达冠生物质燃气燃烧器的研制

达冠生物质燃气燃烧器的研制 0剖 言 生物质气化是以农作物秸秆、林业废弃物等为原料，在缺氧或无氧环境中通过热化学反应制取可燃性气体的技术生物质气化技术自推广以来在短短几年内获得了突飞猛进的发展¨！生物质气化技术的应用不仅解决了农村秸秆资源浪费和生活用能短缺的问题，在禁止秸秆荒烧和环境保护方面也发挥了积极作用，同时生物质气化技术也促进了我国农村燃气化进程 农作物秸秆和林业废弃物经气化炉产生的可燃性气体通过净化、储存稳压和管道输送为用户提供气体燃料。目前生物质气化技术的应用领域主要在农村炊事用能和燃气发电”。41对于直接供热利用虽有文字报道具备可行性但尚未见有具体技术设备方面的报道¨_5 1生物质燃气供热利用的关键技术在于燃气燃烧装置的开发，由于生物质气化技术的使用范围远远小于其它气体燃料使得该类气体燃烧器的开发也相对落后开发大负荷生物质燃气燃烧装置成为生物质气化技术由农村简单炊事应用推向大规模工业化应用的基本前提 1主物质燃气基本特性 生物质燃气是主要有CO COz}k Nz C H等成分构成。其中可燃成分为CO C}k吨由于生物质气化过程中一般以空气作为气化介质造成其燃气成分中C0aN z含量偏高致使燃气热值下降，固定床生物质燃气的位热值为4000- 5200kj/m3'6]生物质气化燃气中主要成分构成如表1∞！燃气中主要气体成分组成及其燃烧特性是决定燃烧器结构形式和基本尺寸的主要影响因素。燃气中可燃成分的变化直接影响燃烧器燃烧效果。 1.2生物质燃气的着火温度 生物质燃气中主要可燃成分CO在珏和珏0存在的条件下的燃烧属于分支链式反应，大量C02. Nz等气体存在时燃烧反应链中的活性粒子失活，引起燃烧速率降低甚至终止降！由此导致了生物质燃气的点火温度增高，同时由于生物质燃气成分的不稳定也造成了燃气点火温度的多变性相关文献研究表明生物质燃气的点燃温度在700- 800C左右"1 1.3生物质燃气燃烧的火焰特性 由于生物质燃气的可燃成分中碳含量很低。燃烧火焰多为淡蓝色，燃烧火焰的辐射强度低于燃煤、燃油一1，传统燃烧器的光敏传感器不能正常响应，致使传统燃烧器的控制单位无法应用于生物质燃气 1.4生物质燃气的着火浓度极限及燃烧理论空气量 2 BC T-l型生物质燃气燃烧器的结构设计和 工作原理010-121 2.1点火方式的选择 由于生物质燃气着火点高且着火浓度下限f 15.370)远远高于煤气f 5．扬）、天然气（4.5）、液化气(9．cv_/o)等气体的着火浓度下限，使得依靠普通高压点火或借助其它燃气燃烧器的点火装置难以保证正常点火BC T-l型生物质燃气燃烧器采用柴油辅助点火。点火装置采用百得BTL3燃油燃烧器的燃油雾化和高压点火装置，利用柴油的燃烧火焰点燃燃气。保证生物质燃气正常点燃和燃烧燃烧器糸统结构如图11．燃气总阀 2燃气过滤器 3．电磁阀l 4燃气管路5．电磁阀2 6燃气布气器 7．光敏传感探头 &热敏传感探头 9火焰稳定格网 10高温烟气区 ll燃烧区 12高压点火器 13柴油雾化喷嘴 14.供风通道15.油泵、风机、控制单元 图1 BC T-l型生物质燃气燃烧器结构示意图 Fi昏1 Structure of the BCT-1 biomass gas burner 2.2燃气供气速度的确定 燃气供气速度是影响燃气燃烧过程中脱火和回火的主要原因，鉴于生物质燃气供气压力的波动性，为保证能连续燃烧和设备安全，取其供气速度略大于燃气燃烧时火焰传播速度Ud。