2007年第1期煤炭工程新產(chǎn)品柴油機(jī)替代燃料油水煤漿的研究張強(qiáng),毛君,張佳,段鵬文,任蘭鑄遼寧工程技術(shù)大學(xué),遼寧阜新123000摘要:為了解決國(guó)際能源日益緊張的問題,開發(fā)新的柴油機(jī)替代燃料十分必要。作者通過對(duì)新型替代燃料——油水煤漿的理論分析和試驗(yàn)硏究,最終證眀了油水煤漿作為柴油杋代用燃料是可行的。關(guān)鍵詞:油水煤漿;柴油機(jī);替代燃料;排放中圖分類號(hào):TQ534.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1671-0959(2007)01-009303Research on oil coal mixture for diesel engineZHANG Qiang, MAO Jun, ZHANG Jia, DUAN Peng -wen, REN Lan-zhuLiaoning Technology University Fuxin, 123000, ChinaAbstract: In order to release the present tension ofernational energyis necessary to develop a new fuelalternative for the diesel engine. With the theoretical analysis and test research on the oil coal water mixture to be a newfuel alternative of the diesel engine, the paper identified that the oil coal water mixture to replace the diesel for the dieselengine is feasibleKeywords: oil coal water mixture diesel engine alternative fuel emission1柴油機(jī)及煤基合成燃料簡(jiǎn)介我國(guó)可生產(chǎn)水煤漿的煤種多而齊全價(jià)格偏低勞動(dòng)力和添加劑的成本低,所以水煤漿的價(jià)格與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,是低廉世界石油價(jià)格的持續(xù)升溫使發(fā)展中國(guó)家的經(jīng)濟(jì)安全受的水煤漿的生產(chǎn)儲(chǔ)運(yùn)和燃用都有利于環(huán)境保護(hù)等艸。到嚴(yán)重的威脅,美、日等國(guó)也紛紛拋出戰(zhàn)略儲(chǔ)備油來緩解本文分析了油水煤漿的特性,分析了油水煤漿的霧化石油價(jià)格對(duì)經(jīng)濟(jì)的壓力,同時(shí)各國(guó)加緊了尋找可再生能源及燃燒規(guī)律,并以一種油水煤漿為例進(jìn)行試驗(yàn),說明了用和可替代石油的燃料的步伐。油水煤漿替代柴油燃用是完全可行的。柴油機(jī)是將燃料燃燒釋放岀來旳熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能ε一種能量轉(zhuǎn)換裝置。在柴油杋中燃料與空氣混合燃燒后產(chǎn)2煤基合成燃料的特性分析生高溫、高壓的工作氣體,它作為熱能的載體推動(dòng)活塞,以水煤漿(CwM廂和油煤漿(COM)為代油燃料,實(shí)現(xiàn)資再通過連桿、曲軸向外輸岀機(jī)械功。柴油杋是一種數(shù)量大、源節(jié)約和優(yōu)化,是兩種相對(duì)比較成功的代油措施,都對(duì)能應(yīng)用面廣、熱效率高的動(dòng)力機(jī)械,是機(jī)車、船舶的主要?jiǎng)釉吹母咝Ю镁哂蟹e極的作用,但二者在推廣應(yīng)用上都有力設(shè)備。我國(guó)的柴油機(jī)保有量相當(dāng)大,并且以相當(dāng)高的速一定的局限性。其中,油煤漿的粘度偏高,影響燃料的供度增長(zhǎng),對(duì)柴油燃料的需求量越來越大。