Паровая форсунка для чего
Перейти к содержимому

Паровая форсунка для чего

  • автор:

2.11. Принцип действия и конструкции форсунок и воздухонаправляющих устройств

В зависимости от метода распыливания топлива различают форсунки воздушные и паровые, механические и паромеханические. В судовых паровых котлах в основном применяют механи­ческие и паромеханические форсунки.

В механических форсунках для распыливания топлива ис­пользуется центробежный эффект, создаваемый враще­нием самого топлива, подавае­мого к форсунке под давле­нием. На рис. 2.5 изображен наконечник механической форсунки. В вихревой ка­мере I происходит вращение топлива. Для этого топливо под давлением подводят к камере по четырем тангенциаль­ным каналам 2. Из камеры вращающееся топливо выходит в топку через отверстие распылителя 3 в виде пленки, образую­щей пустотелый конус. При низком давлении топлива (р < 1 МПа) пленка распадается на крупные капли (Рис. 2.6, а).

Рис. 2.5. Наконечник механической форсунки

Если же создаваемое топливным насосом давление повысить (> 1 МПа), то пленка раздробится на мелкие капли (Рис. 2.6, б). Обычно давление мазута, подаваемого в форсунку, поддерживается 1–4 МПа, при котором размер капель состав­ляет 30–70 мкм.

Рис. 2.6. Схема распыления мазута механической форсункой:

а – при р < 1 МПа; б – при р > 1 МПа

Механическая форсунка (Рис. 2.7) состоит из нако­нечника 3 с распылителем 1 и накидной гайки 2, ствола 4 и корпуса 11 с рукояткой. На рисунке вместе с форсункой пока­зано крепежное соединение, смонтированное на фронте котла.

Рис. 2.7. Механическая форсунка

В состав такого устройства входят скоба 10 со стопорным вин­том 9, трубка 5 в сборе с башмаком 6 и штуцерами 7 и 13. За­крепляется форсунка стопорным винтом 9, с помощью которого ее корпус плотно прижимается к башмаку.

Форсунка работает следующим образом. Мазут под давле­нием поступает через верхний штуцер 13 в корпус, проходит через фильтр 12 и далее следует по каналу 14 ствола форсунки.

Затем через отверстия 15 и тангенциальные каналы распыли­теля (см. рис. 2.5) поступает в вихревую камеру 16. Здесь топ­ливо получает вращательное движение и через отверстие в рас­пылителе выходит в топку в виде тончайшей пленки, распадаю­щейся на мелкие капли (размером 30–70 мкм).

Со временем форсунки загрязняются и закоксовываются, по­этому их периодически продувают паром. Насыщенный пар под­водят к форсунке через нижний штуцер 7 и невозвратный кла­пан 8, который открывается под давлением пара, превышающим давление мазута. Одновременно с подачей пара клапан пере­крывает мазутный канал 14. Если прекратить подачу пара, то под давлением мазута клапан опустится вниз и откроется ма­зутный канал.

Рис. 2.8. Паромеханическая форсунка

Механические форсунки просты по устройству, обеспечивают хорошее распыливание мазута при давлении 1 МПа, на­дежны в работе. Но они плохо регулируют расход топлива, так как при снижении давления подаваемого топлива ухудшается его распыливание. Расход выпускаемых в настоящее время ме­ханических форсунок обычно составляет 0,03–0,15 кг/с (100–550 кг/ч).

Паромеханическая форсунка по конструкции мало отличается от механической. На рис. 2.8 изображен наконечник паромеханической форсунки. Мазутный канал целиком напо­минает механическую форсунку. При большой нагрузке мазут последовательно проходит центральный канал 3, тангенциаль­ные каналы, вихревую камеру и через отверстие (сопло) в рас­пылителе 1 поступает в топку. При малой нагрузке, кроме того, используется пар, который подается в паровой канал 2, прохо­дит тангенциальные каналы и вихревую камеру парового распы­лителя (на рисунке они показаны отдельно) и далее, встречаясь с мазутом, распыливает его.

Преимуществом паромеханической форсунки является регу­лирование подачи мазута за счет изменения давления топлива. При изменении давления от 4 до 0,01 МПа расход паромехани­ческой форсунки может снизиться от 100%, соответствующих полной нагрузке, до 5%, соответствующих малой нагрузке, то есть глубина регулирования = 20. У механической форсунки = 2, что недостаточно, так как не позволяет работать на ма­лых, менее 50%, расходах топлива.

