книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы
.pdfпаропровода, расход пара может доходить до 0,8—1,0 кг и выше, что примерно составляет 8—10% общей производи тельности котла. Паровые форсунки относятся к дально бойным, и в этом их существенный недостаток, так как требуется значительная длина (глубина) топки, что в пере движных паровых котлах не всегда возможно. Устройство
предтопка, увеличивающего длину топки, или установка специального экрана, локализующего удар факела, услож няют и утяжеляют конструкцию котла.
Из паровых форсунок широко распространены длинно
пламенные форсунки системы Шухова. Такая форсунка
Рис. 9-7. Паровая дли..ноиламенная форсунка системы Шухова.
(рис. 9-7), применяемая для отопления горизонтального комбинированного котла ППК-51 (см. рис. 3-6), состоит из: корпуса 1 со штуцером для подвода топлива 2, наконеч ника 3 со штуцером для подвода пара 4, топливного соп ла 5 диаметром 2,5 мм, патрубка 6, пробки 7, маховичка 8
и контргаек 9.
Жидкое (дизельное) топливо, имеющее некоторый на пор, подводится из расходного бака через штуцер 2 к кор пусу форсунки 1 и через имеющиеся окна поступает в соп ло 5. По выходе из последнего топливо подхватывается и распыляется струей пара, вытекающей из кольцевого зазо ра, образованного соплом 5 и наконечником 3. Количество
топлива, подводимого в форсунку, регулируется вентилем,
установленным на топливопроводе, а количество пара — вентилем, установленным на паропроводе.
Рассмотренная форсунка системы Шухова обеспечивает подачу и распыление жидкого топлива в количестве до
40 кг/ч. При горении топлива образуется длинный круглый
192
факел. Поэтому форсунку системы Шухова целесообразно
использовать в горизонтальных жаротрубных котлах.
На рис. 9-8 представлена короткофакельная паровая
форсунка системы Андрющенко. Этой форсункой оборудо ваны вертикальные котлы комбинированного типа систе
мы РИ (см. рис. 3-1).
Паровая короткофакельная форсунка системы Андрю щенко состоит из: корпуса 1 с фланцем для крепления и ввинченным ниппелем 2 для присоединения паропроводно го шланга, жиклера 3 с ввинченным ниппелем 4 для при
соединения топливного шланга, жиклерной иглы 5, закреп-
Рис. 9-8. Паровая короткофакельная форсунка системы Андрющенко.
ленной в маховичке (ручке) 6 и уплотненной в жиклере 3
спомощью сальника 7. В целях уменьшения длины факела
вдонышке корпуса 2 просверлены под углом два отверстия
диаметром 1,7 мм для выхода пара. С помощью жиклер ной иглы достигается более тонкое регулирование количе
ства сжигаемого дизельного топлива (до 25 кг/ч)-, грубая регулировка производится вентилем (краном), установ ленным на топливопроводе. Все ввинчиваемые детали фор сунки уплотнены прокладками.
Паровая короткофакельная форсунка МЭИ (рис. 9-9)
очень проста по устройству. Пар из корпуса 1 выходит че рез кольцевую щель, образованную двумя конусами: ко нусом заглушки корпуса 2 и конусом топливной трубки 3,
расположенной концентрично по отношению к корпусу фор
сунки 1. Благодаря различной конусности заглушки 2 и трубки 3 поперечное сечение кольцевой щели постепенно расширяется, что позволяет использовать принцип сопла Лаваля, в котором скорость пара выше критической (за счет использования всего располагаемого перепада тепла).
13 ПИ. Рябов |
193 |
Распыление топлива в данной форсунке достигается более тонкое, чем в форсунке Шухова. Расход пара регулируется изменением сечения паровой щели.
Отопление передвижного горизонтально-водотрубного котла АДП с помощью паровой форсунки МЭИ и муфель ного предтопка (см. рис. 9-15) дало положительные резуль таты.
Рис. 9-9. Паровая короткофакельная форсунка МЭИ.
