低壓油膜破碎霧化技術及其裝置的製作方法
2023-04-29 15:03:31 1
專利名稱：低壓油膜破碎霧化技術及其裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種油槍霧化技術，尤指火力發電機組煤粉鍋爐啟動和穩燃過程中點 火油槍的低壓油膜破碎霧化技術及其裝置。
背景技術：
電站燃煤鍋爐點火油槍廣泛使用的仍然是機械霧化技術，機械霧化技術主要靠燃 油本身的壓力轉化為噴射動能，通過油槍機械霧化片的旋流室形成高速旋轉油流，高速旋 轉油流噴射後與空氣摩擦而使燃油霧化，油滴平均直徑較大。它的特點是結構簡單，缺點是 油霧穿透能力差、霧化錐角可調性差，而且隨著燃油的粘度變大時、或油槍出力較小時油滴 的平均尺寸迅速增加，霧化質量變差。為了滿足機械霧化噴嘴的需要，現有的燃油系統壓力高為3. OMPa 4. OMPa,油泵 壓力高，油泵常年不停運行，費用相當可觀。
發明內容
針對現有技術存在的問題，本發明的目的在於提供一種低壓油膜破碎霧化技術， 該技術特點為油滴平均直徑較小、油霧穿透能力強、霧化錐角可調性好，而且隨著燃油的粘 度變大或油槍出力較小時油滴的平均尺寸變化很小。本發明的另一目的是提供一種實施上 述方法的裝置。為實現上述目的，本發明低壓油膜破碎霧化技術，具體為將燃油和輔助氣體形成 氣液兩相流體，通過油槍將該氣液兩相流體噴射到爐膛內，噴射出的氣相流體通過克服其 表面張力來使所形成的油膜破碎，以實現燃油的超細霧化。進一步，所述氣液兩相流體是在氣液兩相流體發生器中形成，所述氣液兩相流體 包括泡狀流動、彈狀流動或乳狀流動的流態；所述輔助氣體為壓縮空氣或蒸汽；通過改變 所述壓縮空氣或蒸汽的壓力，以改變燃油霧化矩的穿透能力，所述燃油壓力為0. 4MPa 0.5MPa。進一步，所述氣液兩相流體是從油槍噴頭上設置的霧化矩的若干個圓形噴射孔噴 出，該各個圓形噴射孔沿周向設置有不同的噴射方向夾角，用以改變霧化錐角度。進一步，所述圓形噴射孔的出口處設置有二次橫向超聲氣流，該二次橫向超聲氣 流的噴射方向與所述圓形噴射孔的噴射方向垂直，二次橫向超聲氣流將進一步衝擊從所述 圓形噴射孔噴出的初步霧化後的燃油，以對其進行二次粉碎霧化。一種實施上述技術的低壓油膜破碎霧化裝置，包括燃油管、氣管，氣液兩相流體發 生器和霧化矩，燃油管與氣液兩相流體發生器相通，氣管連通設置有兩路氣體通道，第一氣 體通道將從氣管輸入的輔助氣體噴射到氣液兩相流體發生器內，以使其與燃油相互充分混 合，形成均勻分布的氣液兩相流體；第二氣體通道將輔助氣體導向霧化矩，第二氣體通道的 出口與霧化矩的噴射孔相對應，從第二氣體通道噴出的輔助氣體將衝擊從噴射孔噴出的氣 液兩相流體，以對其進行二次粉碎霧化。
進一步，所述氣液兩相流體發生器內腔的後部固定設置有油氣混合器，氣液兩相 流體發生器後部外殼上固定設置有發生器鎖母，發生器鎖母與聯結件固定連接，聯結件上 固定設置有油槍套管和所述燃油管；燃油管、聯結件的中心通孔、及油氣混合器的內腔依次 相通，以構成輸油通道，油氣混合器上設置有使其內腔與氣液兩相流體發生器相連通的噴 油孔，輸油通道導入的燃油通過噴油孔噴射到氣液兩相流體發生器內。進一步，所述聯結件上環形分布有若干個進氣孔，所述氣管固定設置在所述油槍 套管上並與其內腔相通，油槍套管內壁與燃油管外壁之間的空隙構成環形布氣腔，該環形 布氣腔與進氣孔相通，以構成輸氣通道，並且兩者構成所述第一氣體通道；所述油氣混合器 上環形分布有若干個噴氣孔，噴氣孔與進氣孔相連通，輸氣通道導入的輔助氣體通過噴氣 孔噴射到所述氣液兩相流體發生器內。