Читайте также: |
|
Рис. 1. Механическая нерегулируемая центробежная форсунка.
Поверхности соприкосновения распыливающей шайбы 2 и распределителя 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4.
Распыливающие шайбы изготавливают из высоколегированных хромоникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных каналов может быть от двух до семи.
Форма факела форсунки зависит от отношения fk/fo, в котором fk -суммарная площадь всех тангенциальных каналов, fo — площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол конуса распыливания будет больше, а длина факела меньше.
Шайбы изготавливаются обычно под номерами. Каждый номер соответствует определенной подаче, которая указывается в технической документации. Иногда на шайбах указываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения fk/fo, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индексов (рис. 2). Например: буква Xобозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W — сферической формы; цифра слева — условный номер сверла для изготовления центрального отверстия, цифра справа — отношение fk/fo, увеличенное в 10 раз.
Рис. 2. Распыливающая шайба.
Нерегулируемые механические центробежные форсунки других типов мало отличаются от рассмотренной. Их отличие проявляется в основном в конструкциях распределителей и способах закрепления распыливающих шайб; отдельные конструкции имеют подвод пара для продувки распылителя.
Регулирование действия таких форсунок осуществляют посредством изменения давления подаваемого топлива или смены распылителей. Механические центробежные форсунки обеспечивают при температуре подогрева мазута 90—110° С хорошее распыливание, если давление топлива перед ними составляет 1,6 — 2,0 МПа. В отдельных установках в зависимости от нагрузок давление топлива достигает 4 МПа. При давлении ниже 0,8 МПа качество распыливания резко ухудшается, а это значит, что снижение подачи посредством уменьшения давления топлива ограничено.
Изменение подачи заменой распылителей создает существенные неудобства в процессе эксплуатации. В больших котлах при использовании механических нерегулируемых центробежных форсунок диапазон регулирования расширяют, устанавливая несколько форсунок. В этом случае можно применять различные режимы работы, отключая одну или несколько форсунок.
Существенно расширяют диапазон регулирования форсунки с регулируемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном давлении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, а иногда и из соплового распределителя.
В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя (рис. 3) топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу вокруг трубы 1 поступает в распределитель (сопло) 2, а из него по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 3 в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменением открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане фор-сунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.
форсунка с регулируемым сливом.
Рис. 4. Паромеханическая форсунка.
Рис. 5. Головка паромеханической форсунки без распыливающих шайб.
Рис. 6. Вращающаяся (ротационная) форсунка.
Рис. 7. Вспомогательный котел, оборудованный топочным устройством с ротационной форсункой.
Рис. 8. Топочное устройство котлов КВВА-2,5/5 и КВС-30.
Рис. 9. Топочное устройство с захлопкой и подвижным диффузором.
Рис. 10. Устройство автоматизированного топливно-форсуночного агрегата типа "Монарх".
Рис. 11. Схема агрегата типа "Монарх".
