5.3.3. Пневматические форсунки

В форсунках с распыливающей средой распыливание топлива осуществляется главным образом за счет энергии движущегося с большой скоростью распылителя – пара или воздуха.

При использовании паровых форсунок (рис. 6.10) пар под давлением 0,5-2,5 МПа проходит по внутренней трубе, заканчивающейся расширяющимся соплом, мазут поступает по кольцевому каналу, струя пара, вытекающая со скоростью ~1000 м/с, захватывает мазут, и через диффузор смесь пара и мазута поступает в топку. Насадок увеличивает угол раскрытия распыливаемого конуса мазута.

Рис. 6.10. Головка паровой форсунки:

1 – сопло для подачи пара; 2 – диффузор; 3 – насадок

Паровые форсунки характеризуются высоким качеством распыла, канал таких форсунок продувается паром и не подвергается засорению; пределы регулирования паровых форсунок составляют 20-200 % (см. таблицу).

Паровое распыливание приводит: к потере конденсата; к увеличению содержания водяного пара в продуктах сгорания, к повышению потерь с уходящими газами. Расход пара на распыл является большой величиной и достигает до 2 % пара, вырабатываемого парогенератором. Кроме того, работа паровых форсунок сопровождается повышенным шумом.

Паровые форсунки применяют преимущественно на промышленных парогенераторах, работающих на мазуте, на электростанциях паровые форсунки применяют как растопочные.

При включении паровой форсунки сначала подают пар, затем мазут. При отключении прекращают сначала подачу мазута, затем пара. Вязкость мазута при паровом распыливании должна составлять 6-7 °ВУ.

В промышленных печах находят применение воздушные форсунки низкого давления. В форсунках низкого давления применяют воздух под напором 2-7 кПа через форсунки подают 500-100 % воздуха, необходимого для горения. Поэтому такие форсунки имеют относительно большие размеры. Мазут к форсункам поступает под давлением 0,03-0,214 МПа.

Сравнительные характеристики мазутных форсунок

Тип форсунки	Средний диаметр капель, мкм	Затраты энергии на распыл, %	Диапазон регулирования, %
Механические	2	менее 1	70-100
Пневматические высокого давления	40	2	20-100
Пневматические низкого давления	100	5	20-100

5.4. Слоевые топки

Для парогенераторов малой и средней мощности слоевые топки получили достаточно широкое применение благодаря следующим преимуществам: простота эксплуатации, возможность сжигания различных топлив, небольшие объемы топок, возможность работы со значительными колебаниями нагрузки, не дорогие пылеприготавливающие устройства.

Топки с неподвижным слоем применяются в котлах малой производительности, до 0,3 кг/с (1 т/ч). Колосниковая решетка поддерживает сжигаемое топливо и одновременно служит для распределения воздуха, подаваемого через слой. Загрузка топлива осуществляется либо вручную, либо с использованием забрасывателей.

Предел форсировки слоя определяется его гидродинамической устойчивостью. При повышенной скорости дутья мелкие частицы начинают выноситься из слоя. В местах выноса сопротивление слоя падает и в образовавшиеся кратеры устремляется большая часть воздуха, что приводит к неустойчивому горению.

Топки с цепной решеткой

Полотно решетки состоит из отдельных колосников, укрепленных на шарнирных цепях, надетых на две пары звездочек. Скорость движения решетки 2-16 м/ч. У котлов с решеткой прямого хода топливо на решетку поступает из бункера. Высота требуемого слоя устанавливается шибером. У котлов с решеткой обратного хода топливо подается пневмомеханическим забрасывателем (рис. 6.11). Необходимый для горения воздух подводится под решетку и поступает в слой через зазоры между колосниками. По мере продвижения решетки топливо выгорает. Образующийся шлак сбрасывается с решетки шлакоснимателем в шлаковый бункер.

Рис. 6.11. Топка с цепной решеткой обратного хода ПМЗ-ЛЦР:

1 – предтопок; 2 – угольный ящик; 3 – забрасыватель топлива; 4 – передний ведущий вал;

5 – колосниковое полотно; 6 – зонное дутье; 7 – рама решетки; 8 – опорный рольганг;

9, 10 – задний вал и уплотнение; 11 – шлаковый бункер

По длине решетки процесс горения достаточно четко разделяется на следующие этапы: подготовка топлива, горение кокса и восстановительная зона, выжиг и удаление шлаков. Поскольку для различных этапов горения требуется разное количество воздуха, применяют позонное дутье. Применение позонного дутья улучшает горение топлива и снижает потери тепла с уходящими газами. Газы, выходящие из горящего на цепной решетке слоя топлива, наряду с инертными содержат горючие составляющие, а также кислород. Для снижения потерь с химической неполнотой сгорания применяют острое дутье. Расход воздуха на острое дутье составляет 10-15 % от общего количества.