[发明专利]一种机械搅拌式磁化燃油掺水装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种燃油掺水节能技术，尤其涉及一种机械搅拌式磁化燃油掺水装置。

背景技术

燃油掺水技术是一项节能技术，有多层滤网式、机械搅拌式、静态法、超声波法、簧片哨超声法等。多层滤网式对油质油温要求较高，运行条件苛刻，故在实际生产中运行并不理想；机械搅拌式虽制备简单，设备费用低，但制得的掺水颗粒大小不一，分散不均匀，易于分层；静态法结构简单，设备投资小，但添加剂用量大，掺水燃油质量不稳定，易出现油水分离；超声波法节油率高，掺水燃油质量好，不用任何添加剂，但该法需高频振荡源，能耗大，设备复杂，操作维修困难，故实践中不常用；簧片哨超声法不用任何乳化添加剂，即可制备出粒径小、分散性好的高质量掺水燃油，在经济效益方面较为合理，设备投资较少，操作、维护简单，工艺流程管道化程度高，适合于工业，尤其是大、中型工业应用，但簧片寿命短，簧片哨容易发生堵塞或断裂，故实践中应用也较少。燃油掺水方法有添加乳化剂和不添加乳化剂两种，乳化剂成本高，还易造成二次污染。

综上，掺水燃油作为目前应用最为广泛的清洁燃料之一，在实际应用中仍存在许多尤待解决的问题：稳定性欠佳、节油效果不明显、燃烧后污染物浓度高等。究其原因主要是因为液体燃料的粘度、表面张力、界面张力，以及掺水后的稳定性及分散度对油水混合液状态和应用效果有很大影响。

燃油磁化处理技术是一项行之有效的节能技术。燃油经磁化处理后，粘度降低，表面张力减小，雾化质量提高，燃烧充分，从而提高燃烧效率，还有防止烧嘴结焦和降低环境污染的效果。磁化装置在结构、安装、操作维修、投入等方面也具有多方面综合优势。

发明内容

为解决现有技术存在的上述问题，本发明要设计一种能使掺水燃油中水珠微细化程度高、分散均匀稳定，运行维护容易，投入成本低且能达到明显节油减污作用的机械搅拌结合磁化处理制备掺水燃油装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种机械搅拌式磁化燃油掺水装置，包括乳化器、磁化处理装置、掺水燃油油箱和监控系统；所述的乳化器有三个快速接口，分别是掺水燃油出口、入水口和燃油入口；所述的的监控系统包括PLC、PLC模拟输入模块、PLC模拟输出模块、水计量泵、燃油计量泵、搅拌电机、温度计、液位计、电磁阀A和电机变频器；

所述的燃油入口通过输油管道经磁化处理装置后分别与油箱和燃油计量泵连接，在油箱和乳化器之间的输油管道安装有电磁阀A；所述的油箱内安装有加热器；

所述的入水口通过水管分别与水计量泵和水箱连接，所述的入水口与水箱之间还安装有电磁阀B，所述的电磁阀B与PLC连接，所述的PLC还分别与温度计和电机变频器连接，所述的电机变频器经过搅拌电机与乳化器连接；

所述的掺水燃油出口通过油路与掺水燃油油箱连接；所述的掺水燃油油箱通过主管路与锅炉连接；

所述的磁化处理装置为永磁材料非接触式装置，包括永久磁铁、支撑架、可调螺杆和连接固定部件，所述的永久磁铁有两块，位于输油管道的两侧，其中：一块永久磁铁固定在支撑架上，另一块永久磁铁固定在可调螺杆的一端，通过旋动连接固定部件来调节可调螺杆的长度；

所述的磁化处理装置固定在输油管道处，设置在燃油计量泵之后，使非磁性的输油管道正好处于两块永久磁铁之间的中心位置，磁力线与燃油流动方向垂直，通过调节可调螺杆的长度来改变两磁极间的距离，从而实现两磁极间磁感应强度的调整，所述的磁感应强度为500~3000GS。

本发明所述的掺水燃油油箱通过辅助管路与主管路连接，所述的辅助管路根据锅炉燃油喷嘴的压力大小，将一部分掺水燃油返回到掺水燃油油箱中。

本发明所述的燃油计量泵和水计量泵分别对注入乳化器的燃油和水进行准确计量，确定水/燃油配比在3%-10%之间。

本发明的工作原理如下：

本发明工作时，油箱内的加热器将燃油加热，经过水计量泵计量的清水与经过燃油计量泵计量的燃油同时加到乳化器中，通过调节各自的变频器频率，使掺水燃油生成量能满足锅炉燃烧的要求。监控系统首先测量清水、入口燃油的流量，转化为4-20mA信号送人PLC模拟输入模块，经PID(比例积分微分)计算后，将生成的0-20mA的控制信号经PLC模拟输出模块送入各自变频器，来实现水计量泵、燃油计量泵频率的闭环控制，使掺水燃油生成量满足锅炉燃烧的要求。

本发明的核心单元是机械搅拌核心部件乳化器和磁化处理装置，通过油和水流量流速调节、磁感应强度的改变、掺水燃油显微照片、以及乳化器精密的快速搅拌技术，可制备成在喷雾燃烧过程中能产生“微爆”效应的掺水燃油。