專利名稱：秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種采暖技術(shù)領(lǐng)域的燃?xì)忮仩t，具體地說，涉及的是一種秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
生物質(zhì)氣化是有效利用生物質(zhì)能的主要途徑之一。利用秸稈氣化燃?xì)膺M(jìn)行民用炊事和采暖，不僅可以使農(nóng)民用上管道燃?xì)?，改善農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境，提高農(nóng)民生活質(zhì)量，為農(nóng)民提供高效、方便的能源，還可以提高秸稈利用效率，節(jié)約能源，減少環(huán)境污染。目前，秸稈氣化燃?xì)庵饕獞?yīng)用于農(nóng)戶炊事，很少應(yīng)用于農(nóng)戶采暖。在北方寒冷地區(qū)，冬季采暖用能占農(nóng)村總能耗的80%左右，所以研究一種秸稈氣化燃?xì)獠膳仩t意義非常重大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述不足，提供一種秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，將拓寬秸稈氣化集中供氣技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，解決寒冷地區(qū)冬季農(nóng)戶的采暖問題，也可將秸稈燃?xì)鈶?yīng)用于溫室種植、畜舍采暖、烤煙和糧食烘干等領(lǐng)域。為實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟第一步，對住房的熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，得出住房所需熱負(fù)荷，以此作為采暖鍋爐熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)依據(jù)；第二步，秸稈燃?xì)饪扇汲煞旨盁嶂档拇_定；第三步，燃燒器的設(shè)計(jì)，包括燃燒器形式的選擇，烘燒器結(jié)構(gòu)尺寸的確定；第四步，根據(jù)上述步驟的結(jié)果進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對鍋爐的熱性能指標(biāo)進(jìn)行了測試。所述第一步中，房屋設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是確定采暖鍋爐熱負(fù)荷的依據(jù)。由于農(nóng)戶住宅形式差異較大，故本發(fā)明采用面積熱指標(biāo)法來概算房屋采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。所述第二步中，選定秸稈燃?xì)鈿庠?，秸稈燃?xì)饪扇汲煞趾蜔嶂涤赊r(nóng)業(yè)部節(jié)能產(chǎn)品及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心實(shí)際測得。所述第三步中，燃燒器形式為擴(kuò)散式兩通道圓環(huán)形燃燒器。所述第三步中，根據(jù)不同通道直徑與不同火孔直徑的配比關(guān)系試驗(yàn)，可知通道面積與火孔面積比為1/10-1/5時(shí)，秸稈燃?xì)馊紵隣顩r穩(wěn)定，故分別選取內(nèi)、外通道直徑為15mm和20mm。通過計(jì)算，確定內(nèi)、外通道面積與內(nèi)、外圈火孔面積比分別為1 4. 2和 1 · 5 · 3 ο所述第四步中，由于戶用采暖鍋爐尺寸比較小，工況不穩(wěn)定，因此鍋爐換熱面積可利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來估算，即每4. 2MJ有效供熱量輻射換熱面積為0. 009 0. Ollm2 ；對流換熱面積為0. 07 0. 09m2。鍋爐有效供熱量為12225W，據(jù)此計(jì)算得出鍋爐的輻射換熱面積為 0. 095 0. 116m2，對流換熱面積為0. 736-0. 946m2，據(jù)此設(shè)計(jì)出鍋爐結(jié)構(gòu)形式及尺寸。
采用上述的技術(shù)方案，本發(fā)明成功地研制出了秸稈氣化燃?xì)忮仩t，將拓寬秸稈氣化集中供氣技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，解決寒冷地區(qū)冬季農(nóng)戶的采暖問題，也可將秸稈燃?xì)鈶?yīng)用于溫室種植、畜舍采暖、烤煙和糧食烘干等領(lǐng)域。通過測試得出秸稈燃?xì)獠膳仩t平均火力強(qiáng)度為15. 2kW，運(yùn)行熱效率為76. 1%，鍋爐各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，超過了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，能夠滿足農(nóng)村用戶冬季采暖需求，適合農(nóng)村用戶的使用。


圖1為本發(fā)明一實(shí)施例中燃燒器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為本發(fā)明一實(shí)施例中采暖鍋爐設(shè)計(jì)原理示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖以及實(shí)施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的解釋，但是以下的內(nèi)容不用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。實(shí)施例本實(shí)施例提供一種秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，以北方農(nóng)村采暖面積為50rn2 的住房為例，進(jìn)行秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)1、采暖鍋爐熱負(fù)荷的計(jì)算房屋設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是確定采暖鍋爐熱負(fù)荷的依據(jù)。由于農(nóng)戶住宅形式差異較大， 故本設(shè)計(jì)采用面積熱指標(biāo)法來概算房屋采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。