Форсунки паровых котлов

Содержание

Слайд 2

Назначение форсунок, требования предъявляемые к ним Метод сжигания жидкого топлива при

Назначение форсунок, требования предъявляемые к ним

Метод сжигания жидкого топлива при

помощи распыливания впервые был разработан русскими теплотехниками. Шпаковский в 1865г. Предложил первую форсунку. В дальнейшем эта форсунка была усовершенствована известным ученым и изобретателем Шуховым. И с конца 80-х годов
ХIХ столетия паровые форсунки начали применяться на судовых котлах.
Форсунка предназначена для подачи топлива в топку в распыленном, удобном для быстрого и полного сгорания, виде.
Требования к форсункам:
- простота и надежность в эксплуатации при работе на всех марках мазута;
- длительный срок службы всех узлов и деталей;
- высокое качество распыления, обеспечивающее минимальные потери от химического недожога;
- большая глубина регулирования (от максимальной производительности форсунки до минимальной) с сохранением постоянного качества распыла;
- возможность дистанционного управления работой форсунки при автоматическом регулировании нагрузок котла.
Слайд 3

Паровые форсунки Распыл топлива осуществляется различными способами: - при помощи пара

Паровые форсунки

Распыл топлива осуществляется различными способами:
- при помощи пара

– паровые форсунки
- за счет давления в топливной магистрали и конструкции распыливающего устройства – механические форсунки
- с использованием обоих способов распыла – паромеханические.
Паровые форсунки
Являются самыми простыми и надежными в работе. Эти форсунки обладают хорошей распыливающей способностью. Главным недостатком паровых форсунок является значительный расход пара – 0,4 – 0,5 кг на 1 кг топлива., что составляет примерно 2-5% от паропроизводительности котла. Поэтому, несмотря на ряд преимуществ, паровые форсунки не получили широкого применения на морских судах.
Паровые форсунки выполняются:
- круглопламенные (производительность до 200 кг/ч)
- плоскопламенные (щелевые) (производительность до 100 кг/ч)
Слайд 4

Паровые форсунки Устройство круглопламенной форсунки

Паровые форсунки

Устройство круглопламенной форсунки

Слайд 5

Паровые форсунки Состоит: стальной стержень, наконечник со штуцером, топливный штуцер. Стальной

Паровые форсунки

Состоит: стальной стержень, наконечник со штуцером, топливный штуцер.
Стальной стержень

имеет несквозной внутренний канал 3 и поперечное сквозное отверстие 2. Один конец стержня заканчивается 4-хгранником с маховиком, который вращает стержень. Наконечник наворачивается на стальной стержень и образует вокруг него кольцевое пространство 7 и кольцевую щель 6, по которым проходит пар. Топливный штуцер и наконечник неподвижны. Стержень при вращении маховика втягивается внутрь наконечника или выдвигается из него. При этом изменяется сечение кольцевой щели, увеличивая или уменьшая количество пара, распыливающего мазут.
Работа: топливо чаще всего подается самотеком (давление 1,5 – 4 м вод.ст., скорость истечения 0,15 – 0,6 м/с). Пар (давление 4 – 5 кгс/см) проходит по кольцевому каналу 6, омывает стенки стержня, обогревая его. При выходе из кольцевой щели 6 пар со скоростью 600 – 800 м/с увлекает за собой мазут и распыливает его. Регулирование производительности форсунки производится клапаном на напорной топливной магистрали, а пара – на паровой магистрали. Качество распыла регулируется маховиком форсунки.
Слайд 6

Паровые форсунки

Паровые форсунки

Слайд 7

Паровые форсунки Устройство плоскопламенной (щелевой) форсунки. 1. Корпус 2 (бронзовый) с

Паровые форсунки

Устройство плоскопламенной (щелевой) форсунки.
1. Корпус 2 (бронзовый) с двумя

каналами 6,7. Верхний – 6 с вставленным в него подвижным стальным стволом – 1 – для топлива; нижний – 7 – для пара.
2. Стальной подвижный ствол 1, заглушен спереди.
3. Стальной стержень 5, ввернутый в подвижный ствол, заканчивается маховиком 4. При вращении стержня ствол или наворачивается, или сворачивается с него. Ограничительный болт 3 не позволяет ему вращаться, ствол совершает только поступательные движения.
4. Мерная планка – указывает величину открытия проходного отверстия, т.е. производительность форсунки в данный момент.
Работа форсунки.
количество топлива регулируется маховиком 4 стержня форсунки. Количество пара – клапаном на паровой магистрали. Топливо из ствола через совмещенные в большей или меньшей степени отверстия в стволе и корпусе падает вниз на струю пара и далее в топку. Сдвиг ствола относительно корпуса изменяет проходное сечение выходного отверстия.
Слайд 8

Механические форсунки В механических форсунках распыл топлива производится за счет давления

Механические форсунки

В механических форсунках распыл топлива производится за счет давления

в магистрали и конструкции распыливающей головки.
Производительность механических форсунок можно изменять:
- Выведя котел из действия и заменив на форсунке распыливающее устройство (качество распыла не меняется);
- Прикрыв клапан на топливной магистрали, т.е. одновременно с количеством уменьшив давление топлива (качество распыла ухудшиться);
- Создав форсунку с обратным сливом топлива из вихревой камеры, что приведет к изменению производительности, но не ухудшит качество распыла.
Хороший распыл в механических форсунках зависит от:
а) состояния самой форсунки (чистоты и целостности распыливающей шайбы)
Б) состояния топлива
Для обеспечения качественного распыла мазут должен быть очищен и подогрет до определенных температур:
Ф-5 – 70 С М-80 – 100-110 С
Ф-12 – 90 С М-100 – 110-115 С
М-40 – 90-110 С
Слайд 9

Механические форсунки 1. Нерегулируемая форсунка.

