《先進(jìn)燃燒技術(shù)》PPT課件.ppt

1、,鍋爐新型節(jié)能燃料及先進(jìn)燃燒技術(shù),防治污染,可持續(xù)發(fā)展,節(jié)約能源,燃油霧化顆粒大，有時(shí)火焰中甚至出現(xiàn)雪花點(diǎn)； 液霧與助燃空氣摻混不均勻； 霧化介質(zhì)耗量太大，導(dǎo)致火焰溫度降低，煙氣排放量 大 火焰的長度、錐角和形狀不符合爐膛及加工工藝的要 求 有時(shí)局部高溫區(qū)過熱，燒嘴易結(jié)焦、堵塞； 重渣油無法冷態(tài)點(diǎn)火； 燒用重、渣油的鍋爐有時(shí)冒黑煙、嚴(yán)重污染環(huán)境。,燃油鍋爐效率低污染物排放高的原因,燃料,高效噴嘴,燃油鍋爐節(jié)能途徑,空氣 200-300 ,余熱回收,燃燒傳熱強(qiáng)化技術(shù),乳化重油是指在不同標(biāo)號(hào)的重油中，加入10%-25%的水和微量乳化劑、微量的催化燃燒劑，在適當(dāng)溫度條件下經(jīng)過乳化合成，將水以微小顆粒

2、均勻分散于重油之中，形成油包水或水包油穩(wěn)定狀態(tài)的新型燃料油。,新型環(huán)保 節(jié)能燃料,乳化重油,乳化油微爆,完全燃燒,V2O3,V2O5,困難,過剩空氣系數(shù)低,SO2,SO3,催化,NOx,N2,火焰峰值溫度低,污染物排放量降低,乳化油燃燒,關(guān)鍵,研發(fā)高效噴嘴,燃燒技術(shù)方案,技術(shù)關(guān)鍵,現(xiàn)用進(jìn)口以及國產(chǎn)燃油燒嘴技術(shù)國際上通用的壓力霧化和氣動(dòng)霧化燃燒技術(shù)，大體上還是上世紀(jì)七十、八十年代的技術(shù)，存在固有缺陷，不適于燃用劣質(zhì)燃料油，需作較大技術(shù)改進(jìn)。,燃油燒嘴技術(shù)落后,必須采用先進(jìn)的燃燒技術(shù)研制出適合燃用乳化油的燒嘴，才能大幅度地提高劣質(zhì)質(zhì)油的燃燒效率降低污染,遺憾,噴 嘴 技 術(shù),噴嘴的應(yīng)用范圍幾乎包含

3、所有工業(yè)領(lǐng)域、交通運(yùn)輸、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，以及人民日常生活。除了人們熟知的燃用各種燃料（氣體、液體和固體燃料）的燃燒設(shè)備和裝置外，在非燃燒工業(yè)上如噴涂、采油等領(lǐng)域內(nèi)也有著廣泛的應(yīng)用。 噴霧工質(zhì)的種類 （1）氣態(tài)工質(zhì) 天然氣、液化石油氣、生物氣等； （2）液態(tài)工質(zhì) 石油系液體燃料、新型液體燃料等； （3）固態(tài)工質(zhì) 煤粉、噴涂粉料、清除砂料、丸料等； （4）兩相工質(zhì) 煤漿、料漿、涂料（油漆）等。,工業(yè)和民用熱工設(shè)備目前應(yīng)用以石油及其二次加工產(chǎn)物為代表的液體燃料相當(dāng)普遍。例如煤油、汽油、柴油、重油等液體燃料已廣泛用于鍋爐、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和冶金爐中，其消耗量相當(dāng)可觀，因而進(jìn)行液體燃料燃燒的研究，對(duì)節(jié)約能源，

4、減少環(huán)境污染具有重要意義。 液體燃料霧化技術(shù)在漫長的發(fā)展歷程中，其主要經(jīng)歷了三個(gè)技術(shù)上的創(chuàng)新： 1、空氣霧化技術(shù) 2、壓力霧化與空氣霧化相結(jié)合 3、氣泡霧化技術(shù),(4) 超聲波霧化噴嘴。,(3) 介質(zhì)霧化噴嘴；,(2) 機(jī)械霧化噴嘴；,(1) 壓力霧化噴嘴；,噴嘴按照其工作原理的不同大致可以分成下面幾類：,機(jī)械霧化噴嘴,1、直射式噴嘴,直射式噴嘴,1892年狄塞爾首先在柴油機(jī)上使用這種噴嘴。 這是最古老，最直接的一種噴嘴，燃油在壓力差作用下產(chǎn)生高速射流，使燃油霧化。對(duì)油壓的要求較高 ；霧化細(xì)度與噴嘴直徑關(guān)系很大；流量調(diào)節(jié)范圍較小。,離心式噴油嘴的基本結(jié)構(gòu),離心式噴油嘴的工作原理,2、離心式噴油

