生物质燃烧机的原理、操作和选择

生物质燃烧机的原理、操作和选择 生物质燃烧机是燃烧液体或固体燃料并使其释放热能的设备。制胶厂的生物质燃烧机主要用于湿颗粒胶的干燥。燃料释放出的热能可直接或通过热交换器间接输送至干燥器。这种生物质燃烧机属轻油生物质燃烧机，可分为两类：①空气雾化生物质燃烧机；②机械雾化生物质燃烧机（全自动生物质燃烧机）。 一、生物质燃烧机的机械特性和操作 燃油器的四个主要系统是：雾化与燃烧、空气供应、燃料供应和控制系统。 （一）雾化与燃烧燃烧雾化时，克服表面张力从而将燃料分散成极易与空气混合的细小雾滴。为使燃料有效地燃烧，设计的生物质燃烧机须具有良好的雾化作用和充足的空气供应。雾化由喷嘴完成，喷嘴须具有如下特性：①能形成特殊形状的火焰；②喷油量不超过规定的最大值；⑨当达到最大喷油量H寸，能通过雾化所需的准确空气量。 喷嘴由三个主要部分组成：①锐孔一燃料出口处；②涡流器或切向槽一涡流器的表面能使雾化介质作旋转运动；③片状螺旋一完全雾化产生于片状螺旋的外缘。 图1和图2为两类雾化生物质燃烧机的喷嘴。 许多空气雾化生物质燃烧机的雾化是分两步进行的。第一步是空气通过开放的切向口(图1)进入内空气喷嘴，切向口使进入的空气作旋转运动。当具有最大流速的空气到达喷嘴周围窒间时，它便撞击和分散来自锐孔的燃料；当空气和燃料的混合物离开内空气喷嘴时，即受到第二步雾化空气的冲击，从而使燃料进一步雾化，产生燃料和空气的可燃性混合物。第二步雾化空气来自会聚锥的外空气喷嘴孔。 在机械雾化生物质燃烧机中，强迫压力油通过使之作旋转运动的切向槽，然焉通过锐孔而分散成可燃性的雾滴离开喷嘴。 只有减少各种形式的热损失才能获得高的燃烧效率。一般来说，造成热损失的主要原因是燃料油生成游离碳和输入了超过燃料燃烧所需的空气。游离碳可以烟灰、烟和烟气中的小碳粒等形式存在。消除游离碳生成的最有效方法是使燃料充分雾化。 柴油是燃油器最常用的燃料，其主要成分的百分比如下：氢83-85%、碳14 -16%、硫·23·0.6- 0.8%。 完全燃烧‘1磅柴油所需空气的理论计算值，可对上述成分的定量分析而测得。燃烧1磅石油燃料所需的空气量为14 -15磅。要良好燃烧，每磅油所需的空气量为200立方英尺（以每磅空气的体积为13立方英尺计）o （二）空气供应 自动燃油器是由与它本身的电动机直接连接的鼓风机供应空气。这类燃油器，空气主要用于燃烧，风量由进风门调节。 在空气雾化生物质燃烧机中，空气由一台外置的离心式风机供应。空气的流量必须同燃烧速率成正比，对于Hauck燃油器来说，其流量每分钟大致为50-200立方英尺；每平方英寸的空气压力变动于16-32盎司之间。在安装空气管路时，必须很仔细。通常应使空气自上而下（不必垂直）或水平通向燃油器，以避免燃料油落入空气管内从而影响燃油器的正常操作。空气管路不应有弯营或急弯头，以避免管内压力的不盛要损失。 （三）燃料供应 燃油器的燃料供应系统常用齿轮泵。所用泵的大小视燃料消耗量的多少和所需油压的高低而定。适当的管径和输送距离对于燃料供应系统十分重要。按油箱位置的不同可采用单线或双线安装管路。采用重力输油，即油箱位置高于燃油部位，则以单线安装为好。典型的线路安装见图3a、b，c。关于供油管路的详细资料通常购货时附有说明书。 油的压力取决于燃油器的雾化方式。空气雾化生物质燃烧机所需的油压低，通常每平方英寸为2-3磅。 （四）控制系统生物质燃烧机通常设有光电火焰探测器和电予程序控制j嶷置。生物质燃烧机的操作可通过一只适当的恒温器或压力开关来控制，而操作周期可用普通的定时开关调控。通常使用三种类型的控制系统为：①单级调节（开一关）；②两级调节（大一小）；③调幅调节。 这三种控制类型的线路图见图4。全自动生物质燃烧机的内装控制设备可由单级或两级调节系统来操纵。调幅系统广泛川于空气雾化燃烧器。 控制系统主要由电磁阀、火焰监测器、限位开关、主控箱、感温装置、定时开关、温度记录器和报警装置等组成。 单级控制的生物质燃烧机仅有一个雾化喷嘴。油在打开电磁阀时排出，油量则由生物质颗粒燃烧机的启闭来调节。 两级调节有两个与生物质颗粒燃烧机连结的雾化喷嘴，每个喷嘴由一个电磁阀单独控制。在部分负载（火焰小）时，只要一个喷嘴工作，而满载（火焰大）时，则两个喷嘴一起工作。大火焰阀门仅在生物质颗粒燃烧机启动15-30秒钟后（取决于控制装置）才接通，以便能用小火焰点火。用调节风门控制空气的输入量以调节不同的燃烧速率。在某些情况下，可用回动弹簧调节油压来控制风门，而用水压柱寒打开风门。大火焰喷嘴的喷油量由启闭电磁阀来调节。 空气雾化生物质颗粒燃烧机可采用任何形式的控制系统，包括人工控制、半自动调幅或全自动大一小、开一关控制系统。