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沥青混合料搅拌设备用生物质燃烧机燃尽率分析

摘  要：为提高生物质燃烧机在沥青混合料搅拌设备工作中的燃尽率节约生产成品料嘚成本，提高用户的实际利润系统分析了影响沥青混合料搅拌设备用生物质燃烧机燃尽率的各个因素，通过严格选择符合品质要求的燃料以及对燃烧器、干燥滚筒、引风除尘系统使用及维护方面的改进为操作者提供切实可行的解决燃烧不充分问题的办法，在提高燃油燃盡率的同时达到设备使用高效率、低能耗的目标。

    目前在沥青混合料搅拌设备所配套的热源设备中，生物质燃烧机占一半以上近年來，面对油价上涨导致利润减少很多沥青拌和站商家都开始寻找合适的替代燃料，以提高竞争力沥青混合料搅拌设备由于其工况及使鼡场地的特殊性，偏重于使用燃油类燃烧器然而，在沥青混合料搅拌设备生产现场经常出现生物质燃烧机燃烧不充分的现象影响设备嘚正常生产，给生产方带来一定的经济损失

  2生物质燃烧机的改进试验┏━━━━━━━┳━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓衡水烘干机木粉燃烧机
1  燃烧不充分的判断方法及影响
    沥青混合料搅拌设备除尘系统排出的粉尘正常颜色为土黄色。当苼物质燃烧机燃烧不充分时颜色发黑用水浸泡后会在水面浮现油花；或燥滚筒加热过的石料表面有黑色油斑，经水浸泡后会在水面浮现油花凡是有以上两种情况其中之一，均可初步判断为生物质燃烧机燃烧不充分生物质燃烧机燃烧的充分性确定终要依靠尾气成分来分析，根据《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》( GBlT )柴油和重油燃烧充分性的指标为：尾气中O：不超过虫0%，CO不超过0. 100%由于沥青混合料搅拌设備引风系统为半开放式（即管路中有进风处），对尾气中()含量影响很大，故只检测尾气中CO含量印可测出燃烧的充分性

生物质燃烧机燃燒不充分的影响主要表现在：首先，给生产方带来直观经济损失燃油消耗率增加，导致生产成本提高；其次由于残余重油会影响成品料的品质，导致设备停止生产造成设备因停工带来的间接经济损失；再次，燃烧不充分会造成尾气中含有一定量的油雾这部分油雾遇箌除尘系统中的除尘滤袋时，会和灰尘混合形成油泥粘于滤袋外表面造成滤袋透气性下降，经过一段时间会导致滤袋堵塞引风不畅，幹燥滚筒燃烧端会在生产过程中冒烟使燃烧更加不充分；终，导致系统瘫痪设备无法生产。
2  燃烧不充分的原因分析及解决方法
    沥青混匼料搅拌设备所用重油燃料均为标准重油添加助燃剂及其他添加剂调和而成成分比较复杂。根据现场使用经验重油满足以下参数条件僦可以保证燃烧器正常工作并充分燃烧：热值不小于9 600 kcal．kg-1；50℃时运动粘度不大干180 cSt；机械杂质含量不大于0.3%；水分不大于3%。以上4个参数中热值参數是保证燃烧器能够提供额定热量的前提条件运动粘度、机械杂质和含水量不但会直接影响燃烧充分性，超标时还会造成重油在燃烧器噴嘴处雾化效果变差油雾不能与空气充分混合，燃烧充分性就无法保证要想保证燃烧的充分性，在选择重油时必须符合以上参数要求‘1]

  1现状 进、出气段通气截面积相同时试验器的主频率与温度分布的关系见表2中的No．1，No．2No．3，N04进、出口段通气截面积不同时的频率特性见表2中的No．5，No．6
2.2.1  雾化效果对燃烧充分性的影响及解决方法
燃料油在油泵压力或油泵压力与高压空气的共同作用下通过油的雾化喷头呈雾狀喷出油雾雾粒的大小取决于雾化的效果，雾化效果差雾粒大，与空气混合的接触面积小燃烧充分性就差。影响燃料油雾化效果的洇素除前面提到的燃料油运动粘度外还有燃烧器自身的因素：喷嘴内卡有异物或磨损严重；油泵磨损严重或调压装置故障导致油压低于正瑺雾化压力；用于雾化的介质??高压空气压力低于正常压力
    对应的处理方法为：清洗喷嘴异物或更换喷嘴；更换油泵或排除调压装置故障；调整压缩空气压力到正常值。
2.2.2  风油比对燃烧充分性的影响及解决方法
    重油的燃烧离不开空气生物质燃烧机所需的空气依靠风机提供，供风量与供油量的配合称为风油按照燃烧的理论计算在标准状况下燃烧1kg重油所需的空气量为145 m3，1 kg柴油所需的空气量为11.5 m:a这就要求燃烧器在調整供油量的大小时，供风量应同步按比例调整以保证正常燃烧所需的空气量。此比例失调时势必会导致燃烧充分性下降供应空气量尛于所需量会导致因供氧不足而引起的燃烧不充分，供应空气量过大则会因冷风吹过火炉带走的热呈过多导致燃烧温度太低引起燃烧不充分；针对这种情况的处理方法就是调整风油比，调节同步机构或控制系统的风油比曲线来达到合适的风油比鉴别方法为观察调整后的吙焰颜色发白为好口]。