К недостатку паромеханических форсунок относят безвоз­вратную потерю пара, идущего на распиливание мазута. Пар для распыливания подают в количестве 0,01–0,05 кг пара на 1 кг топлива (меньшие значения относятся к форсункам боль­шего расхода). Для форсунки с расходом Вф = 0,55 кг/с расход теряемого пара составляет 20 кг/ч и более.

Воздухонаправляющее устройство (ВНУ), по­казанное на рис. 2.9, состоит из цилиндрического корпуса 1 с днищем 5, патрубком 2, фланцем 18 и двух конусов 15 и 16, между которыми по касательной к некоторой окружности (см. слева на рис. 2.9) вварены 24 тангенциально установленных ло­патки 3. На конце патрубка 2 установлен диффузор 20. Вход в каналы между лопатками закрывает подвижной цилиндр 4, который называют регистром. Он скреплен планками 6 с тя­гами 8. В центре ВНУ, ближе к выходу, установлен диффузор, который связан с тягой 11. Снаружи ВНУ закрыто дисками 10 и 12, в центре которых расположен патрубок 9 с заслонкой 14 для установки форсунки. Диск 10 и днище 5 соединены реб­рами 7.

Вся конструкция воздухонаправляющего устройства разме­щена между внутренней 19 и наружной 13 обшивками котла. Воздух вентилятором подается в межобшивочное пространство. При перемещении регистра 4 влево по направляющим 17 воздух из межобшивочного пространства поступает в межлопаточные каналы, образованные тангенциально установленными лопат­ками 3, и далее закрученным потоком направляется в топку. Регистр может находиться в двух крайних положениях: в край­нем правом, когда он закрывает доступ воздуха в каналы (как показано на рис. 2.9), и крайнем левом, когда вход воздуха в каналы открыт. Промежуточных положений регистр не имеет и, следовательно, воздухонаправляющее устройство является не­регулируемым. Регулировать подачу воздуха надо либо шибе­ром на воздухопроводе от вентилятора до котла, либо частотой вращения вентилятора.

Принцип паромеханической форсунки

Паромеханические форсунки предназначены для распыливания жидкого топлива (обычно топочного мазута) в составе горелок энергетических и водогрейных котлов.

Форсунки рассчитаны для топочных мазутов ГОСТ 10585-75 при вязкости топлива не более 4″ВУ ГОСТ 6258-52.

Для надёжной работы форсунок топливо должно быть профильтровано с помощью фильтров с ячейками не более 1,2х 1,2 мм.

В головке паромеханической форсунки реализован комбинированный способ распыливания топлива, совмещающий центробежный эффект и эффект гидродинамической и ультразвуковой кавитации, с генерированием и наложением на топливный факел акустических и ультразвуковых колебаний.

Форсунка работает следующим образом:

Топливо (мазут) по центральной трубе подаётся в форсунку и через распределяющие отверстия на вход в спиралевидные каналы топливного завихрителя-кавитатора. При вытекании топлива из каналов в камере закручивания формируется вихревое течение, состоящее из системы догоняющих струй. Высокая неравномерность скорости на границе догоняющих потоков формирует значительные сдвиговые напряжения на границах струй, что в свою очередь генерирует эффект кавитации в вытекающей плёнке топлива, способствуя её разрушению.

Пар подаётся по периферийному кольцевому каналу форсунки и вытекает из профилированных каналов ультразвукового генератора со сверхзвуковой скоростью. Вихревое профилированное течение пара генерирует акустические и ультразвуковые волны, которые значительным образом способствуют последующему мелкодисперсному дроблению топлива.

Паровая форсунка для чего предназначена

Форсунки применяются в составе охладителей пара ОУ, РОУ, БРОУ и предназначены для распыливания охлаждающей воды.
Комбинированная пароводяная форсунка типа 1431-100/65-Ф предназначена для распыливания охлаждающей воды с помощью парового потока и получения пароводяной смеси для впрыска в охладитель пара БРОУ.