这类生物质颗粒燃烧机设计得使油和空气按比例进入生物质颗粒燃烧机。 人工控制的油阀和空气阀手轮上都刻有不同操作条件下的分度。 现在最流行的控制系统是调幅调节。由调幅电动机自动控制的单根杠杆运动使油和空气炔部分负载至满载都能按比例并连续地流过燃烧器。生物质颗粒燃烧机在满载和部分负载之间的用油量是通过打开或关闭油调节器来调节的。 二、生物质颗粒燃烧机的故障 一般来讲，外观检查生物质颗粒燃烧机所生成的火焰，可发现燃烧系统的故障。火焰的特征能说明生物质颗粒燃烧机是否处于有效工作状态。表l为外观检查指南。 三、燃烧液体燃料对大气的污染 马来西亚的科学、工业和环境部目前关注各方咖的环境污染，包括燃料燃烧设备对大气的污染。这些设备排出的烟主要含有未燃烧的碳粒。排出烟的浓度可用林格尔曼（Ringel-man且）烟图（图5）作比较的方法或用空气电离技术来测定。很可能不久将怍出关于这些设备排烟浓度的部规定标准。欧洲国家对燃油设备排烟浓度的允许标准为林格尔曼烟图中的 监测烟浓度还有重要用途。将测烟装置同生物质燃烧炉的火焰控制系统相连结，可更灵敏、更准确地控制火焰。但这种方法花钱并须要熟练人员进行操作。 在使用烟污染报警器时，将仪器校准到确定的烟浓度值。此后如有超过此值的情况时，仪器将发出可看到和听到的警报，并将持续到仪器被关闭或烟浓度值降至调节点以下时才停止。这是控制火焰的又一方法。 四、生物质燃烧炉的选择 选用燃油器往往过于比较价格，而很少注意效率。首先，选定的生物质燃烧炉必须与每个单独设备相适应，其设计须满足设备的需要。选择生物质燃烧炉，原则上必须考虑几方面的设计依据。 （一）总发热量和燃烧速率 这两个参数、出 正际积及 校实面以的道，塞压间管小堵泵时查大否正位。检口是校单量决定了生物质燃烧炉的容量。图6是空气加热器或干燥器在不同效率下发热量和燃烧速率的典型关系图。在理论上，发热量应该与燃烧速率成正比。但另一方面，雾化程度和燃烧效率也是这种相关性的影响因子。发热量和燃烧速率不是比较生物质燃烧炉费用高低的唯一可靠的依据。具有相同发热量的不同生物质燃烧炉，其价格可以大不相同。一类生物质燃烧炉的要价可比具有相同容量的另一类高出3-4倍。在选购生物质燃烧炉时，也须考虑其他设计方面。 （二）燃料不同用途的各类生物质燃烧炉，需要的燃料等级也不同。选择适宜等级的燃料通常取决于：①生物质燃烧炉的类型和大小；②雾化的类型和方法；③应用地区；④辅助设备的类型一泵的大小等；⑤价格。对橡胶加工厂使用的干燥器来说，选择的燃料必须确保干燥的橡胶不污染上碳黑，这是十分重要的。某些生物质燃烧炉具有操作灵活性，可在不改变设备和安装的情况下使用不同的燃料。 空气加热器或干燥器在不同效率下发热量和燃烧速率的典型关系图 （三）控制全自动生物质燃烧炉的控制机构是由制造厂家提供的标准设备，其设计适合于这些生物质燃烧炉，不必另选。图7所示为三类控制系统在定点温度上下的温度变化。其中，开一关控制系统的温度波动较大，而阔幅阐节系统仅含量分别占油的74.7%和84.6%。主要的成分是反式茴香脑，它在整株馏出油中占57.4%，在种子馏出油中占75.2%。整株馏出油中占1-5%的其他成分是顿式茴香脑、香芹酮、B一石竹烯、乙酸二氢香芹酮、草蒿脑和苎烯。世界市场上销售的食品工业用香精油的成分分析数据表明，艾伯塔洋茴香油质量相当优良， 可代替进口的香精油。 加拿大甜茴香油的成分 在加拿大艾伯塔连续三个产季测定了大田直播的一年生甜茴香的园艺学性状和油的质量。只估计了在灌溉和施肥条件下茴香的平均生势和生长状况。在收割时，伞形花序大部分是绿色的，在第一次致命的霜冻中，至少有50%的植株仍在开花。植株和果实的产油量分别为1.22%和1.50%。由主要成分和次要成分反映的油的质量是用薄层一气液色谱法和质谱与红外线光谱法测定的。在整株油中鉴定出19种成分，在果实油中鉴定出14种，它们分别占油的96%和98%。反式茴香脑、葑酮、草蒿脑和苎烯在整株油中占79.2%，在果实油中则占93.1%。在三年内，油的成分显然是稳定的。由于产油量低，用一个生长期更短的品种进衍商业规模生产将更切实可行。 （四）其他特性 为保证生物质燃烧炉操作和保养的安全性和灵活性，还必须考虑几方面的问题。下面是操作时必须注意的一些重要特性。 生物质燃烧炉必须配备不滴油的或完全能断流的喷嘴。在最初起动时如不配用这种喷嘴，则由于燃料的过剩，燃烧室内将会出现大火焰；燃烧器在操怍过程中噪音必须很低；生物质燃烧炉内的各种电子元件必须不受辐射的干扰。 在维修保养时，应怍到不需要专用工具，而且另件要排列得有条不紊。保养时采用图8所示的摆动法兰非常方便。