Рекламодателям • Партнёрам Мазут в качестве основного топлива применяют на электростанциях, расположенных в районах добычи нефти. В этих случаях приходится сжигать и природный нефтяной газ, сопутствующий добыче нефти. Мазут также применяют в качестве резервного топлива на электростанциях, работающих на природном газе, и в качестве растопочного на станциях с твердым топливом при его пылевидном сжигании. Электростанции обычно являются буферным потребителем природного газа. В связи с этим топки электростанций обычно сооружаются как газопылевые или газомазутные и снабжаются комбинированными газопылевыми или газомазутными горелками. Обычно газомазутные топки парогенераторов и сами горелки выполняют с расчетом их работы на мазуте и на природном газе с возможностью сжигания этих топлив как в отдельности, так и совместно. (Пример газопылевой горелки для топки с молотковыми мельницами показан на рис. 19-5.) 11-1. МАЗУТНЫЕ ФОРСУНКИ Горение жидких топлив происходит после их испарения в основном в паровой и газовой фазах, поэтому интенсификация сжигания мазутов связана с интенсификацией испарения, газификации и смесеобразования. Испарение интенсифицируется путем сильного увеличения поверхности испарения распылением жидкого топлива на мелкие капельки. Равномерным распределением мелкодисперсного топлива в турбулизированных потоках воздуха обеспечивается ^хорошее смешение образующихся паров с воздухом. Поэтому распыление жидкого топлива производится в завихренных потоках воздуха, поступающих в камеру через воздухонаправляющие аппараты горелок. Распыление — сложный комплекс физико-химическид процессов. Для распыления жидкого топлива применяют форсунки. По способу распыления форсунки разделяют на механические, вращающиеся (ротационные), паровоздушные (пневматические) высокого давления и воздушные (вентиляторные) низкого давления. В механических форсунках высокой производительности (рис. 11-1) и средней производительности (р;ие. 11-2) мазут, подаваемый насосом, поступает через штуцер / в ствол 2 и направляется к распыливающей головке форсунки. Форсунка состоит из корпуса 5, к которому накидной гайкой 4 прижимаются два (рис. 11-1) или три (рис. 11-2) специальных диска. Мазут поступает в отверстия распределительного диска 5, далее по тангенциальным каналам завихривающего диска 6 попадает в вихревую камеру и с большой скоростью и сильным завихрением продавливается через отверстие диска 6 (рис. 11-1) или насадка 7 (рис. 11-2). Подвергаясь одновременно воздействию осевой и центробежной силы, струйка мазута вытекает из отверстия насадка под некоторым углом и при своем движении образует поверхность в виде однополоСТН01ГО гиперболоида с кольцевым сечением, что способствует распылению мазута (см. § 10-4). (ОСТ 24.836.01). Форсунка чугунной оправой крепится к крышке регистра, устанавливаемого у амбразуры горелки и служащего для завихрения воздуха. Таблица 11-2 Характеристика форсунок механического распыления средней производительности (рис. 11-2) Форсунки нормализованы по конструкции и типоразмерам. Детали форсунок выполняются в основном одинаковыми, кроме распыливаю-щих элементов. Последние отличаются величиной проходных сечений и числом завирфивающих каналов. Типоразмеры и характеристики форсунок высокой производительности в зависимости от давления мазута перед форсункой даны в табл. 11-1, а средней «производительности для парогенераторов средней и малой мощности — в табл. 11-2. Производительность механической форсунки зависит от размера сопла, давления и вязкости распиливаемой среды. Производительность форсунки при давлении мазута, отличающемся от указанного в таблицах, может быть определена по соотношении в=вку^9кф. (П-1) В формуле: Рн, Вя — давление и производительность (по табл. 11-1 и И-2); р— рабочее давление мазута. Для обеспечения достаточной текучести по трубопроводам и улучшения распыления мазут перед форсункой должен иметь вязкость 3—4° ВУ, для чего мазут подогревают до 80—100°С в открытых баках. Вязкие мазуты подогревают до 110—130РС в закрытых баках. Температура подогрева мазута не должна превышать температуру его кипения, так как вскипание недопустимо. При вскипании и образовании газовой фазы могут возникнуть пульсации в мазутопроводах, форсунках и в факеле. Вскипание недопустимо и по условиям пожарной безопасности. ^достоинствам механических форсунок относится высокая экономичность сжигания, достигаемая хорошим распылением и тем, что расходэнергий нГооздание давления мазута перед форсунками относительно небольшой и значительно меньше, чем расход энергии при паровом