Два исполнения форсунки отличаются наличием во входных патрубках дроссельных шайб, предназначенных для снижения давления пара.
Пароводяная форсунка с односторонним подводом пара 1415-100/50-Ф конструктивно аналогична форсунке 1431-100/65-Ф.
Форсунки серии 1415-100/50-Ф, кроме базового исполнения, имеют исполнения –01…–22.
Форсунки серии 1431-100/65-Ф, кроме базового исполнения, имеют исполнения –01, –02.
Исполнения форсунок выбирают по результатам теплогидравлического расчета.
Наряду с центробежными форсунками применяются пароводяные форсунки струйного типа 1100-20-Ф, -Ф-01.
При работе всех типов пароводяных форсунок на выходе образуется пароводяная смесь с температурой насыщения, которая затем поступает к узлу впрыска охладителя пара.

— Присоединение к трубопроводу — под сварку.
— Материал корпуса — сталь 12Х1МФ.
— Изготовление и поставка пароводяных форсунок по ТУ 3113-008-71228244-2008.

Обозн. изделия

Давление пара, МПа

Температура пара, ˚С

Давление воды, МПа

Температура воды, ˚С

Полн. масса, кг

 1100-20-Ф; Ф-01

Форсунка топливная

Слово «форсунка» произошло от английского «force-pump», что переводится как нагнетательный насос. Технический прогресс, позволивший создать высокоточные надежные топливные форсунки, привел к революции в двигателестроении, машиностроении, авиации, кораблестроении.

Уже давно не выпускаются двигатели внутреннего сгорания, не оснащенные устройствами для впрыска топлива. Без этой системы, которую называют инжектор, невозможно добиться приемлемых показателей экономичности и экологичности моторов. Форсунки являются главным исполнительным механизмом в системе впрыска.

Что такое форсунка

Это устройство, которое предназначено для точной дозировки и распыления под давлением жидкостей, реже порошков и газов. Наибольшее применение они получили в современных двигателях внутреннего сгорания, где для выполнения экологических норм требуется строго дозированная подача распыленного горючего. Мелкодисперсные капли бензина, солярки, сжиженного газа или мазута лучше перемешиваются с воздухом, чем струя, что приводит к более полному сгоранию топливно-воздушной смеси. Увеличивается мощность, улучшается экономичность двигателя внутреннего сгорания. Существенно уменьшаются выбросы токсичных отработанных газов.

История изобретения и совершенствования

Первую в мире форсунку предложил русский изобретатель Александр Иванович Шпаковский. Случилось это в 1864 году. Изделие было создано для распыления порошка, но из-за несовершенства конструкции распространения не получило. Более удачным оказался опыт российского и советского инженера Владимира Григорьевича Шухова, в 1880 году предложившего устройство, работающее с жидким топливом.

Его прибор, который использовался для распыления мазута, благодаря простой конструкции и технологичности, получил широкое применение. В некоторых отраслях техники форсунки Шухова применялись до середины XX века. Все современные конструкции основаны на принципах, заложенных этим конструктором.

Толчок к массовому применению инжекторов дало изобретение Рудольфом Дизелем двигателя с воспламенением от сжатия, названного в его честь дизелем. В первом двигателе сжатый воздух перемешался с угольной пылью, выступавший в качестве горючего материала.

Дизель столкнулся с трудностями в точной дозировке смеси. Решить их удалось, заменив угольную пыль керосином и применив форсунки. С этого момента началось усиленное совершенствование систем впрыска топлива. Первым на этом пути оказался Роберт Бош, который предложил несколько типов впрыскивающих устройств, а главное, сумел соединить форсунки с насосом высокого давления. Этот принцип и лежит в основе современных систем впрыска топлива, когда распыленное горючее впрыскивается в двигатель необходимыми порциями при давлении, превышающим атмосферное.

В дальнейшем инжекторы полностью вытеснили карбюраторы на бензиновых моторах. Дизели получили высокоточные приборы, распыляющие топливо под давлением несколько сотен, а то и тысяч атмосфер. Такие форсунки выдерживают до миллиарда циклов впрыска, изготавливаются с микронными допусками, высокое быстродействие обеспечивает длительность импульса до десятитысячной доли секунды.

Расположение и принцип работы форсунок

Топливная форсунка состоит из нескольких основных частей:

  • герметичный корпус;
  • фильтр;
  • запорный клапан;
  • распылитель.

