摘要：目前國(guó)內(nèi)
生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器的推廣應(yīng)用十分迅猛，但生物質(zhì)顆粒燃燒器進(jìn)料機(jī)構(gòu)的研發(fā)不夠重視，直接影響燃燒器性能的穩(wěn)定與否、利用效率的高低及污染物排放量的大小。闡述了生物質(zhì)顆粒不同進(jìn)料方式及各自的特點(diǎn)，重點(diǎn)歸納了常見(jiàn)生物質(zhì)顆粒進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)的類型和特點(diǎn)，分析了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，為顆粒燃燒器進(jìn)料機(jī)構(gòu)的合理設(shè)計(jì)研發(fā)提供參考。
關(guān)鍵詞：生物質(zhì)顆粒；燃燒器；進(jìn)料機(jī)構(gòu)；反燒
0 引言
生物質(zhì)顆粒成型燃料是以木屑、秸稈等農(nóng)林剩余物為原料，在高壓加熱條件下，壓縮成顆粒狀且質(zhì)地堅(jiān)實(shí)的成型物，可作為工業(yè)鍋爐、民用爐灶、家庭取暖爐以及農(nóng)業(yè)暖房的燃料。生物質(zhì)顆粒因具有體積小、能量密度大、便運(yùn)輸和貯藏等優(yōu)點(diǎn)，已成為生物質(zhì)能源的主要利用形式之一。生物質(zhì)顆粒燃燒器是生物質(zhì)顆粒燃燒的專用設(shè)備進(jìn)料機(jī)構(gòu)是燃燒器的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到生物質(zhì)顆粒燃燒器能否穩(wěn)定燃燒和安全運(yùn)行。
生物質(zhì)顆粒燃燒器中的“回火”是指爐膛中的火焰反燒送料裝置中的顆粒，進(jìn)而反燒料倉(cāng)的現(xiàn)象�；鼗瓞F(xiàn)象的發(fā)生不僅使燃燒器停止工作，而且經(jīng)常引發(fā)火災(zāi)，并威脅人身和財(cái)產(chǎn)安全，是生物質(zhì)顆粒進(jìn)料機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及燃燒器使用程中需要特別注意的問(wèn)題．同樣也是制約其推廣應(yīng)用的主要瓶頸問(wèn)題之一。為避免回火現(xiàn)象的發(fā)生，國(guó)內(nèi)外工程技術(shù)人員研制出各種防回火的進(jìn)料機(jī)構(gòu)，每種防回火的方式均有各自的特點(diǎn)，一定程度上起到了防回火的目的。
本文闡述了國(guó)內(nèi)外生物質(zhì)顆粒燃燒器進(jìn)料機(jī)構(gòu)的不同類型，分析了防回火的特點(diǎn)，以期為生物質(zhì)顆粒燃燒器研發(fā)人員提供參考。
1生物質(zhì)顆粒進(jìn)料方式的類型和特點(diǎn)
生物質(zhì)顆粒燃燒器按照進(jìn)料方式的不同可以分為底部進(jìn)料、水平進(jìn)料和頂部進(jìn)料（圖1—3）。底部進(jìn)料是指顆粒從燃燒器底部進(jìn)入爐膛進(jìn)行燃燒的進(jìn)料方式，可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，具有火焰波動(dòng)小、燃燒穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，但是爐膛中火焰容易通過(guò)引燃螺桿中的顆粒，出現(xiàn)回火現(xiàn)象，并且存在送料停止后繼續(xù)燃燒時(shí)間長(zhǎng)等問(wèn)題。水平進(jìn)料是指燃料從燃燒器進(jìn)料機(jī)構(gòu)水平的位置進(jìn)入爐膛，同樣具有燃燒穩(wěn)定的優(yōu)點(diǎn)，但是也會(huì)出現(xiàn)回火現(xiàn)象，并且會(huì)出現(xiàn)灰渣清除困難等問(wèn)題。頂部進(jìn)料是指燃料從頂部落人爐膛的進(jìn)料方式，雖然能夠有效防止回火現(xiàn)象的發(fā)生，但是出現(xiàn)了燃料落入時(shí)火焰不穩(wěn)定及未完全燃燒顆粒量增加的問(wèn)題。使用螺桿的底部進(jìn)料和水平進(jìn)料具有進(jìn)料量大、便于自動(dòng)化控制等優(yōu)點(diǎn)，一般應(yīng)用于家用鍋爐或小型的工業(yè)鍋爐中，但是存在易回火、燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題，限制了單螺桿底部進(jìn)料和水平進(jìn)料在生物質(zhì)顆粒燃料燃燒器中的使用。頂部進(jìn)料主要依靠燃料自身重力從料倉(cāng)中落入爐膛燃燒，通過(guò)爐膛火焰和進(jìn)料口的高度差有效地實(shí)現(xiàn)防回火，但是存在燃燒不穩(wěn)定的問(wèn)題。為了解決上述存在的問(wèn)題，結(jié)合各種進(jìn)料方式的優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)研發(fā)出多種新型的進(jìn)料防回火方式。
2常見(jiàn)生物質(zhì)顆粒燃燒器進(jìn)料防回火方法
常見(jiàn)的進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)大致可以分為兩類：一類是由單一螺桿構(gòu)成的，大部分是在頂部進(jìn)料的基礎(chǔ)上改造而來(lái)，利用進(jìn)料螺桿末端與爐膛燃燒火焰頂部之間的高度差達(dá)到防回火的目的；另一類是通過(guò)兩個(gè)螺桿不同的組合達(dá)到防回火的目的。
2.1單螺桿進(jìn)料防回火方法
