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沥青拌 合站燃烧器两种雾化方式的比较

沥青拌 合站燃烧器两种雾化方式的比较

责任编辑:沥青拌合站 点击次数:369

为了液 态燃料能在燃烧室中有效地燃烧,必须先 将其破碎成微小的油滴,即通常所说的雾化。
油滴雾化直径越小,其燃尽时间就越短,燃烧热效率也就越高。试验表明:直径为1mm的煤油 珠在空气中燃尽约需1s;直径为0.1mm的煤油珠约需0.01s;直径为0.05mm的煤油珠约需2.5μs。试验表明,若油珠 直径缩小至原来的1/20,燃尽时间却可缩短至1/400。当较大的油滴燃烧时,在高温 缺氧的条件下会发生裂解反应,产生微碳粒,使燃油 的热量没有充分释放,并且燃烧时冒黑烟。液态燃料雾化的目的,是通过 雾化形成直径非常小的颗粒,即形成 尺寸非常均匀的液雾,以增加 液态燃料与空气的接触面积,获得更好的燃烧效果。
1.压力雾化
传统的 沥青拌合站燃烧器均采用压力雾化的方式,一般是将燃油加压到2.5~3.0MPa,通过油 枪喷口机械雾化片的旋流,高速的 油流与空气摩擦后使燃油破碎、雾化。这种雾 化方式的油滴索太尔平均直径约为120μm(索太尔 平均直径的含义为:假设一 群油珠的大小都相同,且假设 油珠的表面积和体积均与真实油珠的相等,但假设 的油珠数目与真实油珠的数目不等,这群假 设的油珠直径称为索太尔平均直径)。压力雾 化需要克服燃油黏度的影响,黏度越大,使之破碎就越困难,故这种 雾化方式的燃烧器比较适用于燃烧柴油等黏度较低的燃油。
目前国 内很多沥青拌合站为降低成本,纷纷改用燃烧重油、渣油、煤焦油等油品。上述油 品的缺点是杂质较多,对燃油泵的损伤较大,泵的故障率较高。泵磨损后排量下降,供油压力降低,直接影 响到燃油的雾化效果,使燃油燃烧状况恶化,造成油耗高、冒黑烟,未燃烧 的燃油还会糊在除尘布袋上。
本公司 一台沥青拌合站曾因除尘布贷上糊的燃油过多,在开机 点火时出现闪爆现象,结果引 燃了除尘箱中的除尘布袋。
2.气泡雾化
气泡雾 化是将压缩空气注入喷嘴上游流动的液体中,在气泡 发生器中形成液体气泡流,它流经 混合管后到达锥形收敛段(见附图),此时气泡数量增加,气泡的 平均直径会因气泡膨胀而增大;同时,由于气 泡的加速以及受气、液两相 流中的湍流脉动作用,某些气 泡会破裂成更小的气泡,气泡从喷嘴喷出后,一般会爆破成雾滴。
 
将液体 燃料雾化需要克服液体的两种阻力:一是油 液黏性引起的阻力,另一种是表面张力。传统的 压力雾化方式主要是克服液体燃料的黏性阻力雾化的,而在气泡雾化过程中,由于增 加了压缩空气的能量,气泡的 爆破主要是克服液体燃料的表面张力,这与压 力雾化有质的区别。各种燃料油(包括柴油、重油、渣油、煤焦油等)的黏度 与水相比较均较大,而表面 张力与水作比较相差不大,所以气 泡雾化的机理特别适合雾化重油、渣油等 黏性较大的燃油,其雾化 过程只需将燃油加热到流动状态并送到雾化喷嘴即可。
气泡雾 化燃烧器有以下优点:
(1)雾化油滴的直径小,尺寸分布均匀(有资料显示,其油滴 的索太尔平均直径小于40μm);
(2)燃油的 雾化效果基本不受燃油黏度的影响,故燃烧 器能适用各种黏度的燃油;
(3)燃油能完全燃烧,不冒黑烟,达到环保标准,同时节约燃油;
(4)喷油孔数目较多、直径较大,从根本 上解决了喷嘴堵塞、结焦的问题;
(5)燃油的 雾化效果不受流量大小的影响,火焰调节范围比较大,可做到1∶10,这样就 能准确地控制燃烧温度;
(6)对泵的 供油压力要求降低(仅为1MPa左右),极大地 提高了泵的使用寿命。
3.气泡雾 化燃烧器的应用实例
一台进口的3000型沥青拌合站,原燃烧 器采用压力雾化方式,因燃料 油中的杂质较多,使用过 程中燃油泵的故障率很高。原选用 的三螺杆燃油泵,每台国产价格8000元,因燃油 泵磨损后会直接影响燃烧质量,故只能更换新泵,使得每 年的使用维修费用很高,改用气 泡雾化燃烧器后,表现出以下优点:
(1)因燃油 泵的使用压力降低(仅为1MPa左右),泵的使 用寿命大大延长,而且由 三螺杆泵改为齿轮泵后,约每台1000元的齿轮泵就能生产3万吨左 右的沥青混凝土。燃烧器 的故障率也大大降低,不仅能 保证生产顺利进行,还可降低维修费用。
 
(2)由于雾化质量的提高,保证燃油能充分燃烧,使沥青 拌合站不冒黑烟了,且达到 了环保部门的排放标准;糊在除 尘布袋上的油污大大减少,延长了 除尘布袋的使用寿命;生产沥 青混凝土的油耗降低了,改造前每生产1t沥青混 凝土平均需要约7kg的燃油,改造后 在同样的生产条件下生产1t沥青混凝土仅需要约5.5kg的燃油;沥青拌 合站的产量提高了,改造前产量大约为190t/h,改造后接近240t/h。

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