В зависимости от типа привод клапана может быть механическим, электрогидравлическим, электромагнитным, с помощью пьезоэлемента. Топливный насос нагнетает горючее под давлением. Топливо первоначально проходит через фильтр, препятствующий попаданию механических загрязнений на распылитель. Затем либо по команде электронного блока управления, либо под действием гидромеханического воздействия, запорный клапан открывается. Топливо поступает на распылитель, в торце которого имеется несколько калиброванных отверстий. Проходя через них, струя топлива превращается в мелкодисперсную взвесь. Чем меньше размер капель, тем качественнее распыление.

Форсунки устанавливаются на двигатель таким образом, что входное отверстие находится снаружи блока и подсоединено к топливопроводу. В системе, которая впрыскивает топливо во впускной тракт, распылитель располагается внутри впускного коллектора. В системах непосредственного впрыска — в камере сгорания, выше верхней мертвой точки хода поршня. В местах соединения корпуса форсунок со стенками блока (коллектора) установлены термостойкие уплотнители, препятствующие проникновению неучтенного воздуха в цилиндр.

Виды форсунок

Топливные форсунки, которые устанавливаются на двигатели внутреннего сгорания, различаются по принципу работы, по расположению. Если применяется одна для всего двигателя, которая установлена во впускном коллекторе, такая называется центральной, а система — моновпрыском.

Если каждый цилиндр снабжает топливом индивидуальная форсунка, установленная во впускном коллекторе напротив впускных клапанов, конструкция называют распределенным впрыском топлива. Форсунки, производящие впрыск прямо в камеру сгорания минуя клапаны, называются форсунками непосредственного впрыска.

По принципу работы различают следующие виды:

  • механические;
  • электромагнитные;
  • электрогидравлические,
  • пьезоэлектрические форсунки.

Механические, пьезоэлектрические и электрогидравлические устройства в настоящее время применяются на дизельных двигателях. Современные бензиновые моторы оснащаются электромагнитными инжекторами.

Механические форсунки

В механических инжекторах запорный клапан управляется давлением жидкости. При высоком давлении клапан закрыт. Когда давление падает ниже определенной величины, под действием возвратной пружины игла клапана поднимается и горючее поступает на распылитель. Механическая форсунка очень проста: корпус, запорная игла с двумя пружинами, распылитель. Недостаток механических систем — наличие сложного в изготовлении и обслуживании, дорогого дозатора-распределителя.

Электрогидравлические форсунки

Электрогидравлические инжекторы используются в современных дизельных двигателях и заменили механические устройства. Используются как в системах с индивидуальными ТНВД (насос-форсунки), так и в системах common rail. В последнем случае топливо под небольшим давлением заканчивается в топливную рампу отдельным насосом. Затем топливный насос высокого давления перекачивает горючее в форсунки.

Топливо поступает в две камеры: над запорной иглой и под ней, давление в них одинаково. Игла удерживает клапан в закрытом положении под действием пружины. По команде электронного блока управления открывается сливной электромагнитный клапан, давление в емкости над иглой падает. При достижении порога, который может преодолеть усилие пружины, форсунка открывается. После этого сливной клапан закрывается, давление в камерах выравнивается, запорная игла перекрывает поток топлива.

Электромагнитные форсунки

Эти устройства применяются в бензиновых двигателях, поскольку не рассчитаны на работу в условиях чрезмерно высокого давления топлива, характерного для дизельных моторов.

На обмотку поддается сигнал от электронного блока управления двигателем. Под действием образовавшегося магнитного поля якорь, с которым соединена запорная игла, смещается, и открывает клапан. При отключении сигнала игла под действием пружины возвращается на место, выходное отверстие закрывается.

Пьезоэлектрические форсунки

Пьезоэлектрическая форсунка является самым современным исполнительным механизмом в системах впрыска топлива и используется как в бензиновых, так и в дизельных двигателях. Иглу приводит в действие пьезоэлектрический элемент, изготовленный из керамики. Под действием электрического тока керамика определенных сортов увеличивает свой размер. При расширении запорная игла выталкивается вверх.

Основное достоинство топливных пьезофорсунок — высокое быстродействие, что позволяет осуществлять впрыск топлива несколько десятков раз за один цикл. Другим преимуществом таких систем является способность выдерживать давление до 2 000 бар.

Конструкция, применяемая при производстве форсунок для инжектора, определяет область их применения.