5、嘴,轉(zhuǎn)杯式機(jī)械霧化噴油嘴,3、轉(zhuǎn)杯式噴油嘴,1-空心軸；2-旋杯；3-一次風(fēng)導(dǎo)流片；4-一次風(fēng)機(jī)葉輪；5-電動(dòng)機(jī)；6-傳動(dòng)帶輪；7-軸承；、- 一、二次風(fēng),轉(zhuǎn)盤式霧化器的常用結(jié)構(gòu),4、轉(zhuǎn)盤式霧化噴嘴,1-盤蓋；2-鉚釘；3-盤蓋,1-圓盤；2-噴管,離心式噴嘴的霧化效果要明顯優(yōu)于直射式噴嘴，但離心式噴嘴同樣需要很高的供油壓力，流量的調(diào)節(jié)范圍也比較小。而且它們對(duì)粘度都特別敏感，因此直射式和離心式噴嘴都不適合霧化高粘性燃油。,(1)內(nèi)混型 (2)外混型 氣動(dòng)霧化噴嘴,介質(zhì)霧化噴嘴,1、氣動(dòng)霧化噴嘴,氣動(dòng)霧化噴嘴依靠一定壓力的空氣（壓縮空氣或蒸汽），形成高速氣流，使氣體與燃油之間形成很高的相對(duì)速度，

6、以達(dá)到霧化的目的。 優(yōu)點(diǎn)：可以在較低的供油壓力下獲得良好的霧化效果；使用高粘度燃油時(shí)仍然可以獲得較高的霧化質(zhì)量；工作狀況可以在較大的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)。 缺點(diǎn)：氣動(dòng)霧化噴嘴的霧化劑耗量很大，從而增加了能耗。,氣動(dòng)霧化噴嘴的霧化機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)：,幾種氣泡霧化噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖,2、氣泡霧化噴嘴,國內(nèi)及國外的氣泡霧化噴嘴示意圖,1-外套；2-內(nèi)腔；3-環(huán)形通道；4-進(jìn)氣道；5-中間段；6-環(huán)形出口；7-進(jìn)油口；8-進(jìn)油孔；9-混合室；10-錐臺(tái)；11-噴霧孔；12-主進(jìn)氣孔；13-副進(jìn)氣孔；14-導(dǎo)流片；15-錐形環(huán)腔,氣泡霧化噴嘴的霧化機(jī)理及優(yōu)點(diǎn)：,壓縮空氣以某種適當(dāng)?shù)姆绞阶⑷氲揭后w中，并使兩者在噴嘴混合室內(nèi)形

7、成穩(wěn)定的泡狀兩相流動(dòng)；在離開噴嘴出口極短的距離內(nèi)，由于氣泡內(nèi)外壓差的劇烈變化，促使它急劇膨脹直至破裂，從而將包裹在其周圍的液膜進(jìn)一步破碎成為更加細(xì)微的液霧顆粒。氣泡霧化主要是克服液體的表面張力達(dá)到霧化的目的，而氣動(dòng)霧化主要是靠克服液體的粘性力霧化。 優(yōu)點(diǎn)：耗氣量小、霧化質(zhì)量高、霧化效果基本不受出口直徑影響，而且氣泡霧化噴嘴相對(duì)于其它類型噴嘴最顯著的優(yōu)點(diǎn)就是其霧化效果基本不受粘度的影響，因此比較適合霧化重、渣油等粘度液體燃料。,超聲波霧化噴嘴示意圖,特殊噴嘴,(a) 1-內(nèi)管；2-外管；3-隔離器；4-超聲波發(fā)生器；5-鎖緊壓蓋；6-油霧噴出口；(b) 1-汽(氣)室；2-環(huán)環(huán)間隙；3-噴嘴頭(

8、諧振腔)；4-噴油口,哈德曼式噴嘴結(jié)構(gòu)示意圖,1-殼體；2-氣環(huán)；3-調(diào)節(jié)環(huán)；4-外環(huán)； 5-分流片；6-噴頭；7-氣芯；8-套管,燃油通過旋流室和霧化片先進(jìn)行一級(jí)機(jī)械霧化，在霧化室出口處外圍有一環(huán)形共振腔槽。蒸汽或壓縮空氣流過環(huán)形腔體時(shí)，高速氣流產(chǎn)生超聲波振動(dòng)，對(duì)油霧作二級(jí)霧化。,新型高效噴嘴設(shè)計(jì),機(jī)械霧化,氣泡霧化,氣動(dòng)霧化,新型高效噴嘴外形,實(shí)驗(yàn)裝置和儀器,實(shí)驗(yàn)流程圖,實(shí)驗(yàn)儀器 APV,標(biāo)準(zhǔn)光路布局 前向60接收,冷態(tài)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,噴霧照片,某工況下-100mm處SMD分布圖 液體流量特性曲線,實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)與原噴嘴相比，新設(shè)計(jì)噴嘴具有良好的霧化性能和較寬的調(diào)節(jié)比，更適合于各種高粘度液體燃料。,原有燃燒系統(tǒng) 改造后燃燒系統(tǒng),燃燒系統(tǒng)改造,新型噴嘴的使用,工作特點(diǎn)以及燃燒情況對(duì)比,原進(jìn)口燃燒機(jī)噴嘴,新型噴嘴,純氣動(dòng)旋流霧化方式，兩級(jí)霧化，霧化效果欠佳,氣泡霧化和氣動(dòng)霧化方式結(jié)合，為三級(jí)霧化，兩次爆破，霧化效果很好,燃用油料為柴油，供氣為壓縮空氣，僅一股霧化氣,燃料油為重油、渣油、油漿和煤焦油摻混后的乳化油,油量、氣量，油量的調(diào)節(jié)范圍較小，壓縮機(jī)供氣量有限,進(jìn)、回油電磁閥控制進(jìn)、回油量，氣量電磁閥控制第二股霧化氣（壓縮空氣），第一股霧化氣（壓縮空氣或是蒸汽）改為手動(dòng)控制，噴嘴的操作彈性大大增大,火焰