基于磁化燃料原理的鍋爐節(jié)能技術(shù)

楊遠(yuǎn)

（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

基于磁化燃料原理的鍋爐節(jié)能技術(shù)

楊遠(yuǎn)

（長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院，湖北武漢430100）

基于磁化燃料原理細(xì)化燃料分子團(tuán)，增加燃料受氧面積，同時(shí)運(yùn)用富氧燃燒節(jié)能技術(shù)合理調(diào)節(jié)天然氣與助燃劑的比例，達(dá)到充分燃燒、有效提高鍋爐熱效率、節(jié)能減排的目的。研究表明，磁化燃料節(jié)能器整個(gè)管道和火嘴需要7 d完全磁化后才能穩(wěn)定燃燒，隨后需不斷調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝獾谋壤赃_(dá)到最佳燃燒效果。

磁化燃料；節(jié)能技術(shù)；燃料節(jié)能器；燃燒效果

供熱鍋爐節(jié)能研究主要有鍋爐結(jié)構(gòu)優(yōu)化、助燃條件改進(jìn)、煙氣冷凝回收、傳熱介質(zhì)等提高熱效率的傳統(tǒng)領(lǐng)域。該文突破傳統(tǒng)思維，立足于改進(jìn)燃料自身性質(zhì)，基于磁化燃料原理改變其電荷，有效提高了供熱鍋爐的熱效率，以達(dá)到節(jié)能減排的目的［1］。

1 鍋爐供熱節(jié)能的評(píng)價(jià)指標(biāo)

供熱系統(tǒng)的鍋爐效率和管網(wǎng)輸送效率是評(píng)定供熱系統(tǒng)是否節(jié)能的關(guān)鍵評(píng)價(jià)指標(biāo)[2]。

提高鍋爐效率的主要方法有合理設(shè)計(jì)和適配選型，要求鍋爐選型組合具有較好的變負(fù)荷調(diào)節(jié)能力；提高管網(wǎng)輸送效率主要措施有保溫、防止管線泄漏和防止水力失調(diào)而造成熱損失[3]，其中水平失調(diào)和管網(wǎng)溫度系統(tǒng)的垂直失調(diào)損失的熱量所占比例最大，所以必須采用水力平衡系統(tǒng)和溫度調(diào)控系統(tǒng)來(lái)控制。

2 磁化燃料原理

量子論認(rèn)為:物質(zhì)由原子組成，而原子又是由原子核和圍繞原子核旋轉(zhuǎn)的電子構(gòu)成的。在一般情況下物資不顯磁性，這種在沒(méi)有磁場(chǎng)作用和不進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)不呈磁性的物質(zhì)稱(chēng)為反磁性的物質(zhì)；相反在一般情況下呈磁性的物質(zhì)稱(chēng)為順磁性物質(zhì)［4］。任何物質(zhì)接近磁場(chǎng)時(shí)，其原子中的電子云便產(chǎn)生感應(yīng)電流，這時(shí)原子核周?chē)碾娮蛹铀傩D(zhuǎn)，當(dāng)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)這種狀態(tài)仍能保持一段時(shí)間。反磁性物質(zhì)感應(yīng)出的磁場(chǎng)的磁極方向與所在的外界磁場(chǎng)的方向相反；順磁性物質(zhì)感應(yīng)出的磁場(chǎng)方向與所在的外界磁場(chǎng)方向相同。

量子論研究表明，任何狀態(tài)存在的燃料都是由抗磁體的碳?xì)浠衔顲H以各種形式組合成的分子團(tuán)的形式而存在的［5］。例如天然氣（CH4）、煤、燃料油?？勾朋w的碳?xì)浠衔镌诖艌?chǎng)中由于反抗磁鐵的磁力而被磁化，經(jīng)磁化后的燃?xì)猓瑲湓佑赡鏆滢D(zhuǎn)變?yōu)檎龤?。氫原子磁化?jiàn)圖1。

圖1 氫原子磁化

3 燃料分子團(tuán)變化

以磁化燃料的物理節(jié)能方式主要基礎(chǔ)理論是將燃料分子團(tuán)切割磁力線，以達(dá)到細(xì)化燃料分子團(tuán)、增加燃料受氧面積達(dá)到充分燃燒時(shí)的目的，因此磁通量的密度在燃料分子團(tuán)細(xì)化的效果和穩(wěn)定性上起到關(guān)鍵的作用。

磁場(chǎng)強(qiáng)度的大小是決定分子團(tuán)細(xì)化程度的關(guān)鍵。普通單級(jí)磁鐵能產(chǎn)生磁場(chǎng)，但磁通量小達(dá)不到充分細(xì)化分子團(tuán)的目的。若把多個(gè)磁鐵放置在一起會(huì)產(chǎn)生多個(gè)磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)強(qiáng)度并不會(huì)成倍增加。研究表明當(dāng)3個(gè)單一磁場(chǎng)相同的磁極被放置在一起，將會(huì)產(chǎn)生3個(gè)磁場(chǎng)，但磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)降低50%～70%。若將單一的棒形充磁載體經(jīng)誘發(fā)后，產(chǎn)生出極性相反的多個(gè)磁場(chǎng)的磁鐵，被稱(chēng)為多級(jí)多磁場(chǎng)磁鐵。一個(gè)多級(jí)多磁場(chǎng)的磁鐵被誘發(fā)出后，在中央的磁通量密度將增加300%，極大加強(qiáng)分子團(tuán)細(xì)化度。所以選用1個(gè)或多個(gè)多級(jí)多磁場(chǎng)磁鐵作為磁化節(jié)能元件將會(huì)達(dá)到預(yù)期效果。多級(jí)多磁場(chǎng)磁鐵見(jiàn)圖2。

