Судовые котлы оборудуют топочными устройствами, обеспечивающими факельный процесс сжигания жидкого топлива. Форсунки, являющиеся частью топочного устройства, предназначены для подачи распыленного топлива в топку, а с помощью ВНУ перемешиваются частицы топлива с воздухом. Форсунки с ВНУ (иногда называемые горелками) могут иметь фронтовое и потолочное расположение. Преимущественное распространение получило фронтовое расположение, при котором форсунки и ВНУ размещают на передней стенке топки котла, называемой передним фронтом.

Отдельные современные высокоэкономичные главные котлы оборудуют форсунками и ВНУ с потолочным расположением в верхней части топки. При этом создаются условия для более высокой интенсификации факельного процесса, газовоздушный поток получает более естественное движение сверху вниз, факел распределяется почти по всему объему топки. У главных и некоторых вспомогательных котлов устанавливают несколько форсунок с ВНУ, их число зависит от паропроизводительности котла.

К форсункам предъявляются следующие основные требования: простота устройства, надежность действия, хорошее распыливание топлива, большая глубина и легкость регулирования подачи, малый расход энергии, удобство замены и очистки, невысокая стоимость, возможность автоматического регулирования при безвахтенном обслуживании.

В судовых котлах в зависимости от способов распыливания топлива могут применяться форсунки следующих типов: с воздушным и паровым распыливанием топлива, механические невращающиеся (центробежные) и вращающиеся (ротационные), паромеханические.

Широкое распространение в топочных устройствах котлов морских судов получили механические центробежные форсунки, в которых распыливание топлива осуществляется благодаря достаточно высокому давлению топлива, которое создается специально установленным топливно-форсуночным насосом.

Механические центробежные форсунки подразделяются на нерегулируемые и с регулируемым сливом. Следует отметить, что это деление весьма условное: можно изменять подачу у обеих форсунок. К нерегулируемым относят форсунки с малой глубиной регулирования и такие, у которых изменение подачи связано с их выключением, выемкой из топочного устройства и заменой распыливающего элемента.

Механические центробежные форсунки, различающиеся компоновкой распыливающих элементов, дополнительно иногда подразделяют на форсунки со сменными и постоянно работающими на всех режимах распылителями, что обусловлено в основном условиями эксплуатации котла. Механическая регулируемая центробежная форсунка отечественных вспомогательных котлов (рис. 1) состоит из корпуса 6 с ручкой 7, ствола 5, представляющего собой толстостенную трубу со штуцером на конце, стопорной втулки 4, распределителя (сопла) 3, распыливающей шайбы 2и головки 1. Топливо от топливно-форсуночного насоса по отверстиям в корпусе и каналу ствола через сверления в стопорной втулке и распределителе поступает к распыливающей шайбе. Распыливающая шайба у данной конструкции имеет четыре канала 8, расположенных тангенциально к окружности вихревой камеры. По ним топливо устремляется к центру и в вихревую камеру 9, где интенсивно раскручивается. Из нее топливо входит в топку через центральное отверстие 10 в виде вращающегося конуса мелко распыленных частиц.

Рис. 1. Механическая нерегулируемая центробежная форсунка.

Поверхности соприкосновения распыливающей шайбы 2 и распределителя 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4.

Распыливающие шайбы изготавливают из высоколегированных хромоникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных каналов может быть от двух до семи.

Форма факела форсунки зависит от отношения f_k/f_o, в котором f_k -суммарная площадь всех тангенциальных каналов, f_o — площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол конуса распыливания будет больше, а длина факела меньше.

Шайбы изготавливаются обычно под номерами. Каждый номер соответствует определенной подаче, которая указывается в технической документации. Иногда на шайбах указываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения f_k/f_o, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индексов (рис. 2). Например: буква Xобозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W — сферической формы; цифра слева — условный номер сверла для изготовления центрального отверстия, цифра справа — отношение f_k/f_o, увеличенное в 10 раз.

Рис. 2. Распыливающая шайба.

Нерегулируемые механические центробежные форсунки других типов мало отличаются от рассмотренной. Их отличие проявляется в основном в конструкциях распределителей и способах закрепления распыливающих шайб; отдельные конструкции имеют подвод пара для продувки распылителя.