因此,提髙柴油給,且節(jié)油的數(shù)量不大。一般來說,隨著溫度的增加,油機(jī)的性能和開發(fā)新型可替代能源對(duì)于我國(guó)的有著重要的意煤漿粘度呈先降后增的變化趨勢(shì),且只在低溫(160℃左右)達(dá)到最低,而粘度在溫度超過240℃后迅速增加3油水煤漿便是一種可替代石油的煤基代油燃料,在我這是因?yàn)樵谟兔簼{燃料中,煤的溶脹及溶岀物是升溫過程國(guó)發(fā)展水煤漿技術(shù)其社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益更明顯,其原因中煤漿粘度變化的主要影響因素,作為柴油機(jī)燃料,它的是貧油富煤是我國(guó)的國(guó)情,石油供求的現(xiàn)實(shí)已經(jīng)使我們不溶脹及溶岀物對(duì)供給影響比較大,容易造成供給不足,燃能把它僅僅作為燃料而燒掉。我國(guó)科技工作者經(jīng)過α0多年燒不平穩(wěn)的現(xiàn)象;雖然水煤漿能節(jié)約大量燃料油,但單位的攻關(guān)研究,水煤漿的加工工藝及技術(shù)在某些方面已經(jīng)居體積的水煤漿熱能太低,容易造成動(dòng)力不足,出現(xiàn)熄火現(xiàn)于世界領(lǐng)先水平,我國(guó)是煤炭生產(chǎn)消費(fèi)大國(guó),煤炭深加工象技術(shù)、設(shè)備成熟,已經(jīng)能夠獨(dú)立完成各檔次的水煤漿加工,行較H中國(guó)煤化工菜油機(jī)的及其噴嘴必須進(jìn)CNMHG應(yīng)用。收稿日期:2006-05-20基金項(xiàng)目:國(guó)家重點(diǎn)技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目”煤基柴油代用燃料的制備與燃用作者簡(jiǎn)介∶張強(qiáng)(1980-)男,碩土,助教,遼寧工程技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院,主要研究方向?yàn)閮?nèi)燃機(jī)代用燃料。93「新產(chǎn)品煤炭工程2007年第1期為了克服以上弊病,在對(duì)二者的物理及燃燒特性進(jìn)行的密度,比熱増加,導(dǎo)熱系數(shù)增大了。對(duì)于三相混合燃料詳細(xì)地分析研究的基礎(chǔ)上,綜合二者的優(yōu)勢(shì)研制岀了一種中水的加λ,可以起到促進(jìn)燃燒的作用,但水在燃燒時(shí)不由油、煤粉和水組成合成液體燃料,即煤基合成燃料油。會(huì)產(chǎn)生額外的熱量,而且加入的水在汽化時(shí)要吸收熱量該燃料油是一種濃的漿體,它由煤粉分散于外相水中,再燃料的低位發(fā)熱量還要減去這部分水要吸收的熱量。所以加入一定數(shù)量的油和少量的分散劑(即油包含水);或者由油水煤漿的低位熱值有所下降,但熱值仍能達(dá)到作為柴油煤粉分散于外相油中,再加入一定數(shù)量的油和少量的分散的燃料的要求,另外水的加入對(duì)于改善Nx和碳煙的排放艤即水包含油)其中,油的成分為重油,煤粉一般情況有著明顯的效果。采用灰分A4≤1%,粒度≤30pmo該合成燃料兼有水煤漿和油煤漿二者的優(yōu)點(diǎn),而對(duì)其3油水煤漿在柴油機(jī)中的應(yīng)用5缺點(diǎn)都有一定程度的克服。3.1試驗(yàn)用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)及試驗(yàn)測(cè)試儀器本文采用的煤的灰分A為1.25%,V揮發(fā)分為燃用柴油和油水煤漿對(duì)比實(shí)驗(yàn)在同一臺(tái)臥式、單缸、31.79%,固定碳為64.84%,全硫?yàn)?.265%,粒度小于四沖程、自然吸氣、強(qiáng)制水冷、渦流式S195型柴油機(jī)上24.5μm的占90%,小于10.0μm的占50%。煤粉的低位熱進(jìn)行。值為31.495MJ/kg。