一种生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置的制作方法

1.本实用新型涉及燃煤耦合生物质发电技术领域，特别是涉及一种生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置。


背景技术：

2.2020年，我国电力行业的co2排放量占能源行业排放总量近50％，电力行业尤其是燃煤电厂减排进程直接影响“碳达峰”、“碳中和”整体进程。生物质作为一种碳中性的可再生燃料，在碳减排方面具有极大潜力，且现有燃煤电厂仅需进行少量改造即可掺烧生物质，能够利用现有高参数机组实现生物质的高效利用，燃煤耦合生物质发电已成为经济和技术最可行的碳减排手段。
3.生物质纤维含量高，破碎难度大。在燃煤锅炉中进行耦合掺烧时，生物质经燃烧器喷入炉膛，若生物质颗粒粒径过大，燃尽时间过长，可能引起锅炉尾部温度升高，受热面腐蚀、结渣，影响锅炉安全运行，以及引起灰渣含碳量升高，影响灰渣后续利用；若生物质颗粒粒径过小，则生物质燃料制备成本大大增加。合适的生物质颗粒粒径需要结合生物质在炉内停留时间和燃尽时间进行确定，其中停留时间可以通过炉膛尺寸及烟气流速等锅炉设计参数计算获得；而燃尽时间则需通过试验获得，通常经中试试验台架或实际锅炉上进行大规模生物质燃烧试验获得，但中试试验台架与实际锅炉燃烧环境具有较大差别，实际锅炉上的大规模生物质掺烧试验则流程复杂，成本高昂，均存在明显缺陷。
4.使用容器装载生物质颗粒，置于锅炉炉膛内部，定时取出观测其燃尽情况，可以用于简易测量生物质颗粒在炉内的燃尽时间。但是，现有测量生物质颗粒燃尽时间的容器，其本身具有较大的热容量，进入炉膛后，装置吸收的热量主要用于加热容器，生物质颗粒升温速率偏小；并且，容器对炉膛烟气有阻挡作用，阻碍了炉膛烟气与生物质颗粒的充分接触，降低了生物质颗粒的升温速率，使得测量得到的生物质颗粒在炉内的燃尽时间与实际燃尽时间相差较大。


技术实现要素：

5.鉴于以上问题，本实用新型的目的是提供一种生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置，以解决现有技术中，测量生物质颗粒燃尽时间的容器，使得生物质颗粒升温速率偏小，且阻碍炉膛烟气与生物质颗粒的充分接触，导致测量得到的生物质颗粒在炉内的燃尽时间与实际燃尽时间相差较大的问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.本实用新型所述生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置，包括探杆和用于盛放生物质颗粒的盛放网笼，所述盛放网笼可拆卸地安装在所述探杆的一端；所述盛放网笼呈长方体状，所述盛放网笼的六个面均为金属丝网，所述盛放网笼的顶部开设有开口，所述盛放网笼的相邻侧面固定连接，所述盛放网笼的四个侧面中的其中一个所述侧面向上延伸弯折形成盖合在所述开口上的顶面，所述顶面与四个所述侧面中的其他三个所述侧面可拆连接。
8.优选地，多个所述生物质颗粒平铺于所述盛放网笼的底面上。
9.优选地，所述盛放网笼的高度大于多个所述生物质颗粒中的最大粒径，且所述盛放网笼的高度小于多个所述生物质颗粒中的最小粒径的2倍。
10.优选地，所述金属丝网的直径的取值范围为0.01mm～0.1mm。
11.优选地，所述金属丝网的网孔孔径的取值范围为0.2mm～1mm。
12.优选地，所述探杆的端部抵在所述盛放网笼的顶面上。
13.优选地，所述探杆的材质为耐高温金属。
14.优选地，所述探杆包括竖直部和水平部，所述盛放网笼连接在所述竖直部的一端，所述水平部垂直固定在所述竖直部的另一端。
15.本实用新型实施例一种生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置与现有技术相比，其有益效果在于：
16.本实用新型实施例的生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置，在探杆上固定由金属丝网制作的盛放网笼，通过盛放网笼盛放生物质颗粒，金属丝网的热容量较小，不会明显影响炉内火焰及高温气流对生物质颗粒的加热过程，从而不会影响生物质颗粒的升温速率。并且，盛放网笼的六个面均为金属丝网，使得炉膛内高温烟气可以顺利进入盛放网笼，使得高温烟气可以与生物质颗粒充分的接触，从而避免盛放容器降低生物质颗粒的升温速率，提高生物质颗粒在炉内燃尽时间测量的准确度。
附图说明
17.图1是本实用新型实施例所述生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置的结构示意图；
18.图2是本实用新型实施例中盛放网笼的顶面封闭状态示意图；
19.图3是本实用新型实施例中盛放网笼的顶面打开状态示意图；
20.图中，1、探杆；11、竖直部；12、水平部；2、盛放网笼；21、顶面；22、侧面；23、底面；3、生物质颗粒。
具体实施方式
21.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
23.下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
24.如图1－图3所示，本实用新型实施例的一种生物质颗粒炉内燃尽时间测量装置，
包括探杆1和用于盛放生物质颗粒3的盛放网笼2，所述盛放网笼2可拆卸地安装在所述探杆1的一端；所述盛放网笼2呈长方体状，所述盛放网笼2的六个面均为金属丝网，金属丝网采用耐高温金属制作而成，可承受炉膛内部1300℃～1500℃的高温环境，所述盛放网笼2的顶部开设有开口，所述盛放网笼2的相邻侧面22固定连接，所述盛放网笼2的四个侧面22中的其中一个所述侧面22向上延伸弯折形成盖合在所述开口上的顶面21，所述顶面21与四个所述侧面22中的其他三个所述侧面22可拆连接，顶面21与其他三个侧面22可通过金属丝穿过金属丝网的网孔绑扎固定。
25.在探杆1上固定由金属丝网制作的盛放网笼2，通过盛放网笼2盛放生物质颗粒3，金属丝网的热容量较小，不会明显影响炉内火焰及高温气流对生物质颗粒3的加热过程，从而不会影响生物质颗粒3的升温速率。并且，盛放网笼2的六个面均为金属丝网，使得炉膛内高温烟气可以顺利进入盛放网笼2，使得高温烟气可以与生物质颗粒3充分的接触，从而避免盛放容器降低生物质颗粒3的升温速率，提高生物质颗粒3在炉内燃尽时间测量的准确度。
26.盛放网笼2中可放置一层或多层生物质颗粒3，优选地，盛放网笼2中仅放置一层生物质颗粒3，多个所述生物质颗粒3平铺于所述盛放网笼2的底面23上，防止生物质颗粒3在炉内气流的吹动下发生堆积。多个生物质颗粒3中的最大粒径小于多个生物质颗粒3中最小粒径的2倍。
27.进一步地，所述盛放网笼2的高度大于多个所述生物质颗粒3中的最大粒径，且所述盛放网笼2的高度小于多个所述生物质颗粒3中的最小粒径的2倍，以保证多个生物质颗粒3不会在盛放网笼2内上下堆积。若生物质颗粒3发生堆积，生物质堆内外的燃烧环境不一致，着火、燃尽时间有先有后，与炉内实际燃烧时生物质颗粒3呈现的单颗粒燃烧不一致，将影响燃尽时间的测量结果的准确性。
28.本实施例中，所述金属丝网的直径的取值范围为0.01mm～0.1mm，例如，金属丝网的直径可取值为0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm或0.09mm等。金属丝网的直径小，且热容量小，不会明显影响炉内火焰及高温气流对生物质颗粒3的加热过程。
29.本实施例中，所述金属丝网的网孔孔径的取值范围为0.2mm～1mm，例如，金属丝网的网孔孔径可取值为0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm或0.9mm等，以保证生物质颗粒3在基本燃尽前不会从网孔漏出，但炉膛高温烟气可以顺利进入盛放网笼2内。
30.本实施例中，所述探杆1的端部抵在所述盛放网笼2的顶面21上，探杆1与盛放网笼2的顶面21可绑扎固定，避免盛放网笼2在探杆1的下方晃动。进一步地，探杆1的端部抵在盛放网笼2的顶面21中心位置处，避免盛放网笼2倾斜。
31.优选地，所述探杆1的材质为耐高温金属，可承受炉膛内部1300℃～1500℃的高温环境。
32.本实施例中，所述探杆1包括竖直部11和水平部12，所述盛放网笼2连接在所述竖直部11的一端，所述水平部12垂直固定在所述竖直部11的另一端。水平部12方便手持，竖直部11方便将盛放网笼2放置于炉内。
33.本实用新型所述生物质颗粒3炉内燃尽时间测量装置的使用方法，包括以下步骤：
34.步骤s1，制作多只盛放网笼2，在每只盛放网笼2的内部放置一层同一粒径范围的
生物质颗粒3，使得放置于同一盛放网笼2内的生物质颗粒3的粒径相差不大；
35.步骤s2，将一只盛放网笼2安装在探杆1的端部，由观火孔迅速伸入炉膛内部，并开始计时；
36.步骤s3，经过一定时间(如5s)，将探杆1由观火孔迅速抽出，观察盛放网笼2中生物质颗粒3的燃尽情况；
37.步骤s4，重复上述步骤s2和步骤s3，并调整测量装置在炉内的停留时间，调整方法如下：若生物质颗粒3尚未燃尽，则下次试验时生物质颗粒3停留时间适当延长(如增加1s/0.5s/0.1s)；若生物质颗粒3已经燃尽，则下次试验时生物质颗粒3停留时间适当减少(如减少1s/0.5s/0.1s)。经过多次试验，可以得到该粒径范围的生物质颗粒3在炉内的燃尽时间。通过更换步骤s1中的生物质颗粒3的粒径范围，可测得不同粒径生物质颗粒3在炉内的燃尽时间。需要指出的是，当更换步骤s1中的生物质颗粒3的粒径范围时，需同步重新制作盛放网笼2，使得盛放网笼2的高度仅可放置一层生物质颗粒3。
38.利用锅炉设计资料中的炉膛尺寸及炉内烟气流速，可以计算出燃料颗粒在炉内的停留时间，将停留时间与本实用新型测量得到的生物质颗粒3燃尽时间相比较，若停留时间大于燃尽时间，则说明该粒径生物质颗粒3可以在炉内燃尽，若停留时间小于燃尽时间，则说明该粒径生物质颗粒3无法在炉内彻底燃尽，由此，可以选取合适的生物质颗粒粒径，用于生物质在燃煤锅炉中的掺烧。
39.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。