Регулирование действия таких форсунок осуществляют посредством изменения давления подаваемого топлива или смены распылителей. Механические центробежные форсунки обеспечивают при температуре подогрева мазута 90—110° С хорошее распыливание, если давление топлива перед ними составляет 1,6 — 2,0 МПа. В отдельных установках в зависимости от нагрузок давление топлива достигает 4 МПа. При давлении ниже 0,8 МПа качество распыливания резко ухудшается, а это значит, что снижение подачи посредством уменьшения давления топлива ограничено.

Изменение подачи заменой распылителей создает существенные неудобства в процессе эксплуатации. В больших котлах при использовании механических нерегулируемых центробежных форсунок диапазон регулирования расширяют, устанавливая несколько форсунок. В этом случае можно применять различные режимы работы, отключая одну или несколько форсунок.

Существенно расширяют диапазон регулирования форсунки с регулируемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном давлении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, а иногда и из соплового распределителя.

В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя (рис. 3) топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу вокруг трубы 1 поступает в распределитель (сопло) 2, а из него по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 3 в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменением открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане фор-сунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.

форсунка с регулируемым сливом.

Рис. 4. Паромеханическая форсунка.

Рис. 5. Головка паромеханической форсунки без распыливающих шайб.

Рис. 6. Вращающаяся (ротационная) форсунка.

Рис. 7. Вспомогательный котел, оборудованный топочным устройством с ротационной форсункой.

Рис. 8. Топочное устройство котлов КВВА-2,5/5 и КВС-30.

Рис. 9. Топочное устройство с захлопкой и подвижным диффузором.

Рис. 10. Устройство автоматизированного топливно-форсуночного агрегата типа "Монарх".

Рис. 11. Схема агрегата типа "Монарх".

