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1、了H 2 和O 2 , 或者H + 和O H - 。 大部分的H 2O 虽 燃油掺水乳化技术是改善燃烧提高炉效的有效措施大连能源研究所 (116011 ) 倪敏然未能电离 H 2 和 O 2 , 但由于磁场和静电力的 作用, 氢键结合角张开一定的角度, 在炉内只需 接受较低热量, 即可将 H 2O 分解成 H 2 和 O 2 ,H 2 参加燃烧, O 2 参加助燃。图 1 为一种油水混合装置。前言燃油锅炉和燃油加热炉是造船、 冶金以及 油田油气集输行业的重要耗能设备, 通常它的 总负荷较大, 能耗较高, 如何提高炉效, 降低能 耗已日益引起广大工程技术人员的重视。 燃油 掺水乳化节油技术作为节
2、能的一种重要手段, 在国内外一直是极为热门的研究课题, 其特点 是在不改变燃油炉设计结构的情况下, 采用掺 水乳化器使油和水充分乳化, 进一步提高雾化 质量, 达到节能的目的。1图 1 油水混合装置图 12燃油炉 22油箱 32油泵 42燃烧喷嘴 52连接水箱 62混合器 72阀门 82水喷嘴 92油喷嘴 102油水混合喷嘴 燃油掺水乳化燃烧机理通常燃油燃烧过程分为雾化、 汽化、 混合、 着火几个过程, 燃油经过雾化, 与空气混合进入 炉膛高温区域燃烧, 采用掺水乳化器即能提高 燃油燃烧的完全程度。 其原理是水和油掺混, 让 水以微粒状态存在于燃料油之中, 即燃烧的是 油包水型乳状液。 乳化油
3、经喷嘴一次雾化的油包水颗粒, 喷 入高温炉膛后, 因油和水沸点不同, 水滴首先汽 化, 体积膨胀, 形成爆破力, 将油膜打碎而使油 滴微细化。 这个立体连续不断过程改善了空气 与油蒸汽的混合条件, 促进汽化, 加快了燃烧速 度, 使燃烧进行的更充分更完全。 另外油是不良 导体, 与空气、 钢铁等摩擦, 很容易产生静电。 电 荷在油面上聚集, 能产生较高电压, 对油水乳化 液来说, 产生静电的强弱与掺水量和乳化程度 有关。 掺水量可能有一个产生静电的最佳值, 而 乳化的效果越好, 静电产生得越多。 对于油包水 型乳化液将有更多静电荷聚集, 从而形成电压。2 燃油掺水乳化器在加热炉、 锅炉3 上的
4、应用Y S 系列燃油掺水乳化器是由大连油水节 能技术研究所开发的节能产品, 它适用于柴油、 重油、渣油、原油的掺水乳化, 且设计紧凑, 安 装方便, 操作简单可靠, 不用专人看管, 使用 寿命一般可达 5 年以上。 乳化装置的安装见图2。大连造船新厂在锻造加热炉上、辽河油田在 燃油蒸汽炉上采用 Y S 系列燃油掺水乳化技术图 2 乳化装置流程示意图1998 年第 5 期节能43乳化技术后在提高炉效、 节油、 减少环境污染等 方面均得了良好的效果。 表 1 数据是大连造船 新厂 S# 加热炉使用该乳化器前后的对比检测 数据。表 2 数据是在油田蒸汽油炉 SZS4- 13-Y 使用了 Y S 系列
5、乳化器前后的检测对比数 据。 这些数据的测定是在正常生产情况下进行 的。 分两个工况, 即原油工况和原油掺水工况, 两个工况的工艺参数基本相近。表 1 乳化油与原油燃烧对比检测表燃油掺水率(% )耗油量(k g/h )加热钢材有效热(% )气体不完全燃烧热损失(% )排烟处O 2 含量(% )CO 含量(% )排烟处空气过剩系数(% )节油率(% )33120对比结果137130108190+ 2814081406156+ 118421133105- 019261006140- 01400132014411381142191220- 0. 12- 0. 0419. 22表 2乳化油与渣油燃烧对
6、比检测表燃油掺水率(% )耗油率(k g/h )热效率(% )气体不完全燃烧热损失(% )排烟损失(% )节油率(% )27120对比结果204196203100+ 11968115180115+ 11360103601054- 01181119513157- 116211197011197通过对 S# 加热炉燃原油工况和燃原油掺水工况测试, 分析如下:(1) 火焰温度由原来的 1210 1250上升 到 1260 1340, 火焰温度提高了 50 90。( 2) 该乳化装置可使火焰中心位置移至炉 子中心位置, 强化了传热效果, 锻件易于烧透, 可缩短锻件加热时间, 从而提高了加热工件的 有效
7、热。 (3) 改善并加快了燃烧反应从表 1, 我们看到排烟处O 2 及 CO 在原油 掺水工况下含量降低。 这是由于乳化油中适量 水的存在有利于燃料气 H 2 和 CO 的迅速反应,在不含水的燃烧中, 必须有过多的氧; 而在含水 的燃烧中, 必须的氧耗量减少 20% 就可达到同样的目的。 即燃烧油水乳化液时, 空气过热系数 降低, 从而减少了排烟热损失。 从表 2 对油田 SZS4 - 13 - Y 蒸汽油炉的 对比测定, 我们同样可以看到: 掺水乳化油燃 烧, 不仅由于排烟温度的降低, 排烟损失 q2 减 少, 而且因为乳化油燃烧更充分, 更完全, 气体 不完全燃烧损失 q3 也减少。从而实
8、现了节约燃 油, 提高燃油炉效的目的。 表 2 中的节能率计算:计算节能率均换算成标准煤衡量, 即每吨标准煤多少燃料油来进行比较节能率: (1) 未掺水 锅炉出力: 6594121117kJ /h 折标准煤: 225126 (k g/h )锅炉耗燃油: 203k g/h每公斤标准煤耗油量: 019012 (k g /k g ) (2) 掺水 2712% 锅炉出力: 5359915183kJ /h 折标准煤: 183109 (k g/h )锅炉耗燃料油 204196k g /h 实际为 221115L /h 实际耗油量: 145124 (k g /h ) 每公斤标准煤耗油率 017933 (k g /k g ) (3) 节能率换算:019012- 017933 100% = 11197%=019012 通过上述两个实例的分析, 可以看到, 改善燃烧是提高燃油效率的重要方法, 而将燃油掺 水乳化技术用于燃油炉来改善燃烧, 则已愈来 愈被人们所认可。 参考文献 1 日本专利 1 特昭 57243810
