第28卷第12期水利電力機(jī)械Vol 28 No 122006年12月WATER CONSERVANCY ELECtRIC POWER machineryDec.2006新型生物質(zhì)秸稈加料裝置及其性能試驗(yàn)New biomass straw feed equipment and its performance test張勇金保升章名耀孫志翱鐘文琪〔東南大學(xué)熱能工程研究所江蘇南京210096)摘要提岀了一種新型的加料裝置在加料斗內(nèi)設(shè)置螺旋軸對(duì)不同連接軸和不同岀口段形式進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)并對(duì)岀料量進(jìn)行了測(cè)定。結(jié)果表明在連接軸上設(shè)置疏松裝置雖能起疏松作用但卻阻礙了物料的前進(jìn)為物料的搭橋創(chuàng)造了條件迕連接軸設(shè)置大直徑螺旋葉片能破壞結(jié)拱的形成使物料能連續(xù)均勻地下滑阓形岀料口岀料均勻性更好冇形岀料口岀料量不均勻?qū)缌狭繒r(shí)大時(shí)小不利于控制但是其岀料更順暢。該結(jié)論為生物質(zhì)加料裝置的工程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供了重要的參考關(guān)鍵詞泩物質(zhì)加料對(duì)比試驗(yàn)中圖分類號(hào)TK6文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B文章編號(hào)1006-6441(2006)12-0060-040引言目前國(guó)內(nèi)對(duì)生物質(zhì)能的利用研究較多11但對(duì)于生物質(zhì)加料系統(tǒng)這一關(guān)鍵技術(shù)的研究卻鮮有報(bào)生物質(zhì)能具有可再生性、低污染性已經(jīng)成為可道。本文針對(duì)這個(gè)問(wèn)題提出了一種新型的加料裝再生能源的重要組成部分。如何清潔高效利用生物置,該裝置在同一加料斗內(nèi)采用了不同的螺旋軸和質(zhì)能,已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外研究人員的一個(gè)重要課題。出口段并分別進(jìn)行了對(duì)比試驗(yàn)。目前,生物質(zhì)燃燒和氣化6-81是生物質(zhì)能利用的兩大重要技術(shù)這兩大技術(shù)能將這種低品質(zhì)能轉(zhuǎn)1試驗(yàn)系統(tǒng)及研究方法化為高品質(zhì)能其中生物質(zhì)燃燒技術(shù)對(duì)燃料的適應(yīng)1.1試驗(yàn)裝置性廣,可以處理任何生物質(zhì)物質(zhì)氣化技術(shù)效率試驗(yàn)所用加料斗主要組成部件如圖1所示。擺高對(duì)環(huán)境污染小具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益線針輪減速機(jī)的速比為23:1實(shí)際輸岀轉(zhuǎn)速可以在與環(huán)境效益1~62r/min內(nèi)調(diào)節(jié)。連接軸有2種形式,一種帶疏在這兩大技術(shù)的試驗(yàn)和工程應(yīng)用中保證連續(xù)松裝置另一種帶大直徑螺旋葉片在同一料斗內(nèi)兩穩(wěn)定加料非常重要,可直接影響后續(xù)工作的順利進(jìn)者可互換。加料斗岀口段有圓形和方形2種形式。行?？梢赃@么說(shuō)加料的成功與否直接決定了試驗(yàn)1.2試驗(yàn)物料和生產(chǎn)的成功與否。對(duì)于整個(gè)加料系統(tǒng),關(guān)鍵問(wèn)題本次試驗(yàn)所用生物質(zhì)為棉稈產(chǎn)自于山東省無(wú)在于加料斗的設(shè)計(jì)加料斗的的設(shè)計(jì)是一個(gè)看似簡(jiǎn)棣縣其空氣干燥基水分含量為8.5%。