進一步，所述發生器鎖母上固定設置有霧化罩，霧化罩罩扣在所述氣液兩相流體 發生器的外部，霧化罩內壁與所述氣液兩相流體發生器外壁之間間隔有環形通道，環形通 道與發生器鎖母內設置的通氣孔相通，通氣孔的進氣端與所述進氣孔相通，進氣孔、通氣孔 和環形通道構成第二氣體通道。進一步，所述霧化矩上均布設置有若干個噴射孔，所述第二氣體通道的出口處設 置有若干個氣槽，該氣槽與噴氣孔一一對應，並且氣槽噴出氣體的方向與噴射孔的噴射方 向垂直。進一步，所述霧化矩的端部設置有擴角錐，所述霧化罩的端部設置有圓孔，霧化罩 罩扣在所述氣液兩相流體發生器的外部後，擴角錐穿過所述霧化罩的圓孔，並且圓孔與擴 角錐之間的間隙形成環形噴口，氣液兩相流體通過該環形噴口噴入鍋爐爐膛內。本發明應用效果是(1)油滴平均直徑小，索太爾平均直徑SMD 2。(2)霧化效果基本不受燃油粘度大小的影響，粘度使用範圍寬，為10mm2/S 80mm2/s。(3)對於出力很小的油槍，油孔尺寸和氣孔尺寸較大，從根本上解決了噴嘴堵塞、 結焦的問題。(4)霧化耗氣量少，霧化介質與燃油的質量流量比ALR較小，ALR < 0. 1，節省了壓
縮空氣或蒸汽。(5)火焰長度、火焰錐角、火焰形狀及噴油量可按用戶要求設計。火焰剛性強，噴射
速度尚。(6)油霧分布均勻，沿火焰方向5m範圍內溫差小於士6°C，燃燒穩定。(7)燃燒器熱負荷調節幅度寬，霧化效果不隨流量大小影響，流量調節幅度可達到 1 4以上。(8)節能效果顯著，燃燒效率在99. 5% 99. 8%以上，燃燒重油、渣油的平均節油 率可達7% 30%。(9)燃燒充分，不冒黑煙，燃燒產物中汙染物含量少，低於國家環保局規定的各項 指標。(10)油槍設計流量為300 2000kg/h可供客戶選擇，霧化角為0 120°可調，火焰長度0. 5 6m可根據實際情況設計。(11)燃燒強度大，火焰溫度高達1500 2000°C。
圖1為本發明結構示意圖；圖2為噴頭結構示意圖；圖3為本發明原理框具體實施例方式如圖1至圖3所示，本發明低壓油膜破碎霧化技術，具體為在氣液兩相流體發生 器中，將燃油與壓縮空氣、蒸汽等輔助氣體形成氣液兩相流體，該氣液兩相流體包括泡狀流 動、彈狀流動或乳狀流動的流態。通過油槍將該氣液兩相流體噴射到爐膛內，噴射出的氣 相流體通過克服其強大的表面張力來使所形成的油膜一次破碎霧化，以實現燃油的超細霧 化，可獲得超細微小的霧化油滴；在該一次破碎霧化過程中，充分有效的利用了氣體能量， 實現了最佳的霧化效果。氣液兩相流體是從油槍上設置的霧化矩的若干個圓形噴射孔噴 出，該各個圓形噴射孔設置有不同的噴射方向夾角，用以改變霧化錐角度。為了進一步對一 次霧化後的油滴進行二次粉碎霧化，在圓形噴射孔的出口處設置有二次橫向超聲氣流，該 二次橫向超聲氣流的噴射方向與所述圓形噴射孔的噴射方向垂直，二次橫向超聲氣流將進 一步衝擊從所述圓形噴射孔噴出的初步霧化後的燃油，以對其進行二次粉碎霧化。本發明低壓油膜破碎霧化技術中，可通過改變壓縮空氣或蒸汽的壓力，來改變燃 油霧化矩的穿透能力；本發明中燃油壓力僅為0. 4MPa 0. 5MPa，其遠遠低於現有燃油系統 中的燃油壓力。一種實施上述技術的低壓油膜破碎霧化裝置，包括燃油管2、氣管1、聯結件5、油 氣混合器9、發生器鎖母7、氣液兩相流體發生器11 ；油氣混合器9固定安裝在氣液兩相流 體發生器11內腔的後部，氣液兩相流體發生器11通過其後部外殼上設置的發生器鎖母7 與聯結件5固定連接，聯結件5上固定設置有燃油管2和油槍套管3。燃油管2、聯結件5 的中心通孔15、及油氣混合器9的內腔依次相通，以構成輸油通道；油氣混合器9上設置有 使其內腔與氣液兩相流體發生器11相連通的噴油孔8，輸油通道導入的燃油通過噴油孔8 噴射到氣液兩相流體發生器11內。