專利名稱：機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種燃油摻水節(jié)能技術(shù)，尤其涉及一種機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置。
背景技術(shù)：
燃油摻水技術(shù)是一項(xiàng)節(jié)能技術(shù)，因其高效節(jié)能、減少污染、降低煙氣中硫、氮氧化物和煙塵的含量而得以廣泛應(yīng)用。燃油摻水方法有添加乳化劑和不添加乳化劑兩種，技術(shù)有多層濾網(wǎng)式、機(jī)械攪拌式、靜態(tài)法、超聲波法、簧片哨超聲法等。多層濾網(wǎng)式對(duì)油質(zhì)油溫要求較高，運(yùn)行條件苛刻， 故在實(shí)際生產(chǎn)中運(yùn)行并不理想；機(jī)械攪拌式雖制備簡(jiǎn)單，設(shè)備費(fèi)用低，但制得的摻水顆粒大小不一，分散不均勻，易于分層；靜態(tài)法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，但添加劑用量大，摻水燃油質(zhì)量不穩(wěn)定，易出現(xiàn)油水分離；超聲波法節(jié)油率高，摻水燃油質(zhì)量好，不用任何添加劑，但該法需高頻振蕩源，能耗大，設(shè)備復(fù)雜，操作維修困難，故實(shí)踐中不常用；簧片哨超聲法不用任何乳化添加劑，即可制備出粒徑小、分散性好的高質(zhì)量摻水燃油，在經(jīng)濟(jì)效益方面較為合理，設(shè)備投資較少，操作、維護(hù)簡(jiǎn)單，工藝流程管道化程度高，適合于工業(yè)，尤其是大、中型工業(yè)應(yīng)用，但簧片壽命短，簧片哨容易發(fā)生堵塞或斷裂，故實(shí)踐中應(yīng)用也較少。綜上目前燃油摻水存在的問(wèn)題摻水比例無(wú)法控制；設(shè)器的處理量小，操作條件苛刻，壽命短；應(yīng)用范圍過(guò)窄；未能大面積推廣，原因是乳化劑成本高，摻水燃油穩(wěn)定性差。
發(fā)明內(nèi)容為解決上述現(xiàn)有燃油摻水技術(shù)存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種不添加乳化劑也能使摻水燃油中水珠顆粒小、高度均勻穩(wěn)定，運(yùn)行維護(hù)容易，經(jīng)濟(jì)合理且能達(dá)到節(jié)能減排作用的機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置。本實(shí)用新型采用定量摻水、特制機(jī)械攪拌形成摻水燃油，在燃燒器內(nèi)噴霧燃燒過(guò)程中發(fā)生“微爆”效應(yīng)，達(dá)到節(jié)油、減排、增效的效果。本實(shí)用新型是通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的裝置主要包括機(jī)械攪拌核心部件乳化器、水計(jì)量泵、燃油計(jì)量泵、摻水燃油油箱、電氣系統(tǒng)，本實(shí)用新型的核心單元是機(jī)械攪拌核心部件乳化器，通過(guò)油和水流量流速調(diào)節(jié)、摻水燃油顯微照片觀察、以及精密的快速攪拌技術(shù)，并通過(guò)燃油摻水裝置與油路、水路以及燃燒器等現(xiàn)場(chǎng)工況的匹配，研制而成新型燃油摻水裝置，并可制備成在噴霧燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生“微爆”效應(yīng)的摻水燃油。裝置主體與外界油路和水路連接通過(guò)三個(gè)快速接口，分別是摻水燃油出口、入水口和燃油入口，在實(shí)際應(yīng)用中，如為燃油鍋爐供燃料油，回油可通過(guò)第四個(gè)快速接口將回油傳輸?shù)綋剿加陀拖渲小Ｅc入水口相連的水路上設(shè)置水計(jì)量泵，與燃油入口相連的油路上設(shè)置燃油計(jì)量泵；分別采用燃油計(jì)量泵和水計(jì)量泵對(duì)注入乳化器的燃油和水進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)量，確定水/燃油配比在3-10%之間并進(jìn)行可靠控制；燃油經(jīng)輸油管傳輸，在燃油計(jì)量泵的作用下注入乳化器燃油入口。乳化器設(shè)有三級(jí)攪拌區(qū)，在乳化器一級(jí)攪拌區(qū)燃油入口處設(shè)有一個(gè)開孔率達(dá)70%、每一小孔孔徑小于10 微米的濾網(wǎng)，燃油經(jīng)濾網(wǎng)作用形成微米粒徑的燃油束，射入乳化器一級(jí)攪拌區(qū)，油束速度控制在0. 5-l.Om/s之間。