Механические форсунки

1. Нерегулируемая форсунка.

Слайд 10

Механические форсунки Основные узлы: 1 – распыливающая шайба с тангенциальными канавками

Механические форсунки

Основные узлы:
1 – распыливающая шайба с тангенциальными канавками –

8
и вихревой камерой – 10, и соплом – 9;
2 – корончатая распыливающая втулка ( для разделения
центральной струи топлива в кольцевую);
3 - нажимная корончатая гайка (для удержания деталей 1 и 2
в стакане.
4 – стакан (служит для соединения распыливающих деталей
с корпусом);
5 – ствол форсунки;
6 – корпус с ручкой;
Слайд 11

Механические форсунки Работа. Топливо проходит по стволу, попадая на пазы в

Механические форсунки

Работа.
Топливо проходит по стволу, попадая на пазы в распыливающей втулке

разлеляется на периферийные струи, затем на тангенциальных канавках распыливающей шайбы получает вращательное движение и устремляется к центру вихревой камеры. Завихренное топливо прожимается через сопло в шайбе и поступает в распыленном виде в топку.
Конструктивное исполнение механических нерегулируемых форсунок разнообразно. Есть форсунки с продувкой пара для очистки топливных каналов во время работы котла. В таких форсунках в корпусе выполнен еще один канал, по которому подводится пар. Кроме того в каналах для топлива устанавливаются сетчатые фильтры для дополнительной очистки топлива, чтобы не загрязнять тангенциальные канавки и сопловое отверстие.
Слайд 12

Механические форсунки 2. Регулируемая форсунка. 1- распыливающая шайба с тангенциальными канавками

Механические форсунки

2. Регулируемая форсунка.
1- распыливающая шайба с тангенциальными канавками и вихревой

камерой
2- внутренний ствол для слива топлива из вихревой камеры
3- разделительная втулка ; 4- прижимной стакан; 5- наружный ствол (для подвода топлива); 6,8,10- уплотнительные прокладки; 9- корпус;
11- топливный канал; 12-тангенциальные канавки; 13- вихревая камера
Слайд 13

Механические форсунки Работа. Корпус форсунки соединяется со штуцером подвода топлива (верхний)

Механические форсунки

Работа.
Корпус форсунки соединяется со штуцером подвода топлива (верхний) и штуцером

отвода топлива (нижний) и сливной магистралью. Если разобщительный клапан на сливной магистрали закрыт, то форсунка работает как нерегулируемая, т.е. топливо, подаваемое на форсунку, завихряется на тангенциальных канавках и через сопло вылетает в топку. Если разобщительный клапан приоткрыть, то часть топлива из вихревой камеры поступает из вихревой камеры в центральный канал внутреннего ствола, и далее в приемную магистраль топливного насоса. Таким путём достигается изменение производительности форсунки без ухудшения качества распыла. Сливаемое топливо должно охлаждаться, т.к. повышается пожароопасность.
Слайд 14

Паромеханические форсунки Паромеханические форсунки являются комбинацией механической и паровой форсунок., что

Паромеханические форсунки

Паромеханические форсунки являются комбинацией механической и паровой форсунок., что

позволяет им работать как чисто механической при нагрузках, близких к полным, и как паромеханической при малых нагрузках. Устанавливают эти форсунки как на главных, так и вспомогательных котлах.
Достоинства:
- Высокое качество распыла мазута, поступающего под небольшим давлением, большая производительность;
- Обеспечение полного горения при оптимальных коэффициентах избытка воздуха (1,11 – 1,15);
- Широкий диапазон регулирования производительности;
- Уменьшение коксуемости выходных сопел за счет продувания их паром;
- Улучшение процесса сгорания, т.к. пар является катализатором и ускоряет процесс окисления свободного углерода топлива.
Наличие двух рабочих тел предполагает необходимость иметь два ствола (канала) для мазута и пара, а также распыливающим устройством. Паромеханические форсунки могут быть центробежными и струйносмешивающими.
Слайд 15

Паромеханические форсунки Паромеханическая центробежная форсунка 1. Корпус 2. Два ствола 10,11(ствол

Паромеханические форсунки

Паромеханическая центробежная форсунка
1. Корпус
2. Два ствола 10,11(ствол в стволе)
3. Разделительная

втулка
(для топлива)13
4. Распыливающая шайба 14 с
тангенциальными канавками 3,
вихревой камерой 4, соплом 5
(для топлива).
По окружности у шайбы 6-8
сквозных отверстий для прохода
пара.
5. Соединительный штуцер – 12
6. Разделительная втулка – 13
7. Соединительный стакан с
Сопловыми каналами – 8.
Слайд 16

Паромеханические форсунки Паромеханическая струйно-смешивающая форсунка Устройство: 1. Стволы – 7,10; 2.

Паромеханические форсунки

Паромеханическая струйно-смешивающая форсунка
Устройство:
1. Стволы – 7,10;
2. Разделительная
втулка – 12;
3. Распыливающая
шайба

– 2 с пересека-
ющимися каналами
3, 4 и четырьмя
соплами 1;
4. Прижимной
стакан 13.
Для работы форсунки применяется пар с давлением до 35 кгс/см2 (О,35 МПа), мазут подается под давлением 7 кгс/см2 (0,7 МПа). Расход пара составляет
0,05 – 0,15 кг/кг. Такие форсунки установлены на котлах типа КВГ – 34К.