Паровая форсунка ЦКБС (рис. 9-10), рассчитанная на подачу 5 кг!ч мазута, характеризуется небольшими раз
мерами и весом (0,6 кг). Пар в этой форсунке подводится
к центральному распыли
|
телю, а топливо—в коль |
||||
|
цевое пространство, обра |
||||
|
зованное корпусом и рас |
||||
|
пылителем. |
|
|||
|
Для отопления |
судо |
|||
|
вых |
огнетрубных |
котлов |
||
|
КОВ (см. рис. 2-1) при |
||||
|
меняются |
щелевые |
паро |
||
|
вые и низконапорные ме |
||||
|
ханические форсунки про |
||||
|
изводительностью |
5 — |
|||
Рис. 9-10. Паровая форсунка ЦКБС. |
50 |
кг/ч |
мазута. |
Эти |
|
форсунки |
разработаны |
||||
|
|||||
|
ЦКБС. |
|
|
||
Щелевая паровая форсунка (рис. 9-11) |
имеет два кана |
||||
ла: нижний — для пара и верхний — для |
топлива. |
Выте |
кающий из верхнего канала мазут подхватывается струей пара и распыляется на мелкие частицы.
194
Щелевые форсунки, дающие плоский факел, целесооб
разно устанавливать в топках водотрубных котлов, имею щих форму параллелепипеда.
Более сложным по устройству, но более совершенным в работе следует считать распыление жидкого топлива по средством механических форсунок. Действие последних
Рис. 9-11. Паровая щелевая форсунка ЦКБС.
основано на том, что струя жидкого топлива, вытекаю щая из отверстия малого диаметра под давлением 4— 10 ати, создаваемым насосом, распыляется на мельчай шие капельки. Исследованиями и практикой установлено, что чем больше давление струи топлива, тем мельче рас пыление. Вращательное движение вытекающей струи, по лучаемое благодаря винтовому или косому расположению каналов в цилиндре форсунки, также способствует лучше-
13* |
195 |
му распылению топлива. Однако узкие отверстия каналов в механических форсунках требуют тонкой очистки топ лива и установки подогревателей на топливных линиях всасывания и нагнетания. Тяжелые топлива в механиче ских форсунках распылять крайне трудно, особенно
зимой.
При механическом способе распыления жидкого топ лива между насосом и форсункой устанавливается буфер ный бак, в котором воздух сжимается нагнетаемым топ ливом. Этот бак имеет своим назначением поддерживать
Рис. 9-12. Механическая высоконапорная форсунка АГВ-3.
равномерное поступление топлива, т. е. препятствовать его пульсации, которая отрицательно сказывается на ра
боте форсунки.
Механическая форсунка (рис. 9-12), используемая в котле АГВ-3 (см. рис. 3-5), состоит из: корпуса 1, труб ки 2, завихрителя 3, пружины 4, насадки 5, ниппеля 6, на кидной гайки 7, ручки 8 и наконечника 9. В ниппель фор сунки вставляется фильтр 10 для очистки топлива. С по
мощью накидной гайки 7 производится присоединение форсунки к топливопроводу. Воздух, необходимый для
горения топлива, нагнетается в котел вентилятором через патрубок, ось которого центрируется с осью форсунки.
Производительность механической форсунки котла АГВ-3 зависит от диаметра отверстия в насадке и давле ния, под которым подводится топливо. При давлении 4 кГ/см2 и диаметре отверстия 0,5 мм производительность форсунки составляет 9 кг/ч. При том же давлении, но диаметре отверстия 0,6 мм производительность форсунки повышается до 12 кг/ч. При увеличении давления с 4 до
196
6 кГ/см2 производительность форсунки повышается |
с 12 |
|
до 18 кг/ч (при диаметре отверстия 0,6 мм). |
|
|
Низконапорная |
механическая форсунка производитель |
|
ностью 5—16 кг/ч |
(рис. 9-13) имеет конструктивное |
сход- |
Рис. 9-13. Механическая низконапорная форсунка ЦКБС.
ство с паровыми форсунками, рассмотренными выше. Ле вый штуцер в этой форсунке служит для продувки.
Приспособления для подвода воздуха и воспламенения топлива. Полное экономичное сжигание жидкого топлива достигается не только за счет хорошего распыления его с помощью той или иной фор сунки, но и за счет организованного подвода воздуха в топ ку в необходимом количестве. Если сгорание топлива не
197
полное, то образуется большое количество дыма с интен сивным образованием сажи. В результате получаются перерасход топлива и сильное загрязнение сажей поверх ностей нагрева котла. Неполное сгорание жидкого топли ва из-за недостатка воздуха легко обнаруживается при наблюдении за газами по выходе из дымовой трубы. По этому в передвижных паровых котлах, где процесс горе ния топлива ведется без газоанализатора, необходимость непрерывного наблюдения за уходящими газами огова ривается в инструкциях по эксплуатации.