水經(jīng)輸水管傳輸，在水計(jì)量泵的作用下注入機(jī)械攪拌核心部件乳化器入水口，乳化器一級(jí)攪拌區(qū)入水口與燃油入口垂直；乳化器一級(jí)攪拌區(qū)中圓柱狀轉(zhuǎn)子以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，因轉(zhuǎn)子與定子間間隙小于5微米，帶動(dòng)進(jìn)入的水流在其圓柱表面形成厚度小于5微米的水層，并順時(shí)針流動(dòng)，水流速度約在50-100m/s?？焖倭鲃?dòng)的微米級(jí)厚度的水層與快速的微米級(jí)燃油束垂直碰撞，在對(duì)沖力、剪切力、摩擦力、以及表面張力的作用下，在燃油中形成微米級(jí)水珠。初步形成的摻水燃油在一級(jí)攪拌區(qū)轉(zhuǎn)子的帶動(dòng)下經(jīng)一級(jí)攪拌區(qū)和二級(jí)攪拌區(qū)之間入口進(jìn)入二級(jí)攪拌區(qū)，依次進(jìn)入三級(jí)攪拌區(qū)，最后形成摻水燃油從機(jī)械攪拌核心部件乳化器出油口排出，經(jīng)輸油管進(jìn)入摻水燃油油箱后儲(chǔ)存?zhèn)溆?。二?jí)攪拌和三級(jí)攪拌均為齒輪攪拌，其轉(zhuǎn)子表面為齒輪，兩者通過(guò)齒輪咬合傳動(dòng)，且咬合傳動(dòng)之處因狹縫擠壓作用也起到攪拌作用，二級(jí)、三級(jí)攪拌主要起到水珠均勻分散于燃油之中的作用。機(jī)械攪拌核心部件乳化器的轉(zhuǎn)動(dòng)依托于與二級(jí)攪拌連接的驅(qū)動(dòng)齒輪，它在上方攪拌電機(jī)驅(qū)動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)二級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)三級(jí)攪拌順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪與一級(jí)攪拌上方的齒輪相互咬合，驅(qū)動(dòng)其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)。通過(guò)以上三級(jí)攪拌，形成“水包油”型摻水燃油；同理，調(diào)換燃油和水入口，并適當(dāng)改變運(yùn)行參數(shù)，可得到“油包水”型摻水燃油，一機(jī)實(shí)現(xiàn)兩種類型摻水燃油生產(chǎn)。本技術(shù)不使用乳化劑，摻水燃油性能穩(wěn)定。摻水燃油以高壓經(jīng)噴嘴進(jìn)入燃燒器中， 遇高溫霧狀燃油中微細(xì)水珠瞬間氣化，二次霧化使油粒細(xì)分為小微粒，同空氣中氧氣充分接觸，接近完全燃燒，提高燃燒效率，節(jié)省油耗，減少燃燒過(guò)程中產(chǎn)生碳煙。同時(shí)燃燒區(qū)域存在水蒸氣，因水煤氣反應(yīng)，促進(jìn)燃燒且抑制微觀局部區(qū)域溫度過(guò)高，從而降低氮氧化物產(chǎn)生。本實(shí)用新型的有益效果是乳化器高速攪拌技術(shù)保證油水混合均勻、水珠細(xì)分、水珠分散均勻，從而確保摻水燃油穩(wěn)定性，定量進(jìn)油和進(jìn)水技術(shù)控制油中含水量，確保摻水燃油性質(zhì)穩(wěn)定，與一般乳化技術(shù)不同之處還在于不使用任何乳化用添加劑。
以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。


圖1為機(jī)械攪拌核心部件乳化器俯視圖。圖2為機(jī)械攪拌核心部件乳化器主視圖。圖3為本實(shí)用新型電氣控制原理圖。
圖1-2中，1、燃油入口，2、入水口，3、燃油出口。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例具體說(shuō)明本實(shí)用新型。本實(shí)施例設(shè)計(jì)的機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置主要包括機(jī)械攪拌核心部件乳化器、水計(jì)量泵、燃油計(jì)量泵、摻水燃油油箱，裝置主體與油路和水路連接通過(guò)三個(gè)快速接口，分別是摻水燃油出口 3、入水口 2和燃油入口 1，與入水口 2相連的水路上設(shè)置水計(jì)量泵，與燃油入口 1相連的油路上設(shè)置燃油計(jì)量泵；乳化器設(shè)有三級(jí)攪拌區(qū)，在乳化器一級(jí)攪拌區(qū)燃油入口 1處設(shè)有一個(gè)開孔率達(dá)70%、每一小孔孔徑小于10微米的濾網(wǎng)；乳化器一級(jí)攪拌區(qū)入水口 2與燃油入口 