基于磁化燃料原理的锅炉节能技术

杨远

（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

基于磁化燃料原理的锅炉节能技术

杨远

（长江大学地球科学学院，湖北武汉430100）

基于磁化燃料原理细化燃料分子团，增加燃料受氧面积，同时运用富氧燃烧节能技术合理调节天然气与助燃剂的比例，达到充分燃烧、有效提高锅炉热效率、节能减排的目的。研究表明，磁化燃料节能器整个管道和火嘴需要7 d完全磁化后才能稳定燃烧，随后需不断调节燃气和空气的比例以达到最佳燃烧效果。

磁化燃料；节能技术；燃料节能器；燃烧效果

供热锅炉节能研究主要有锅炉结构优化、助燃条件改进、烟气冷凝回收、传热介质等提高热效率的传统领域。该文突破传统思维，立足于改进燃料自身性质，基于磁化燃料原理改变其电荷，有效提高了供热锅炉的热效率，以达到节能减排的目的［1］。

1 锅炉供热节能的评价指标

供热系统的锅炉效率和管网输送效率是评定供热系统是否节能的关键评价指标[2]。

提高锅炉效率的主要方法有合理设计和适配选型，要求锅炉选型组合具有较好的变负荷调节能力；提高管网输送效率主要措施有保温、防止管线泄漏和防止水力失调而造成热损失[3]，其中水平失调和管网温度系统的垂直失调损失的热量所占比例最大，所以必须采用水力平衡系统和温度调控系统来控制。

2 磁化燃料原理

量子论认为:物质由原子组成，而原子又是由原子核和围绕原子核旋转的电子构成的。在一般情况下物资不显磁性，这种在没有磁场作用和不进行旋转运动时不呈磁性的物质称为反磁性的物质；相反在一般情况下呈磁性的物质称为顺磁性物质［4］。任何物质接近磁场时，其原子中的电子云便产生感应电流，这时原子核周围的电子加速旋转，当离开磁场时这种状态仍能保持一段时间。反磁性物质感应出的磁场的磁极方向与所在的外界磁场的方向相反；顺磁性物质感应出的磁场方向与所在的外界磁场方向相同。

量子论研究表明，任何状态存在的燃料都是由抗磁体的碳氢化合物CH以各种形式组合成的分子团的形式而存在的［5］。例如天然气（CH4）、煤、燃料油。抗磁体的碳氢化合物在磁场中由于反抗磁铁的磁力而被磁化，经磁化后的燃气，氢原子由逆氢转变为正氢。氢原子磁化见图1。

图1 氢原子磁化

3 燃料分子团变化

以磁化燃料的物理节能方式主要基础理论是将燃料分子团切割磁力线，以达到细化燃料分子团、增加燃料受氧面积达到充分燃烧时的目的，因此磁通量的密度在燃料分子团细化的效果和稳定性上起到关键的作用。

磁场强度的大小是决定分子团细化程度的关键。普通单级磁铁能产生磁场，但磁通量小达不到充分细化分子团的目的。若把多个磁铁放置在一起会产生多个磁场，但磁场强度并不会成倍增加。研究表明当3个单一磁场相同的磁极被放置在一起，将会产生3个磁场，但磁场强度会降低50%～70%。若将单一的棒形充磁载体经诱发后，产生出极性相反的多个磁场的磁铁，被称为多级多磁场磁铁。一个多级多磁场的磁铁被诱发出后，在中央的磁通量密度将增加300%，极大加强分子团细化度。所以选用1个或多个多级多磁场磁铁作为磁化节能元件将会达到预期效果。多级多磁场磁铁见图2。

图2 多级多磁场磁铁

4 应用实例

多极磁燃烧节能器主要由多级磁铁、铜外壳、不锈钢保护壳、黄铜管等部件组成。工作时燃料通过磁化腔，细化分子团。所以运行操作非常简单，不需要人员或者仪器的即时监控。燃料通过设备时，由于没有添加或取出任何物质，因此仅仅是改变燃料的物理性质。所以运行相对稳定，节能效果显著。多极磁燃烧节能器见图3。

由某厂水套锅炉运行参数可见多极磁燃烧节能器运行效果平稳节能效果显著。但是节能到一定程度就会产生技术瓶颈，此时必须做相应调整。如果安装节能设备前，天然气与空气的比例正好保证良好的燃烧状态，那么安装节能设备后，由于在磁场作用下的燃气分子受氧面积增大，所以燃烧中的火焰会面临缺氧的新问题，并造成过气现象，因此需要在天然气和空气的进气比例上进行调整，以达到最佳的效果。

图3 多极磁燃烧节能器

一般情况下燃料节能器自安装运行开始的7 d内不作任何调试，这是由于整个管道和火嘴完全磁化有个稳定过程，7 d后需不断调节燃气和空气的比例来达到最佳燃烧效果。

5 结束语

在安装和使用时要注意磁通量大小变化和氧气供给量的动态调整。该技术可与富氧燃烧节能技术结合运用并研发针对与燃气、氧气、磁通量三者动态配比调整的智能系统。充分优化锅炉工况，强化燃料化学动力燃烧及扩散燃烧的反应速率，解决燃烧不充分、炉渣和飞灰含碳量高等问题，提高综合效率。

［1］刘茂俊.燃煤工业锅炉节煤实用技术［M］.北京:中国电力出版社.2000（9）:132-135.

［2］王德明，曾丹苓，胡效雷，等.热水锅炉间歇式运行的节能效果分析［J］.重庆大学学报（自然科学版），2002，25（9）:13-15.

［3］刘平安，张晓东.略论工业锅炉经济运行与节能的途径［J］.节能技术.2008（3）:22-24.

［4］陈庆生，陈松林.燃气磁化处理原理与节能效果的探讨［J］.节能.2003（11）:33-36.

［5］伏军，周殿春.磁化燃料在降低柴油机微粒排放中的应用［J］.中国工程机械学报.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

杨远，女，长江大学地球科学学院2016级矿物学、岩石学、矿床学专业在读硕士研究生。