книги из ГПНТБ / Гилод В.Я. Сжигание мазута в металлургических печах

перегрева и пережога слитков из высоколегированных сталей. Поставленные цели в основном были достигнуты при использовании паровых эмульсионных форсунок с радиально-кольцевой головкой (см. рис. 17, б), снабжен­ ных аксиальным лопаточным завихрителем вентилятор­ ного воздуха. Форсунки были установлены в цилиндри­ ческих предтопках диаметром 0,4 и длиной 0,35 м и раз- . делены на две группы, по четыре форсунки в каждой. На каждую группу эмульсию подавали через распреде­ лительную головку. Общая длина эмульсопровода от эмульсатора до сопла форсунки составляла 7 м. Индиви­ дуальную настройку форсунок осуществляли пробковыми кранами ,на эмульсопроводе.

Эмульсию получали с помощью насыщенного пара давлением 0,4—0,9 Мнім2 (4—9 ат), оптимальным было давление 0,35—0,44 Мн/м2 (3,6—4,5 ат). Расход пара из­ меняли от 190 до 290 кг/ч. Исходным топливом был ма­ зут с вязкостью 33 ест (5°ВУ) при 80°.С. Общий расход мазута, в зависимости от периода работы печи, колебал­ ся в пределах 90—275 кг/ч. Средняя температура подо­ грева мазута перед эмульсатором 70°С. Коэффициент расхода воздуха сохраняли в пределах 0,9—1,0.

В результате стендовых и промышленных испытаний во ВНИИМТ был разработан промышленный образец эмульсионной форсунки производительностью 250 кг/ч (рис. 18) с индивидуальным эмульсатором (смесителем)

ковый наконечник дает возможность (при его осевом пе­ ремещении) изменять площадь выходного сечения и воз­ действовать на конфигурацию (угол раскрытия) факела. Диск наконечника является к тому же стабилизатором пламени. Однако для устойчивой работы форсунки такой конструкции требуется повышенная точность изготовле­ ния деталей и строгая соосность эмульсионной трубки и грибкового наконечника. Поэтому в производственных условиях большей надежностью обладала форсунка с многосопловым наконечником, снабженным 12—24 отвер- • стаями диаметром 3 мм, расположенными в шахматном порядке «а конусной поверхности наконечника. Данные о работе эмульсионных форсунок ВНИИМТ в горне аг^ ломерационной машины приведены в гл. V.

Воздух

ч

0 250

v ч v ч ч ч \ N - F

Недостатком эмульсионных форсунок является зави­ симость их работы от соотношения между давлениями распылителя (пара или сжатого воздуха) и мазута. Опыт

давления распылителя, форсунка отключается, при вос­ становлении давления она вновь автоматически включа­ ется. На магистралях распылителя перед смесителями необходимо устанавливать обратные клапаны, предот­ вращающие попадание мазута в эти магистрали при ко­ лебаниях давления. Затруднена равномерность распреде­ ления по форсункам эмульсии при централизованной •подготовке последней (один эмульсатор на группу фор­ сунок).

Несмотря на указанные эксплуатационные затрудне­ ния, высокие теплотехнические качества эмульсионных форсунок позволяют рекомендовать их к внедрению в промышленных печах, нуждающихся в коротком мазут­ ном факеле.

3. СЖИГАНИЕ МАЗУТА В ПЕННОМ СЛОЕ

Разрабатываемый в Ивановском энергетическом ин­ ституте (ИЭИ) способ барботажного сжигания жидкого

ванную трубу, расположенную в слое топлива, подается под давлением первичный воздух. В процессе прохожде­ ния через слой (барботажа) воздух вызывает устойчи­ вое ценообразование. Топливо, вынесенное с воздухом в виде стены и брызг, воспламеняется в надслоевом прост­ ранстве, куда вводится дополнительно вторичный воз­ дух. Благодаря передаче тепла от факела в слой испа­ рение и газификация топлива частично протекают уже в процессе барботажа.

Эксплуатационные преимущества этого способа оче­ видны. Благодаря отсутствию распыливания топлива требования к подготовке топлива существенно снижают­ ся. Вязкость топлива, подаваемого к горелочному уст­ ройству, может быть повышена до уровня, необходимого

распределения воды в топливе, в горелочных устройст­ вах ИЭИ можно сжигать и высокообводненные мазуты.

Схема барботажного горелочного устройства произ­ водительностью 500 кг/ч приведена на рис. 19. Экспери­ менты [45] показали, что короткофакельное сжигание мазута марки 100 (длина факела не более 2 м) можно осуществить при а=1,07—1,08. Тепловые напряжения

требуемой длины. Это свойство форсунки может ока­ заться очень полезным для промышленных печей многих типов.

