谈生物质颗粒杀青热风炉优化设计

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摘要：针对杀青机用热风炉进行优化设计，根据生物质颗粒燃烧特点和热风需求量和温度设计热风炉，为杀青机提供持续、优质的热风。实现产热换热效率提高的同时降低成本和实现绿色发展。

关键词：生物质；热风炉；换热装置

1研究现状

生物质能是仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源，并且生物质能源来源于光合作用是一种绿色、清洁、取之不尽的能源。目前传统滚筒杀青机采用燃柴、燃煤、电热管等方式加热，燃柴和燃煤加热方式落后，温度难以控制，加热不均匀，污染环境，浪费资源；电热管加热存在热损失大、效率低、设备使用寿命短、热惯性大等问题。本文研究了一种生物质颗粒新型热风炉，并进行了优化设计。

2热风炉设计

2.1燃烧室结构设计

新型生物质颗粒热风炉由燃烧室和换热装置两部分组成，为提高生物质颗粒燃烧产热效率和换热装置换热效率，燃烧室和换热装置均采用两级结构。图1为燃烧室三维结构示意图，在一次燃烧管右侧设置有进料口，燃烧管贯穿整个燃烧室，是生物质颗粒进行一次低氧燃烧产生可燃性气体的主要场所。通风口可以精确定量的调节进入燃烧管的空气的量，确保一次燃烧管内生物质颗粒能够进行低氧燃烧产生可燃性气体。出料口设置在左侧空腔底部，这样既可以确保生物质颗粒燃烧效率的提高又可以将其顺利及时的排出。当生物质颗粒在一次燃烧管内低氧产生的可燃性气体与空气的混合气体到达最左端的空腔后经过分布在一次烧管周围的折流圆管到达二次燃烧室内，在二次配风和折流板的共同作用下使得燃气在二次燃烧室内与氧气充分混合燃烧产生热量。图2为燃烧室剖面图，图中尺寸即为燃烧室真实尺寸。左图为燃烧室纵向剖面图中心为一个直径200mm的圆管，其周围对称分布有直径70mm的折流圆管。右图为燃烧室横向剖面图，整个燃烧室长1300mm，宽600mm，高600mm。其中折流圆管长600mm安装在左端空腔与二次燃烧室之间，二次燃烧室内折流板与竖直方向夹角30°，其竖直高度为500mm，在燃烧室右下角设置一个二次进风口，为燃气充分燃烧提供足够的氧气，同时可以将燃烧后产生的高温燃气及时鼓入换热装置内。

2.2换热装置选择与设计

对于换热装置采用两级换热的方式将换热效率进一步提升。一级换热装置采用成本低，便于维护的圆管换热器，内部结构如图3。圆管换热器由顶盖、上下盖板、换热圆管和密封垫片构成，通过螺栓连接将顶盖、上下盖板、和燃烧室连接成一个整体，同时由于螺栓的拧紧作用将密封垫片压紧提高整体的密封性能。二次燃烧室产生的高温废气经过圆管内部由换热管道进入二级换热装置中。圆管壁为金属材料制成具有较好的导热性，高温废气中的热量经管壁将热量辐射到清洁冷空气当中，在换热过程中为了使清洁空气在圆管换热腔内部流程增大，在换热腔内部设置两个金属挡板同上下盖板共同构成密封的S型流动空腔。二级换热装置采用对流循环换热的方式进行热量交换，原理图如图4，废气从右端向左端流动，清洁空气从右端向左端流动。加上金属挡板构成的循环空腔使气流在二级换热装置内部的相对流程增大，热量交换更加充分。经过一次换热之后的剩余热量最终将再次被利用，进一步降低了出口废气温度最大限度的提高了换热效率。

3结论

生物质颗粒热风炉具有绿色环保、产热稳定效率高的特点，通过优化设计改进燃烧室结构，设置一次低氧燃烧、二次配风和二次燃烧的整体结构，使生物质颗粒在燃烧室内部能够充分燃烧产热。换热器的第一级采用结构简单的圆管换热装置，将部分热量转移至清洁冷空气当中，在经过二级对流循环换热装置将剩余热量尽可能的转移至清洁空气中，为后续的杀青工作产生足够热风。

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作者：张成茂 左家乐 邢明明 顾宗磊 单位：临沂大学