圖2 多級(jí)多磁場(chǎng)磁鐵

4 應(yīng)用實(shí)例

多極磁燃燒節(jié)能器主要由多級(jí)磁鐵、銅外殼、不銹鋼保護(hù)殼、黃銅管等部件組成。工作時(shí)燃料通過(guò)磁化腔，細(xì)化分子團(tuán)。所以運(yùn)行操作非常簡(jiǎn)單，不需要人員或者儀器的即時(shí)監(jiān)控。燃料通過(guò)設(shè)備時(shí)，由于沒(méi)有添加或取出任何物質(zhì)，因此僅僅是改變?nèi)剂系奈锢硇再|(zhì)。所以運(yùn)行相對(duì)穩(wěn)定，節(jié)能效果顯著。多極磁燃燒節(jié)能器見(jiàn)圖3。

由某廠水套鍋爐運(yùn)行參數(shù)可見(jiàn)多極磁燃燒節(jié)能器運(yùn)行效果平穩(wěn)節(jié)能效果顯著。但是節(jié)能到一定程度就會(huì)產(chǎn)生技術(shù)瓶頸，此時(shí)必須做相應(yīng)調(diào)整。如果安裝節(jié)能設(shè)備前，天然氣與空氣的比例正好保證良好的燃燒狀態(tài)，那么安裝節(jié)能設(shè)備后，由于在磁場(chǎng)作用下的燃?xì)夥肿邮苎趺娣e增大，所以燃燒中的火焰會(huì)面臨缺氧的新問(wèn)題，并造成過(guò)氣現(xiàn)象，因此需要在天然氣和空氣的進(jìn)氣比例上進(jìn)行調(diào)整，以達(dá)到最佳的效果。

圖3 多極磁燃燒節(jié)能器

一般情況下燃料節(jié)能器自安裝運(yùn)行開(kāi)始的7 d內(nèi)不作任何調(diào)試，這是由于整個(gè)管道和火嘴完全磁化有個(gè)穩(wěn)定過(guò)程，7 d后需不斷調(diào)節(jié)燃?xì)夂涂諝獾谋壤齺?lái)達(dá)到最佳燃燒效果。

5 結(jié)束語(yǔ)

在安裝和使用時(shí)要注意磁通量大小變化和氧氣供給量的動(dòng)態(tài)調(diào)整。該技術(shù)可與富氧燃燒節(jié)能技術(shù)結(jié)合運(yùn)用并研發(fā)針對(duì)與燃?xì)?、氧氣、磁通量三者?dòng)態(tài)配比調(diào)整的智能系統(tǒng)。充分優(yōu)化鍋爐工況，強(qiáng)化燃料化學(xué)動(dòng)力燃燒及擴(kuò)散燃燒的反應(yīng)速率，解決燃燒不充分、爐渣和飛灰含碳量高等問(wèn)題，提高綜合效率。

［1］劉茂俊.燃煤工業(yè)鍋爐節(jié)煤實(shí)用技術(shù)［M］.北京:中國(guó)電力出版社.2000（9）:132-135.

［2］王德明，曾丹苓，胡效雷，等.熱水鍋爐間歇式運(yùn)行的節(jié)能效果分析［J］.重慶大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2002，25（9）:13-15.

［3］劉平安，張曉東.略論工業(yè)鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行與節(jié)能的途徑［J］.節(jié)能技術(shù).2008（3）:22-24.

［4］陳慶生，陳松林.燃?xì)獯呕幚碓砼c節(jié)能效果的探討［J］.節(jié)能.2003（11）:33-36.

［5］伏軍，周殿春.磁化燃料在降低柴油機(jī)微粒排放中的應(yīng)用［J］.中國(guó)工程機(jī)械學(xué)報(bào).2005（7）:15-16.

Boiler energy saving technology based on the principle of magnetized fuel

Yang Yuan
（School of Geosciences，Yangtze University，Wuhan 430100，China）

Based on the principle of magnetized fuel，the fuel molecular group was refined，oxygen received by fuel was increased，and in the same time，oxygen-enriched combustion technology was used to rationally adjust the ration of the combustion improver，so to achieve sufficient burning，effectively improve boiler heat efficiency and realize the purpose of energy conservation and emission reduction.The research showed that the whole pipeline and burner of the magnetized fuel economizer needs 7 days of total magnetization to realize stable combustion，and then it is necessary to continuously adjust the ratio of the fuel and the air to reach the best firing effect.

magnetization of fuel；energy saving technology；fuel economizer；firing effect

TK229

B

1671-4962（2017）02-0068-02

2017-01-14

楊遠(yuǎn)，女，長(zhǎng)江大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院2016級(jí)礦物學(xué)、巖石學(xué)、礦床學(xué)專(zhuān)業(yè)在讀碩士研究生。