Важное значение имеет организованный подвод возду
ха, обеспечивающий сгорание жидкого топлива во всем
объеме факела. Концентрированный подвод воздуха толь ко через форсуночное отверстие за счет эжекции, созда ваемой форсункой, не обеспечивает необходимого разноса его. Однако устройство воздушных регистров с подачей воздуха под давлением по всему факелу в передвижных паровых котлах не всегда возможно. Поэтому для органи
зованного подвода воздуха используют не только эжекцию
факела, но и разрежение в топке. Последнее зависит от
силы тяги, создаваемой дымовой трубой и паровым побу дителем (сифоном), а эжекция факела — от параметров пара и конструкции форсунки. Регулируя силу тяги и под держивая необходимое давление пара перед форсункой,
можно при соответствующем положении воздушных кла
панов найти оптимальный режим горения топлива. Нали чие поддувальной дверцы в зольнике, позволяющей регу лировать приток воздуха, оказывает благоприятное влия ние на режим горения. Однако основная масса воздуха, необходимого для горения, должна подводиться к корню
факела.
Топливные форсунки монтируются в топочных фронто нах, дверках, воздушных регистрах и т. п., которые исполь
зуются одновременно для притока воздуха.
В судовых котлах широкое распространение получили так называемые веерные фронтоны, состоящие из двух дисков с отверстиями для притока воздуха в виде секто ров, расположенных веером. Один диск (внутренний) является неподвижным, другой (наружный) перемещается
относительно первого, что дает возможность изменять раз меры отверстий для прохода воздуха. Форсунка вставляет ся в центральное отверстие фронтона.
Легкой и простой по конструкции является обыкновен ная топочная дверка (рис. 9-14), которая внизу имеет от-
198
верстие для притока воздуха, прикрываемое клапаном,
а вверху используется для крепления короткопламенной форсунки системы Андрющенко. Ось клапана приточного отверстия имеет пружину, которая позволяет удерживать его в любом положении.
Керамические муфельные предтопки (рис. 9-15) улуч
шают процесс горения жидкого топлива за счет его подо грева и более тонкого распыления, завихрения газовоз
душного потока и сокращения длины факела. Однако ке рамический муфельный предтопок, размещаемый вне
Рис. 9-14. Топочная дверка с короткопламенной форсункой.
топки, требует надежного крепления, значительно увели чивает длину и вес котла, составляя большую консольную
нагрузку, слабо приспособлен к транспортировке по грун товым дорогам.
Передвижные паровые котлы характеризуются частыми
перерывами в работе, обусловленными условиями эксплу
атации. Следовательно, первоначальный разжиг (растоп
ка) котла, к тому же ограниченный временем, здесь при обретает особое значение. Практика показывает, что рас топка удовлетворительно сконструированного котла, про изводимая дровами с добавкой жидкого топлива, отнима ет не более 25—30 мин в летнее время и 30—40 мин
в зимнее время. При этом требуется незначительное коли
чество дров (10—50 кг), которое можно найти на месте развертывания котла или возить с собой. Растопка котла, оборудованного паровой форсункой, одним жидким топли
вом требует сложных приспособлений (вспомогательный
199
парообразователь, питательный прибор и др.), которые к тому же не всегда надежны в работе. Принципиальная схема разогрева передвижного котла ППК-51 показана на рис. 9-16. Жидкое топливо накачивают ручным топлив
ным насосом 1 в два сообщающихся бака 2 и 3, прилегаю щих к стенкам дымовой коробки котла. Отсюда топливо
поступает самотеком в форсунку 4, соединенную с приспо соблением для разогрева котла. Приспособление состоит
из трубчатого парообразователя 5, установленного в жаро-
Рис. 9-15. Керамический муфельный предтопок.
вой трубе котла, и водяного бачка 6, в котором поддержи вают давление до 2—3 кГ1см? при помощи ручного пита тельного насоса 7.
При разогреве котла в топку (на трубы парообразова теля) закладывают ветошь или мелконаколотые дрова, обливают их дизельным топливом, поступающим через фор сунку, и поджигают. Через несколько минут после раз
жига, когда змеевики парообразователя нагреваются,
пускают воду из бачка 6. Образующийся в змеевиках пар
поступает в форсунку для распыления дизельного топлива.
Бесперебойная и безопасная работа передвижного па рового котла на жидком топливе достигается тогда, когда обеспечено надежное зажигание (запал) в случае обрыва
(затухания) факела. В стационарных и судовых паровых
котлах это достигается за счет футеровки топки огнеупор ным кирпичом, который накаляясь, подогревает распылен ное топливо и способствует загоранию его после кратко временных перерывов в работе форсунки. В жаротрубных
200
J
I
Рис. 0-16. Схема разогрева котла ППК-51.
о