Рекламодателям • Партнёрам Мазут в качестве основного топлива применяют на электростан­циях, расположенных в районах добычи нефти. В этих случаях прихо­дится сжигать и природный нефтяной газ, сопутствующий добыче неф­ти. Мазут также применяют в качестве резервного топлива на электро­станциях, работающих на природном газе, и в качестве растопочного на станциях с твердым топливом при его пылевидном сжигании. Электростанции обычно являются буферным потребителем природ­ного газа. В связи с этим топки электростанций обычно сооружаются как газопылевые или газомазутные и снабжаются комбинированными газопылевыми или газомазутными горелками. Обычно газомазутные топки парогенераторов и сами горелки вы­полняют с расчетом их работы на мазуте и на природном газе с воз­можностью сжигания этих топлив как в отдельности, так и совместно. (Пример газопылевой горелки для топки с молотковыми мельницами показан на рис. 19-5.) 11-1. МАЗУТНЫЕ ФОРСУНКИ Горение жидких топлив происходит после их испарения в основ­ном в паровой и газовой фазах, поэтому интенсификация сжигания мазутов связана с интенсификацией испарения, газификации и смесе­образования. Испарение интенсифицируется путем сильного увеличе­ния поверхности испарения распылением жидкого топлива на мелкие капельки. Равномерным распределением мелкодисперсного топлива в турбулизированных потоках воздуха обеспечивается ^хорошее смеше­ние образующихся паров с воздухом. Поэтому распыление жидкого топлива производится в завихренных потоках воздуха, поступающих в камеру через воздухонаправляющие аппараты горелок. Распыление — сложный комплекс физико-химическид процессов. Для распыления жидкого топлива применяют форсунки. По способу распыления форсунки разделяют на механические, вращаю­щиеся (ротационные), паровоздушные (пневматические) высо­кого давления и воздушные (вентиляторные) низкого дав­ления. В механических форсунках высокой производительности (рис. 11-1) и средней производительности (р;ие. 11-2) мазут, подаваемый насосом, поступает через штуцер / в ствол 2 и направляется к распыливающей головке форсунки. Форсунка состоит из корпуса 5, к которому накидной гайкой 4 прижимаются два (рис. 11-1) или три (рис. 11-2) специальных диска. Мазут поступает в отверстия распределительного диска 5, далее по тан­генциальным каналам завихривающего диска 6 попадает в вихревую камеру и с большой скоростью и сильным завихрением продавливает­ся через отверстие диска 6 (рис. 11-1) или насадка 7 (рис. 11-2). Под­вергаясь одновременно воздействию осевой и центробежной силы, струйка мазута вытекает из отверстия насадка под некоторым углом и при своем движении образует поверхность в виде однополоСТН01ГО гипер­болоида с кольцевым сечением, что способствует распылению мазута (см. § 10-4).  (ОСТ 24.836.01). Форсунка чугунной оправой крепится к крышке регистра, устанав­ливаемого у амбразуры горелки и служащего для завихрения воздуха.     Таблица 11-2 Характеристика форсунок механического распыления средней производительности (рис. 11-2) Форсунки нормализованы по конструкции и типоразмерам. Детали форсунок выполняются в основном одинаковыми, кроме распыливаю-щих элементов. Последние отличаются величиной проходных сечений и числом завирфивающих каналов. Типоразмеры и характеристики фор­сунок высокой производительности в зависимости от давления мазута перед форсункой даны в табл. 11-1, а средней «производительности для парогенераторов средней и малой мощности — в табл. 11-2. Производительность механической форсунки зависит от размера сопла, давления и вязкости распиливаемой среды. Производительность форсунки при давлении мазута, отличающемся от указанного в таблицах, может быть определена по соотношении в=вку^9кф. (П-1) В формуле: Рн, Вя — давление и производительность (по табл. 11-1 и И-2); р— рабочее давление мазута. Для обеспечения достаточной текучести по трубопроводам и улуч­шения распыления  мазут перед форсункой  должен  иметь вязкость 3—4° ВУ, для чего мазут подогревают до 80—100°С в открытых баках. Вязкие мазуты подогревают до 110—130РС в закрытых баках. Темпе­ратура подогрева мазута не должна превышать температуру его кипе­ния, так как вскипание недопустимо. При вскипании и образовании газовой фазы могут возникнуть пульсации в мазутопроводах, форсунках и в факеле. Вскипание недопустимо и по условиям пожарной безопас­ности. ^достоинствам механических форсунок относится высокая эконо­мичность сжигания, достигаемая хорошим распылением и тем, что рас­ходэнергий нГооздание давления мазута перед форсунками относи­тельно небольшой и значительно меньше, чем расход энергии при паро­вом и воздушном распылении. При давлении мазута 3,5—4 МПа (35 — 40 кгс/см2)расход энергии не превышает 0,1% мощности парогенера­тора (не более 1 кВт«ч на тонну мазута). ^Бесшумность ^аспыжедия при помощи механических форсунок обеспечйваё^ВЖгоприятаые усло­вия для работы эксплуатационного персонала. Однако механические форсунки требуют установки топливных на­сосов и повышенной плотности мазутопроводов. Недостатками этих форсунок является возможность засорения распылителей и небольшие пределы регулирования их производительности. Для удаления механи­ческих примесей, могущих вызвать засорение канала распылителя ме­ханически^ форсунок и ухудшить условия работы топливных насосов, в мазутном хозяйстве предусматривают последовательно включенные фильтры грубой и тонкой очистки. Механические форсунки нормально работают в небольших преде­лах регулирования нагрузки. Регулировать производительность меха­нических форсунок можно изменением начального давления мазута (качественное регулирование) или изменением 'проходного сечения рас­пылителя (количественное регулирование). Первый способ не эффекти­вен, так как снижение давления против расчетного ухудшает качество распыла. Второй способ более рационален, так как скорость истечения мазута из распылителя сохраняется близкой к оптимальной. Однако значительно усложняется конструкция форсунки при относительно не­большом изменении проходного сечения распылителя и поэтому при­меняется редко. Рекомендуется минимальное давление мазута перед механически­ми форсунками устанавливать не ниже 1,0 МПа (10 кгс/см2) при вяз­кости топлива не выше 3°ВУ. По характеристикам отечественного обо­рудования (насосов) максимальное давление мазута перед форсунками составляет 4,0 или 5,5 МПа (40 или 55 кгс/см2). Вследствие того что уменьшение производительности форсунки со­гласно формуле (11-1) достигается за счет квадратичного снижения давления, диапазон качественного регулирования механических форсу­нок не выше 50%. Из-за ухудшения условий перемешивания мазута с воздухом и в связи со значительным изменением его скорости в ряде случаев этот диапазон сокращается до 30%. В горелках с двухпоточной подачей воздуха, позволяющей поддерживать скорость воздуха на высоком уровне, диапазон качественного регулирования со­ставляет 50%. Регулирование производится также отключением части форсунок без изменения давления перед работающими форсунками. Но на паро­генераторах большой мощности, обычно оборудуемых форсунками вы­сокой производительности, отключение части форсунок может вызвать тепловой перекос в топке. Поэтому для обеспечения достаточно гибкойрегулировки нагрузки на парогенератор устанавливают несколько ме­ханических форсунок с нерегулируемым сечением распылителей (от 2 до 20 шт.) с суммарной расчетной производительностью по мазуту, рав­ной 110—120% от расхода при номинальной паропроизводительности, и регулирование производят изменением давления до его минимального значения по условиям распыления, т. е. 1,2—2 МПа (12—20 кгс/см2), в пределах 100—70%.   