醇基液体燃料气化炉的设计应用

摘要　由于醇基液体来源广泛（煤、天然气、生物质以及H2O和CO2），考虑到资源问题以及醇基液体的广泛用途，国际上普遍对于醇基液体给予重视。本文基于醇基液体应用而设计甲醇液体燃料气化炉，主要阐述了设计炉头的工作流程和技术方案。

关键词　醇基液体；炉头；温控装置；气化；电磁泵

中图分类号TS914 文献标识码A 文章编号　1674-6708（2013）83-0138-02

1　概述

气体燃料存在体积大，重量轻，运输过程需要加压，比液体燃料运输成本高，危险性大等缺点。目前，已有成熟的醇基液体燃料替代液化气、汽油、柴油等化工燃料。醇基液体燃料燃烧后清洁、环保，但由于液体燃料的热值低，通常需将其加压、加热气化后进行燃烧，才能提高燃烧值，所以燃烧初始对液体燃料加热使之气化成为各种气化炉头的关键。经检索有ZL201110004602.0“醇基液体电子气化灶头”，它的加热装置为盘旋在气化通道外的电加热，靠电加热装置加热罩体内的空气介质来加热气化通道。这样加热时间长，初始燃烧速度慢，控制压力不容易。ZL200820129334.9甲醇液体燃料气化炉具为了解决初始气化的热源，在炉头内设置油槽，使用时先向油槽注油，点火燃烧后，使炉头升温。其炉头的罩体为空心结构，储热效果差，经常漏油，容易发生火灾。而且当加热停止后一段时间，罩体的温度逐渐下降，这时又得重新注油、点火加热，影响第二次开灶，无法连续不间断地使用。

2　设计内容

为了克服上述气化炉头存在的缺点，根据醇基液体燃料性能特点，设计一种提供对液体燃料直接加热，并且初始燃烧速度快，火焰稳定性好的液体燃料气化炉头是当前市场的迫切需求。

2.1　设计炉头的工作流程

2.2　设计所采用的技术方案

在设计过程中所采用的技术方案为一种液体燃料气化炉头。它包括喷嘴、点火装置、炉体、盘旋于炉体内的气化通道、底座、加热装置。底座位于炉体的下方，喷嘴、点火装置固定于底座上，炉体通过支耳固定于炉膛，喷嘴置于炉体中心，喷嘴包括与气化通道相连接的主管道及主管道相接的分管道，分管道上开有一个小喷口，点火装置位于喷嘴的喷口上方。其要点在于加热装置为电加热管，电加热管固定于气化通道内腔。其结构图如图2所示。

本设计是在现有炉头的基础上进行改进，将电加热管固定于气化通道内腔，液体燃料在电加热管外壁和气化通道的内壁之间流动，液体流过电加热管外壁直接得到热量，将现有的间接加热改为直接加热，加快初始燃烧速度，缩短了整个燃烧系统的启动时间。

炉体为实心的圆环体，为了确保液体燃料气化，长度约为5m的气化通道与炉体铸成一体。由于炉体为实心的圆环体，所以从燃烧的火焰中所吸收和储存热量多，能为后续的燃料气化提供足够的热量，从而保证了正常燃烧的可持续性。

系统的加热由温控装置来控制。温控装置包括温控器、热电阻线和调压装置（挡位开关）。温控器通过热电阻线与炉头相连用来显示炉头的温度大小。当炉头加热达到温度控制器设定值时，则自动切断加热管电路；当炉头温度低于温度控制器设定值时，则加热电路自动接通加热炉头，保证炉头温度不低于醇基液体燃料的气化温度。如果炉头不工作，则关闭电源开关。同时通过电线使温控器与挡位开关相连，由温控器的设定值来确定挡位开关每一个挡位火焰大小。其主要原理是通过电位器改变电磁泵的电压来实现燃料流量的多少，从而控制火焰的大小。温控器还可以设定点火针延迟的点火时间，一般延时约为3s。根据用户使用便利性，挡位开关分为五个挡来控制炉头火焰的大小较为合适。

综上所述，这种设计的优点在于将传统液体燃料的间接加热气化过程改为直接加热，将电加热管直接固定气化通道内腔，加快初始燃烧速度，缩短了整个燃烧系统的启动时间。同时将炉体制成实心的圆环体，储热多，从燃烧的火焰中所吸收的热量多，能为后续的燃料气化提供足够的热量，从而保证了正常燃烧的可持续性。通过试验优选喷口的位置和大小，使火焰盘旋上升，充分燃烧，热效率高。

通过改进设计和实践应用，结果此设计系统的稳定性和操作的便利性得到市场的广泛认可。本设计系统已上报专利，专利号为：201220108142.6。实用型专利已经得到中华人民共和国国家专利局批准应用。发明专利处于网络公布阶段。

参考文献

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[2]刘治中，等.液体燃料的性质及应用[M].北京：中国石化出版社，2000.

[3]岑可法，等.燃烧理论与污染控制[M].北京：机械工业出版社，2004.

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