燃油雾化技术的实验研究

燃油雾化技术的实验研究

1呼吸雾化处理中国的燃料发动厂使用大量燃料在锅炉的启动和稳定燃料过程中。燃料的类型包括重油和柴油。一般来说，特殊设计的喷射器首先会过滤燃料。为了增加燃料的总表面，提高燃烧效果。雾化质量对燃烧效果影响非常大,若雾化效果不好,可能造成冒黑烟,火焰发红,燃烧温度低,黑烟有大量粘性很大的未燃尽碳,所以点火初期不能投电除尘,造成很大的经济损失和环境污染。因此,研究如何提高燃油喷嘴的雾化效果,提高燃烧效果,具有重要的意义。2提高燃油效率的一些措施为更好地提高燃油雾化效果,专门组织人员对各种类型的雾化形式和燃烧效果进行了分类分析,大致可以分为以下几种措施:2.1旋流式配风器压力雾化是使用非常广泛的一种常见方式,它又可以分为简单压力式和回油式两种。燃油压力非常高,一般在2MPa以上,具体形式很多,其雾化原理是燃油首先切向进入一个旋流室,在里面高速旋转,然后再通过中间雾化喷嘴喷出,形成一定的雾化角度。高速喷出的燃油由于离心分离作用和与周围空气摩擦形成的剪切力,雾化成细小的油滴。一般压力越高,雾化效果越好。这种雾化方式的优点是消耗的能量少,只需用油泵使油压提高,不必用其它雾化介质,经济性比较高;系统结构简单,操作方便;在单位截面上单位时间的流量密度分布比较理想,能与旋流式配风器的空气速度分布很好地配合,有利于混合燃烧。缺点是调节性较差,一般只能有10%～20%的变化幅度。2.2验台燃油及柴油提高燃油温度,能够有效地降低燃油黏度,提高燃油雾化效果和火焰温度。为此,建立了燃油实验台,图1为燃烧试验台原理图。试验台燃油由一个油箱通过油泵提供,燃油压力可达4MPa,加热通过辅助蒸汽或通过走旁路在点燃后的火焰中加热,压缩空气一部分做雾化空气,另一部分做吹扫用。燃用柴油性质如下:油种,#0轻柴油。运动黏度(20℃时),1.2～1.670E;灰分≤0.025%;硫含量,0.2%;凝固点,0℃;闭口闪点,60℃;低位发热值Qnet.ar,41870kJ/kg。2.3蒸汽喷嘴Y型蒸汽雾化喷嘴是现代燃油技术中用得较多的一种,其汽耗量小、噪声小、容量大。它既依靠油压的能量,也依靠蒸汽压力的能量对燃油进行雾化,因此油压0.5～1MPa,比机械喷嘴低,汽压0.6～1MPa,比纯蒸汽喷嘴低。蒸汽喷嘴具有下列特点:(1)雾化颗粒细,平均粒径为20～30μm,对燃烧较为有利;(2)雾化角与喷油量无关,火焰形状易于控制;(3)负荷调节比可达1:6以上;(4)对燃料油种类的适应性较好,燃油黏度的改变不太影响雾化特性;(5)结构简单,不易堵塞,操作方便可靠,初投资费用较低;(6)经济性差一些,且雾化蒸汽不能回收,造成净水损失;(7)噪音大,对运行人员不利。2.4口下游雾化介质的选择气泡雾化喷嘴属于内混式喷嘴,其雾化过程为:气体与液体在喷嘴混合室内混合并形成稳定的泡状流动,在喷嘴出口处气流对液体产生强烈的剪切与撕裂作用,实现一次雾化,在出口下游由于液滴或者液滴内包裹着大量高于环境压力的气泡,气体的急剧膨胀、破裂促成液滴的二次雾化。气泡雾化喷嘴的雾化质量基本上不受液体黏性的影响。气泡雾化的雾化介质主要是压缩空气和蒸汽,一般来说,辅助蒸汽来源比较方便,使用相对多一些。但从实际燃烧效果来看,压缩空气比辅助蒸汽的效果要好得多,作者认为这主要是压缩空气中含有21%的氧的缘故,当这部分氧与燃油燃烧释放出的热量相当于燃油汽化的汽化潜热时,雾化效果最佳。根据经验,当空气的质量与燃油的质量比在5%～7%时,雾化效果相对较好。3以三级退火的过程在试验过程中,发现当燃油加热到一定温度且风量合适时,火焰的根部发蓝,认为以下原因造成的:在烃类燃料中,有的碳氢化合物,例如苯、甲烷等着火前反应少,一旦达到自燃温度即发生热焰,而高分子石蜡族烷烃、环烷烃、烯烃等成分,经实验证实,经历着冷焰、蓝焰、热焰等三级着火的过程。在初始链反应过程中,先产生活性中间产物—过氧化氢,当其浓度达到临界值时,就产生了爆炸性分解,其主要产物之一甲醛,在自由基反应中激发,从而发出浅蓝色的光源,成为冷焰。冷焰只放出少量的燃料燃烧热(约占完全燃烧的10%～15%),并稍稍升高一点温度。冷焰中的甲醛,再经过链式氧化,从而形成蓝色的火焰,称为蓝焰,此时产生CO。蓝焰需要接近于化学当量比的燃料混合气的浓度。发生蓝焰后,由于活性中心的高浓度和高温的关系,在非常短的滞燃期内,最后爆发成热焰。根据彩色图像分析,蓝焰的火焰温度在1750℃以上。另外,蓝光波长短,比较容易发生散射,由于火焰中含有大量细微的燃烧中间产物,由于火焰温度高,能量较高的蓝光产生的比较多,中间产物对其散射也可能是其火焰根部出现蓝光的一个原因。4燃烧与燃油共加热火焰比较试验分析了提高燃油雾化效果的各种方法,通过试验证实当燃油温度提高时,将出现火焰温度非常高的蓝焰,并分析了蓝焰产生的原因,对油枪的设计、运行有一定指导意义。在试验台上,比较了加热和不加热燃油产生的火焰,油枪压缩空气雾化,在油压0.2Mpa、出力30kg/h的情况下,图2的