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生物质螺旋输送轴及其扩展部分 戴建军 约翰.格雷斯 摘要 生物质利用的关键是物料输送的成功，但输送的困难取决于物质的不均匀性，物理特性和水分的微粒含量。本研究的目的是确定堵塞机制，堵塞密封的圆锥和扩展部分的作用。木粒，锯末，猪饲料的输送是一种螺旋给料机/锁斗系统。实验结果表明，圆锥和扩展部分随着增加扭矩要求同时改进插头密封装置，其性能取决于生物质物理性质和螺旋给料机的特点。 引言 利用生物质原料中的能量产生热能，动力，液体燃料和氢，以及减少温室气体排放，在世界范围内不断增加。生物质利用过程，包括直接燃烧，气化和热解，已发展多年。一个关键问题是如何控制进入反应堆的物料量。生物质利用的主要问题是输送的堵塞，堵塞密封失效的反应堆。燃料输送问题常常阻碍机器的顺利运作。如果反应器工作在高压或高温的条件下，建立可靠的输送有了更多的挑战。 输送问题往往阻碍机器顺利运作。这样作为平均粒径，粒径分布，形状，表面颗粒特性粗糙度（如光滑，粗糙或锋利的边缘），密度，含水率内容，压缩性，柔韧性都可能影响成功输送。 在生物质能源利用过程，输送的类型及他们的组合已被报告，特别是料斗或者锁斗系统。螺旋送料器，旋转阀，活塞馈线和气动送料器。这些类型也可以结合起来，特别是连续输送。这些输送类型可处理各种固体，但它们与某些类型的限制生物质或批量输送。螺旋输送或活塞堵塞输送，常见于煤炭输送，生物质输送测试也做过。 罗伯茨分析了体积和力学特性，相对于散装固体画式螺旋送料器的进料料斗特点。对螺旋式和统一制订式的沿线分布的吞吐量进行了研究。于和阿诺德提出了一个理论模型，扭矩要求单螺杆送料器。他们假设负载在上料斗的散装固体螺旋给料机处并决定主要压力。考虑到在相邻的输送散装物料的边界，力加给5个表面。由于堵塞部分的短处，而忽略了堵塞部分的压制。 在低增压范围内（0.5 -1.5兆帕），生物质螺旋输送的种类和方式类似于活塞输送。一个螺旋给料机，要使螺旋输送的原料紧凑些，是通过减小输送通道或者是逐渐减少的螺距。这种螺旋输送形成了一个屏障，防止气体和床料从反应堆回流。 图1 生物质螺旋输送轴及其扩展部分 该生物质螺旋输送轴的入料口长度比一般的传统材料如煤炭更长，这是由于密封需要造成的。在本文中，对螺旋输送轴的入料口部分，包括圆锥及其扩展部分，在螺杆输送上进行了研究。提出的一种方法是分析锥形和扩展部分，防止较大的物料进入料斗内。机器的堵塞和生物质螺旋输送轴的锥形及其扩展部分预测的扭矩要求。预测结果与实际结果进行比较，本实验忽略温度和热效应。 2.实验装置，输送方法和材料 该生物质输送系统在实验中通常机构为图1和2形式。图1表现的为圆锥及其扩展部分。表1给出了料斗及其螺旋给料机的主要部分。木粒，锯末，木刨花和猪饲料都属于生物质材料。提供了聚乙烯颗粒作为参考材料进行比较。微粒材料的主要物理性能列于表2。生物质材料添加到较低的漏斗和平坦表面。一个变速直流电动机（0.56千瓦，保德的CDP 3440）调整了螺旋轴转速。一个秤（BC有限公司，型号：测量基数100，容量：50公斤，精度：0.02公斤）。连接到电脑记录材料的重量每两秒。一个扭矩测量仪（南希莫尔斯通和公司，型号：MCRT28004T 5-3，容量：± 565 NM，精度：≤± 0.1％满量程）和721型号电力仪器机器，安装在直流马达齿轮和下料斗螺丝扭矩测量仪器之间，并用速度为36赫兹的频率不停输送。在塞口处检测扭矩和转速的变化。所有数据都存储在计算机的数据采集处，用于以后的分析。为了确定扭矩和速度范围，每个给定的材料和相应条件的实验都进行2--5次。所有的测量在室温（20 ±2 ° C）及大气压力下进行。 图 2 生物质螺旋输送系统图标 每当填充料进入料斗的水平下降到一定值，就周期性的向螺旋轴内加料。在两分钟后达到平均速度，建立稳定的输送。进给速度和扭矩参数是时时进行分析的。当发生堵塞而传动不能进行时，手动将物料从螺旋输送轴送到料斗内，从而进行下一个循环。初步测的的料斗的三个数据为：高（0.60米），中（0.45米）和低（0.30米）。 表1 料斗和螺旋轴尺寸 螺旋轴 螺距 1，6和11毫米 螺旋片厚度 6.35毫米 垂直螺杆平均螺旋角 14° 材料 316SS 料槽 内径 102毫米 材料 碳钢 料槽 透明材料部分