配套自动点火及自动上料装置),有效降低操作人员劳动强度。

 

(2)

N=1.45 ×6.4×10-3/0.84=110 W

式中:K′为功率贮备系数:H<10 m,取K′=1.45;N0为轴功率(kW)。

沿江道路除了考虑其快速通达功能,还需重点考虑游客通往沿江风光带的便利性,因此,需要对行人、非机动车过街、机动车停车等需求进行重点考虑。例如:(1)行人过街通道需要保持合理的间距,宜间隔300m设置一道过街通道,在快捷化道路中,需要设置天桥或地道等立体过街设施,若采用斑马线过街,则需设置中央驻足区,以保护行人的安全;(2)在斑马线处,应设置专门的行人信号相位,同时增设电子监控,对不礼让行人的行为进行抓拍,以保障行人的路权;(3)宜在靠江一侧设置专门的停车区域,可以结合风光带,在开阔区域设置停车位,也可以辟出专门的辅道,作为非机动车专用道,同时兼做停车带,供风光带的游客停车。

生物质双烟道反烧水暖炉的额定功率计算[8]

根据经验,常取N=(3~4)N0,综合取值N=250 W。

OWL-S(Ontology Web Language for Services)是Web服务的本体语言,基于Web服务和语义Web,其中Web语义就包括RDF和OWL,OWL-S包括3个组件:ServiceProfile负责描述服务的功能,供服务代理选择调用;ServiceModel负责描述服务的具体实现,也就是功能实现部分;ServiceGrounding负责描述如何访问服务。在语义网的支持下,通过OWL-S可以使服务实现智能化。

生物质双烟道反烧水暖炉的设计热效率计算[7]

老柿树十几丈高,树下的阴凉比一个晒场还大。一般的小雨,坐在树下湿不了衣裳。晒场知道不?杨小水的叙述很立体,像是怕她的笔友精神不集中,不时会问对方一个问题。然后她自己解释说,晒场就是我们农村打粮食晒粮食的场子,又平又大。这儿也是杨湾人的饭场,一天三顿饭,到了饭点儿就有人端着碗围过来。

ηt=100-(g2+g3+g4+g5+g6)

(3)

式中:g2为排烟热损失(热量损失),估取5%(考虑烟管换热作用);g3为化学不完全燃烧热损失,估取2%;g4为机械不完全燃烧热损失,估取3%;g5为散热损失,估取3%;g6为灰渣热损失,估取3%。

生物质双烟道反烧水暖炉由三大系统组成,即燃烧室燃烧系统、烟气换热系统、水循环系统。燃烧室燃烧系统应用多级燃烧,生物质燃料经炉门1进入燃烧室,自动点火燃烧,未燃尽的燃料掉落到炉门2内继续充分燃烧,燃烧室内的上部加热水管和下部加热水管,进行水循环一级预热,炉体的清渣口1、清渣口2,炉底清渣口和二级、三级预热交换室进行灰渣等的清理,操作方便,不漏烧未燃尽燃料,提高了燃料的利用率,燃烧更充分。

考虑装置属于种、养加热炉体发热对种养作用;损失可根据有关计算公式、经验数据得到:

ηt=100-(5+2+3+3+3)=84。

η为总传送效率:减速箱平皮带;η=0.84。

计算得出:N0=6.4×10-3 kW。

“这是你祖姑婆给你的,对吗?”乌有先生接过玉玦,沉沉生碧,月光里柔美温润,带着女孩的体温。女孩幽兰一般的气息,白玉般略宽的脸庞,灵慧的眼神,热烈而坚定,何其熟悉。今夜星雪海,似是故人来。他想起一个甲子之前的长安,乌有也是鲜衣怒马的少年郎,整天魂牵梦绕,想念深宫里明眸善睐的佳人,他满世界去抄龙族、鬼母的传奇送她看,她则托人将冰雪深沃的交州荔枝带出来给他吃,将新写的诗给他念。

3)菌悬液的制备:取活化好的大肠杆菌和金黄葡萄球菌的平板洗涤,通过麦氏比浊和显微镜计数的方法配成 1.0×108cuf/mL 菌悬液备用。

(4)