常見(jiàn)的單螺桿進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)的種類、防回火原理和優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表l。
第1種僅有單個(gè)螺桿組成（圖4），利用單螺桿和顆粒自身的重力將燃料送入爐膛，具體的送料過(guò)程為，通過(guò)水平螺桿將顆粒從料倉(cāng)送達(dá)螺桿末端（爐膛上方），進(jìn)而在自身重力作用下落入爐膛燃燒。
第2種是由頂部進(jìn)料改進(jìn)而來(lái)，通過(guò)單螺桿和斜管道相結(jié)合起到防回火的作用（圖5），其結(jié)構(gòu)由一個(gè)傾斜的螺桿和斜管道組成，斜管道一端與螺桿送料器出口相連接，另一端伸入爐膛中。送料過(guò)程為，通過(guò)螺桿將顆粒從料倉(cāng)輸送到送料器排料口，又經(jīng)過(guò)斜管道送入爐膛燃燒。
第3種是將水平進(jìn)料方式與關(guān)風(fēng)機(jī)的原理進(jìn)行結(jié)合研發(fā)出的新型單螺桿進(jìn)料防回火方式（圖6），其結(jié)構(gòu)由一個(gè)水平螺桿和關(guān)風(fēng)機(jī)裝置組成，在進(jìn)料口位置安裝一個(gè)關(guān)風(fēng)機(jī)裝置，具體送料過(guò)程為，顆粒經(jīng)過(guò)關(guān)風(fēng)機(jī)裝置后通過(guò)水平螺桿被送入爐膛燃燒，水平進(jìn)料的方式能避免頂部進(jìn)料方式中存在的問(wèn)題，即燃料在進(jìn)入爐膛的瞬間干擾爐膛內(nèi)火焰，造成不穩(wěn)定燃燒及污染物排放量增加現(xiàn)象的發(fā)生。
2.2雙螺桿進(jìn)料防回火方法
常見(jiàn)的雙螺桿進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)的類型、防回火原理和優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)表2。
第1種是將垂直螺桿和水平螺桿相結(jié)合的雙螺桿送料機(jī)構(gòu)（圖7），其結(jié)構(gòu)由垂直螺桿和水平螺桿及連接兩者的通道組成。送料過(guò)程為，垂直螺桿將顆粒從料倉(cāng)經(jīng)過(guò)連接兩個(gè)螺桿的通道送達(dá)水平螺桿上，水平螺桿又將顆粒送到爐膛中燃燒；水平螺桿連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，垂直螺桿間歇運(yùn)轉(zhuǎn)／進(jìn)料，從而防止回火現(xiàn)象發(fā)生。
第2種是利用水平螺桿和斜螺桿組成的雙螺桿進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)（圖8），其由水平螺桿、斜螺桿及連接兩者的斜通道組成，送料過(guò)程為，通過(guò)傾斜的螺桿將顆粒從料倉(cāng)送到斜通道的一端，經(jīng)過(guò)斜通道后顆粒到達(dá)水平螺桿上，又通過(guò)水平螺桿將其送入爐膛燃燒。與之前由頂部進(jìn)料方式改進(jìn)而來(lái)的單螺桿和斜滑道結(jié)合的進(jìn)料防回火方式相比，顆粒由水平螺桿送入爐膛，減小單螺桿滑道防回火方式中顆粒由滑道落入爐膛瞬間對(duì)爐膛內(nèi)燃燒穩(wěn)定性的影響，提高了爐膛內(nèi)燃燒的穩(wěn)定性，并且水平螺桿和斜螺桿可連續(xù)工作，真正實(shí)現(xiàn)連續(xù)進(jìn)料，而不是間歇進(jìn)料。
第3種是兩個(gè)軸向平行的水平螺桿組成的雙螺桿進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)（圖9），其結(jié)構(gòu)由上下兩個(gè)軸向平行的水平螺桿及連接二者的通道組成。送料過(guò)程為，通過(guò)上方水平螺桿將顆粒從料倉(cāng)送到連接兩螺桿的通道內(nèi)，顆粒依靠重力下落到下方水平螺桿，又通過(guò)下方螺桿將顆粒送入爐膛燃燒；下方螺桿連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，上方螺桿間歇運(yùn)轉(zhuǎn)／進(jìn)料，從而防止回火現(xiàn)象發(fā)生。需要指出的是，雙螺桿進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)中，將顆粒送人爐膛的螺桿上引入進(jìn)風(fēng)管，可以起到助燃和防回火的雙重效果。
3 結(jié)束語(yǔ)
進(jìn)料機(jī)構(gòu)是生物質(zhì)顆粒燃燒器的關(guān)鍵組成部分，直接關(guān)系到生物質(zhì)顆粒燃燒器能否穩(wěn)定燃燒和安全運(yùn)行。單螺桿進(jìn)料防回火方式雖然結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是大部分存在防回火效果差、燃燒不穩(wěn)定等問(wèn)題；雙螺桿的進(jìn)料方式相比于單螺桿很大程度上解決了防回火效果差的問(wèn)題，但是間歇進(jìn)料存在燃燒不穩(wěn)定的問(wèn)題，連續(xù)送料雖然燃燒穩(wěn)定但結(jié)構(gòu)不緊湊。今后顆粒進(jìn)料防回火機(jī)構(gòu)的研發(fā)應(yīng)從防回火和連續(xù)穩(wěn)定燃燒兩個(gè)方面統(tǒng)籌考慮。研制既能夠穩(wěn)定燃燒又能夠有效防回火的生物質(zhì)顆粒燃燒器進(jìn)料機(jī)構(gòu)，是目前生物質(zhì)顆粒燃燒器產(chǎn)業(yè)發(fā)展的迫切需要。
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