爐體的底部，然后通過油嘴向油槽內(nèi)注入原油，待接近填滿油槽后，放入棉紗布，使棉紗布浸泡并懸浮在原油表面，用明火點燃棉紗布，通過供氣管路機構(gòu)向爐體內(nèi)通入壓縮空氣，待燃燒穩(wěn)定后蓋上爐蓋，通過泄壓閥使?fàn)t體內(nèi)部壓力保持在1.1個大氣壓；
C、通過燃燒爐與高溫管式爐之間的煙氣管道將燃燒后的煙氣直接輸送到管式爐工作管中，利用高溫管式爐對管式爐工作管進(jìn)行加熱并保溫在650± TC或700°C ± TC，對樣品進(jìn)行高溫腐蝕試驗。
[0019]具體為:(本試驗系統(tǒng)工作技術(shù)參數(shù)要求是，直接在燃燒爐2中燃燒原油，燃燒時間2000h，氣體壓力1.1大氣壓，將試驗用的試樣懸掛于燃油產(chǎn)生的煙氣環(huán)境中，檢測其在650°C和700°(:的煙氣中的高溫腐蝕行為。)
由于原油在燃燒時，要釋放出大量的燃燒熱量，使煙氣溫度很快提高，超過試驗允許的溫度值。為對煙氣的溫度實施有效控制，本裝置將燃燒爐與煙道機構(gòu)分離，用煙道機構(gòu)來專門控制煙氣溫度，溫度精度保持在650± TC和700°C± TC兩個溫度上。使用煙氣聯(lián)接管將燃燒爐與煙道機構(gòu)連接在一起。在設(shè)備的實際運行中，我們發(fā)現(xiàn)原油在燃燒爐中燃燒所產(chǎn)生的高溫、高壓煙氣的溫度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于試驗需要的溫度，因此在燃燒爐和煙道機構(gòu)之間不用設(shè)置冷卻水套，將燃燒后的煙氣直接輸送到煙道機構(gòu)內(nèi)的管式爐工作管中，此時煙氣的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于650°C和700°C兩個工作溫度，需要利用高溫管式爐對管式爐工作管101進(jìn)行加熱并保溫在650±1°C或700°C±rC兩個溫度上，這樣就實現(xiàn)了燃燒煙氣溫度的精確控制。煙氣聯(lián)接管上設(shè)置有流量計I和流量閥I，用于監(jiān)測從燃燒爐中輸出的燃燒煙氣的壓力及流量。
[0020]將試樣做好標(biāo)記后，用鐵絲將試樣固定到試樣掛架上。接著將試樣掛架102推入到管式爐工作管中，管式爐工作管本身自帶有熱電偶，通過熱電偶和高溫開啟式管式爐自帶的電氣裝置實施監(jiān)控溫度和調(diào)整。管式爐工作管左側(cè)出口端安裝有流量閥IV和壓力表，用來控制管式爐工作管內(nèi)煙氣的壓力，使其保持在I.I大氣壓上。
[0021]燃燒爐為雙圓柱體空腔結(jié)構(gòu)，在圓柱體右側(cè)的小圓柱體上，開槽，安裝有油嘴，原油和壓縮空氣可以直接流入到燃燒爐中。燃燒爐的底部放置一個長條形的油槽，油槽內(nèi)可以盛放從油嘴中流出的原油。本實施例中試驗使用的是塔河重質(zhì)原油，因此如果直接點燃燃油的話，試驗觀察發(fā)現(xiàn)，燃油可持續(xù)燃燒時間不超過2min，因此在原油上安放一塊漂浮在油面上的棉紗布，這樣點燃棉紗布，原油就可以保持持續(xù)燃燒。但是由于塔河原油在長時間燃燒后會出現(xiàn)粘稠的渣油，需要及時更換油槽，并清理渣油，更換時間大約為24h左右。燃燒爐上端設(shè)置有爐蓋，爐蓋和燃燒爐爐體之間為螺紋連接。打開爐蓋，放入油槽，將原油通過油嘴注入到油槽中，待接近填滿油槽后，放入棉紗布，使之浸泡并懸浮在原油表面，用明火點燃棉紗布，通入壓縮空氣，待燃燒穩(wěn)定后蓋上爐蓋。燃燒爐上端還設(shè)置有泄壓閥，由于燃油壓力很大，要大大超過1.1大氣壓，因此泄壓閥始終開啟，從而保證燃?xì)鈮毫?.1大氣壓，同時由于燃燒的煙氣溫度非常高，因此通過用手接觸泄壓閥排出的熱氣，可以感知爐體中的氣體是否在持續(xù)燃燒。
[0022]燃燒爐右端與供油管路機構(gòu)、供氣管路機構(gòu)相連接。供油管路機構(gòu)、供氣管路機構(gòu)的右端與空氣壓縮機相連接，空氣壓縮機有兩個出氣端口，一個出氣端口通過壓油氣管、油罐和供油油，把空氣壓入到供油管路機構(gòu)中，保證燃燒室連續(xù)供油;另一個出氣端口通過供氣管、壓氣氣管直接與燃燒爐相連，給原油燃燒提供連續(xù)的壓縮空氣供應(yīng)。在燃燒爐內(nèi)，燃油與壓縮空氣充分混合，并保證持續(xù)燃燒。
[0023]需試驗裝置在使用時，為保證實驗安全，要將管式爐工作管的溫度加熱到工作溫度后，才能通入原油燃燒后的氣氛。根據(jù)管式爐工作管出口壓力表的壓力情況，調(diào)整流量閥
1、流量閥IV和泄壓閥，以確保系統(tǒng)壓力為1.1個大氣壓和控制煙氣中的含碳量。用白紙放系統(tǒng)左端的出氣端處，當(dāng)白紙變黑，表明煙氣中含碳，為不完全燃燒;如果白紙不變黑，表明碳已完全燃燒。繼續(xù)調(diào)整流量閥1、流量閥IV和泄壓閥，以煙氣中剛好不含碳為最宜。
