農(nóng)產(chǎn)品加工是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中重要的環(huán)節(jié)。生產(chǎn)過程中,主要依靠煤、電和氣作為能量供給來源,生產(chǎn)成本高,造成環(huán)境污染。農(nóng)作物秸稈的利用一直是困擾人們的難題,蒸汽爆破后的秸稈經(jīng)過加工可以作為奶牛飼草,但是秸稈爆破所需的能源成本制約了秸稈的利用。以太陽能產(chǎn)生的蒸汽,可以為秸稈蒸汽爆破提供能量來源,解決了秸稈爆破和發(fā)酵加工過程中的能源問題,并大幅度降低了處理成本。太陽能是一個受天氣和時間影響的非連續(xù)性能源,以特殊加工處理的牛糞為生物質(zhì)燃料的鍋爐作為太陽能蒸汽發(fā)生裝置外的輔助蒸汽能源,彌補了太陽能的不足,保證了蒸汽全天候供應,同時可以控制加工成本。文章針對大型畜牧養(yǎng)殖場設計的一種太陽能-生物質(zhì)燃料鍋爐,該鍋爐產(chǎn)生的蒸汽,通過對秸稈進行蒸汽爆破預處理,加工秸稈飼料,從而達到節(jié)能減排的目的。1.以提高太陽能蒸汽發(fā)生裝置集熱效率為目標,設計了太陽能蒸汽系統(tǒng)的控制方案,基于PLC,建立了太陽能蒸汽測控系統(tǒng)。2.根據(jù)太陽能與生物質(zhì)燃料鍋爐的特性,研制了以太陽能蒸汽發(fā)生裝置與鍋爐的聯(lián)立方法,達到了蒸汽混合系統(tǒng)中各部分的控制要求。完成了混合蒸汽供給控制系統(tǒng)的軟硬件設計,根據(jù)PLC實時采集的參數(shù),協(xié)調(diào)了太陽能與生物質(zhì)鍋爐的蒸汽供給控制,實現(xiàn)太陽能蒸汽發(fā)生裝置的最大化利用。3.研制了蒸汽換熱罐。利用太陽能蒸汽混合系統(tǒng),實現(xiàn)了對發(fā)酵裝置的保溫控制。4.進行了太陽能蒸汽混合系統(tǒng)的試驗設計,通過試驗結果,驗證了太陽能蒸汽混合系統(tǒng)滿足要求。與燃煤鍋爐進行了對比試驗,產(chǎn)生一噸蒸汽可節(jié)省165kg煤。
【學位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2015
【中圖分類】：S216.2
【部分圖文】：

2.1 太陽能混合蒸汽系統(tǒng)工作原理太陽能集熱器、太陽能蒸發(fā)罐以及循環(huán)泵形成了太陽能內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)；太陽能與蒸發(fā)罐之間不斷進行熱量交換，從而累積熱量，為汽爆系統(tǒng)提供蒸汽。太陽能集熱器，補水泵，蒸發(fā)罐以及牛糞煤鍋爐形成了太陽能外循環(huán)系統(tǒng)；外循環(huán)系統(tǒng)是太陽能蒸汽混合系統(tǒng)的補水系統(tǒng)，保證太陽能、鍋爐保持在正常工作水位。烘干桶，烘干進出料以及成型機形成了牛糞煤燃料生產(chǎn)系統(tǒng)。新鮮的牛糞經(jīng)固液分離，晾曬，進入車間，由鍋爐尾氣進行二次烘干，烘干后的牛糞經(jīng)成型機加工后，得到牛糞煤。當天氣狀況良好時，太陽能可以為汽爆直接提供蒸汽；當陰雨天時，太陽能作為鍋爐的低溫補熱，由鍋爐供給汽爆所需蒸汽�；旌险羝到y(tǒng)供給的蒸汽通入汽爆罐中，汽爆罐內(nèi)壓力達到 1.1MPa 時，維壓 8min 后泄壓，達到破壞秸稈中木質(zhì)素的目的。汽爆后的秸稈經(jīng)過攪拌接種，壓實后，進入發(fā)酵隧道發(fā)酵。秸稈蒸汽爆破加工流程如圖 2-1 所示。

圖 2-3 太陽能集熱器工質(zhì)走向圖Figure 2-3 The Water Vapor Profile of Solar Heat Collector圖 2-3 是太陽能集熱器的工質(zhì)走向圖，太陽能集熱器經(jīng)由多級補水泵向 U 型管內(nèi)補水，U 型管中工質(zhì)在補水泵高壓作用下，逐漸向前推動，此時排水閥和蒸汽輸出閥關閉。其中太陽能集熱器與蒸發(fā)罐相連，蒸發(fā)罐內(nèi)液位表征太陽能集熱器內(nèi)工質(zhì)水位狀態(tài)，當蒸發(fā)罐內(nèi)液位達到指定位置時，則太陽能集熱器內(nèi)補水完畢。太陽能集熱器集熱過程中，集熱器通過全玻璃偏心聚光真空管吸收太陽輻射能，熱量由導熱片傳遞至 U 型管，從而使 U 型管內(nèi)工質(zhì)溫度上升，直至產(chǎn)生蒸汽。蒸汽產(chǎn)生的過程中，不斷向上運動，進入蒸發(fā)罐內(nèi)，進行熱量的累積。當用戶端需要蒸汽時，打開蒸發(fā)罐的蒸汽輸出閥，蒸汽便可通入用戶端，供秸稈蒸汽爆破所利用。2.2.3 太陽能集熱面積的確定太陽能集熱器一天所能提供的總熱量:Q=p×s×t=300w/m2×3600s×s×6=6480sKJ式中p為太陽能集熱器每平米的集熱功率，s為太陽能集熱器的集熱面積，t為太

太陽能集熱器內(nèi)的工質(zhì)消耗，保證蒸汽持續(xù)供給。1. 溫度傳感器 2. 溫度表 3. 壓力表 4. 安全閥 5. 電極式液位傳感器 6. 框架及保溫層圖2-4 蒸發(fā)罐結構圖Fig. 2-4 Framework of evaporating pot
【參考文獻】

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本文編號：2879750