聯結件5上環形分布有若干個進氣孔4，氣管1固定設置在油槍套管3上並與其內 腔相通，油槍套管3內壁與燃油管2外壁之間的空隙構成環形布氣腔，該環形布氣腔與進氣 孔4相通，以構成輸氣通道；油氣混合器9上還環形分布有若干個噴氣孔6，進氣孔4與噴 氣孔6相連通，並且兩者構成第一氣體通道，輸氣通道導入的輔助氣體通過噴氣孔6噴射到 氣液兩相流體發生器11內。噴射到氣液兩相流體發生器11內的燃油和輔助氣體通過相互充分混合，形成均 勻分布的氣液兩相流體，隨壓縮空氣和燃油的質量比不同，形成各種流態，如泡狀流動、彈 狀流動、乳狀流動等。氣液兩相流體發生器11前端設置有霧化矩14，霧化矩14上環形均 布設置有若干個噴射孔13，霧化矩的端部設置有擴角錐19，氣液兩相流體通過噴射孔13噴 出，噴射出的氣相流體通過其強大的表面張力來使所形成的油膜進行一次破碎霧化，可獲得超細微小的霧化油滴。噴射孔13設置有不同的噴射方向夾角，用以改變霧化錐角度。發生器鎖母7上還固定設置有霧化罩12，霧化罩12罩扣在氣液兩相流體發生器 11的外部，霧化罩12內壁與氣液兩相流體發生器11外壁之間間隔有環形通道16，環形通 道16與發生器的鎖母7內設置的通氣孔10相通，通氣孔10的氣液兩相流體發生器11內 腔的後部進氣端與進氣孔4相通，進氣孔4、通氣孔10和環形通道16依次構成第二氣體通 道，第二氣體通道的出口處設置有若干個氣槽17，氣槽17與噴射孔13 —一對應，並且氣槽 17噴出氣體的方向與噴射孔13的噴射方向垂直。從第二氣體通道噴出的輔助氣體將進一 步衝擊從噴射孔13噴出的氣液兩相流體，以對其進行二次粉碎霧化。霧化罩12的端部設置 有圓孔，霧化罩12罩扣在氣液兩相流體發生器11的外部後，擴角錐19穿過霧化罩12的圓 孔，並且圓孔與擴角錐19之間的間隙形成環形噴口 18，二次粉碎霧化後的氣液兩相流體在 壓縮空氣或蒸汽的推動作用下，通過環形噴口 18噴入鍋爐爐膛內，達到高效燃燒的目的。並且，由於噴射孔13與擴角錐14的噴射角度不同，這種具有不同的噴射方向夾 角，起到用以改變霧化錐角度的作用。
權利要求
低壓油膜破碎霧化技術，其特徵在於，該技術具體為將燃油和輔助氣體形成氣液兩相流體，通過油槍將該氣液兩相流體噴射到爐膛內，噴射出的氣相流體通過克服其表面張力來使所形成的油膜破碎，以實現燃油的超細霧化。
2.如權利要求1所述的低壓油膜破碎霧化技術，其特徵在於，所述氣液兩相流體是在 氣液兩相流體發生器中形成，所述氣液兩相流體包括泡狀流動、彈狀流動或乳狀流動的流 態；所述輔助氣體為壓縮空氣或蒸汽；通過改變所述壓縮空氣或蒸汽的壓力，以改變燃油 霧化矩的穿透能力，所述燃油壓力為0. 4MPa 0. 5MPa。
3.如權利要求1所述的低壓油膜破碎霧化技術，其特徵在於，所述氣液兩相流體是從 油槍噴頭上設置的霧化矩的若干個圓形噴射孔噴出，該各個圓形噴射孔沿周向設置有不同 的噴射方向夾角，用以改變霧化錐角度。
4.如權利要求3所述的低壓油膜破碎霧化技術，其特徵在於，所述圓形噴射孔的出口 處設置有二次橫向超聲氣流，該二次橫向超聲氣流的噴射方向與所述圓形噴射孔的噴射方 向垂直，二次橫向超聲氣流將進一步衝擊從所述圓形噴射孔噴出的初步霧化後的燃油，以 對其進行二次粉碎霧化。
