CN105889966A - 生物油燃烧装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种生物油燃烧装置，包括储油罐、雾化系统、稳燃室、辅助点火系统、给生物油燃烧提供助燃空气的燃烧配风系统以及将生物油从储油罐运送到稳燃室内的输送系统，所述输送系统包括连接在储油罐和雾化系统之间的相互并行设置的第一输油道和回油道，以及连接在雾化系统与稳燃室之间的第二输油道。本发明能够实现生物油的持续稳定燃烧并能充分释放尘物油能量，且维护方便，使用寿命长。

Description

生物油燃烧装置

技术领域

本发明涉及一种燃烧装置，尤其涉及一种生物油燃烧装置。

背景技术

随着世界经济的不断发展，能源和环境问题日益突出。人类目前使用的主要能源有石油、天然气和煤炭3种。根据国际能源机构统计，地球上这3种能源供人类开采的年限分别只有40年、50年和240年。开发新能源已成关系人类社会可持续发展的重大课题。

生物质能是由植物与太阳能的光合作用而贮存于植物中的太阳能转化而来。据估计，植物每年贮存的能量相当于世界主要燃料消耗的10倍，而作为能源的利用量还不到其总量的1％。通过生物质能转换技术，可以高效地利用生物质能源，生产各种清洁燃料，替代煤炭、石油和天然气等燃料。

目前，世界各国，尤其是发达国家，都在致力于开发高效、无污染的生物质能利用技术，以达到保护矿产资源，保障能源安全，实现CO₂减排，促进经济、社会的可持续发展的目的。生物质能将成为未来能源重要组成部分，专家估计到2015年全球总能耗将有40％来自生物质能源，这主要通过生物质能发电和生物质液体燃料的产业化发展实现。

目前，主要通过生物质快速裂解而获得生物油。生物油是一种由多种碳氢氧化合物组成的混合物，一般含有20-30％的水分，因此不容易被点燃；并且，生物油中含有甲酸、乙酸等多种有机酸，对直接接触生物油的储油罐、输油管道、管道中的油泵以及燃烧设备等都有较强的腐蚀作用，因此，相对于普通燃油的储存、输送以及燃烧设备而言，生物油的储运及燃烧设备需要有更强的耐腐蚀性能；另外，生物油的黏度较大，介于重油和轻油之间，其无法通过加热的方式来降低黏度，因而也无法通过加热实现雾化；同时，由于生物油稳定性较差，如果通过简单加热的办法来降低黏度必然会改变生物油的性状，也影响其燃烧性能；因此，专门针对普通燃油(重油或轻油)设计的燃烧器无法保证生物油的稳定及充分燃烧，不能作为生物油燃烧器使用。

因此，急需提供一种针对生物油的特性专门设计的燃烧装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实现生物油的持续稳定燃烧、充分释放生物油能量且维护方便、使用寿命长的生物油燃烧装置。

本发明的技术方案是这样实现的：本生物油燃烧装置，包括储油罐、在燃烧前对生物油进行雾化分解的雾化系统、直接进行生物油燃烧的稳燃室、辅助点火系统、给生物油燃烧提供助燃空气的燃烧配风系统以及将生物油从储油罐运送到稳燃室内的输送系统，所述输送系统包括连接在所述储油罐和所述雾化系统之间的相互并行设置的第一输油道和回油道，以及连接在雾化系统与稳燃室之间的第二输油道，第一输油道上包括至少一个过滤器，回油道上设置有压力变送器，辅助点火系统包括伸入到稳燃室内的可燃气输送管道及高压点火器，燃烧配风系统与稳燃室相连通，于稳燃室内在生油物雾化系统以及辅助点火系统的前方设置可引导生物油旋转对流的旋流片。

雾化系统包括雾化装置以及高压空气压缩机，经高压空气压缩机加压的空气进入雾化装置内将生物油雾化处理成为细小的雾状液滴，优选的，生物油雾状液滴的直径约为10μm，在该尺寸范围内生物油的燃烧效果佳。

第一输油道上可并联两个或两个以上的过滤器，各个过滤器可单独工作。

作为改进，第一输油道上可设置将生物油从储油罐内泵出的油泵，该油泵优选高速齿轮泵。

优选的，在第一输油道上设置阀、回油道上设置阀以及另一可调节阀；雾化系统与第一输油道以及回油道之间设置阀，在可燃气输送管道上设置可燃气开关阀，燃烧配风系统以及雾化系统内分别设置配风电磁阀。