и воздушном распылении. При давлении мазута 3,5—4 МПа (35 — 40 кгс/см2)расход энергии не превышает 0,1% мощности парогенератора (не более 1 кВт«ч на тонну мазута). ^Бесшумность ^аспыжедия при помощи механических форсунок обеспечйваё^ВЖгоприятаые условия для работы эксплуатационного персонала. Однако механические форсунки требуют установки топливных насосов и повышенной плотности мазутопроводов. Недостатками этих форсунок является возможность засорения распылителей и небольшие пределы регулирования их производительности. Для удаления механических примесей, могущих вызвать засорение канала распылителя механически^ форсунок и ухудшить условия работы топливных насосов, в мазутном хозяйстве предусматривают последовательно включенные фильтры грубой и тонкой очистки. Механические форсунки нормально работают в небольших пределах регулирования нагрузки. Регулировать производительность механических форсунок можно изменением начального давления мазута (качественное регулирование) или изменением 'проходного сечения распылителя (количественное регулирование). Первый способ не эффективен, так как снижение давления против расчетного ухудшает качество распыла. Второй способ более рационален, так как скорость истечения мазута из распылителя сохраняется близкой к оптимальной. Однако значительно усложняется конструкция форсунки при относительно небольшом изменении проходного сечения распылителя и поэтому применяется редко. Рекомендуется минимальное давление мазута перед механическими форсунками устанавливать не ниже 1,0 МПа (10 кгс/см2) при вязкости топлива не выше 3°ВУ. По характеристикам отечественного оборудования (насосов) максимальное давление мазута перед форсунками составляет 4,0 или 5,5 МПа (40 или 55 кгс/см2). Вследствие того что уменьшение производительности форсунки согласно формуле (11-1) достигается за счет квадратичного снижения давления, диапазон качественного регулирования механических форсунок не выше 50%. Из-за ухудшения условий перемешивания мазута с воздухом и в связи со значительным изменением его скорости в ряде случаев этот диапазон сокращается до 30%. В горелках с двухпоточной подачей воздуха, позволяющей поддерживать скорость воздуха на высоком уровне, диапазон качественного регулирования составляет 50%. Регулирование производится также отключением части форсунок без изменения давления перед работающими форсунками. Но на парогенераторах большой мощности, обычно оборудуемых форсунками высокой производительности, отключение части форсунок может вызвать тепловой перекос в топке. Поэтому для обеспечения достаточно гибкойрегулировки нагрузки на парогенератор устанавливают несколько механических форсунок с нерегулируемым сечением распылителей (от 2 до 20 шт.) с суммарной расчетной производительностью по мазуту, равной 110—120% от расхода при номинальной паропроизводительности, и регулирование производят изменением давления до его минимального значения по условиям распыления, т. е. 1,2—2 МПа (12—20 кгс/см2), в пределах 100—70%. Механические форсунки используются на парогенераторах средней и большой ларопроизводительности, для которых мазут является основным или.постоянным дополнительным топливом. Для более глубокого регулирования производительности применяют форсунки специальных конструкций: механические с рециркуляцией мазута, двухпоточные, паромеханические и ротационные. В механических форсунках с рециркуляцией (рис. 11-3) мазут подается через центральный ствол 1, проходит распределительную 2 и распыливающую 3 шайбы и через отверстие наконечника 4 распиливается,в топку. Из камеры завихрения часть мазута через кольцевой канал 5 возращается в приемный трубопровод топливного насоса. Изменением давления в сливной линии изменяется количество возвращаемого мазута и тем самым регулируется производительность форсунки. При уменьшении давления из-за увеличения ре-циркулируемой части мазута производительность форсунки падает,, а с увеличением давления — увеличивается. С большим диапазоном регулирования работает двухпоточная механическая форсунка (рис. 11-4). В завихритель мазут поступает двумя потоками —один из них (2) не регулируется и является основным для обеспечения необходимой степени крутки, регулирование производится за счет изменения расхода во втором, дополнительном потоке (3). С учетом допустимого снижения давления в основном контуре диапазон регулирования составляет 100—30%. Паромеханическая форсунка двухканальная (рис. 11-5): один канал для подачи мазута, другой — пара. Мазутный канал напоминает механическую форсунку. При большой нагрузке форсунка работает