油采用0號(hào)柴油,其低位熱值為41.8測(cè)試儀器:用CW-20型電渦流測(cè)功儀測(cè)定柴油機(jī)的Jkg油水煤漿的混合比例為——油:水:煤:添加劑=輸出功率,用KM900煙氣分析儀測(cè)定煙氣成分,用XMZ51.6:16.8:30.3:1.3型數(shù)字煙溫儀測(cè)定煙氣溫度,用恩式粘度計(jì)和NAX-1旋2.1油水煤漿密度計(jì)算361轉(zhuǎn)粘度計(jì)測(cè)定混合燃料的運(yùn)動(dòng)粘度燃料特性是燃料油的一個(gè)重要指標(biāo),本文研究的油水3.2油水煤漿燃燒理論分析煤漿是在油煤漿的基礎(chǔ)上加入水分子,水分子分散成細(xì)小3.2.1油水煤漿流變性、穩(wěn)定性和噴霧特性的液體顆粒,均勻地分布在油煤漿中。整個(gè)過程主要是物油水煤漿由于有燃料油的加入,使得油基油水煤漿的理變化過程。而油水煤漿的燃料特性將發(fā)生變化,假設(shè)燃燃點(diǎn)較水煤漿低,而發(fā)熱量卻得到了相應(yīng)的提高,從而對(duì)料特性變化與加入的水量成線性關(guān)系。因此,對(duì)于呈線性點(diǎn)火以及燃燒產(chǎn)生很大的優(yōu)勢(shì)。油水煤漿流變性能好,油關(guān)系的各種特性按式1)來計(jì)算油水煤漿的總體特性(主要水煤漿的粘度特性主要取決于混合燃料中的連續(xù)相,即油包括密度、比熱和高位發(fā)熱量)與水兩種液相。在油水煤漿中,煤顆粒與水之間由于長(zhǎng)程Ph(1)+qx()(1)力的作用而相互吸引,煤表面親水區(qū)域?qū)λ萎a(chǎn)生吸引作式中p(t)—油水煤漿的特性參數(shù)用,從而使部分水滴接近固體煤顆粒,隨其一起運(yùn)動(dòng),而pa(1)油的特性參數(shù)大部分水滴進(jìn)入到煤顆粒中去,因而使外相油的流動(dòng)自由p(t)—水的特性參數(shù)度增大,流變粘度系數(shù)降低。在溫度較高(大于100°)時(shí)p(t)煤的特性參數(shù)油水煤漿粘度變得小。溫度越高,固相對(duì)粘度的影響越小a、b、c——分別代表油水煤漿中油的比例、油水煤所以在燃燒時(shí)會(huì)有很好的霧化效果。漿中水的比例、油水煤漿中煤的比例。取煤的密度為132g/cm3,水的密度為1.0g/cm3,油固體顆粒的密度為0.84gcm3,則油水煤漿的密度為P油水煤漿51.6%×0.84+16.8%×1+30.3%×1.32=0.43344+0.39996+0.168=1.0044g/cm2.2油水煤漿熱值計(jì)算對(duì)于油水煤漿低位熱值Q。計(jì)算公式為Q(t)=aQ (t)-br+ ce (t)(2)圖1固體顆粒對(duì)油水煤漿的穩(wěn)定作用式中水的汽化熱(取r=2.508MJ/kg)Q(t)油的特性參數(shù)3.2.2油水煤漿燃燒過程的物理化學(xué)變化89Q(t)—煤的特性參數(shù)試驗(yàn)用小型、高速壓燃式柴油機(jī),其大部分燃料是在a、b、c——分別代表油水煤漿中油的比例、油水煤著火中國(guó)煤化工與空氣混合,一邊燃燒漿中水的比例、油水煤漿中煤的比例。由于CNMH比燃燒速率取決于混合速則油水煤漿的低熱值為率口冮啊」然燒速率,這就是所謂的Q=51.6%×41.8-16.8%×2.508+30.3%×31.495擴(kuò)散燃燒。這部分混合氣燃燒放熱過程的長(zhǎng)短,空氣與燃21.5688-0.421344+9.543=30.691MJ/kg料的混合程度以及柴油碳煙生成情況,都會(huì)影響燃燒速率。從計(jì)算的結(jié)果中看出油水煤漿的比重減少,接近與水因此組織迅速與完善的擴(kuò)散燃燒對(duì)提高內(nèi)燃機(jī)燃料的經(jīng)2007年第1期煤炭工程新產(chǎn)品利用新技術(shù)快速測(cè)定立井煤層瓦斯壓力羊群山,田紅磊中煤七十一工程有限公司,安徽宿州234000)摘要:煤層瓦斯壓力是檢驗(yàn)煤層是否具有突岀危險(xiǎn)性的重要指標(biāo)之一。利用新技術(shù)可對(duì)立井煤層瓦斯壓力進(jìn)行快速測(cè)定,比常規(guī)方法提前一周左右,潘一煤礦第二副井采用該技術(shù)進(jìn)行快速測(cè)定瓦斯壓力,節(jié)約了施工時(shí)間,降低了施工成本?？