中国农业科技导报 ›› 2023, Vol. 25 ›› Issue (10): 109-118.DOI: 10.13304/j.nykjdb.2022.0150
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邵东伟(), 刘文斌, 栾积毅(
), 韩平, 钟海涛, 冯海城
收稿日期:
2022-03-02
接受日期:
2022-10-24
出版日期:
2023-10-15
发布日期:
2023-10-27
通讯作者:
栾积毅
作者简介:
邵东伟 E-mail: sdw@jmsu.edu.cn;
基金资助:
Dongwei SHAO(), Wenbin LIU, Jiyi LUAN(
), Ping HAN, Haitao ZHONG, Haicheng FENG
Received:
2022-03-02
Accepted:
2022-10-24
Online:
2023-10-15
Published:
2023-10-27
Contact:
Jiyi LUAN
摘要:
为了研究不同过量空气系数(α)对生物质成型燃料层燃特性的影响,以我国东北粮食主产区典型的玉米秸秆颗粒燃料为研究对象,搭建生物质成型燃料固定床试验台,模拟生物质成型燃料沿炉膛高度和炉排行进方向上的燃烧过程,分别进行了风量为30、40、50、60和70 Nm3·h-1共5个工况的25组燃烧试验。应用巡检仪采集试验数据,采集步长为1 min,将采集到的数据用矩阵化、多项式拟合等方法进行处理分析。结果表明:当一次风量(Qao)≥50 Nm3·h-1时,燃料的着火延迟时间(td)、火焰向下传递速率(Rf)及灰渣中可燃物含量(ηa)均随Qao的增加而降低;当Qao<50 Nm3·h-1时,燃料的td、Rf、ηa参量均随Qao的增加而增加;在距离炉排高度200~150和100~50 mm燃烧区内,随着Qao的增加,Rf呈现先减小后增大的趋势。在距离炉排高度150~100 mm燃烧区内,当Qao≤40 Nm3·h-1时,Rf随Qao的增加而增加,当Qao>40 Nm3·h-1时,Rf趋于平稳。由试验分析可知,当Qao的值为50 Nm3·h-1(α的值为1.163)时,td为3.34 min,燃烧温度水平较高且时间较短(约为45 min),燃烧后ηa为0.71%,层燃特性较为理想。
中图分类号:
邵东伟, 刘文斌, 栾积毅, 韩平, 钟海涛, 冯海城. 玉米秸秆颗粒燃料层燃特性研究[J]. 中国农业科技导报, 2023, 25(10): 109-118.
Dongwei SHAO, Wenbin LIU, Jiyi LUAN, Ping HAN, Haitao ZHONG, Haicheng FENG. Study on Layer Combustion Characteristics of Corn Straw Pellets[J]. Journal of Agricultural Science and Technology, 2023, 25(10): 109-118.
样品 Sample | 工业分析 Industrial analysis/wt% | 元素分析 Elemental analysis/wt% | 低位发热量 Low calorific value/(kJ·kg-1) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水分Mar | 灰分Aar | 挥发分Var | 固定碳FCar | 碳Car | 氢Har | 氧Oar | 氮Nar | 硫Sar | ||
玉米秸秆颗粒燃料 Corn stalk pellet fuel | 7.80 | 17.68 | 61.93 | 12.59 | 38.04 | 3.92 | 31.70 | 0.78 | 0.08 | 13 377 |
表1 玉米秸秆颗粒燃料工业分析和元素分析
Table 1 Industrial analysis and elemental analysis of corn stalk pellet fuel
样品 Sample | 工业分析 Industrial analysis/wt% | 元素分析 Elemental analysis/wt% | 低位发热量 Low calorific value/(kJ·kg-1) | |||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
水分Mar | 灰分Aar | 挥发分Var | 固定碳FCar | 碳Car | 氢Har | 氧Oar | 氮Nar | 硫Sar | ||
玉米秸秆颗粒燃料 Corn stalk pellet fuel | 7.80 | 17.68 | 61.93 | 12.59 | 38.04 | 3.92 | 31.70 | 0.78 | 0.08 | 13 377 |
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 过量空气系数 Excess air factor |
---|---|
30 | 0.861 |
40 | 1.049 |
50 | 1.163 |
60 | 1.307 |
70 | 1.663 |
表2 一次风量和过量空气系数
Table 2 Primary air flow and excess air coefficient
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 过量空气系数 Excess air factor |
---|---|
30 | 0.861 |
40 | 1.049 |
50 | 1.163 |
60 | 1.307 |
70 | 1.663 |
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 着火延迟时间 Ignition delay time/(min) |
---|---|
30 | 6.36 |
40 | 6.09 |
50 | 3.34 |
60 | 8.28 |
70 | 9.77 |
表3 不同风量下着火延迟时间
Table 3 Ignition delay time at different air volumes
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 着火延迟时间 Ignition delay time/(min) |
---|---|
30 | 6.36 |
40 | 6.09 |
50 | 3.34 |
60 | 8.28 |
70 | 9.77 |
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 灰渣中可燃物含量 Combustible content in ash residue/% |
---|---|
30 | 0.89 |
40 | 0.79 |
50 | 0.71 |
60 | 0.73 |
70 | 1.47 |
表4 灰渣中可燃物含量
Table 4 Flammable content in ash residue
一次风量 Primary air flow/(Nm3·h-1) | 灰渣中可燃物含量 Combustible content in ash residue/% |
---|---|
30 | 0.89 |
40 | 0.79 |
50 | 0.71 |
60 | 0.73 |
70 | 1.47 |
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