[發明專利]用于混氨燃料燃燒特性及燃燒方式的測試裝置和測試方法

有效

• 申請號: 202210600335.1
• 申請日: 2022-05-30
• 公開（公告）號: CN115015464B
• 公開（公告）日: 2023-10-27
• 發明（設計）人: 王赫陽;謝妍
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: G01N31/12
• 分類號: G01N31/12;F27B17/02
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 琪琛

1.一種用于混氨燃料燃燒特性及燃燒方式的測試裝置，其特征在于，包括空氣輸送系統(1)、配風系統(2)、氣體燃料輸送系統(3)、固體燃料輸送系統(4)、試驗爐(5)、煙氣處理系統(6)、煙氣采樣及分析系統(7)；

所述配風系統(2)包括一次風輸送及加熱管路、二次風輸送及加熱管路和燃盡風輸送及加熱管路；所述一次風輸送及加熱管路的入口、所述二次風輸送及加熱管路的入口、所述燃盡風輸送及加熱管路的入口均與所述空氣輸送系統(1)連接；所述一次風輸送及加熱管路的出口與所述固體燃料輸送系統(4)連接，所述二次風輸送及加熱管路的出口與燃燒器(5-1)的二次風外絲(5-1-6)連接，所述燃盡風輸送及加熱管路的出口通過輸氣軟管與測點的采樣/輸氣槍(5-7)連接；

所述氣體燃料輸送系統(3)包括氣體碳氫燃料罐(3-1)、氣體碳氫燃料流量調節閥(3-2)、氣體碳氫燃料流量計(3-3)、氣體碳氫燃料管路(3-4)、氣體碳氫燃料混氣罐(3-6)、氨氣氣體罐(3-7)、氨氣流量調節閥(3-8)、氨氣流量計(3-9)、氨氣氣體管路(3-10)、氨氣氣體混氣罐(3-12)、氣體燃料轉接閥(3-13)；

所述氣體碳氫燃料罐(3-1)的出口通過所述氣體碳氫燃料流量調節閥(3-2)與所述氣體碳氫燃料流量計(3-3)的入口連接，所述氣體碳氫燃料流量計(3-3)的出口通過所述氣體碳氫燃料管路(3-4)與所述氣體碳氫燃料混氣罐(3-6)的入口連接，所述氣體碳氫燃料混氣罐(3-6)用于通入氣體碳氫燃料稀釋空氣(3-5)與氣體碳氫燃料混合，所述氣體碳氫燃料混氣罐(3-6)的出口與所述氣體燃料轉接閥(3-13)的氣體接口連接，或者與所述氣體燃料轉接閥(3-13)的氣體接口和所述采樣/輸氣槍(5-7)連接；

所述氨氣氣體罐(3-2)的出口通過所述氨氣氣體流量調節閥(3-8)與所述氨氣流量計(3-9)的入口連接，所述氨氣流量計(3-9)的出口通過氨氣管路(3-10)與所述氨氣氣體混氣罐(3-12)的入口連接，所述氨氣氣體混氣罐(3-12)用于通入氨氣稀釋空氣(3-11)與氨氣混合，所述氨氣氣體混氣罐(3-12)的出口與所述氣體燃料轉接閥(3-13)的氣體接口、所述二次風外絲(5-1-6)、所述采樣/輸氣槍(5-7)中的至少一個連接；

所述氣體燃料轉接閥(3-13)為上端口、下端口和氣體接口構成的三通結構，其上端口與所述固體燃料輸送系統(4)的出口連接，其下端口用于與所述燃燒器(5-1)的頂端入口連接；

所述固體燃料輸送系統(4)用于向所述試驗爐(5)供給不同的固體燃料顆粒；

所述試驗爐(5)由上至下依次包括所述燃燒器(5-1)、爐頂蓋(5-2)、第一節爐體(5-3)、第二節爐體(5-4)、第三節爐體(5-5)、爐底蓋(5-6)、所述采樣/輸氣槍(5-7)；所述燃燒器(5-1)固定安裝于所述爐頂蓋(5-2)并探入所述第一節爐體(5-3)，所述第一節爐體(5-3)、所述第二節爐體(5-4)、所述第三節爐體(5-5)相互連通；

所述燃燒器(5-1)包括燃燒器一次風管(5-1-5)和燃燒器二次風管(5-1-4)；所述燃燒器一次風管(5-1-5)同軸設置在所述燃燒器二次風管(5-1-4)內部，所述燃燒器一次風管(5-1-5)底端與所述燃燒器二次風管(5-1-4)底端齊平，所述燃燒器一次風管(5-1-5)頂端高于所述燃燒器二次風管(5-1-4)頂端，且所述燃燒器二次風管(5-1-4)頂端與所述燃燒器一次風管(5-1-5)之間通過不銹鋼圓環(5-1-2)進行密封；所述燃燒器一次風管(5-1-5)外部固定有安裝法蘭(5-1-1)，所述安裝法蘭(5-1-1)用于將所述燃燒器(5-1)固定于所述爐頂蓋(5-2)；所述燃燒器一次風管(5-1-5)頂端與所述氣體燃料轉接閥(3-13)的下端口相連通；所述燃燒器二次風管(5-1-4)連接有所述二次風外絲(5-1-6)；

所述第一節爐體(5-3)、所述第二節爐體(5-4)、所述第三節爐體(5-5)構造完全相同，均包括爐體鋼殼(5-3-1)、爐體澆筑內膽(5-3-2)、爐底澆筑底座(5-3-3)、含鋯保溫層(5-3-4)、硅酸鋁纖維毯(5-3-5)、硅鉬棒(5-3-6)、爐膛(5-3-7)、采樣/輸氣孔(5-3-8)、熱電偶測孔(5-3-9)；所述爐膛(5-3-7)沿所述爐體鋼殼(5-3-1)的軸線設置，并由剛玉莫來石的所述爐體澆筑內膽(5-3-2)形成；所述爐體澆筑內膽(5-3-2)均勻分布地開設1-4個相同的所述采樣/輸氣孔(5-3-8)，每個所述采樣/輸氣孔(5-3-8)均安裝所述采樣/輸氣槍(5-7)，并作為一個測點；所述爐體澆筑內膽(5-3-2)雙側均勻分布所述硅鉬棒(5-3-6)作為加熱元件；所述硅鉬棒(5-3-6)外圍依次采用所述含鋯保溫層(5-3-4)、所述硅酸鋁纖維毯(5-3-5)對所述爐體鋼殼(5-3-1)內部空間進行填充，所述含鋯保溫層(5-3-4)和所述爐體澆筑內膽(5-3-2)之間留有空間用于所述硅鉬棒(5-3-6)的均勻加熱；熱電偶測孔(5-3-9)用于測試所述硅鉬棒(5-3-6)的加熱溫度；

所述煙氣處理系統(6)的入口與所述爐膛(5-3-7)的下部出口相連；所述煙氣采樣及分析系統(7)與所述煙氣處理系統(6)的出口連接和/或與測點的所述采樣/輸氣槍(5-7)連接。