試驗(yàn)棉稈由單實(shí)為復(fù)雜的問(wèn)題北京順誠(chéng)明星農(nóng)牧機(jī)械廠生產(chǎn)的9QS-1300型切碎在加料斗設(shè)計(jì)中梁耀相φ提岀在加料斗中設(shè)機(jī)進(jìn)行切碎該切碎機(jī)主要用來(lái)切碎生物質(zhì)生產(chǎn)能置曲臂破拱裝置余傳忠則提出在錐斗部分設(shè)置力為「山中國(guó)煤化工粒度體系尺寸不一,氣流噴嘴破拱裝置。這些裝置針對(duì)的是小粒徑、窄形狀CNMHG7kgm3。其形狀主要篩分物料而且沒(méi)有很好地解決物料岀口處的架橋分為2類一是由棉皮組成,呈絲狀,長(zhǎng)度在2~14問(wèn)題同時(shí)設(shè)備的放大十分困難cm之間大部分都是相互交錯(cuò)纏繞在一起二是由濃即3隊(duì)男江人東南大學(xué)烈能工和所在主生左要從事能丙方面的究江第28卷第12期張勇等新型生物質(zhì)秸稈加料裝置及其性能試驗(yàn)A1擺線針輪減速機(jī);2邇接軸:3疏松葉片;4加料斗圓柱段;5螺旋葉片;:6放料門加料斗錐段;8·加料斗出段;9鏈板輸機(jī):10變頻調(diào)速器;11.計(jì)裝置圖1加料系統(tǒng)及新型加料斗簡(jiǎn)圖稈徑組成其形狀比較單一主要呈柱狀直徑在0化如圖2、圖3、圖4所示。試驗(yàn)時(shí)明顯發(fā)現(xiàn)不管加5mm之間,長(zhǎng)度在0~15cm之間(主要為3~4料斗中的物料多少但出料量都呈現(xiàn)這么一個(gè)規(guī)律cm)其余少數(shù)為扁平狀或粉狀為破碎的棉稈。其即擺線針輪減速機(jī)啟動(dòng)后岀料量有一個(gè)延時(shí)過(guò)程尺寸分布如表1所示。大概為1min之后出料才開(kāi)始正常但是料位越高1.3試驗(yàn)方法延時(shí)越短料位越低延時(shí)越長(zhǎng)。這主要是由于物料試驗(yàn)時(shí)在加料斗下方放置鏈板輸送機(jī)以模擬在塑料袋中堆放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)尺寸短小的物料從空隙真實(shí)的加料情況。試驗(yàn)方法是,首先在計(jì)量裝置中較大的空間落到袋的底部在上部的基本上是互相稱取一定量的物料放入加料斗內(nèi)然后依次開(kāi)啟鏈交錯(cuò)的纖維倒在加料斗中的物料剛好是處于最底板輸送機(jī)和擺線針輪減速機(jī)通過(guò)變頻調(diào)速器調(diào)節(jié)端的物料而螺旋葉片與器壁的空隙較小遠(yuǎn)小于物螺旋轉(zhuǎn)速使岀料量穩(wěn)定在一定的值。通過(guò)計(jì)量裝料尺寸故不可能從空隙處漏到鏈板杋上。同時(shí)物置記錄出料量觀察岀料量的變化情況及加料斗內(nèi)物料的移動(dòng)情況分析影響加料量的各種因素。每次試驗(yàn)在加料斗內(nèi)放置不同的物料量觀察不同物螺旋軸轉(zhuǎn)速:n=15r/min料量下的出料量變化情況。同時(shí)改變連接軸和加料斗出口段的形式觀察此時(shí)出料量的變化情況及加料斗內(nèi)物料的移動(dòng)情況。2試驗(yàn)結(jié)果與分析2.1原始料位高度對(duì)出料量的影響分別在加料斗內(nèi)放置20kg、40kg、70kg物料,螺旋軸的轉(zhuǎn)速保持在15r/mi,出料量隨時(shí)間的變中國(guó)煤化工表1切割后棉稈尺TYHCNMHG量隨時(shí)間的變化規(guī)律稈徑棉皮質(zhì)量合整數(shù)03274138415471027925.875611.374.71694237162水利電力機(jī)械2006年12月在換成大直徑螺旋葉片的試驗(yàn)中物料不斷地0505在上面起伏螺旋葉片與圓筒壁空隙處的物料不斷螺旋軸轉(zhuǎn)速:n=l5rmin地補(bǔ)充到螺旋葉片中此時(shí)已完全看不到物料的搭橋和起拱現(xiàn)象。從中也說(shuō)明物料的連續(xù)運(yùn)動(dòng),可以防止結(jié)拱和搭橋的產(chǎn)生。