[0024]以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，雖然本發(fā)明已以較佳實施例揭露如上，然而并非用以限定本發(fā)明，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容作出些許更動或修飾為等同變化的等效實施例，，但凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所作的任何簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:包括煙道機構(gòu)、燃燒爐、供油管路機構(gòu)和供氣管路機構(gòu)，所述燃燒爐包括爐體(I)、爐蓋(2)、油槽(3)和油嘴(4)，爐蓋(2)設(shè)置在爐體(I)的頂部，油槽(3)設(shè)置在爐體(I)的底部，爐體(I)的側(cè)壁設(shè)置有向外凸起的油/氣進(jìn)料腔(5)，油嘴(4)穿設(shè)在爐體(I)的油/氣進(jìn)料腔(5)內(nèi)，用于向油槽(3)內(nèi)注入原油，所述煙道機構(gòu)包括高溫管式爐(6)、試樣掛架(7)和煙氣聯(lián)接管(8)，高溫管式爐(6)具有一個管式爐工作管(9)，用于固定待測試樣的試樣掛架(7)可置于管式爐工作管(9)內(nèi)，管式爐工作管(9)通過煙氣聯(lián)接管(8)與燃燒爐的爐體(I)內(nèi)部聯(lián)通，所述供油管路機構(gòu)包括儲油罐(10)、壓油氣管(11)和供油油管(12)，儲油罐(10)通過壓油氣管(11)與空氣壓縮機(13 )連接，儲油罐(1 )的出油口通過供油油管(12 )與燃燒爐的油嘴(4 )連接，所述供氣管路機構(gòu)包括供氣管(14)和壓氣氣管(15)，供氣管(14)通過壓氣氣管(15)與空氣壓縮機(13)連接，供氣管(14)的出氣口連接至爐體(I)的油/氣進(jìn)料腔(5 )。2.如權(quán)利要求1所述的原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述煙道機構(gòu)的煙氣聯(lián)接管(8)上設(shè)置有流量計I和流量閥I。3.如權(quán)利要求1所述的原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述供油管路機構(gòu)的供油油管(12)上設(shè)置有流量閥Π。4.如權(quán)利要求1所述的原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述供氣管路機構(gòu)的供氣管(14)上設(shè)置有帶壓力表的流量計和流量閥m。5.如權(quán)利要求1所述的原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述煙道機構(gòu)的管式爐工作管(9)具有一個出氣口，出氣口處設(shè)置有流量閥IV和壓力表。6.如權(quán)利要求1所述的原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置，其特征在于:所述燃燒爐的爐體(I)頂部還設(shè)置有泄壓閥。7.利用權(quán)利要求1所述裝置進(jìn)行原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗的方法，其特征在于:包括以下步驟: a、取待測樣品，用鐵絲將樣品固定到試樣掛架上，然后將試樣掛架置入到管式爐工作管中； b、打開燃燒爐的爐蓋，將油槽放置在爐體的底部，然后通過油嘴向油槽內(nèi)注入原油，待接近填滿油槽后，放入棉紗布，使棉紗布浸泡并懸浮在原油表面，用明火點燃棉紗布，通過供氣管路機構(gòu)向爐體內(nèi)通入壓縮空氣，待燃燒穩(wěn)定后蓋上爐蓋，通過泄壓閥使?fàn)t體內(nèi)部壓力保持在1.1個大氣壓； C、通過燃燒爐與高溫管式爐之間的煙氣管道將燃燒后的煙氣直接輸送到管式爐工作管中，利用高溫管式爐對管式爐工作管進(jìn)行加熱并保溫在650± TC或700°C ± TC，對樣品進(jìn)行高溫腐蝕試驗。8.如權(quán)利要求7所述原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗的方法，其特征在于:在向管式爐工作管內(nèi)通入煙氣之前，先將管式爐工作管內(nèi)的溫度加熱到工作溫度，并且控制管式爐工作管內(nèi)的壓力為1.1個大氣壓。
【專利摘要】本發(fā)明涉及原油燃燒鍋爐超臨界材料高溫腐蝕試驗裝置及方法，裝置包括煙道機構(gòu)、燃燒爐、供油管路機構(gòu)和供氣管路機構(gòu)，燃燒爐包括爐體、爐蓋、油槽和油嘴，煙道機構(gòu)包括高溫管式爐、試樣掛架和煙氣聯(lián)接管，供油管路機構(gòu)包括儲油罐、壓油氣管和供油油管，供氣管路機構(gòu)包括供氣管和壓氣氣管，本發(fā)明的試驗裝置用于原油燃燒鍋爐所適用的超臨界材料的高溫腐蝕試驗，將原油在燃燒爐中直接燃燒，燃燒后的煙氣進(jìn)入煙道機構(gòu)，用煙道機構(gòu)來專門控制煙氣溫度。本發(fā)明的試驗裝置成功地應(yīng)用于超臨界材料的實驗室研究中，數(shù)據(jù)真實、可靠，和企業(yè)工業(yè)應(yīng)用現(xiàn)狀數(shù)據(jù)吻合度高，滿足了企業(yè)對燃油鍋爐鍋爐鋼超臨界材料高溫腐蝕性能預(yù)測的需要。
【IPC分類】G01N3/56, G01N17/00
【公開號】CN105699281
【申請?zhí)枴緾N201610212410
【發(fā)明人】方世杰, 李平, 屈衛(wèi)東, 申云, 寧青雙
【申請人】洛陽理工學(xué)院
【公開日】2016年6月22日
【申請日】2016年4月7日