как чисто механическая: мазут, подаваемый по центральному каналу, последовательно проходит через механический завихритель и насадку. При малой нагрузке, при которой механическое распыление не получает требуемого качества, используется также и пар. Последний через паровой канал проходит систему отверстий в корпусе форсунки и поступает в паровой завихритель, далее, встречаясь с потоком мазута, распиливает его по выходе из насадка. Диапазон регулирования этой форсунки 100—20%. Рис. 11-5. Паромеханическая форсунка. Ротационная форсунка. На рис. 11-6 показана конструктивная схема распиливающей головки ротационной форсунки. Мазут под давлением 0,12—0,13 МПа (1,2—1,3 кгс/см2) через полый вал 1 и ряд отверстий в распределителе 2 поступает на распыливающую чашу 5, которая жестко соединена с валом. При вращении с частотой 600—700 об/мин с края чаши стекает непрерывная пленка жидкого топлива. Воздух, нагнетаемый компрессором 4, находящимся на том же валу, с большой скоростью проходит через кольцевой зазор между вращающейся чашей и неподвижным корпусом 5. Под влиянием трения о стенки рас-пыливающей чаши и центробежных сил частицы жидкого топлива двигаются по спиральным траекториям. На выходе из чаши действие центростремительных сил от стенок распылителя прекращается и частицы движутся с большой скоростью по касательным к их прежним траекториям, образуя жидкую пленку. Воздух, истекая из кольцевого зазора, повышает устойчивость пленки и способствует ее утоньшению. По мере движения пленка все утоньшается и распадается на мелкие капельки. Качество распыления мало зависит от вязкости мазута и удовлетворительно при вязкости до 13°ВУ. Отверстия увеличенного размера менее подвержены засорению, поэтому форсунка ни требует высокой степени очистки мазута. Качество распыла сохраняется в диапазоне от 20 до 100% номинальной производительности. Ротационные форсунки нашли применение в судовых топочных устройствах и в промышленной теплотехнике. В настоящее время разрабатываются более мощные форсунки, производительностью до 0,85 кг/с, для крупной энергетики. Мазутная форсунка парового распыления (рис. 1*1-7). Пар под давлением 0,5—2,5 МПа (5—25 кгс/см2) проходит по внутренней трубе, заканчивающейся расширяющимся соплом 2; мазут поступает по кольцевому каналу; струя пара, вытекающая из[расширяющееся сопла со скоростью до 1000 м/с, захватывает мазут, вытекающий из кольцевого канала, и через диффузор 3 поступает в топку. Рис. 11-7. Мазутная форсунка парового распыления (ОСТ 24.836.04). / — штуцер; 2 —сопло; 3 —диффузор; 4 — насадка; 5 — фланец. В паровых форсунках первичное дробление производится за счет кинетической энергии пара, истекающего из сопла форсунки. Частицы первичного дробления приобретают скорость паровой струи, обычно соответствующую критической скорости, при которой значительным сопротивлением воздуха они раздробляются на мельчайшие капельки. Из-за больших скоростей истечения при использовании паровых форсунок достигается более тонкое распыление, чем при применении механических. Насадка применяется для сжигания мазута с коротким факелом. Типоразмеры и основные характеристики паровых форсунок приведены в табл. 11-3. Паровые форсунки конструктивно проще, чем механические. Значительно проще и их обслуживание. Мазут к ним поступает под небольшим давлением — 0,2—0,5 МПа (2—5 кгс/см2). Для работы в условиях ограниченного перепада давления и малых скоростей подачи канал форсунки для мазута выполняется прямоточным сравнительно большого сечения. Канал легко продувается паром и не засоряется даже при отсутствии фильтров, что наряду с простотой конструкции паровой форсунки и схемы в целом обеспечивает их высокую надежность в работе. Это обстоятельство позволяет выполнять паровые форсунки со значительно меньшей производительностью, чем механические, и снабжать ими парогенераторы меньшей мощности. Пределы регулирования нагрузки паровых форсунок шире, чем у механических, что имеет существенное значение при их использовании на парогенераторах малой мощности, работающих обычно с переменным графиком паровой нагрузки. Недостатком паровых форсунок является большой расход пара на распыление, составляющий порядка 2% всего пара, выра <a href='http://geyz.ru/news/2009-09-19-43'>© Geyz. ru</a>
Дата добавления: 2015-10-13; просмотров: 307 | Нарушение авторских прав
<== предыдущая страница | | | следующая страница ==> |
Правове забезпечення культурно-побутового та спортивно-оздоровчого обслуговування жителів сільського населення | | | ТОПКИ ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА |