5.2.4. Мазутные форсунки.

Мазут сжигают в камерных топках в распыленном состоянии. Для распыливания, т.е. раздробления топлива на возможно большее количество отдельных капель служат форсунки, которые по прин­ципу действия разделяют на несколько типов (рис. 5.15).

Процесс сжигания состоит из пульверизации (распыливания) при помощи форсунок, испарения и термического разложения жидкого топлива, смешения полученных продуктов с воздухом, воспламенения смеси и собственно горения (рис. 5.16, а).

Цель пульверизации заключается в увеличении поверхности со­прикосновения жидкости с воздухом и газами. Поверхность при этом возрастает в несколько тысяч раз. За счет сильного излуче­ния горящего факела капельки очень быстро испаряются и под­вергаются термическому разложению (крекингу). На

рис. 5.16, 6 показана схема факела с характерными зонами: испарения, кре­кинга и горения. Эти зоны, как правило, накладываются одна на другую.

В факеле сжигаемое жидкое топливо находится в жидком, твер­дом (дисперсный углерод от разложения жидких углеводородов) и газообразном состояниях.

Скорость горения, как и при сжигании горючих газов, зависит от условий смесеобразования, степени предварительной аэрации, степени турбулентности факела, температуры камеры сгорания и условий развития факела. Факел получается светящимся из-за на­личия в нем раскаленного дисперсного углерода. Высокомолеку­лярные углеводородные газы, разлагаясь при высоких температу­рах на простые соединения, выделяют сажистый углерод, разме­ры частичек которого очень малы (~ 0,3 мкм). Эти частицы, раска­ляясь, придают пламени светящийся характер.

В механических форсунках со специальным завихрителем (см. Рис. 5.15, в) жидкое топливо (мазут) под давлением 0,8...2,0 МПа проходит мелкокалиберные отверстия в головке форсунки, дро­бится, завихривается, а его частицы приобретают значительную скорость на выходе. В паровоздушных форсунках (см. рис. 5.15, д, ё) для пульверизации мазута используется кинетическая энергия потока пара или воздуха. Давление пара на входе составляет 0,3... 1,6 МПа, воздуха-0,3."..0,7 МПа.

Форсунки с паровым распыливанием неэкономичны из-за боль­но расхода пара (до 0,4 кг пара на 1 кг мазута), применяются как растопочные при совместном сжигании угольной пыли и мазута, также используются в небольших котельных установках.

Крупные котлоагрегаты оборудуют форсунками с механическими распыливанием топлива. При этом мазут предварительно по­девается в теплообменниках до 100... 120°С для уменьшения его вязкости. Мазут подается насосами, а для очистки его от механических примесей, загрязняющих форсунку, его фильтруют.

На рис. 5.17 показаны форсунки с механическим (а) и паровым распылением (б). Механические форсунки могут быть ротационными, а паровые — паровоздушными высокого давления.

В механической форсунке мазут по подводящему стволу 4 поступает в распыливающую головку. Головка состоит из распредилительного диска 3, где поток мазута разделяется на отдельныйе струйки, завихривающего диска 2 и распыливающей шайбы.

Механические форсунки изготовляют производительностью 0,2 ..4,0 т/ч. Механические форсунки работают практически бесшумно. Их недостатком является ограниченная возможность регулирования подачи топлива (80... 100 % производительности).

В паровой форсунке пар поступает по внутренней трубе 3 в расширяющееся сопло 2, из которого вытекает с большой скоро­стью (Д° ЮСЮ м/с и более). Мазут, проходя кольцевой канал между трубами 3 и 4, попадает в поток пара тонкой концентрической струйкой, которая разбивается паром на мелкие капли.

Мазутные форсунки устанавливают обычно на фронтальной стенке топки. Глубина топки должна быть не менее 3 м для малых форсунок и не менее 4 м для крупных. Чтобы избежать попадания капель неиспарившегося мазута на боковые стенки и на под топ­ки, расстояние от них до оси форсунки должно быть не менее 2 м.

Для лучшего перемешивания распыленного топлива и воздуха последний подается со скоростью 25...30 м/с через специальные регистры, установленные у форсуночных амбразур и предназна­ченные для завихрения воздуха.