Форсунки 'Комплектуются с четырехцилиндровым топливным насосом, причем каждый иасос обслуживает по две форсунки, а каждый цилиндр насоса —одну из топливных магистралей форсунки. Производительность

Рис. 20. Схема гидравлической системы управления импульсной форсункой

каждого цилиндра регулируется. Так как цилиндры ра­ ботают периодически, то и впрыск топлива в рабочее пространство происходит импульсами: внутри факела зо­ ны топлива и воздуха следуют одна за другой. Если к одному соплу подключить несколько цилиндров насоса (например, три или четыре), можно получить практически непрерывный поток топлива, т. е. плавное регулирование производительности. В качестве стабилизатора пламени в импульсной форсунке применена система расположен­ ных ступеньками коаксиальных колец, между которыми образуются небольшие радиальные щели для прохода воздуха. "

лера 24), так и шириной сечения выточки, проходящего над соплом форсунки. Размер сечения регулируется по­ воротом ручки 31, соединенной втулкой 30, снабженной штифтом 25, с телом поршня.

Не израсходованное форсунками топливо возвраща­ ется по обратной линии 8 т бак 32.

Для предотвращения охлаждения топлива в фор­ сунке предусмотрена система циркуляции. Полость

прерывателя 4 поршень остается у правого упора. В это

закрывается. Благодаря такой конструкции мазут всегда проходит через форсунку в одном'направлении.

Описанная система управления позволяет осущест­ влять независимое регулирование давления мазута и его количества. Так, изменение давления (т. е. длины факе­ ла) осуществляется регулятором 17, а необходимая корректировка расхода, для сохранения его неизмен­ ным, — ручкой 31.

•Предусматривается включение форсунок в систему двухпозищюнного регулирования температуры. Для это­ го служит электромагнитный клапан 14 специальной конструкции. При отключении системы регулирования топливо циркулирует по байпасной линии с пружинным клапаном 15. Если система функционирует и форсунка работает, клапан 13 соединяет магистрали 10 и 18; кла­ пан 15 при этом закрыт. По достижении заданной темпе­ ратуры, контролируемой термоэлементом 16, регулятор температуры 12 закрывает электромагнитный клапан 14. Если отключение происходит в тот момент, когда поршень 27 движется вправо, топливо из правой полости может быть вытеснено через байпасный клапан 15 в ма­ гистраль 10, <в которой в данный момент установилось более низкое давление. Поршень остается в правом по­ ложении до тех пор, пока клапан 14 закрыт. В этот

промежуток времени при каждом полуцикле, когда дав­ ление в магистрали 11 превышает давление в линии 10, открывается клапан 15 и циркуляция топлива через кор­ пус форсунки продолжается,

ГЛАВА Ш

ГО Р Е Л О Ч Н ЫЕ УСТРОЙСТВА

ДЛ Я ВЫСОКОИНТЕНСИВНОГО СЖИГАНИЯ ТЯЖЕЛОГО Ж И Д К О Г О Т О П Л И В А

1.ОПРЕДЕЛЕНИЕ

Металлургические процессы предъявляют к горелочньтм устройствам самые разнообразные, подчас проти­ воречивые требования. Так, если форсунки, установлен­ ные в головках мартеновских печей, должны давать жесткий длинный факел, то сводовые горелочные устрой­ ства предназначены для сжигания топлива на возможно более коротком участке. Решить последнюю задачу значительно труднее. Можно назвать также целый ряд других печей и процессов, где технология производства требует интенсификации процессов сжигания топлива в горелочном устройстве. В печах безокислительного и ма­ лоокислительного нагрева металла, в установках для магнетизирующего обжига железных руд, в генераторах защитных атмосфер к печам для термохимической об­ работки изделий необходимо организовать неполное го­ рение жидкого топлива таким образом, чтобы выделе­ ние сажистых частиц было минимальным. В агрегатах для прецизионной термообработки необходимо поступ­ ление в печь продуктов полного сжигания топлива с до­ статочно равномерным температурным полем; в ряде случаев поток газов должен обладать высокой выходной скоростью.

Необходимость повышения качества сжигания жидко­ го топлива, в особенности его тяжелых сортов, потребо­ вала создания горелочных устройств нового типа, в ко­ торых протекали бы и практически завершались все стадии горения жидкого топлива, начиная с испарения легкокипящих фракций и кончая газификацией коксо-