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精细水煤浆在柴油机中的燃用和小型燃油供暖锅炉上的使用


精细水煤浆在柴油机中的燃用
雾化柴油在气缸内是高压爆燃,压力达15~20MPa。柴油机燃料系统的关键部件是油泵和油喷嘴,两者都是柱塞型的。小型农用柴油机是高速柴油机,运转速度达2000 r/min。柱塞高速往复运动,柴油在偶合件表面形成薄膜,起到润滑作用。
燃用浆体燃料,柴油机的改造有两种途径:另设浆泵和雾化喷嘴,取代原来的油泵和油喷嘴;对原有的油泵和油喷嘴加以改造,使其适用于浆体燃料。农用柴油机是廉价设备,在我国有上千万台,第二种改造途径如果成功,将具有巨大的现实意义。
要采用高压油封系统润滑藕合件,并阻止浆体渗入藕合件的间隙。
精细水煤浆在小型燃油供暖锅炉上的燃用
居室供暖燃油锅炉的体积很小,设备紧凑,自动化程度高。用精细水煤浆作替代燃料,需要解决三个题。
(1)提高浆体燃料的燃烧强度。采用常规的 雾化悬浮燃烧方式,煤浆的容积热负荷仅为柴油的1/4~1/5,因此,需要的燃烧室体积为柴油的4~5倍。为保持居室设备的小型化,寻求浆体燃料高强度燃烧的技术。
(2)简化浆体燃料的雾化方式。一般是用压缩空气雾化水煤浆,这就需要浆泵和空压机;这对居室设备显然太复杂。寻找简单的浆体燃料雾化方法,以取代浆泵和空压机。
(3)适应燃浆的温控系统。小型燃油供暖锅炉的运转是靠点火、熄火的方式维持热载体水的温度,达到温控目的。柴油点火是靠电火花,熄火则靠停供燃料。浆体燃料频繁点火、熄火是难以实现的,宜采用调节供浆量的控制策略,达到控温目的。
水煤浆燃烧比成浆前原煤要困难些。主要是水煤浆含有30%以上的水分。和煤粒同时喷入炉内,需要外来热源帮助干燥,水分未干燥的煤粒是不会着火的。水煤浆的着火热是普通煤粉的1.8倍。普通原煤也含有水,甚至高达15%,褐煤有高达40%,但是它们的水分在研磨过程中被热空气或高温炉烟干燥。如在钢球磨煤、中间粉仓制粉系统中,原煤水分进入磨机系统的乏气中,吹入炉膛的部位已不影响煤粉的着火,而干燥煤粉由热风单独吹入炉膛。而褐煤锅炉煤粉经干燥后的乏气有的经过滤后排空,有的高温乏气和煤粉一起进入炉膛。所以水煤浆要着火,除采用燃烧器的射流卷吸高温烟气的特点外,其着火热的提供方法视锅炉容量、用途不同而有所不同。
(a) 对小型锅炉,采用绝热碹口和预燃室,依靠高温耐火层对喷入的浆雾热辐射,使水分快速蒸发。
(b) 对炉窑而言,整个炉窑基本上是由绝热的耐火材料构成,因而水煤浆水份的多少对其着火稳定影响不大。
(c) 对大型锅炉,则可采用温度250~300℃以上的过热蒸汽作为雾化介质,加速水煤浆中水分的汽化,以及提高热空气温度到350~400℃,并根据挥发份的大小,灰熔点特性,在炉壁上适当布置一些保温卫燃带,增加旋流式燃烧器的耐火层碹口,在国内几个典型的示范机组上,成功的运用了这一技术。


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