式中:B为燃料消耗量(0.017 kg/s);Qydw为燃料的低位发热量,估取(14 650-16 747)kJ/kg;Q=0.85×0.001 7×15 000=20.4 kW。

 

1 生物质双烟道反烧水暖炉参数

  

项目设计值测量值水泵额定功率1.5kw1.2kw额定出水压力1.0kg1.4kg额定出水温度95℃90℃额定回水温度70℃68℃排烟温度150℃140℃热效率84%(室内)90%(室内)

3.2 烟尘排放浓度

根据《GB13271-2014锅炉大气污染物排放标准》测定供热装置烟囱口主要烟尘排放污染物的颗粒物和二氧化硫浓度、烟气黑度。结果表明:颗粒物和二氧化硫浓度小于标准要求的燃煤锅炉限值,烟气林格曼黑度为0级,达到了环保锅炉的标准。

 

2 供热装置大气污染物排放浓度/mg·m-3

  

污染物项目生物质供热装置限值燃煤锅炉燃油锅炉燃气锅炉颗粒物19806030二氧化硫54400300100烟气黑度(林格曼黑度,级)0级≤1

4 结论与讨论

电机功率的计算:

参考文献

本研究使用了4个研究工具,包括人口学信息问卷、社会隔离量表、SF-36健康调查量表与自评经济状况问卷。人口学信息问卷为自拟问卷,包括地区、姓名、性别、年龄、文化程度与婚姻状况等。

[1]    白兆兴.生物质锅炉技术现状与存在问题[J].工业锅炉,2008(2):29-32.

[2]   罗平,王桂兰,王秀华.生物质热风炉在东北温室大棚中的应用[J].科技与企业,2011(12):200.

[3]   靳伟,张学军,刘云,等.立式秸秆节能热风炉的设计与研究[J].中国农机化学报,2015,36(4):249-253.

[4]   顾靖峰.间接链排式秸秆热风炉的研究与开发[J].农业开发与装备,2015 (11):43-44.

[5]   张云硕.一种新型节能环保型供热装置进行了可行性研究[C].吉林省第六届科学技术年会.

互联网具有虚拟性,互联网金融是完全通过网络传输来实现的,对信息技术手段的要求很高。没有过硬的互联网技术就容易导致互联网金融的资金安全问题。例如,由于互联网操作技术的不过关造成黑客和病毒的入侵,导致计算机软硬件失去作用、信息泄露、资料被篡改等后果,这对资金的安全是极其不利的,容易使资金被盗[1]。此外,在我国互联网技术还不够成熟,我国的互联网金融机构的技术支撑大多是从国外购买的。由于我国互联网技术的核心技术的缺乏,大量的对外来软硬件的引进,使我国的金融信息安全失去了保障。

[6]   刘四麟.粮食工程手册[M].郑州:郑州大学出版社,2002.

[7]   李芝光.工业锅炉手册[M].天津:天津科学技术出版社,1998.

[8]   苏俊林,王震坤,王巍.强化转热生物质燃料热风炉研究[J].节能技术,2007,25(2):160-163.

气瓶充装站中涉及的控制参数和预警信息主要包括场所液位、温度、压力、浓度、现场视频及事故预警信息等。根据《危险化学品重大危险源监督管理暂行规定》(国家安全生产监督管理总局令第40号)和《国家安全监管总局关于印发遏制危险化学品和烟花爆竹重特大事故工作意见的通知》(安监总管三〔2016〕62号)等文件要求,应对重点监管的危险化学品及重大危险源配备重点控制参数(温度、压力、液位、流量、组分等信息)不间断采集和监测系统,配备可燃气体和有毒气体泄漏检测报警装置以及火灾自动检测及报警系统,并具备信息远传、连续记录、事故预警、信息存储等功能。

[9]   高振强,罗冰,孙鹏,等.小型生物质铡碎料直燃热水锅炉的设计与试验[J].中国农机化学报2015,36(6):263-266.

 
周坚,药林桃,郭超,丁德志,张继福,陈裕林,黄政淳,周浩然,郭维胜
《江西科学》 2018年第02期
《江西科学》2018年第02期文献

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