本发明专利技术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。本发明专利技术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。化应用提供依据。化应用提供依据。
【技术实现步骤摘要】
一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法
[0001]本专利技术涉及燃料燃烧
，尤其涉及一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法。
技术介绍
[0002]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。
[0003]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。
技术实现思路
[0004]为弥补现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统和方法。
[0005]为了实现上述的一个专利技术目的，本专利技术采用了如下的技术方案：
[0006]本专利技术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：
[0007]纳米碳氢燃料储存装置及与其连接的第一供料泵；
[0008]辅助燃料储存装置及与其连接的第二供料泵；
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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。
[0012]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。
[0013]根据本专利技术的系统，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。
[0014]根据本专利技术的系统，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。
[0015]根据本专利技术的系统，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。
[0016]根据本专利技术的系统，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。
[0017]根据本专利技术的系统，经所述空气加热系统后的空气在进入试验炉时温度≥200℃。优选地，所述空气加热器为电加热器，空气预热器为利用燃烧烟气余热的、布置在垂直烟道里的管式空气预热器。优选地，所述垂直烟道下方设置气体检测孔，用于对烟气成分进行在线监测也可观察火焰情况。所述垂直烟道底部设置排渣口。
[0018]根据本专利技术的系统，还包括尾部烟气处理系统，与所述垂直烟道连通，用于处理试验炉排出的烟气。
[0019]进一步地，所述尾部烟气处理系统包括依次连接的除尘器，引风机及烟囱。在具体的实施方案中，燃烧烟气由炉膛本体内水平烟道转入垂直烟道后，经所述空气预热器和除尘器后，由引风机送入烟囱；所述除尘器可优选为旋风分离器，除尘器底部设置排灰口。
[0020]进一步地，所述试验炉四周有水冷夹套，用来调节炉膛内温度并保护炉墙，试验期间可以根据需要控制进出的冷却水量和水温。炉膛内衬为耐火砖和耐火水泥。
[0021]根据本专利技术的系统，所述试验炉的炉膛本体优选为卧式圆筒型结构，燃烧器布置在其前端，优选为旋流式燃烧器。
[0022]进一步地，本专利技术可提供炉膛的轴向测温，即从炉膛本体前端到炉膛后端等距离地布置多个温度测孔，各个孔内置测温探头，优选6
‑
12个，第一个探头距离雾化喷枪喷嘴处约20
‑
40cm，优选30cm，每个探头之间等距离20
‑
40cm分布，优选30cm。
[0023]进一步地，本专利技术还可提供炉膛的径向测温，即在炉膛本体内部四周围绕中心径向布置多个温度测孔，各个孔内置测温探头，优选6
‑
12个，优选地，还可将测温探头与机械伸缩机构相连接，可实现测温探头在炉内非径向位置的定点测量，采用上述轴向加径向的测温方式，能够更加精确的反应炉内温度场的变化。
[0024]在具体的实施方案中，可将布置好的热电偶装置和数采仪测温装置与集控室的主机连接好，进行对运行中的本专利技术系统各测温区域内的温度实时动态监测并记录数据。相关数据采集可配套安装信号线、补偿导线、数据采集系统、终端显示等。
[0025]本专利技术第二方面提供了上述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统的使用方法，包括如下步骤：
[0026]1)采用轻柴油点火并将炉膛温度加热至850
‑
1200℃，通过第二供料泵将辅助燃料打入点火油枪，经助燃一次风入口及助燃二次风入口输入加热后的空气，辅助燃料经点火燃烧后炉内温度将快速上升，当达到设定的工况所需要的温度后，稳定燃烧一段时间；
[0027]2)通过第一供料泵将纳米碳氢燃料打入燃料雾化喷枪，纳米碳氢燃料与辅助燃料在炉膛本体内进行掺烧，同时通过测温探头记录燃料入炉内的温度场分布及变化情况；
[0028]3)待炉内温度稳定后，逐渐减少掺烧辅助燃料流量，直到减少至纳米碳氢燃料自持燃烧为止，炉内温度达到平衡后记录温度场变化情况。
[0029]根据本专利技术的方法，所述步骤1)中，通过第二流量计、第二压力表及第二阀门，在线监测并调节辅助燃料的流量和压力；和/或，通过第三流量计、第三压力表及第三阀门，在
线监测并调节压缩空气的流量和压力。
[0030]根据本专利技术的方法，所述步骤2)中，通过第一流量计、第一压力表及第一阀门，在线监控纳米碳氢燃料进入炉内流量及压力，以调节纳米碳氢燃料流量和雾化效果。
[0031]进一步地，所述步骤2)中，通过调节纳米碳氢燃料进入炉内流量、雾化喷嘴压力、雾化介质来控制雾化效果，例如根据压缩空气的流量和压力来调节喷嘴压力。根据炉膛内纳米碳氢燃料燃烧状态和火焰颜色来进行直观的判断，火焰颜色鲜红明亮说明雾化效果较好，颜色发暗则雾化效果欠佳。
[0032]根据本专利技术的方法，所述步骤2)和3)中，在气体检测孔对烟气成分进行在线监测。
[0033]根据本专利技术的方法，所述步骤3)中，在排渣口与排灰口采集渣样及灰样进行灰成分本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：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。2.根据权利要求1所述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：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；和/或，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；和/或，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。3.根据权利要求1或2所述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：所述辅助燃料优选为轻柴油，经所述空气加热系统后的空气在进入试验炉时温度≥200℃。4.根据权利要求1
‑
3任一项所述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：所述空气加热器优选为电加热器，所述空气预热器优选为利用燃烧烟气余热的、布置在垂直烟道里的管式空气预热器；以及，所述试验炉的炉膛本体优选为卧式圆筒型结构，燃烧器布置在其前端，优选为旋流式燃烧器。5.根据权利要求1
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4任一项所述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：还包括尾部烟气处理系统，与所述垂直烟道连通，用于处理试验炉排出的烟气；所述尾部烟气处理系统包括依次连接的除尘器，引风机及烟囱，优选地，除尘器底部设置排灰口。6.根据权利要求1
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5任一项所述纳米碳氢燃料燃烧性能测试系统，其特征在于：所述垂...
【专利技术属性】
技术研发人员：杜善周，甄鹏，王思琦，董晖，张志，
申请(专利权)人：三易康养海南科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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