Механические форсунки используются на парогенераторах средней и большой ларопроизводительности, для которых мазут является основ­ным или .постоянным дополнительным топливом. Для более глубокого регулирования производительности применя­ют форсунки специальных конструкций: механические с рециркуляцией мазута, двухпоточные, паромеханические и ротационные. В механических форсунках с рециркуляцией (рис. 11-3) мазут подается через центральный ствол 1, проходит рас­пределительную 2 и распыливающую 3 шайбы и через отверстие нако­нечника 4 распиливается ,в топку. Из камеры завихрения часть мазута через кольцевой канал 5 возращается в приемный трубопровод топлив­ного насоса. Изменением давления в сливной линии изменяется коли­чество возвращаемого мазута и тем самым регулируется производи­тельность форсунки. При уменьшении давления из-за увеличения ре-циркулируемой части мазута производительность форсунки падает,, а с увеличением давления — увеличивается. С большим диапазоном регулирования работает двухпоточная механическая форсунка (рис. 11-4). В завихритель мазут поступает двумя потоками —один из них (2) не регулируется и являет­ся основным для обеспечения необходимой степени крутки, регулирова­ние производится за счет изменения расхода во втором, дополнитель­ном потоке (3). С учетом допустимого снижения давления в основном контуре диапазон регулирования составляет 100—30%. Паромеханическая форсунка двухканальная (рис. 11-5): один канал для подачи мазута, другой — пара. Мазутный канал напоминает механическую форсунку. При большой нагрузке форсунка работает как чисто механическая: мазут, подаваемый по цен­тральному каналу, последовательно проходит через механический завихритель и насадку. При малой нагрузке, при которой механическое распыление не получает требуемого качества, используется также и пар. Последний через паровой канал проходит систему отверстий в корпусе форсунки и поступает в паровой завихритель, далее, встре­чаясь с потоком мазута, распиливает его по выходе из насадка. Диа­пазон регулирования этой форсунки 100—20%. Рис. 11-5. Паромеханическая форсунка. Ротационная форсунка. На рис. 11-6 показана конструктивная схе­ма распиливающей головки ротационной форсунки. Мазут под давле­нием 0,12—0,13 МПа (1,2—1,3 кгс/см2) через полый вал 1 и ряд отвер­стий в распределителе 2 поступает на распыливающую чашу 5, которая жестко соединена с валом. При вращении с частотой 600—700 об/мин с края чаши стекает непрерывная пленка жидкого топлива. Воздух, нагнетаемый компрессором 4, находящимся на том же валу, с большой скоростью проходит че­рез кольцевой зазор между вращающей­ся чашей и неподвижным корпусом 5. Под влиянием трения о стенки рас-пыливающей чаши и центробежных сил частицы жидкого топлива двигаются по спиральным траекториям. На выходе из чаши действие центростремительных сил от стенок распылителя прекращается и частицы движутся с большой скоростью по касательным к их прежним траекто­риям, образуя жидкую пленку. Воздух, истекая из кольцевого зазора, повышает устойчивость пленки и способствует ее утоньшению. По мере движения пленка все утоньшается и распадается на мелкие капельки. Качество распыления мало зависит от вязкости мазута и удовлетворительно при вязкости до 13°ВУ. Отверстия увеличенного размера менее подвержены засорению, поэтому форсунка ни требует высокой степени очистки мазу­та. Качество распыла сохраняется в диапазоне от 20 до 100% номи­нальной производительности. Ротационные форсунки нашли применение в судовых топочных устройствах и в промышленной теплотехнике. В настоящее время раз­рабатываются более мощные форсунки, производительностью до 0,85 кг/с, для крупной энергетики. Мазутная форсунка парового распыления (рис. 1*1-7). Пар под давлением 0,5—2,5 МПа (5—25 кгс/см2) проходит по внутренней трубе, заканчивающейся расширяющимся соплом 2; мазут поступает по коль­цевому каналу; струя пара, вытекающая из[расширяющееся сопла со скоростью до 1000 м/с, захватывает мазут, вытекающий из кольцевого канала, и через диффузор 3 поступает в топку. Рис. 11-7. Мазутная форсунка парового распыления (ОСТ 24.836.04). / — штуцер; 2 —сопло; 3 —диффузор; 4 — насадка; 5 — фланец. В паровых форсунках первичное дробление производится за счет кинетической энергии пара, истекающего из сопла форсунки. Частицы первичного дробления приобретают скорость паровой струи, обычно соответствующую критической скорости, при которой значительным сопротивлением воздуха они раздробляются на мельчайшие капельки. Из-за больших скоростей истечения при использовании паровых фор­сунок достигается более тонкое распыление, чем при применении меха­нических. Насадка применяется для сжигания мазута с коротким факе­лом. Типоразмеры и основные характеристики паровых форсунок приве­дены в табл. 11-3. Паровые форсунки конструктивно проще, чем механические. Значи­тельно проще и их обслуживание. Мазут к ним поступает под неболь­шим давлением — 0,2—0,5 МПа (2—5 кгс/см2). Для работы в условиях ограниченного перепада давления и малых скоростей подачи канал форсунки для мазута выполняется прямоточным сравнительно большо­го сечения. Канал легко продувается паром и не засоряется даже при отсутствии фильтров, что наряду с простотой конструкции паровой форсунки и схемы в целом обеспечивает их высокую надежность в работе. Это обстоятельство позволяет выполнять паровые форсунки со зна­чительно меньшей производительностью, чем механические, и снабжать ими парогенераторы меньшей мощности. Пределы регулирования нагрузки паровых форсунок шире, чем у механических, что имеет существенное значение при их использова­нии на парогенераторах малой мощности, работающих обычно с пере­менным графиком паровой нагрузки. Недостатком паровых форсунок является большой расход пара на распыление, составляющий порядка 2% всего пара, выра <a href='http://geyz.ru/news/2009-09-19-43'>© Geyz. ru</a>