Техническое обслуживание форсунок

Современные автомобильные форсунки способны надежно работать в течение длительного времени. Каких-либо специальных мер по обслуживанию этих устройств не предусмотрено, смазывать и регулировать там нечего. При использовании качественных горюче-смазочных материалов случаи выхода из строя форсунок в двигателе до выработки своего ресурса встречаются крайне редко.

Опасаться следует некачественного топлива, воды, механических воздействий при ударах.

Даже при использовании чистого топлива форсунки нуждаются в периодической промывке. Такая необходимость быстрее всего возникает при частых коротких поездках.

После того, двигатель заглушен, в форсунках остается бензин, который продолжает испаряться. На стенках выходных отверстий распылителя появляются отложения. Хоть бензин и обладает моющими свойствами, на каком-то этапе он перестает справляться с этими наростами, и выходные сопла закоксовываются. Форсунки теряют производительность, что приводит к падению мощности из-за переобедненной смеси, неровной работе двигателя.

Способы очистки форсунок

Очистка форсунок — ответственное дело, которым должны заниматься подготовленные специалисты. В средствах массовой информации, на автомобильных форумах часто можно встретить мнение, что не стоит тратиться на дорогостоящую процедуру промывки форсунок. Достаточно залить в бензобак очиститель топливной системы.

Делать этого не стоит. В бензобаке, каким бы чистым не был заливаемый бензин, всегда скапливаются отложения, конденсируется влага. Очиститель топливной системы не работает выборочно. Он начнет с бензобака. Все отложения прямым путем, поскольку фильтр с ними не справится, направятся в форсунки. В итоге, в лучшем случае, все равно придется промывать форсунки, а в худшем их заменить.

Существуют способы очистки на двух типов:

  • демонтаж форсунок и промывка на специальном стенде очищающими жидкостями, либо в ультразвуковой ванне;
  • промывка непосредственно на двигателе посредством подключения резервуара с промывочной жидкостью вместо штатного бензобака.

Каждый метод имеет свои достоинства и недостатки. Промывка без демонтажа менее трудоемка, в дополнение удаляется нагар на клапанах. Но работа двигателя на промывочной жидкости приводит ухудшению консистенции масла и выводит из строя свечи зажигания. Разумно проводить такую процедуру вместе с техническим обслуживанием, когда в любом случае свечи и масло будут заменены.

Демонтаж форсунок требует более высокой квалификации исполнителя, занимает больше времени. Но преимущества данного метода перевешивают недостатки:

  • производительность форсунок измеряется непосредственно на стенде;
  • визуально выявляется негерметичная игла распылителя, когда закрытая форсунка подтекает;
  • видно качество распыления, стабильность конуса;
  • легко оценить состояние уплотнительных колец: подсасывание воздуха через них неприятный и трудно диагностируемый дефект.

Если преследовать профилактические цели, можно делать промывку без демонтажа системы. В случаях, когда двигатель работает неровно, расходует много бензина, других неприятностях, форсунки лучше снять и промыть на стенде.

Для чего нужен фильтр форсунки

Важную роль играет входной фильтр в виде мелкоячеистой сеточки, установленный перед запорным клапаном. Он предохраняет от механических примесей, загрязнений. Если при чистых выходных отверстиях производительность форсунки снижена, виноват фильтр.

Он считается разовым, поскольку форсунка не разбирается. Можно продуть его сжатым воздухом или даже заменить. Вынуть сетку поможет подходящий саморез. Замена забитого фильтра вернет автомобилю былую резвость и экономичность.

Форсунки для судовых вспомогательных котлов

По способу распыливания мазута форсунки могут быть подразделены на механические, паровые и комбинированные — паромеханические.

Наибольшее распространение на судах морского флота получили форсунки с механическим распыливанием топлива. По конструктивным особенностям они подразделяются на нерегулируемые центробежные механические форсунки с распыливанием топлива за счет давления, создаваемого топливным насосом, и регулируемые механические с вращающимся распылителем.

Паровые форсунки приводят к большему расходу пара, вследствие чего на морских судах они не применяются. Значительно меньший расход пара требуется для работы комбинированных форсунок , в которых используются механический и паровой принципы распыливания мазута.

Паромеханические форсунки обеспечивают высокое качество распыливания мазута. Это является причиной применения паромеханических форсунок на отечественных и зарубежных судах.

