柴油机燃用水煤浆的改造

ISSN1005-2763矿业研究与开发第26卷第1期06年2月CN43-1215/TDMINING R&d vol 26 No. 1Feb.2006柴油机燃用水煤浆的改造段鹏文张强狂兰铸辽宁工程技术大学机械学院,辽宁阜新市123000)摘要为应用柴油机燃用水煤浆技术实现水煤浆代替重1500元/t按2t水煤浆代替1t重油算其节约的油在柴油机上稳定可靠地燃烧提出了柴油机改造方案并费用在800元以上。进行一些探讨水煤浆在锅炉上燃烧已通过试验并得到了应关键词水煤浆業油机技术改造用如我国山东白杨河电厂改用水煤浆的锅炉已稳中图分类号:IK42文献标识码文章编号1005-27632006)1-0052-02定燃烧了4a多,燃烧效率达到98%以上。但目前在柴油机上直接燃用水煤浆还存在弊端必须对柴The Transformation of Diesel Engine for Burning油机进行改造。Water Coal Slurry1柴油机的技术改造School of Mechanical Engineering Liaoning Technical1.1水煤浆存储、输送的改造University Fuxin, Liaoning 123000, China因为水煤浆是固液两相如不采取措施水煤将Abstract: In order to popularize the combustion technique of会分离无法输送至喷射泵。可以在燃烧箱外设ater coal slurry for diesel engine this paper Proposes a schemetransformation of existing diesel engine for realizing the stead泵和管路使一根管子从燃烧箱顶部吸岀燃料再通过另一根管子从燃料箱底部注入。这样水煤浆在燃and reliable of water coal slurry instead of the heavy oil in dieselengine, and makes some discussion on the water coal slurry料箱内不停循环从而使水和煤总处于均匀混合状态。即使在完全沉淀的情况下泵从燃烧箱顶部抽Key words; Water coal slurry, Diesel engine, Technological出水打入底层其动能也可使水与煤迅速的再次均transforma匀混合。其中抽吸管口在浮子作用下随燃烧箱内液面高度而变从而保证吸到最低浓度的水煤浆。引言1.2燃料供给系统的改造水煤浆是20世纪70年代石油危机中发展起来图1为一种自由柱塞式煤浆喷嘴系统,该系统的一种新型煤基流体代油燃料。它既保持了煤炭原采用高压油来推动自由柱塞用自由柱塞推动煤浆。有的物理特性又具有石油一样的流动性和稳定性,为了避免自由柱塞和柱塞套之间产生的磨损在自被称为液态煤炭产品。水煤浆技术包括水煤浆制由柱塞四周用高压润滑油密封。工作时低压泵给备、储运、燃烧等关键技术。水煤浆由η0%左右的煤浆加压煤浆被压向针阀前端。随着压力的提高,煤30%水及少量化学添加剂制成是一种浆体燃针阀被顶起煤浆向下喷出。针阀偶件、自由柱塞表料可以像油一样泵送、雾化、贮存和稳定燃烧其热面主要靠密封油清洗润滑。值相当于燃料油的一半可代替燃料油用于锅炉、电该系统采用密封润滑油的方法解决精密偶件站、工业炉和窑炉具有燃烧效率高、污染物排放低间的磨损与卡死问题。但是采用高压油来推动自由等特点。发展水煤浆技术用煤制取清洁燃料以煤柱中国煤化工位置难于控制易造代油,是我国能源长期稳定发展的战略选择。成每CNMHG坏供浆量的调节也难相对于燃油用户而言水煤浆是经济的。目前以保u。κ近八曰出性盉前端的煤浆腔需通过国内水煤浆的价格为320~350元/t,重油的价格单向阀要保证煤浆的进入需要另外附加低压泵收稿日期2005-04-19作者简介殺鹏文(1946-)男辽宁北票人,教授顽士生导师主要从事机械设计环保设备研究段鹞文等:柴油机燃用水煤浆的改造使系统趋于复杂。小时引燃柴油应先于水煤浆喷入气缸以保证有足水煤浆进囗够的热量使水蒸气和煤着火。为了保证工作稳定在发动机负荷范围内,引燃燃料量占满负荷时总输出油口入能量的5%~6%,引燃喷嘴应使用锥形结构其外部的两个孔直径较小,目的是以最小的引燃流动高压油进口带来最大的水煤浆与引燃燃料喷射的相互作用提高燃烧效率。1.4对排放的技术改造密封油进口喷钍为避免排放物含硫超标应增设尾气净化系统柱塞筒自由柱塞喷射器体或在制备水煤浆前进行脱硫处理。图1自由柱塞式煤浆喷射系统2结论为了能改善上一系统的不足提出新的喷浆泵(1)在柴油机上燃用水煤浆是完全可行的尤改进方案。如图2所示其原理为高压煤浆经高压其是在小型中高速柴油机上使用水煤浆是可行的。煤浆入口进入高压煤浆腔随着进入高压煤浆腔的如果大量的柴油机改为用水煤浆作燃料无疑会节煤浆增多高压煤浆腔内的压力逐渐升高当压力升省大量的柴油具有巨大的经济效益和社会效益高到可以克服弹簧的压力时針阀上升喷浆器喷孔(2)在柴油机燃用水煤浆完全可以达到国家的打开煤浆从喷孔喷出并和周围的空气相互作用形排放要求起到环保的作用。成与空气混合均匀的细小煤浆雾滴以保证煤浆快(3)柴油机改用水煤浆作燃料还需要作大量速、充分燃烧洞时随着煤浆的喷出高压煤浆腔内的技术改造工作其关键是高压浆泵和喷嘴的设计的压力逐渐降低当压力低于弹簧的压力时针阀下及制造。落关闭喷浆孔。为了避免煤浆颗粒进入针阀偶件的(4)应加强对柴油机燃用水煤浆技术的进一步缝隙之中在煤浆进入高压煤浆腔的同时高压密封研究特别是燃烧特性研究以找到降低水煤浆制作润滑进入高压油密封环槽在针阀针阀座的配合表成本的途径面上形成承载的润滑油膜同时产生缝隙流清洗针参考文献阀、针阀座的配合表面。实际使用证明改造后的喷[1]朱永新柴油机燃料特性及其应用M]北京民交通大学浆器较好的克服了煤浆颗粒进入针阀、针阀座的配出版社1989合缝隙的问题可以稳定工作。[2]蒋德明.内燃机燃烧与排放敩M]西安洒西安交通大学出版社20017煤浆入目[3]邓东密喷嘴泵原理与调试[M]北京:机械工业出版社润滑油入[4]柴保明精细油水煤浆在小型高速柴油机上燃烧的研究D]徐州中国矿业大学2003弄喷油器体喷嘴局部放大图5]姚强水煤浆燃烧技术和水煤浆在燃烧室中燃烧过程的硏高压密封环究D]杭州浙江大学J9927针阀座高压煤浆腔[6]胡业枺等.小型高速柴油机上燃精细水煤浆特性试验检测系绽M]选煤技术2004(4)图2喷油器设计总装图7]韩树等.柴油机燃用水煤浆技术综逝[J]内燃机工程1998194)5-913引燃喷嘴的改造水煤浆必须适应雾化和燃烧的要求。当负荷较V凵中国煤化工CNMHG