，取Q 9 m／s 2.3燃气布气器 生物质燃气中的主要可燃成分C0气体如不能完全燃烧，一方面降低了系统燃烧效率，同时烟气中CO气体直接影响烟叶烘烤过程中的正常生化反应。造成成品烟叶品质下降并带来一定的环境危害。 BCT-1型燃烧器采用燃气与空气垂直交叉混合燃烧，并在燃烧段设置火焰稳定格网，未燃烧的CO气体在通过高温的稳焰格网进一步反应 BCT-1型燃烧器设计火孔热强度为1Ⅸ103 kW /mm2。火孔总面积为5550 mm2，火孔个数为71个，其中前置5个，其余沿圆周均布，其结构和基本只寸如图2 图2燃气布气器结构简图 Fig.2 Structure of the atmolysis 2.4燃烧器工作原理 启动：开启燃气总阀f图31接通主机电源时电磁阀1开启，风机启动，吹排燃烧室内残余可燃气体；iss后油泵启动。高压点火同时点燃雾化柴油，光敏传感器探测到燃烧火焰时通过控制器开启电磁阀2：生物质燃气通过布气器与风机供给的空气完全混合后被柴油火焰点燃，此时位于燃烧室顶部的热敏探头在探测到燃烧火焰后通过控制器将电磁阀2锁死，使其处于开启状态：燃气燃烧5s后油泵和高压点火装置停止工作。风机自动调整风门使系统处于正常运行状态 图3燃烧器工作流程 Fig.3 Working flowchart of the burner 熄火保护和重启：当燃烧器受外界影响意外熄火时，热敏传感器将低电平信号传给控制器，同时闭合电磁阀2在调整风机风量后，重新执行点火程序（图3虚线1所示）；当连续3次点火失败，关闭电磁阀1，启动报警装置f图3虚线2所示、 3 BC T-l型生物质燃气燃烧器的测试与运行 3.1燃烧器的燃气适应性测试 在生物质气化过程中，不同气化原料常引起气化燃气中主要可燃成分的变化，甚至同种原料在不同的气化工艺条件下也会影响然气主要气体成分的组成。由此要第1期求生物质燃气燃烧器具有较高的燃气适应范匦BC T-1型生物质燃气燃烧器分别对以玉米秸秆、玉米棒芯花生壳、花生秸秆、大豆秸秆麦秸锯末及木材废料（杨木、桐木）作为气化原料的气化燃气进行点火和燃烧测试。试验表明以上述物质为原料的燃气均能在BCT-1型燃烧器上正常点火和燃烧，其中以玉米棒花生壳和锯末为原料的燃气点火和燃烧效果最好-。 3.2燃烧器的运行测试 BC T-l型生物质燃气燃烧器是生物质气化烤烟房的供热设备，燃烧器设计供热负荷为100 kW该燃烧器在河南省新郑市高班庄气化站经2年烤烟季节的连续运行。满足供热负荷要求2001年河南省节能检测中心依据G B15 316对燃烧器性能进行了技术测试，测试表明在正常燃烧情况下燃烧效率达到9鼢，点火油耗小于Q 005 L肷，但其排烟氧气含量较高。系统热损失偏赢燃烧器基本性能测试结果如表2表2 BCT-l型生物质燃气燃烧器基本性能指标4Table 2 Basic characteristics of th e BC T-l Burner注：e测试结果为不同气化原料燃气的平均值，其中点火油耗=点火 累计耗油量/火次数， 4结论与问题 1)诙燃烧器燃烧充分，系统燃烧效率达到9 8Vc，符合燃气燃烧器的基本要求，满足设计负荷； 2) BCT-1型燃烧器适用于多种生物质为原料的下吸式固定床气化燃气： 31由于生物质燃气成分变化较大，为保证完全燃烧，供风量设计较大，造成系统热损失偏高； 41由于生物质燃气中焦油含量较高，系统长期运行过程中易出现焦油粘附电磁阀现象，停机启动过程中出现电磁阀无法正常打开，其燃气过虑片需经常更换、清洗. 生物质燃烧机，http://www.jiegankeliji.com 生物质气化站，http://www.598jx.com