Форсунки для сжигания мазута

По условию горения жидкого топлива необходимо хорошее его распыливание и тщательное перемешивание образовавшихся капелек с воздухом. Мазут распыливают форсунками, которые подразделяют на механические, высокого (паровые и воздушные) и низкого давления (воздушные). При распыливании поверхность контакта капель мазута с воздухом увеличивается более чем в 2500 раз, что значительно ускоряет нагрев капли и ее испарение. Хорошее перемешивание и турбулизация потока обеспечивают полное сгорание топлива в малом объеме.

Затем капли горючего, окруженные воздухом, попадают в раскаленный туннель, где они нагреваются за счет излучения пламени и кладки, а также от нагретого воздуха и рециркулирующих продуктов горения, и сгорают.

Факел, образующийся при горении, должен соответствовать выбранной конструкции печи и принятой технологии. Он должен иметь нужную температуру, интенсивную излучательную способность, устойчивость горения, обеспечивать полное сгорание топлива в имеющемся объеме рабочего пространства печи и требуемые условия теплоотдачи к нагреваемым изделиям. Для распыливания мазута необходимо затратить энергию (совершить работу). Кинетическая энергия потока распылителя (воздуха или пара) определяется его массой и скоростью движения. В форсунках высокого давления масса мала, а скорости высокие в некоторых конструкциях даже сверхзвуковые. В форсунках низкого давления скорости распылителя значительно ниже, однако большая масса. В них весь воздух, необходимый для горения, используют также и для распыливания. Количество распылителя в этих форсунках можно уменьшить за счет использования подогретого до 300 – 350 °С воздуха, что позволит уменьшить коэффициент расхода воздуха без ухудшения полноты сжигания. Форсунки высокого давления, в которых мазут распыляют компрессорным воздухом с давлением 300 – 700 кПа, конструктивно мало отличаются друг от друга. Количество распылителя составляет около 10 % всего объема воздуха, необходимого для сжигания мазута, а остальные 90 % подают вентилятором или эжектируют. На рис. 5.38 изображена форсунка высокого давления конструкции В. Г. Шухова, состоящая из патрубка 1 для распылителя, центрирующих выступов 2, мазутной трубки 3, соединительной гайки 4 и контргайки 5. Факел ее узкий и длинный (2,5 – 7 м). Поэтому для малогабаритных печей их не применяют. В форсунках низкого давления мазут распыляют воздухом, подаваемым вентилятором высокого давления. В силу того, что весь объем воздуха подают через форсунку, это значительно улучшает условия распыления и смесеобразования. Факел получается коротким. Но в конструкциях такого типа пределы регулирования невелики, и чтобы уменьшить производительность форсунки на 30 %, необходимо снизить скорость выхода воздуха со 100 до 50 м/с, что ухудшает распыление мазута.

Указанные недостатки исключены в конструкции форсунки низкого давления (рис. 5.39). Она состоит из корпуса 7, подвижного наконечника 2, мазутной трубки 3, мазутопровода 4, маховичка для перемещения иглы 5, иглы для регулирования подачи мазута 6, рычаги 7 для перемещения наконечника с целью изменения сечения воздушного сопла. В ней за счет изменения выходного сечения для воздуха при различной производительности скорость сохраняется постоянной, что обеспечивает качественное распыление мазута.

Для печей с автоматическим регулированием тепловых процессов типовые форсунки оказываются не совсем пригодными, так как с уменьшением расхода воздуха резко падает давление и форсунки перестают нормально работать. В комбинированных форсунках применен способ раздельной подачи и регулирования расхода воздуха. Компрессорный (первичный) воздух, подаваемый в небольших количествах (≈10%), используется для распыливания мазута, а вентиляторный (вторичный) воздух (≈90 %) предназначается для горения мазута.

Рис 5.38.Форсунка высокого давления конструкции В. Г. Шухова

Рис. 5.39. Форсунка низкого давления

Дата добавления: 2015-06-27