梢栽诹⒕靶本颐荷贤茝V此項(xiàng)技術(shù)。關(guān)鍵詞:煤層瓦斯壓力;測(cè)壓技術(shù);揭煤中圖分類號(hào):TD712文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B文章編號(hào):1671-09592007)1-0095-02技術(shù)進(jìn)行介紹1工程概況潘一煤礦第二副井井筒設(shè)計(jì)深度為848.5m,井筒設(shè)計(jì)潘一煤礦第二副井井筒掘砌工程由中煤第七十一工程凈直徑7.Om,基巖段深度為524.5π。11-2煤頂板深度為處承建施工。該工程工期緊、煤層多、揭煤次數(shù)也多。為670.7m,煤層厚度為6.6m,煤層產(chǎn)狀為:走向207°縮短施工工期,節(jié)約工程成本,中國(guó)礦業(yè)大學(xué)與中煤七十210°,傾角4°,煤層硬度為0.73;煤巖組分以暗煤為主工程有限公司合作試驗(yàn)實(shí)施新測(cè)壓技術(shù),快速測(cè)定煤層見亮煤;煤巖類型為半暗~半亮型煤;煤的物理性質(zhì):黑瓦斯壓力。該測(cè)壓方法與傳統(tǒng)測(cè)壓方法相比,用時(shí)較短,色、粉狀、染手、弱玻璃光澤。該煤層瓦斯壓力大,為突每次測(cè)壓節(jié)約時(shí)間7天左右,大大降低施工成本,節(jié)約了出煤層。為安全揭穿11-2煤,在井筒累深660.7m,井筒施工時(shí)間?，F(xiàn)以潘一煤礦第二副井揭11-2煤為例,對(duì)該工作面迎頭距11-2煤頂法距10m時(shí)施工快速測(cè)壓孔對(duì)表1柴油機(jī)燃用油水煤漿的試驗(yàn)結(jié)果輸出功率/kW柴油油水煤漿熱效率/%煙氣溫度℃NOx×10熱效率/%煙氣溫度/℃NOx×10629.127.930.8364濟(jì)性和降低排放至關(guān)重要。選煤技術(shù),2001,33.3排放特性分析[2]段鵬文,張強(qiáng).柴油機(jī)燃用水煤漿供給系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J]礦山表1為柴油機(jī)應(yīng)用油水煤漿的初步試驗(yàn)結(jié)果。由試驗(yàn)機(jī)械,2005,6結(jié)果可知,在輸出功率和轉(zhuǎn)速相同的條件下,燃用油水煤[3]田忠坤精細(xì)水煤漿在小型高速內(nèi)燃機(jī)上的燃燒理論分析漿效率稍低于柴油,但Nox和碳煙的排放量卻遠(yuǎn)小于柴油[J]煤炭加工與綜合利用,2005,5原因是油水煤漿的燃燒溫度低于柴油。4]宋新南,張雙進(jìn),油煤漿管道輸送特性研究[J]煤炭學(xué)報(bào),2002,3結(jié)語(yǔ)5]蔣德明,內(nèi)燃機(jī)原理[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001通過對(duì)油水煤漿的特性和燃燒機(jī)理分析,并把這種新[6]朱明善.工程熱物理[M]北京:清華大學(xué)出版社,199型能源應(yīng)用在小型柴油機(jī)上,初步證明了油水煤漿可以滿[7]李大有,關(guān)于二相流、多相流、多流體模型和非牛頓流等概足柴油機(jī)燃燒的要求。隨著理論和實(shí)踐工作不斷深入,油念的探討[J]力學(xué)進(jìn)展,1994.1水煤漿代油技術(shù)必將取得快速的發(fā)展8]付曉恒,王祖訥,柴保明,等.精細(xì)水煤漿制備與應(yīng)用技術(shù)的研究[J]煤炭學(xué)報(bào),2004參考文獻(xiàn)中國(guó)煤化工:機(jī)械工業(yè)出版社,199[I]李紅楓,王新國(guó),支獻(xiàn)華,等.精細(xì)水煤漿的燃燒[J]CNMHG(責(zé)任編輯李振濤收稿日期11-13作者簡(jiǎn)介:羊群山1971-)男,安徽廬江人,工程師,學(xué)士學(xué)位,1993年畢業(yè)于焦作礦院采礦系,現(xiàn)任中煤七十工程有限公司潘一項(xiàng)目部經(jīng)理,主要從事礦山工程施工與管理工作,發(fā)表論文5篇。