辅助点火系统可采用包括液化天然气在内的多种高燃烧值气体作为助燃燃气。

另外，储油罐、油泵以及输送系统采用耐酸材料制造，优选耐腐蚀性强的不锈钢材料。稳燃室采用高铝耐火水泥浇注而成，点燃后的生物油可将稳燃室迅速加热至1000℃以上。

用PLC顺序控制整个点火过程，并对燃烧火焰进行监控，兼具熄火保护、负荷自动调节的功能。

本发明的有益效果是：1.本生物油燃烧装置的储油罐、油泵以及输送系统均采用了不锈钢等耐酸材质，避免了由于生物油的酸性过强而导致的设备腐蚀，延长了使用寿命，提高了操作安全性；2.高速齿轮泵可有效泵送生物油，油泵后面设置的多个并联过滤器可保证油道的畅通，当某一个过滤器失效时，其他过滤器可继续工作，并且可以在不影响燃烧过程的情况下对过滤器进行替换；3.与第一输油道并行设置有与之连通的回油道以及压力变送器，通过调整回油道上的可调节阀可以方便地控制喷油量及喷油压力；4.采用液化石油气为助燃气体，同时采用自动电子点火系统点火，解决了生物油不容易引燃的难题；5.本发明的雾化系统采用了高压压缩空气作为雾化介质，通过雾化喷嘴可将生物油雾化成10μm左右的小液滴，克服了生物油由于黏度较大且不能通过加热来降低黏度而难以雾化的难题，也保证了生物油性状的稳定性；6.稳燃室采用高铝耐火水泥浇注而成，被点燃后的生物油可将迅速将稳燃室加热到1000℃以上，稳燃室内会形成高温辐射的换热环境，此辐射作用可加快生物油雾化液滴的蒸发、着火、燃烧等过程，从而保证燃烧的稳定；7.于稳燃室内在生油物雾化液滴喷嘴以及辅助点火系统的前方设置旋流片，助燃空气进入稳燃室内，在旋流片的导引作用下，形成稳定的旋转气流，与喷嘴喷出的雾化油滴迅速混合并一同旋转，使生物油被快速点燃，旋转气流不仅保证了空气和油滴的充分混合，并而可以通过旋转回流的热烟气点燃稳燃室入口处及边缘部分的油蒸汽，保证了生物油的持续稳定燃烧；8.本发明全部采用自动控制，PLC可以顺序完成整个点火过程，并具有火焰监控，熄火保护，负荷自动调节功能，操作简单，自动化程度高，安全可靠。

以下结合附图和实施例，来进一步说明本发明，但本发明不局限于这些实施例，任何在本发明基本精神上的改进或替代，仍属于本发明权利要求书中所要求保护的范围。

附图说明

图1为本发明生物油燃烧装置的示意图。

具体实施方式

实施例1

请参照图1，本发明的生物油燃烧装置包括储油罐1、在燃烧前对生物油进行雾化分解的雾化系统3、直接进行生物油燃烧的稳燃室6、辅助点火系统5、燃烧配风系统4以及将生物油从储存室运送到稳燃室6内的输送系统2。

储油罐1采用耐酸材料制造，例如不锈钢。输送系统2包括连接在储油罐1和雾化系统3之间的相互并行设置的第一输油道21与回油道22以及连接在雾化系统3与稳燃室6之间的第二输油道23，第二输油道23伸向稳燃室6内的末端连接有喷嘴(未图示)。第一输油道21上设置有用于将生物油从储油罐1内泵出的油泵211。油泵211可采用耐酸材料制造，例如不锈钢。油泵211可以为高速齿轮泵或其它类型的泵体结构。第一输油道21上还包括至少一个过滤器212，根据需要也可设置多个并联的过滤器212，多个并联的过滤器212可保证在某个过滤器212失效或堵塞时，其他过滤器212仍然可以继续工作，也方便对过滤器212进行更换，保证了生物油燃烧的稳定持续性。回油道22的两端分别与储油罐1以及过滤器212相连通，回油道22上设置有压力变送器221以及阀400、可调节阀300。通过调节回油道22中的可调节阀300可以调整输送系统2向稳燃室6输送生物油的喷油量及压力。

雾化系统3连接第一输油道21与第二输油道23，其包括雾化装置31以及高压空气压缩机32。高压空气压缩机32将空气加压以后输入到雾化装置31内，对通过第一输油道21运送到雾化装置31中的生物油进行雾化处理，生物油在高压空气作用下被雾化成细小的雾状液滴，例如直径10μm左右的细小液滴。经过雾化处理后的生物油液滴通过第二输油道23进入到稳燃室6中。

