Топочные устройства

Топочные устройства предназначены для осуществления факельного процесса, образования и подачи топливовоздушной массы в топку котла.

Состав топочного устройства:

– воздухонаправляющее устройство (ВНУ);

– форсунка.

Назначение ВНУ:

– подача воздуха в топку и образование топливовоздушной смеси;

– создание турбулентного потока горящей смеси и топочных газов;

– непрерывное поджигание горючей смеси.

Назначение форсунки – распыливание и подача жидкого топлива в топку.

Рис. 5.2 Воздухонаправляющее устройство (ВНУ)

В ВНУ (рис. 5.2) каналы открываются и закрываются перемещением заслонки 6, чем регулируется подача воздуха. Поступающий в топку воздух благодаря направляющим лопаткам 1 имеет вращательное движение. Диффузор 3 способствует лучшему смешиванию топлива с воздухом, создаёт условия для подсоса обратных потоков горящих газов к головке форсунки и предотвращает сдувание пламени воздухом, что создаёт условия для устойчивого зажигания топлива. Захлопка 7, установленная на трубе 9, предотвращает проход газов из топки в котельное отделение при замене форсунки. Через отверстия во фланце 8 проходит воздух, необходимый для охлаждения головки форсунки.

Фурма 2, нагревающаяся в процессе работы котла, излучает тепловую энергию, идущую на испарение и поджигание горючей смеси в начале топки. Сферическая поверхность кольца 5 и компенсатор 4, предназначенный для соединения корпуса с направляющим кольцом, служат для перемещения корпуса с наружной обшивкой при деформации её относительно внутренней обшивки.

Основные характеристики топочного устройства:

- качество распыливания (зависит от давления и вязкости топлива);

- угол конусности распыливания (60 – 90°);

- совершенство смесеобразования (должно быть обеспечено полное сжигание топлива при минимальном коэффициенте избытка воздуха).

Мазут в распыленном состоянии подаётся из форсунки в воздушную среду топки (рис. 5.3). В начальной зоне (ядре факела) происходит прогрев, испарение и частичная газификация мазута. Основным источником теплоты для ядра факела является мощное излучение горящего факела и в меньшей степени огнеупорной фурмы, воспринимающей лучистую энергию и отдающей её корню факела.

Рис. 5.3 Схема действия топочного устройства:

1. Форсунка.

2. Диффузор.

3. Лопатки ВНУ.

4. Огнеупорная фурма

(футеровочное кольцо).

Для интенсивного перемешивания газовоздушных потоков внутри и по окружности факела, а также для ускорения процесса горения в диффузоре имеются щели, через которые небольшое количество воздуха поступает к ядру факела, обеспечивая охлаждение самого диффузора и начальное смесеобразование топлива с воздухом.

Основное количество воздуха подводится к зоне Ι через лопатки ВНУ, обеспечивая устойчивое завихрение газовоздушной смеси. Это основная зона горения, представляющая собой конусообразный полый факел.

В зоне ΙΙ обратный поток горячих газов движется к топочному устройству вследствие движения потока воздуха, внутри которого создаётся зона пониженного давления. В этой зоне газ при высокой температуре движется к ядру факела, что необходимо для газификации распыленного топлива и непрерывного воспламенения горючей смеси.

Зона ΙΙΙ, заполненная свежей горючей смесью, обеспечивает непрерывное поступление её в основную зону горения Ι. Несгоревшие в основной зоне частицы топлива догорают в соседних объёмах топки.

Средняя температура топочной среды в судовых паровых котлах 1000 – 1600°C.

Подготовка топлива перед сжиганием заключается в отделении влаги, удалении механических примесей и подогреве до необходимой для данной марки топлива температуры.

Дата добавления: 2015-06-27