【正文】 TORREFACTION FOR FUEL SWITCHING FROM COAL TO PURE BIOMASS INPOWER PLANTS. Proceedings of the ASME 2013 Power Conference，July 29August 1, 2013[21] （第四版）.北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社， 2010[22] ：機(jī)械工業(yè)出版社，2009[23] 江燕濤、王海、葉彪. 大型商業(yè)中心室內(nèi)空氣品質(zhì)分析及措施探討[J]. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào)，2003[24] 黃緒鏡. 百貨商場(chǎng)空調(diào)設(shè)計(jì)[M]. 北京：中國(guó)建筑工業(yè)出版社，1985[25] [J]. 暖通空調(diào)，1995 (6)：30～33[26] 羅青平、龍?zhí)煊?、楊玉? 室內(nèi)空氣品質(zhì)及其主要影響因素[J]. 建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2002[27] 馮圣洪、王先民. 倉儲(chǔ)自選式百貨商場(chǎng)空氣品質(zhì)影響因素分析[J]. 暖通空調(diào)，2000[28] Eero T. Ik228。heimonen, Seppo K. Hulkkonen, Peter C. E. Fabritius and EsaPekka J. Kapanen. Fluidized Bed Reheat Processes for Biomass Power Plant Applications. Nuclear Engineering Division, Power Division，July 30–August 3, 2012[29] Makoto Shibahara. Heat Transfer Performance of Twisted Heat Exchanger for Carbon Dioxide Gas in a Dispersed Power Plant System Using Marine Biomass Resource. 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Proceedings of the ASME 2014 8th International Conference on Energy Sustainability，June 30July 2, 2014[32] 蔣大龍. ， 中國(guó)礦業(yè)大學(xué)2016屆本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第201頁附錄附錄1 冷負(fù)荷計(jì)算表附錄2 熱負(fù)荷計(jì)算表附錄3 濕負(fù)荷計(jì)算表附錄4 送風(fēng)量計(jì)算表附錄5 風(fēng)機(jī)盤管計(jì)算表附錄6 風(fēng)機(jī)盤管風(fēng)口統(tǒng)計(jì)表附錄7 一次回風(fēng)散流器計(jì)算表附錄8 新風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管水力計(jì)算表 附錄10 一次回風(fēng)系統(tǒng)風(fēng)管水力計(jì)算表 附錄10 一次回風(fēng)系統(tǒng)水管水力計(jì)算表 附錄11 風(fēng)機(jī)盤管+新風(fēng)系統(tǒng)水管水力計(jì)算表 附錄12 制冷機(jī)房水管水力計(jì)算表附錄13 地下循環(huán)水管水力計(jì)算表附錄14風(fēng)機(jī)盤管+散流器系統(tǒng)出風(fēng)口管徑計(jì)算表專題論文 （中國(guó)礦業(yè)大學(xué)力學(xué)與建筑工程學(xué)院 建環(huán)12班 ）摘要 我國(guó)可再生能源產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,開發(fā)利用規(guī)模逐步擴(kuò)大,技術(shù)和裝備水平顯著提高,已成為能源發(fā)展中的重要組成部分,同時(shí)對(duì)我國(guó)社會(huì)發(fā)展有著極大的促進(jìn)意義。進(jìn)入21世紀(jì)，農(nóng)業(yè)節(jié)能減排逐漸引起人們的關(guān)注。通過對(duì)德州市2003—2008年碳源、碳匯進(jìn)行評(píng)價(jià)，結(jié)果表明：目前德州市碳匯能力有所欠缺，但通過合理規(guī)劃，減排增匯還有一定的上升潛力。關(guān)鍵詞 中國(guó)能源現(xiàn)狀 秸稈回收利用 秸稈燃燒危害 秸稈供熱1 中國(guó)能源及生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀 中國(guó)能源現(xiàn)狀明確中國(guó)能源的儲(chǔ)備狀況是研究中國(guó)能源可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ),是認(rèn)識(shí)中國(guó)能源結(jié)構(gòu)特征的前提。當(dāng)然,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步,能源的儲(chǔ)備狀況將會(huì)發(fā)生一些改變,但就全球及中國(guó)情況而言,能源儲(chǔ)備狀況仍處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。 生物質(zhì)能利用現(xiàn)狀魯西北地區(qū)農(nóng)村人口眾多,大多數(shù)農(nóng)戶仍采用直接燃燒木柴、稻稈等剩余物進(jìn)行取暖、燒飯,這些剩余物直接燃燒排放的二氧化碳量遠(yuǎn)大于制成生物質(zhì)能后燃燒所產(chǎn)生的二氧化碳量。生物質(zhì)可再生能源,如沼氣、稻稈的能源開發(fā)利用,是目前備受重視和關(guān)注的熱點(diǎn)問題。在各類的生物質(zhì)可再生能源中,林木生物質(zhì)含量巨大(占地球固定能量的90%),而且可以多形式利用,是替代化石燃料的一個(gè)極佳的選擇。且林木生物質(zhì)能是一種高效的清潔能源,其二氧化碳排放量幾乎為零,環(huán)境效益極高。因此,如果能實(shí)現(xiàn)對(duì)林木生物質(zhì)能源資源的高效利用,不僅可以減少人類對(duì)化石燃料的依賴,緩解能源供給的緊張局面,同時(shí),使用這種清潔能源還能減少對(duì)環(huán)境的污染,為改善氣候變暖做貢獻(xiàn),達(dá)到經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的和諧統(tǒng)一。2魯西北農(nóng)業(yè)區(qū)秸稈狀況調(diào)研與分析聊城市農(nóng)作物秸稈年擁有量300萬以上，除少部分用作飼料外，絕大部分放火燒掉。既浪費(fèi)了資源，又污染了空氣。新興的秸稈還田技術(shù)不夠完善，普通的秸稈還田增加了土壤的農(nóng)藥污染程度和病蟲害，大部分農(nóng)戶把桔桿堆積在村頭、路口，成為農(nóng)村新型垃圾。固體燃料在空氣中的燃燒屬多相擴(kuò)散燃燒。被析出的揮發(fā)分如果遇有適量的空氣（氧氣）并且又具有足夠高的溫度，那么它們就會(huì)著火燃燒起來，由于焦炭比揮發(fā)分難以著火，所以焦炭常在部分揮發(fā)分或甚至全部揮發(fā)分燒掉以后才開始燃燒。圖1. 固體燃料顆粒的燃燒過程焚燒秸稈將直接導(dǎo)致空氣中總懸浮顆粒數(shù)量增加,焚燒產(chǎn)生的滾滾濃煙中含有大量的ＣＯ、ＣＯＳＯ2等有毒有害氣體,會(huì)對(duì)人體健康產(chǎn)生不良影響。同時(shí)，秸稈焚燒,極易引燃周圍的易燃物,引發(fā)火災(zāi)。此外，秸稈焚燒也會(huì)對(duì)農(nóng)田的生態(tài)系統(tǒng)造成危害。3秸稈燃燒特性及供熱方式秸稈與煤相比具有以下幾個(gè)特點(diǎn):(1)低位發(fā)熱量相當(dāng)于標(biāo)準(zhǔn)煤發(fā)熱量的一半(約1000013000kJ/kg)左右。造成單位燃料消耗量大。同時(shí)秸稈細(xì)長(zhǎng)、密度小,使得燃料的體積很大。(2)揮發(fā)份較高(70%),著火溫度低,容易燃燒。但輻射熱少,影響鍋爐秸稈形狀。(3)灰份很低(10%),燃燒后灰渣量少。(4)灰熔點(diǎn)較低(1150℃),容易結(jié)焦。(5)含硫低(%),但含有氟、氯等元素,存在高溫腐蝕。(6)收到基全水分不定,10～40%。對(duì)燃燒、儲(chǔ)存、防腐造成影響。供熱能力： Q=燃 料： 秸稈，含水率20%，（）進(jìn)口水溫： 70。C經(jīng)過分析研究國(guó)內(nèi)外各種爐型，結(jié)合秸稈本身的特性，我們?cè)O(shè)計(jì)了下飼式的進(jìn)料方式。由于本設(shè)計(jì)采用下部進(jìn)料方式，新燃料并不是直接與高溫過熱煙氣相互接觸，延緩了揮發(fā)分的集中析出，使得揮發(fā)分析出的時(shí)間不是那么集中，從而有效的避免了爐膛溫度的波動(dòng)，而這一處理方法也使得燃燒更加穩(wěn)定；同時(shí)，干燥、干餾過程中所產(chǎn)生的揮發(fā)分只能通過高溫氧化層而不能通過其他位置，這樣一來，就使其能夠充分地燃燒。這種進(jìn)料方式充分地考慮了秸稈的自身特點(diǎn)，從而保證了秸稈清潔的燃燒，為秸稈鍋爐的簡(jiǎn)便、穩(wěn)定與高效運(yùn)行提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。 燃燒室的研究設(shè)計(jì)采用了雙燃燒室的設(shè)計(jì)方案。第一燃燒室為主燃區(qū)，設(shè)置在爐膛前部；第二燃燒室為輔助燃燒區(qū)，設(shè)置在爐膛的后部；兩者之間由擋火拱分隔。第一燃燒室的前部作為動(dòng)力燃燒區(qū)，這樣的設(shè)計(jì)依據(jù)爐拱的“再輻射”原理，設(shè)置拱形的前拱，那么在前拱的輻射作用下，就會(huì)使局部形成高溫區(qū)，這也就滿足了新燃料起燃的條件。在第一燃燒室的中部，是作為擴(kuò)散燃燒區(qū)，設(shè)有拱形的爐襯，這一部分的作用是保證燃料的充分燃燒，防止鍋筒過分吸收熱量，改變熱量的分布和運(yùn)動(dòng)方向，影響燃燒的穩(wěn)定；同時(shí)，在本設(shè)計(jì)中，還采用了推遲配風(fēng)法，向設(shè)備送強(qiáng)風(fēng)，有效的提高氣流的擴(kuò)散速度，形成一個(gè)強(qiáng)燃區(qū)，使得該部位的燃燒更加劇烈，以此保證燃料能夠充分燃盡。在第一燃燒室的尾部，設(shè)有擋火拱，對(duì)鍋爐中的高溫?zé)煔馄鸬揭欢ǖ淖钃踝饔?，使部分高溫?zé)煔庑纬苫亓?，增加了換熱面積，充分利用高溫?zé)煔獾臒崃?，并有效的?duì)高溫?zé)煔膺M(jìn)行降溫，使其能夠?qū)⒑蟛康母邷責(zé)煔饧捌渌鶖y帶的熾熱焦粒引導(dǎo)到前部，形成旋渦，明顯的提高前拱區(qū)域的溫度，從而強(qiáng)化輻射換熱，保證了在含水率較大的情況下燃料能順利起燃；同時(shí)，將后部的部分空氣引至前部，使其與前部的揮發(fā)分充分混合，以保證揮發(fā)分能夠燃盡。當(dāng)高溫?zé)煔馔ㄟ^擋火拱進(jìn)入第二燃燒室時(shí)，由于空間突然增加，高溫?zé)煔獾牧魉偌眲∠陆?，由慣性原理可知，煙氣中攜帶的部分碳粒和灰分將落入下面的積灰室。第二燃燒室為筒狀結(jié)構(gòu)，為未燃盡的揮發(fā)分和碳粒提供一個(gè)充分燃燒的空間通過第二燃燒室，燃料的燃燒將會(huì)更加充分；同時(shí)，作為輻射換熱區(qū)，可與鍋筒的工質(zhì)進(jìn)行充分的換熱進(jìn)一步利用剩余的熱量進(jìn)行熱量交換，有效的提高鍋爐的工作效率。采用這種雙燃燒室及擋火拱的結(jié)構(gòu)，不僅保證了燃料的充分燃燒，清除了煙氣中攜帶的大部分碳粒和灰分，而且有效地改善了燃燒與換熱的關(guān)系，進(jìn)一步提高了設(shè)備的工作效率。整體方案設(shè)計(jì)采用了煙、火管的形式，燃燒室作為火筒設(shè)置在鍋筒內(nèi)，且采用雙燃燒室及擋火拱的結(jié)構(gòu)。在采用了下飼式進(jìn)料方式的基礎(chǔ)上，為保證固定碳充分燃燒的時(shí)間，在第一燃燒室內(nèi)，設(shè)置了往復(fù)式爐排，將固相燃燒與氣相燃燒有機(jī)地結(jié)合在一起。同時(shí)，對(duì)流換熱面為兩行程的煙管，在設(shè)計(jì)過程中對(duì)輻射換熱面積與對(duì)流換熱面積進(jìn)行適當(dāng)?shù)姆峙洌员ＷC爐體結(jié)構(gòu)緊湊、簡(jiǎn)單。本研究設(shè)計(jì)主要是為了設(shè)計(jì)秸稈氣化燃?xì)庠O(shè)備以替代原有的其它燃料燃燒加熱設(shè)備，為年產(chǎn)2萬噸生物質(zhì)燃油的生物質(zhì)熱裂解液化裝置提供所需熱源。若年產(chǎn)2萬噸生物燃油，每年按300天(每天24h)計(jì)算，再考慮原料的轉(zhuǎn)化率(按60％計(jì)算)、損失率(可按5％計(jì)算)和含水率(按15％計(jì)算)因素，則通過計(jì)算可獲得生產(chǎn)過程各主要參數(shù)為：；熱載體原料(沙子)48．75t；熱載體由448。C加熱到600。C所需熱量9336．6KJ；燃燒機(jī)功率2．5935MW。由于秸稈氣化燃?xì)馊紵阅茌^差，燃燒機(jī)功率較大，所需燃?xì)饬髁亢艽?，故?duì)空氣流量和其混合方式要求較高。本燃燒機(jī)采用蝸殼式旋流提供空氣，即燃?xì)馊紵枰目諝馊坑晒娘L(fēng)機(jī)一次供給，這樣既可以精確控制空氣與燃?xì)獾牧髁浚挚梢栽龃笕紵龣C(jī)熱負(fù)荷調(diào)節(jié)的范圍。秸稈氣化燃?xì)獾墓┙o采用周邊和中心混合供氣的形式，燃?xì)庥芍苓吂夤芎椭行墓夤苌系乃呐湃細(xì)鈬娍状怪眹娙诵D(zhuǎn)的空氣流中。兩者強(qiáng)制混合后進(jìn)入火道燃燒。燃?xì)馍淞鞯牧髁亢团c其接觸的空氣流量之間應(yīng)按一定的比例控制，對(duì)于單向流動(dòng)的空氣流，容易實(shí)現(xiàn)燃?xì)饬髟诳諝饬髦械木鶆蚍峙?。?dāng)空氣流旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣的主要質(zhì)量集中在空氣通道的周邊上，因此燃?xì)獾闹饕|(zhì)量也應(yīng)分配在周邊上，以保證燃?xì)庠谧钚〉倪^?？諝鈼l件下完全燃燒。空氣旋轉(zhuǎn)時(shí)，空氣通道中間存在回流區(qū)，燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔庠诨亓鲄^(qū)還能夠預(yù)熱混合氣體，起到穩(wěn)定點(diǎn)火源的作用，保證燃燒機(jī)燃燒時(shí)不發(fā)生脫火現(xiàn)象。該燃燒機(jī)設(shè)計(jì)的噴頭熱強(qiáng)度為40103kW/m2，噴頭直徑290mm。按照旋轉(zhuǎn)空氣流向，先后采用周邊和中心供氣，兩次燃?xì)夤庀嗷クB加。參考文獻(xiàn)[1] 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