辅助点火系统5包括可燃气输送管道51以及高压点火器52。可燃气输送管道51将可燃气运送到稳燃室6内，在本实施例中，作为助燃燃气辅助生物油燃烧的可燃气为液化天然气。高压点火器52伸入到稳燃室6内，其将可燃气点燃使之燃烧产生大量的热量，该热量随即引燃生物油。生物油被点燃后，辅助点火系统5即关闭，依靠生物油自身燃烧释放的热量维持稳定燃烧。

燃烧配风系统4不断将新鲜助燃空气送入稳燃室6内辅助生物油的燃烧。

稳燃室6采用高铝耐火水泥浇注而成，被点燃后的生物油可将迅速将稳燃室6加热到1000℃以上，稳燃室6内会形成高温辐射的换热环境，此辐射作用可加快生物油雾化液滴的蒸发、着火、燃烧等过程，从而保证燃烧的稳定。在稳燃室6内在生油物雾化液滴喷嘴以及辅助点火系统5的前方设置旋流片61，助燃空气进入稳燃室6内，在旋流片61的导引作用下，形成稳定的旋转气流，与喷嘴喷出的雾化油滴迅速混合并一同旋转，使生物油被快速点燃。旋转气流不仅保证了空气和油滴的充分混合，并且可以通过旋转回流的热烟气点燃稳燃室6入口处及边缘部分的油蒸汽，保证了生物油的持续稳定燃烧。

在第一输油道21上设置阀100；在雾化系统3与第一输油道21以及回油道22之间设置阀200；在可燃气输送管道51、燃烧配风系统4以及雾化系统3内分别设置可燃气开关阀500、配风电磁阀600以及配风电磁阀700。本生物油燃烧装置全部采用自动控制，PLC可以顺序完成整个点火过程，并具有火焰监控、熄火保护、负荷自动调节功能，自动化程度高，安全可靠。

本发明的工作过程如下：

1、按下开机按钮，打开阀100、400以及可调节阀300，油泵211开始工作，同时打开配风电磁阀600、700，延迟数秒，电子打火，然后开启可燃气开关阀500，待着火后停止电子打火器；2、开启阀200，然后调节阀300至压力变送器221达到所需压力，开始油气混合燃烧，当设置在稳燃室内的温控探头达到指定温度时，关闭可燃气开关阀500，停止输送助燃燃气，生物油稳定燃烧；如果燃烧过程中发生熄火，则可燃气开关阀500又自动打开，重新助燃点火；3、按下停机按钮，阀200关闭，延时数秒，配风电磁阀700关闭，停止油泵211工作后，再关闭配风电磁阀600。

实施例2

作为本发明的另一种方案，其它部分与实施例1相同，不同之处在于：

第一输油道21上的油泵211及过滤器212可以根据装置的布置要求交换前后位置，同样可以实现输送生物油的功能。

第一输油道21上并联的过滤器212的数量为两个或两个以上。

可以选择其他高燃烧值气体代替液化天然气通过辅助点火系统5输送给稳燃室6，均可达到同样的引燃效果。

Claims (7)

1.一种生物油燃烧装置，包括储油罐、在燃烧前对生物油进行雾化分解的雾化系统、直接进行生物油燃烧的稳燃室、辅助点火系统、给生物油燃烧提供助燃空气的燃烧配风系统以及将生物油从储油罐运送到稳燃室内的输送系统，其特征在于，所述输送系统包括连接在所述储油罐和所述雾化系统之间的相互并行设置的第一输油道和回油道，以及连接在所述雾化系统与所述稳燃室之间的第二输油道，所述第一输油道上包括至少一个过滤器，所述回油道上设置有压力变送器，所述辅助点火系统包括伸入到所述稳燃室内的可燃气输送管道及高压点火器，所述燃烧配风系统与所述稳燃室相连通，所述稳燃室内、且在所述雾化系统以及所述辅助点火系统的前方设置可引导生物油旋转对流的旋流片。

2.如权利要求1所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述雾化系统包括雾化装置以及高压空气压缩机，经所述高压空气压缩机加压的空气进入所述雾化装置内将生物油雾化处理成为雾状液滴。

3.如权利要求2所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述生物油雾状液滴的直径约为10μm。

4.如权利要求1-3之一所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述第一输油道上并联两个或两个以上的过滤器。

5.如权利要求1-3之一所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述第一输油道上设置将生物油从所述储油罐内泵出的油泵。

6.如权利要求4所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述第一输油道上设置阀、回油道上设置阀以及另一可调节阀。

7.如权利要求4所述的生物油燃烧装置，其特征在于，所述雾化系统与第一输油道以及回油道之间设置阀，在所述可燃气输送管道上设置可燃气开关阀，燃烧配风系统以及雾化系统内分别设置配风电磁阀。