[发明专利]一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法

说明书

本发明公开了一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法，包括纳米碳氢燃料储存装置及与其连接的第一供料泵；辅助燃料储存装置及与其连接的第二供料泵；试验炉，包括炉膛本体及其前端的燃烧器，所述燃烧器包括燃料雾化喷枪、点火油枪、助燃一次风入口及助燃二次风入口；压缩空气系统，与燃料雾化喷枪连接，用于将纳米碳氢燃料雾化；以及空气加热系统，包括空气加热器及空气预热器，用于提供加热后的空气。本发明能够检测出纳米碳氢燃料在中试级别装置炉内的稳定燃烧特性，获得不同燃料浓度、流量、雾化方式对炉膛温度的影响情况，炉膛测温系统采用轴向加径向的全方位测试方式，能够更精确的反应炉膛真实温度，能够为燃料的工业化应用提供依据。

技术领域

本发明涉及燃料燃烧技术领域，尤其涉及一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法。

背景技术

纳米碳氢燃料是由煤、水和少量添加剂经纳米化加工处理后制成的一种基本颗粒粒度为纳米级，具有较高比表面积和表面活性的煤基流体燃料，是一种新型、高效、清洁的新型环保燃料，具有燃烧效率高、污染物排放低等特点。

纳米碳氢燃料作为一种新型燃料，对于其燃烧性能的测试十分重要，掌握燃料的燃烧特性、升温速率、燃尽率以及燃烧后的尾气排放特点，能够为纳米碳氢燃料后续在工业锅炉、电站锅炉中的应用提供试验依据和数据支撑。传统的测试方法一般为轴向排列温度检测装置进行温度测量，不能全面且精确的检测燃料在炉内温度场的实时变化，且国内目前未发现有专门针对纳米碳氢燃料的配套燃烧性能测试系统和方法。

发明内容

为弥补现有技术中存在的不足，本发明提供一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法。

为了实现上述的一个发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

本发明第一方面提供了一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，包括：

纳米碳氢燃料储存装置及与其连接的第一供料泵；

辅助燃料储存装置及与其连接的第二供料泵；

试验炉，包括炉膛本体及其前端的燃烧器，所述燃烧器包括燃料雾化喷枪、点火油枪、助燃一次风入口及助燃二次风入口，所述纳米碳氢燃料经由第一供料泵进入所述燃料雾化喷枪，所述辅助燃料由第二供料泵进入所述点火油枪；其中，所述炉膛本体内部均匀分布多个温度测孔，所述炉膛本体后端设置有垂直烟道；

压缩空气系统，与所述燃料雾化喷枪连接，用于将纳米碳氢燃料雾化；

空气加热系统，包括空气加热器及垂直烟道内设置的空气预热器，用于提供加热后的空气；所述空气加热器的空气出口与所述助燃一次风入口及助燃二次风入口连通，空气预热器分别与空气加热器以及外部的助燃风机连通。

进一步地，所述辅助燃料优选为轻柴油，其作为将炉膛温度由室温提升到目标温度的燃料，也可采用天然气代替。

根据本发明的系统，所述纳米碳氢燃料储存装置还包括过滤器，用于将纳米碳氢燃料在通入试验炉之前过滤。优选地，该过滤器优选为在线过滤器。

根据本发明的系统，所述纳米碳氢燃料储存装置与所述试验炉之间的燃料输送管路上还包括回流管路、第一流量计、第一压力表及第一阀门，利用回流管路的回流量和第一供料泵的转速结合起来进行燃料流量调节。

根据本发明的系统，所述辅助燃料储存装置与所述试验炉之间的燃料输送管路上还设置有第二流量计、第二压力表及第二阀门，用于在线检测并调节辅助燃料的流量和压力。

根据本发明的系统，所述压缩空气系统与所述试验炉之间的空气输送管路上还设置有第三流量计、第三压力表及第三阀门，用于在线检测并调节压缩空气的流量和压力。