Центробежная механическая форсунка является основным типом форсунок, применяемых на судах. Ее работа основана на распыливании топлива за счет давления. Центробежная механическая форсунка показана на рис. 105, а. Между корпусом сопла и накидной гайкой имеется распыливающая шайба, изготовленная из хромоникелевой или хромовольфрамовой стали. Распыливающая шайба имеет вихревую камеру и четыре тангенциальные канавки.

Работает форсунка следующим образом: топливо, проходя по каналу форсунки, под давлением 16—22 кГ/см 2 поступает на тангенциальные канавки через отверстие в корпусе сопла, а затем в вихревую камеру, где приобретает интенсивное вращательное движение и выбрасывается из сопла со скоростью 50—80 м/сек.

В топке распыленное и завихренное топливо перемешивается с воздухом и сгорает. Для лучшего перемешивания топлива с воздухом последний также завихряется с помощью направляющих лопаток (рис. 106). На конце трубы, являющейся защитным чехлом для ствола форсунки, укреплен диффузор, служащий для предотвращения охлаждения воздухом корня факела. Для лучшего распыла и более полного сгорания, топливо перед подачей к форсунке подогревают (мазут —от 90 до 115° С).

Рассмотренная механическая форсунка относится к нерегулируемым форсункам. Однако при изменении давления топлива от 10 до 20 атм производительность форсунки увеличивается примерно в 1,5 раза. Для более значительного изменения производительности форсунки необходимо поставить распыливающую шайбу, имеющую другое сечение сопла.

Механическая форсунка переменной производительности, или механическая регулируемая форсунка, изображена на рис. 105, б. Производительность форсунки регулируется поворотом иглы, изменяющей сечение распыливающего отверстия. К таким форсункам топливо подводится под постоянным давлением, а производительность форсунки регулируется только изменением положения иглы, в зависимости от которого меняется величина распыливающего отверстия. Такой способ обеспечивает регулирование производительности котла в пределах 25—100%.

Ротационная механическая форсунка обеспечивает более высокий диапазон регулирования производительности (от 5 до 100%).

На рис. 107 показана одна из конструкций ротационных форсунок с воздушным приводом распыливающего стакана. Мазут под давлением 0,1—0,5 amи поступает по трубе 1 и через отверстия на ее конце попадает на внутренние стенки распыливающего стакана 2, соединенного с воздушной турбинкой 3, которая вращает ротор стакана в шарикоподшипниках 4 со скоростью 4000—5000 об/мин, при напоре воздуха 250— 300 мм вод. ст. Первичный воздух, выходящий из турбинки 5, проходя между внутренним кожухом устройства 6 и вращающейся частью форсунки, перемешивается с завихренным топливом при выходе из кольцевой щели 10. Вторичный воздух, подача которого регулируется шиберами 7, поступает по каналу К и, закручиваясь тангенциальными лопатками 8, перемешивается с топливом, чем достигается полнота горения. Смотровое окно 9 служит для наблюдения за факелом. У форсунки небольшой мощности давление первичного и вторичного воздуха одинаково.

Преимущества таких форсунок заключаются в удобстве перевода на автоматическое регулирование, в надежности эксплуатации, малой требовательности к чистоте и вязкости топлива. Ротационные механические форсунки нашли широкое применение на современном флоте.

Типы форсунок и принцип их работы

Форсунка состоит из корпуса и подводящего ствола, на котором закреплена распыливающая головка.

В зависимости от метода распыливания форсунки разделяют:

· на форсунки с плоской щелью.

Механические форсунки основаны на использовании для распыливания кинетической энергии самой струи мазута, подаваемого к форсункам (рис. 2.14).

Топливо проходит по стволу и через отверстия в распределительном диске поступает в периферийную часть прорезей завихрения, по ним – в его центральную камеру и далее, в закрученном виде, через отверстие распыливающей шайбы выдается в топку в виде мазутного тумана, где сгорает во взвешенном состоянии.

Рис. 2.14. Механическая форсунка: а – конструкция; б – принципиальная схема: 1 – корпус;
2 – подводящий ствол; 3 – завихряющийся диск; 4 – распределительный диск; 5 – распыливающая шайба с отверстием

Механические форсунки являются наиболее экономичными горелочными устройствами, не требующими дополнительного подвода пара или воздуха для распыливания. Недостатком механических форсунок является засорение их выходного отверстия нефтяным коксом, а также ограниченная возможность регулирования производительности. Для устранения засорения форсунок требуется тщательная очистка и фильтрация топлива, что значительно усложняет и удорожает установку.

Паровые форсунки (рис. 2.15) состоят из двух концентрических труб, ввернутых в общий корпус. Пар поступает по одной из концентрических труб, а далее во внутреннюю трубу и выходит из нее через сопло, благодаря чему скорость истечения пара достигает очень высокой величины (до 1000 м/с и более). Топливо, пройдя кольцевой канал, тонкими струйками под небольшим углом попадает на паровую струю, разбивается на мельчайшие капельки и вводится в топку.

Преимуществами паровых форсунок являются надежность в работе; большой диапазон регулирования; обеспечение тонкого распыливания; исключение засорения форсунок.

К недостаткам относятся: большой расход пара на распыливание; большой шум при работе форсунки; потеря конденсата пара и понижение температуры в топке за счет расхода теплоты на нагревание мазута.

Для распыления мазута применяют перегретый или сухой насыщенный пар. Удельный расход пара составляет 0,3 – 0,5 кг на 1 кг мазута.

Ротационные форсунки (рис. 2.16) представляют собой воздушно-механические горелочные устройства, в которых распыливание происходит за счет центробежной силы, создаваемой быстро вращающимся ротором.

Рис. 2.16. Принципиальная схема ротационной форсунки: 1 – электродвигатель; 2 – вал;
3 – крыльчатка вентилятора; 4 – распыливающий стакан; 5 – воздушный конус; 6 – кожух

Топливо подается через топливное гнездо на коническую внутреннюю поверхность распыливающего стакана. Вал форсунки приводится во вращение через клиноременную передачу от электродвигателя. Под влиянием центробежной силы топливо растекается по внутренней поверхности стакана, а затем в виде тонкой пленки сбегает через его край. При помощи вентилятора, закрепленного на валу форсунки, в зазор между стаканом и воздушным конусом направляется поток воздуха (первичного воздуха), который распыливает пленку топлива, сбегающую от края стакана. Распыленное таким образом топливо поступает в топку в виде мельчайших капелек. Подаваемый вентилятором первичный воздух составляет около 10 – 20 % от всего подаваемого воздуха, необходимого для горения топлива. Остальная часть воздуха (вторичный воздух) поступает в топку через кольцевую щель.

Преимущества ротационных форсунок заключаются в возможности регулирования в широком диапазоне 20 – 100 %; в широком разносе распыляемого топлива, благодаря чему факел получается сравнительно коротким; в небольшом их сопротивлении и отсутствии необходимости тонкой фильтрации воздуха.

Недостатками являются большой шум при работе и сложность в изготовлении и эксплуатации.

Воздушные форсунки (рис. 2.17, а) представляют собой горелочные устройства, в которых распыливание топлива происходит за счет подаваемого сжатого воздуха.

Рис. 2.17. Принципиальная схема: а – воздушной форсунки; б – форсунки с плоской щелью;
1 – мазутный ствол; 2 – завихритель; 3 – подпорное кольцо

Распыленное топливо вводится в топку с первичным воздухом, количество которого составляет около 50 – 70 % от всего подаваемого воздуха для горения топлива. Этот воздух поступает во внутренний канал горелки, а затем в завихритель, в котором сильно закручивается. На выходе из завихрителя воздух встречает мазут, идущий из мазутного ствола, и распыливает его. Вторичный воздух поступает в топку через наружный канал горелки и регистр, в котором он также закручивается. Регулируется горелка в диапазоне
20 – 100 % номинальной производительности.

Воздушные форсунки применяются в некоторых типах комбинированных газомазутных горелок в тех случаях, когда основным топливом является газ, а резервным – мазут.

В топках, предназначенных для сжигания мазута, воздушные форсунки не распространены, т. к. мазут распыливается в них хуже, чем в форсунках других типов, в результате чего факел получается более длинным, а потери топлива – более высокими.

Форсунки с плоской щелью (рис. 2.17, б) представляют собой горелочные устройства, в которых мазут подводится снизу вверх, а пар перерезает выходящую струю мазута в перпендикулярном направлении. Это дает весьма короткий факел и обеспечивает применение их в котлах малой мощности с ограниченной глубиной топки. Расход пара на форсунку составляет 0,3 – 0,4 кг на 1 кг мазута.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *