2.3 Схема завихрення факелу рідкого палива
Схема завихрення факелу рідкого палива представлена на рисунку 16.
1 — пальник; 2 — первинне повітря; 3 — вторинне повітря; 4, 5 — регістри (направляючі лопатки)
Рисунок 16 — Схема завихрення факелу рідкого палива
Мазут подрібнюється за допомогою форсунки на краплі, які виходять з форсунки у вигляді закрученого потоку. Далі відбувається змішування парів палива із закрученим потоком первинного повітря. Отже, вигорання парів дрібних крапель відбувається у потоці первинного повітря, а догорання великих крапель, сажі й коксу, — відбувається у потоці вторинного повітря.
2.4 Форсунки
Принципові схеми мазутних форсунок представлені на рисунку 17.
Рисунок 17 — Схеми мазутних форсунок
Форсунки підрозділяють на:
механічні;
високого тиску;
низького тиску.
Вибір типу форсунки визначається двома обставинами:
технологічними вимогами до якості розпилювання палива і відповідно характеристик палива;
наявності енергоносіїв для розпилювання необхідних параметрів.
В форсунках високого тиску у якості розпилювача використовується компресорне повітря або пара високого тиску. Вони забезпечують найкращу якість розпилювання. Необхідний тиск повітря 400 — 600 кПа (4 — 6 атм); питомі витрати 1,0 — 1,5 кг (компресорного повітря)/кг (мазуту). Пара може бути сухою або перегрітою і насиченою під тиском 700 — 900 кПа, питомі витрати пари 0,8 — 1,0 кг/кг (пари/мазуту).
В форсунках низького тиску для розпилювання використовують вентиляторне повітря. В наслідок цього якість розпилювання суттєво знижується. В механічних форсунках якість розпилювання найгірша.
2.4.1 Механічні форсунки
У механічних форсунках (рисунок 17, а, б, в) мазут подається під тиском 2,5 — 3,5 МПа, для того, щоб пропустити мазут крізь отвори малого діаметру (1,5 — 3,5 мм), що сприяє їх подрібненню на маленькі краплинки. Зменшення тиску, менше 1 МПа, не допускається. Мазут перед подачею у форсунку необхідно профільтрувати. Розмір чарунок фільтрів 0,5 × 0,5 мм, для форсунок соплом менше 2,5 мм і розміром чарунок 1 × 1 мм — з соплом, що дорівнює 2,5 мм і більше.
Головним недоліком є:
погіршення якості розпилювання при зменшенні їх продуктивності;
вузькі межі регулювання.
Продуктивність форсунки, в залежності від тиску мазуту, визначається наступним рівнянням:
,
де В — витрата мазуту; Р — надлишковий тиск перед форсункою.
Внаслідок такої залежності продуктивності форсунки від тиску вони мають вузькі межі регулювання. Якість розпилювання в них залежить від в’язкості мазуту. Тому для кращого розпилювання в’язкість їх повинна бути не більше 2,5 º УВ (умовної в’язкості). Умовна в’язкість являє собою відношення тривалості витікання 200 мл нафтопродукту при його температурі до тривалості витікання 200 мл дистильованої води при температурі 20 ºС (тому для зниження в’язкості мазут підігрівають парою). Незважаючи на низьку якість розпилювання, вузькі межі регулювання, такі переваги, як невеликі габарити, безшумність обумовили застосування механічних форсунок в котлах і печах працюючих у стаціонарному режимі.
Останнім часом на ПО «Уралмаш» (Росія) розроблена конструкція механічної форсунки із зворотнім зливом палива. Форсунка складається з трьох коаксиально розташованих труб, зовнішня труба є направляючою, яка має колектор для підводу охолоджуючого повітря і перфорований стабілізатор. Середня труба — для підводу мазуту в камеру завихрення, центральна — для зливу палива. Регулювання пропускної здатності форсунки забезпечується за рахунок змінювання витрати мазуту, що відводиться з камери завихрювача у зливний канал.
При цьому загальна витрата мазуту, що надходить у форсунку, залишається сталою внаслідок незмінного тиску мазуту в лінії нагнітання на рівні 3,5 МПа. Це забезпечує сталі швидкості мазуту в камері завихрювача і високу якість розпилювання.