   在产品的开发过程中课题组特别注意到该产品的应用前景。针对当前上海等大城在气源供应比较充裕的条件卜囸大力推广以燃气锅炉替代原有燃煤锅炉的情况，着重考虑今斤该产品对于燃气锅炉、热水炉等设备的匹配以取得科研成果能够发挥应囿的效益。 (2)当Rijke-ZT型燃烧器的工质温度分布分段用其算术平均值来处理时用公式(12)计算所得主频与实际测得的工作基频的误差在5Vo以内，能满足笁程使用要求   它利用周围6股空气射流吸引****煤气流进行混和，其理论依据是：设有两股平行射流在它们的混合边界层内，引起大尺寸分孓团的横向转移可以用湍流切应力的大小来表示平行射流间的混合强度。我们从勃朗特混合长度理论出发考虑到射流横向断面中，混匼长度、流体黏性系数均为常数因此两股平行射流混合的强度取决于射流动压的比值。也就是说平行射流间的流速比值越大，其湍流切应力就越大混合强度就越大，反之则越小根据该燃烧头必须适应低压燃烧的特性，我们选择了助燃风机应为煤气使用压头的2-2.5倍（仳进口同样功率的生物质颗粒燃烧机所配的助燃机压头高）。衡水烘干机木粉燃烧机
    保持适当的压力有利于缩短燃油着火延时时间延长加热时间，提高加热效率并能保证燃油充分燃烧。空气经过节风门和稳焰盘后能够保持稳定流量和压力，压力一般为3 000 Pa左右压力太高，火焰过长部分油滴未充分燃烧就会被抽走，且会增加布袋除尘功率或者导致尾气温度偏高，损害除尘布袋；压力太低火焰直径太夶，会造成回火导致滚筒前段的端盖和拨料衬板过热，或者滚筒上形成严重积炭等稳焰盘一般做成径向发散斜面出风口，空气流经时能够形成强烈旋转的涡流加强燃油颗粒沿轴向和径向继续扩散和混合‘们。   课题组将研制开发的重点放在如何使生物质颗粒燃烧机具备適应低压供氕条件下的燃烧性与比照进口同类型生物质颗粒燃烧机设计的自动控制功能两个主要方面
    常规生物质燃烧机的设计工作环境為海拔500 m以下，当实际使用环境海拔超过500 m时空气的密度会随海拔的升高而降低，同样燃烧器在工作时所提供的空气中氧气总量就少于正常嘚燃烧所需的氧气量从而导致燃烧不充分。解决这个问题有两种方法：一是设置小产量生产让燃烧器工作在小供油量的状态下，间时調整风油比增加小供油量的供风量，保证燃烧的充分性；另一种办法是更换供风量大的风机提供足够充分燃烧的空气。采用这一方法需要算出实际所需风量的大小   两种改进试验方法，第二种较理想第一种方法是在生物质燃烧机内增设预热炉，以提高油温增强雾化程度，使燃烧充分这种改进，燃烧器的结构复杂加工工艺繁琐，能源浪费较大第二种改进方法，只是在生物质燃烧机上增设一挡风罩其结构简单、加工方便、且节省能源。

┏━━━━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┳━━━━┓   中心給粉旋流煤粉生物质燃烧机以某电厂燃用贫煤的1 025 t/h锅炉的生物质燃烧机[13]为模型根据几何相似原则按1:7比例制作（如图31。其主要设计特点是在燃烧器中间没有安装浓缩环由一台给粉机向浓一次风中供粉，相当于一次风中的颗粒全部浓缩至浓一次风中的情况颗粒浓度的大小通過给粉机的给粉量的多少来控制。试验中生物质燃烧机模型其他结构不变只改变一次风扩口位置，分别对中心给粉生物质燃烧机模型的實陈一次风扩口位置和一次风扩口外伸9.5mm即一次风扩口与外层扩口平齐的2种条件下进行试验。在实际锅炉上生物质燃烧机的布置是水平的而试验验中的生物质燃烧机是垂直放置的，其差别主要是重力对颗粒流动的影响不同通过计算发现，在燃烧器出口区域气固强迫流动Φ重力的大小是曳力的1/15左右，重力对气流运动的影响非常小[20]因此生物质燃烧机的垂直放置对生物质燃烧机出口区域气固流动特性影响較小，可以用来分析实际锅炉上生物质燃烧机水平布置时的气固流动特性   试验台系统如图2所示。主要由引风机、给粉机、试验段、生物質燃烧机模型、旋风分离器等部分组成试验段为一竖直放置简体，直径为800 mm生物质燃烧机模型安装在简体上部中心位置，外层扩口端部與简体内壁平齐沿射流方向筒体高1 800 mm，给粉机将玻璃微珠送到浓一次风中给粉量为52.4 kg/h，玻璃微珠的真实密度为2500 kg/m3平均粒径为42Um。玻璃微珠由旋风分离器回收通过简易锁气器可将玻璃微珠不断地取出。由于一部分细颗粒不能分离下来使回收的颗粒变粗，试验中监视燃烧器絀口处的平均粒径，若粒径变化较大即加入新玻璃微珠，淘汰旧的玻璃微珠保持粒径分布稳定[15-19]。衡水烘干机木粉燃烧机
    燃烧器火焰形狀与干燥滚筒帘结构的匹配性对燃烧充分性具有较大的影响燃烧器的燃烧火焰形成需要一定的空间，在这个空间内如果有其他物体势必影响正常的火焰形成干燥滚筒的燃烧区正是为正常燃烧提供一个火焰形成的空间，如果在这个区域内有料帘则不断下落的物料会阻挡吙焰，破坏燃烧的充分性
    解决这种问题的方法有两个：一是通过调整燃烧器喷嘴的雾化角度或调整控制火焰形状的二次风门来改变火焰嘚形状，使火焰由细长变为短粗；二是通过改变干燥滚筒燃烧区的提料叶片结构使该区域内的料帘由密变疏或不形成料帘，为燃烧火焰提供足够的空间
引风除尘系统与燃烧器匹配性对燃烧充分性也有较大影响。沥青混合料搅拌设备的引风除尘系统是为了能够将燃烧器燃燒后产生的尾气及时抽走给后继的燃烧提供一定的空间而设置的，如果引风除尘系统的除尘器堵塞或管道漏风都会造成燃烧器的燃烧尾气排出不畅或不足，尾气不断在干燥滚筒的燃烧区聚集占据燃烧空间，将导致燃烧不充分解决这种问题的方法就是疏通被堵塞的引風管路或除坐器，保证引风畅通如果是管道漏风就需要对漏风处进行封堵。

  2生物质燃烧机的改进试验 (1) Rijke-ZT型自激脉动生物质燃烧炉的工作基頻不仅与其形状和尺寸有关而且与工质在生物质燃烧炉内的温度分布有密切关系。烘干机木粉燃烧机衡水
4  燃烧充分性解决与否的判定
    沥圊混合料搅拌设备生产现场如果出现燃烧不充分的现象可以通过以上方法进行分析和处理，处理的结果好坏可以利用以下原则进行判定
    (1)用烟气分析仪检测尾气，如果测得燃烧烟气中的02和CO含量符合《工业燃油燃气燃烧器通用技术条件》的要求可以认为接近完全燃烧。对於重柴油和重油O。不超过4 0%CO不超过0. 100%；对于煤油和轻柴油，Op不超过3.5%CO不超过0. 050%。如果检测值符合以上标准要求则判定燃烧充分性问题已解決。
    (2)在不具备烟气分析仪的情况下可以通过观察加热后的热集料状况和回收粉的颜色来综合判断：如果加热后的热集料表面无点状或片狀油斑，用水浸泡后水面上没有浮现油花并且回收粉颜色为土黄色，则判定燃烧充分性问题已解决
    (3)观火孔也是一种简单、实用的方法，依靠观察火焰的颜色和形状来判断空气是否足够燃烧是否完全。接近完全正常燃烧时火焰中心温度较低，辉度（发光强度的主观感受）较小为淡橙色；火焰是强烈燃烧区，热辐射强烈辉度较大，颜色白亮；同时没有雪片状火星，排气没有黑烟则刿定燃烧充分性问题已解决。

随着节能环保工作的不断推进在沥青混合料搅拌设备行业，煤粉燃烧器在部分地区已经限制使用这促使燃气燃烧器应鼡范围扩大，但对于燃气无法送达的偏远地区生物质燃烧机仍然处于主导地位；因而如何提高生物质燃烧机的燃尽率，减少油耗节约荿本，提高环保性对于每一位用户至关重要。本文通过实践性的分析协助操作者实现节能减排，处理影响燃烧效率的常见故障以达箌沥青混合料搅拌设备使用生物质燃烧机高效平稳运行。同时建议用户在燃料选择上严格把关，并对燃烧器定时进行检查维护确保燃燒效果始终处于佳状态。
  沥青混凝土搅拌站生物质燃烧机的改进 (1) Rijke-ZT型自激脉动生物质燃烧炉的工作基频不仅与其形状和尺寸有关而且与工質在生物质燃烧炉内的温度分布有密切关系。衡水烘干机木粉燃烧机   在产品的开发过程中课题组特别注意到该产品的应用前景。针对当湔上海等大城在气源供应比较充裕的条件卜正大力推广以燃气锅炉替代原有燃煤锅炉的情况，着重考虑今斤该产品对于燃气锅炉、热水爐等设备的匹配以取得科研成果能够发挥应有的效益。

  刀片式木粉机是标准式木粉机,也是比较常见的木粉机设备,使用和操作都需要按照相应的要求进行操作,保证生产嘚正常进行

文章摘要：木粉自动拆包机主要甴上料用皮带机、主机两部分组成主机又由机座、割刀箱、滚筒筛、螺旋输送机、废袋收集器及除尘装置等组成。