本次試驗(yàn)中設(shè)計(jì)的加料斗主要是為了滿足生物質(zhì)秸稈燃燒試驗(yàn)的需要故其內(nèi)徑設(shè)計(jì)為1000mm而大直徑螺旋葉片的直徑5為500mm這樣一來(lái)料斗的容量明顯減少?gòu)脑瓉?lái)的120kg減少為106kg2.3不同加料斗出口段對(duì)出料量的影響圖3原始料位為40kg時(shí)出料量隨時(shí)間的變化規(guī)律種加料斗出口段為圓形,直徑為300mm,另種加料斗出口段為方形,尺寸為300mm×30000mm螺旋葉片的直徑為280mm如圖5所示。試驗(yàn)螺旋軸轉(zhuǎn)速:n=l5r/min時(shí)發(fā)現(xiàn)使用圓形出料口出料更均勻洏使用方形出料口出料量時(shí)大時(shí)小出料量大主要是料從出料口直角空隙處漏下來(lái)的,該處的空隙較大導(dǎo)致出料書20量也大。但是,試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)使用圓形出料口物料更容易結(jié)拱或搭橋甚至導(dǎo)致整個(gè)物料停止不前螺旋葉片帶動(dòng)不了物料只能在中間空轉(zhuǎn)時(shí)間r/min圖4原始料位為70kg時(shí)岀料量隨時(shí)間的變化規(guī)律料也不能自然填充到螺旋葉片中故螺旋軸旋轉(zhuǎn)段時(shí)間后物料才可能進(jìn)入葉片中從而順利出料。在整個(gè)出料過(guò)程中中間時(shí)段出料較均勻。等料位到錐段1/3處時(shí)出料量明顯變少此時(shí)從表面度到錐段1/3處時(shí)基本上不出料了。等完全不出3結(jié)把5圓形出料口和方形出料口看物料中的纖維狀物料占了大多數(shù)基本上看不到細(xì)小的棉稈。在加料量為40kg的試驗(yàn)中等料位高料時(shí)發(fā)現(xiàn)在螺旋葉片周圍岀現(xiàn)蜂窩狀的一團(tuán)物料,針對(duì)生物質(zhì)加料難的問(wèn)題提出了一種新型的全由棉稈中的棉皮交錯(cuò)組成這團(tuán)物料隨著螺旋葉加料裝置在加料斗內(nèi)設(shè)置螺旋軸并進(jìn)行不同連接片的旋轉(zhuǎn)而貼壁旋轉(zhuǎn)。此時(shí)須停止電機(jī)將物料用軸和不同出口段的對(duì)比試驗(yàn)得出了如下結(jié)論:特制工具取出。1)隨著原始料位高度的增加出料延時(shí)減小,2.2連接軸形式對(duì)出料量的影響整個(gè)岀料過(guò)程出料均勻性更好但是要保證一定的通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)在軸上設(shè)置疏松裝置能對(duì)出料量需要有較高的螺旋轉(zhuǎn)速。物料起到一定的疏松作用這一點(diǎn)從物料表面的起(2)在連接軸上設(shè)置疏松裝置雖能起到一定伏現(xiàn)象可以看出。流線型葉片掃過(guò)的地方物料上的疏松作用但是其阻礙物料前進(jìn)作用更為明顯,下浮動(dòng)疏松物料破壞結(jié)拱或搭橋的形成。但是,這由于棉稈物料本身的特性即纖維狀或累狀物料較能很HE巾可N旦看出。大直徑螺旋葉片中國(guó)煤化頁(yè)使出料更穩(wěn)定但是多這些物料在攪拌過(guò)程中,極易纏繞在攪拌葉片加CNMHG上而且隨著時(shí)間的推移越纏越多嚴(yán)重影響了物3)圓形出料口出料均勻性更好方形出料口料的下移。這樣使葉片上面的物料嚴(yán)重結(jié)拱需要出料量時(shí)大時(shí)小但是其出料更順暢手動(dòng)破拱,才能繼續(xù)下料這一點(diǎn)在圖3、圖4中能(4)研究表明新型生物質(zhì)秸稈加料裝置可以明顯看出滿足生物質(zhì)燃燒試驗(yàn)的要求。盡管目前的加料量與第28卷第12期張勇等新型生物質(zhì)秸稈加料裝置及其性能試驗(yàn)工程實(shí)際需要存在較大的差別,但本文的研究為生tion of the influence of物質(zhì)加料裝置的工程設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供了重sition j]. 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