第28卷第12期水利電力機械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)置螺旋軸對不同連接軸和不同岀口段形式進行了對比試驗并對岀料量進行了測定。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大時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)加料對比試驗中圖分類號TK6文獻標識碼B文章編號1006-6441(2006)12-0060-040引言目前國內(nèi)對生物質(zhì)能的利用研究較多11但對于生物質(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。本文針對這個問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)成為國內(nèi)外研究人員的一個重要課題。出口段并分別進行了對比試驗。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)對燃料的適應(yīng)1.1試驗裝置性廣,可以處理任何生物質(zhì)物質(zhì)氣化技術(shù)效率試驗所用加料斗主要組成部件如圖1所示。擺高對環(huán)境污染小具有顯著的經(jīng)濟效益、社會效益線針輪減速機的速比為23:1實際輸岀轉(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)工作的順利進者可互換。加料斗岀口段有圓形和方形2種形式。行。可以這么說加料的成功與否直接決定了試驗1.2試驗物料和生產(chǎn)的成功與否。對于整個加料系統(tǒng),關(guān)鍵問題本次試驗所用生物質(zhì)為棉稈產(chǎn)自于山東省無在于加料斗的設(shè)計加料斗的的設(shè)計是一個看似簡棣縣其空氣干燥基水分含量為8.5%。試驗棉稈由單實為復(fù)雜的問題北京順誠明星農(nóng)牧機械廠生產(chǎn)的9QS-1300型切碎在加料斗設(shè)計中梁耀相φ提岀在加料斗中設(shè)機進行切碎該切碎機主要用來切碎生物質(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。這些裝置針對的是小粒徑、窄形狀CNMHG7kgm3。其形狀主要篩分物料而且沒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,長度在2~14問題同時設(shè)備的放大十分困難cm之間大部分都是相互交錯纏繞在一起二是由濃即3隊男江人東南大學(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A1擺線針輪減速機;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:10變頻調(diào)速器;11.計裝置圖1加料系統(tǒng)及新型加料斗簡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。試驗時明顯發(fā)現(xiàn)不管加5mm之間,長度在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啟動后岀料量有一個延時過程尺寸分布如表1所示。大概為1min之后出料才開始正常但是料位越高1.3試驗方法延時越短料位越低延時越長。這主要是由于物料試驗時在加料斗下方放置鏈板輸送機以模擬在塑料袋中堆放時間過長尺寸短小的物料從空隙真實的加料情況。試驗方法是,首先在計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)然后依次開啟鏈交錯的纖維倒在加料斗中的物料剛好是處于最底板輸送機和擺線針輪減速機通過變頻調(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小于物螺旋轉(zhuǎn)速使岀料量穩(wěn)定在一定的值。通過計量裝料尺寸故不可能從空隙處漏到鏈板杋上。同時物置記錄出料量觀察岀料量的變化情況及加料斗內(nèi)物料的移動情況分析影響加料量的各種因素。每次試驗在加料斗內(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。同時改變連接軸和加料斗出口段的形式觀察此時出料量的變化情況及加料斗內(nèi)物料的移動情況。2試驗結(jié)果與分析2.1原始料位高度對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,出料量隨時間的變中國煤化工表1切割后棉稈尺TYHCNMHG量隨時間的變化規(guī)律稈徑棉皮質(zhì)量合整數(shù)03274138415471027925.875611.374.71694237162水利電力機械2006年12月在換成大直徑螺旋葉片的試驗中物料不斷地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地補充到螺旋葉片中此時已完全看不到物料的搭橋和起拱現(xiàn)象。從中也說明物料的連續(xù)運動,可以防止結(jié)拱和搭橋的產(chǎn)生。本次試驗中設(shè)計的加料斗主要是為了滿足生物質(zhì)秸稈燃燒試驗的需要故其內(nèi)徑設(shè)計為1000mm而大直徑螺旋葉片的直徑5為500mm這樣一來料斗的容量明顯減少從原來的120kg減少為106kg2.3不同加料斗出口段對出料量的影響圖3原始料位為40kg時出料量隨時間的變化規(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。試驗螺旋軸轉(zhuǎn)速:n=l5r/min時發(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大時小出料量大主要是料從出料口直角空隙處漏下來的,該處的空隙較大導(dǎo)致出料書20量也大。但是,試驗也發(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)致整個物料停止不前螺旋葉片帶動不了物料只能在中間空轉(zhuǎn)時間r/min圖4原始料位為70kg時岀料量隨時間的變化規(guī)律料也不能自然填充到螺旋葉片中故螺旋軸旋轉(zhuǎn)段時間后物料才可能進入葉片中從而順利出料。在整個出料過程中中間時段出料較均勻。等料位到錐段1/3處時出料量明顯變少此時從表面度到錐段1/3處時基本上不出料了。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)基本上看不到細小的棉稈。在加料量為40kg的試驗中等料位高料時發(fā)現(xiàn)在螺旋葉片周圍岀現(xiàn)蜂窩狀的一團物料,針對生物質(zhì)加料難的問題提出了一種新型的全由棉稈中的棉皮交錯組成這團物料隨著螺旋葉加料裝置在加料斗內(nèi)設(shè)置螺旋軸并進行不同連接片的旋轉(zhuǎn)而貼壁旋轉(zhuǎn)。此時須停止電機將物料用軸和不同出口段的對比試驗得出了如下結(jié)論:特制工具取出。1)隨著原始料位高度的增加出料延時減小,2.2連接軸形式對出料量的影響整個岀料過程出料均勻性更好但是要保證一定的通過對比試驗發(fā)現(xiàn)在軸上設(shè)置疏松裝置能對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。流線型葉片掃過的地方物料上的疏松作用但是其阻礙物料前進作用更為明顯,下浮動疏松物料破壞結(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煤化頁使出料更穩(wěn)定但是多這些物料在攪拌過程中,極易纏繞在攪拌葉片加CNMHG上而且隨著時間的推移越纏越多嚴重影響了物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重結(jié)拱需要出料量時大時小但是其出料更順暢手動破拱,才能繼續(xù)下料這一點在圖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工程實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)計和結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化提供了重sition j]. 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