1垂直；乳化器一級(jí)攪拌區(qū)中圓柱狀轉(zhuǎn)子以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子與定子間間隙小于5微米；二級(jí)攪拌和三級(jí)攪拌均為齒輪攪拌，其轉(zhuǎn)子表面為齒輪，兩者通過(guò)齒輪咬合傳動(dòng)；機(jī)械攪拌核心部件乳化器的轉(zhuǎn)動(dòng)依托于與二級(jí)攪拌連接的驅(qū)動(dòng)齒輪，它在上方攪拌電機(jī)驅(qū)動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)二級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)三級(jí)攪拌順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)， 驅(qū)動(dòng)齒輪與一級(jí)攪拌上方的齒輪相互咬合，驅(qū)動(dòng)其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)。在注汽鍋爐上進(jìn)行本燃油摻水裝置使用前后節(jié)能效果的熱工測(cè)試。采用正、反平衡法試驗(yàn)相結(jié)合進(jìn)行測(cè)試，以正平衡法試驗(yàn)測(cè)得的效率為主；測(cè)試時(shí)爐子運(yùn)行負(fù)荷波動(dòng)范圍在士 10%以內(nèi)；測(cè)試在爐子熱工況穩(wěn)定時(shí)進(jìn)行，穩(wěn)定時(shí)間從冷態(tài)點(diǎn)火到正式測(cè)試不少于 8小時(shí)，鍋爐運(yùn)行時(shí)燃燒品質(zhì)基本保持一致。測(cè)試結(jié)果見下表。
權(quán)利要求1. 一種機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置，其特征在于裝置主要包括機(jī)械攪拌核心部件乳化器、水計(jì)量泵、燃油計(jì)量泵、摻水燃油油箱，裝置主體與油路和水路連接通過(guò)三個(gè)快速接口， 分別是摻水燃油出口、入水口和燃油入口，與入水口相連的水路上設(shè)置水計(jì)量泵，與燃油入口相連的油路上設(shè)置燃油計(jì)量泵；乳化器設(shè)有三級(jí)攪拌區(qū)，在乳化器一級(jí)攪拌區(qū)燃油入口處設(shè)有一個(gè)開孔率達(dá)70%、每一小孔孔徑小于10微米的濾網(wǎng)；乳化器一級(jí)攪拌區(qū)入水口與燃油入口垂直；乳化器一級(jí)攪拌區(qū)中圓柱狀轉(zhuǎn)子以順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)子與定子間間隙小于5 微米；二級(jí)攪拌和三級(jí)攪拌均為齒輪攪拌，其轉(zhuǎn)子表面為齒輪，兩者通過(guò)齒輪咬合傳動(dòng)；機(jī)械攪拌核心部件乳化器的轉(zhuǎn)動(dòng)依托于與二級(jí)攪拌連接的驅(qū)動(dòng)齒輪，它在上方攪拌電機(jī)驅(qū)動(dòng)下逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，并帶動(dòng)二級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)三級(jí)攪拌順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)齒輪與一級(jí)攪拌上方的齒輪相互咬合，驅(qū)動(dòng)其順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)一級(jí)攪拌同向轉(zhuǎn)動(dòng)。
專利摘要一種機(jī)械攪拌式燃油摻水裝置，裝置主要包括機(jī)械攪拌核心部件乳化器、水計(jì)量泵、燃油計(jì)量泵、摻水燃油油箱、電氣系統(tǒng)，裝置主體與油路和水路連接通過(guò)三個(gè)快速接口，分別是摻水燃油出口、入水口和燃油入口，乳化器設(shè)有三級(jí)攪拌區(qū)。通過(guò)油和水流量流速調(diào)節(jié)、摻水燃油顯微照片、以及乳化器精密的快速攪拌技術(shù)，并通過(guò)燃油摻水裝置與油路、水路以及燃燒器等現(xiàn)場(chǎng)工況的匹配，可制備成在噴霧燃燒過(guò)程中能產(chǎn)生“微爆”效應(yīng)的摻水燃油。且該裝置不添加乳化劑也能使摻水燃油中水珠顆粒小、高度均勻穩(wěn)定，裝置運(yùn)行維護(hù)容易，經(jīng)濟(jì)合理且能達(dá)到節(jié)能減排作用。
文檔編號(hào)F23K5/12GK202125958SQ20112004323
公開日2012年1月25日 申請(qǐng)日期2011年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月21日
發(fā)明者劉爽, 唐曉佳, 朱益民, 李鐵 申請(qǐng)人:大連海事大學(xué)