選取單位面積供暖熱指標(biāo)％為 81. 5W/m2，農(nóng)戶住宅采暖面積F為50m2，農(nóng)戶房屋設(shè)計(jì)熱負(fù)荷Q為Q = qfF = 81. 5x50 = 4075W由于農(nóng)戶每天供暖時(shí)間一般為他左右，故鍋爐供暖有效熱負(fù)荷Glg為Qg = Qx (24/8) = 12225W采暖鍋爐的熱效率為60%，采暖鍋爐名義熱負(fù)荷Q'為Q' = Qg/60%= 20375W = 20. 375kff2、秸稈燃?xì)饪扇汲煞旨盁嶂档拇_定秸稈燃?xì)鈿庠催x定在黑龍江省海倫縣江頭村秸稈氣化站，秸稈燃?xì)饪扇汲煞趾蜔嶂?表1)由農(nóng)業(yè)部節(jié)能產(chǎn)品及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心(哈爾濱)實(shí)際測得。表1秸稈燃?xì)獾目扇汲煞旨盁嶂?br> 秸稈燃?xì)饪扇汲煞纸斩捜細(xì)鉄嶂礧,
CO H2 CH4C Hkj/m313.67 13.1 1.951.04 440.343、燃燒器的設(shè)計(jì)3. 1燃燒器形式的選擇試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，秸稈燃?xì)庵锌扇細(xì)怏w含量較低，燃?xì)鉄嶂递^低，如果預(yù)先混入一次空氣，燃?xì)獠灰c(diǎn)火燃燒，因此確定燃燒器形式為擴(kuò)散式兩通道圓環(huán)形燃燒器。結(jié)構(gòu)如圖1所示。3. 2烘燒器結(jié)構(gòu)尺寸的計(jì)算
秸稈燃?xì)庀牧縦為Lg = Q' /H1 = 20. 375/4440. 34 = 16. 52m3/h取火孔L燃?xì)獬隹谒俣萔p為1. 9m/s,則火孔總面積Fp為Fp = Lg/vp = 4. 59χ1(Γ3/1· 9 = 2416mm2選取火孔直徑dp為4mm，則火孔總數(shù)目為
權(quán)利要求
1.一種秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括如下步驟第一步，對住房的熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，得出住房所需熱負(fù)荷，以此作為采暖鍋爐熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)依據(jù)；第二步，秸稈燃?xì)饪扇汲煞旨盁嶂档拇_定；第三步，燃燒器的設(shè)計(jì)，包括燃燒器形式的選擇，烘燒器結(jié)構(gòu)尺寸的確定；第四步，根據(jù)上述步驟的結(jié)果進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對鍋爐的熱性能指標(biāo)進(jìn)行了測試。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述第一步中， 房屋設(shè)計(jì)熱負(fù)荷是確定采暖鍋爐熱負(fù)荷的依據(jù)，采用面積熱指標(biāo)法來概算房屋采暖設(shè)計(jì)熱負(fù)荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述第二步中， 選定秸稈燃?xì)鈿庠?，秸稈燃?xì)饪扇汲煞趾蜔嶂涤赊r(nóng)業(yè)部節(jié)能產(chǎn)品及設(shè)備質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)測試中心實(shí)際測得。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述第三步中， 燃燒器形式為擴(kuò)散式兩通道圓環(huán)形燃燒器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述第三步中，根據(jù)不同通道直徑與不同火孔直徑的配比關(guān)系試驗(yàn)，可知通道面積與火孔面積比為 1/10-1/5時(shí)，分別選取內(nèi)、外通道直徑為15mm和20mm，通過計(jì)算，確定內(nèi)、外通道面積與內(nèi)、 外圈火孔面積比分別為1 4.2和1 5.3。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述第四步中，鍋爐換熱面積利用經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來確定，即每4. 2MJ有效供熱量輻射換熱面積為0. 009 0. Ollm2 ；對流換熱面積為0. 07 0. 09m2 ；鍋爐有效供熱量為12 225W，據(jù)此得出鍋爐的輻射換熱面積為0. 095 0. 116m2，對流換熱面積為0. 736-0. 946m2，據(jù)此設(shè)計(jì)出鍋爐結(jié)構(gòu)形式及尺寸。
全文摘要
本發(fā)明公開一種秸稈氣化燃?xì)忮仩t的設(shè)計(jì)方法，包括如下步驟第一步，對住房的熱負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算，得出住房所需熱負(fù)荷，以此作為采暖鍋爐熱負(fù)荷的設(shè)計(jì)依據(jù)；第二步，秸稈燃?xì)饪扇汲煞旨盁嶂档拇_定；第三步，燃燒器的設(shè)計(jì)，包括燃燒器形式的選擇，烘燒器結(jié)構(gòu)尺寸的確定；第四步，根據(jù)上述步驟的結(jié)果進(jìn)行鍋爐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，同時(shí)對鍋爐的熱性能指標(biāo)進(jìn)行了測試。本發(fā)明成功地研制出了秸稈氣化燃?xì)忮仩t，將解決寒冷地區(qū)冬季農(nóng)戶的采暖問題，也可將秸稈燃?xì)鈶?yīng)用于溫室種植、畜舍采暖、烤煙和糧食烘干等領(lǐng)域，鍋爐各項(xiàng)性能指標(biāo)達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，超過了設(shè)計(jì)的預(yù)期效果，能夠滿足農(nóng)村用戶冬季采暖需求，適合農(nóng)村用戶的使用。
文檔編號F24H1/22GK102338459SQ201010231758
公開日2012年2月1日 申請日期2010年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月20日
發(fā)明者張海, 王雅, 高波 申請人:上海紫成信息科技有限公司