5.一種實施上述技術的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，該裝置包括燃油管、氣 管，氣液兩相流體發生器和霧化矩，燃油管與氣液兩相流體發生器相通，氣管連通設置有兩 路氣體通道，第一氣體通道將從氣管輸入的輔助氣體噴射到氣液兩相流體發生器內，以使 其與燃油相互充分混合，形成均勻分布的氣液兩相流體；第二氣體通道將輔助氣體導向霧 化矩，第二氣體通道的出口與霧化矩的噴射孔相對應，從第二氣體通道噴出的輔助氣體將 衝擊從噴射孔噴出的氣液兩相流體，以對其進行二次粉碎霧化。
6.如權利要求5所述的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，所述氣液兩相流體發生 器內腔的後部固定設置有油氣混合器，氣液兩相流體發生器後部外殼上固定設置有發生器 鎖母，發生器鎖母與聯結件固定連接，聯結件上固定設置有油槍套管和所述燃油管；燃油 管、聯結件的中心通孔、及油氣混合器的內腔依次相通，以構成輸油通道，油氣混合器上設 置有使其內腔與氣液兩相流體發生器相連通的噴油孔，輸油通道導入的燃油通過噴油孔噴 射到氣液兩相流體發生器內。
7.如權利要求6所述的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，所述聯結件上環形分布 有若干個進氣孔，所述氣管固定設置在所述油槍套管上並與其內腔相通，油槍套管內壁與 燃油管外壁之間的空隙構成環形布氣腔，該環形布氣腔與進氣孔相通，以構成輸氣通道，並 且兩者構成所述第一氣體通道；所述油氣混合器上環形分布有若干個噴氣孔，噴氣孔與進 氣孔相連通，輸氣通道導入的輔助氣體通過噴氣孔噴射到所述氣液兩相流體發生器內。
8.如權利要求7所述的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，所述發生器鎖母上固定 設置有霧化罩，霧化罩罩扣在所述氣液兩相流體發生器的外部，霧化罩內壁與所述氣液兩 相流體發生器外壁之間間隔有環形通道，環形通道與發生器鎖母內設置的通氣孔相通，通 氣孔的進氣端與所述進氣孔相通，進氣孔、通氣孔和環形通道構成第二氣體通道。
9.如權利要求8所述的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，所述霧化矩上均布設置 有若干個噴射孔，所述第二氣體通道的出口處設置有若干個氣槽，該氣槽與噴氣孔一一對 應，並且氣槽噴出氣體的方向與噴射孔的噴射方向垂直。
10.如權利要求9所述的低壓油膜破碎霧化裝置，其特徵在於，所述霧化矩的端部設置有擴角錐，所述霧化罩的端部設置有圓孔，霧化罩罩扣在所述氣液兩相流體發生器的外部 後，擴角錐穿過所述霧化罩的圓孔，並且圓孔與擴角錐之間的間隙形成環形噴口，氣液兩相 流體通過該環形噴口噴入鍋爐爐膛內。
全文摘要
本發明公開了一種低壓油膜破碎霧化技術及其裝置，具體為將燃油和輔助氣體形成氣液兩相流體，通過油槍將該氣液兩相流體噴射到爐膛內，噴射出的氣相流體通過克服其表面張力來使所形成的油膜破碎，以實現燃油的超細霧化。圓形噴射孔的出口處設置有二次橫向超聲氣流，二次橫向超聲氣流的噴射方向與圓形噴射孔的噴射方向垂直，二次橫向超聲氣流將進一步衝擊從所述圓形噴射孔噴出的初步霧化後的燃油，以對其進行二次粉碎霧化。本發明技術特點為油滴平均直徑較小，油霧穿透能力強、霧化錐角可調性好。隨著燃油的粘度變大或油槍出力較小時油滴的平均尺寸變化很小。僅需要較低的燃油壓力0.4MPa～0.5MPa，降低了燃油系統壓力，減少油泵電耗，節省廠用電。
文檔編號F23D11/44GK101893236SQ20101021190
公開日2010年11月24日 申請日期2010年6月21日 優先權日2010年6月21日
發明者姚文達, 李碩, 郭永浩, 郭秀峰 申請人:艾佩克斯科技(北京)有限公司