Топки для сжигания жидкого топлива

 марта 30, 2013  admin

В топках промышленных парогенераторов и водогрейных котлов в основном сжигаются вязкие мазуты марок 40, 100 и реже 200. Топочные мазуты этих марок делятся на малосерни­стые, сернистые и высокосернистые с содержанием серы соответ­ственно не более 0,5; 2,0 и 3,5%. Для сжигания мазута необходима его предварительная подготовка: уменьшение вязкости и распы­ление, при котором обеспечивается испарение мазута. Распыле­ние и распределение жидкого топлива в потоке окислителя (воз­духа) производится в одном из элементов горелки, называемом форсункой.

В настоящее время имеются разнообразные конструкции фор­сунок для сжигания мазута. Из различных типов форсунок с пнев­матическим распылением мазута наибольшее распространение в свое время получили разработанные ЦКТИ горелки двух типов: низконапорные типа НГМГ (в настоящее время сняты с про­изводства, но находятся в эксплуатации во многих котельных) и паромеханические типа ГМГ. Обе эти конструкции выполнены как комбинированные для сжигания газа и мазута. В последнее время для сжигания мазута начинают применяться камеры двух­ступенчатого сжигания. Для водогрейных котлов применяются ротационные горелки, разработанные ЦКТИ совместно с БЗЭМ, Калужским машиностроительным заводом и заводом «Ильмарине».

Для стационарных паровых котлов форсунки паромеханиче­ские выпускаются в соответствии с ОСТ 108.836.03—80, механи­ческие по ОСТ 108.836.01—80 и паровые по ОСТ 108.836.04—80.

Рис. 3-15. Схема газомазутной горелки типа НГМГ / — канал для подачн вторичного воздуха; 2 — канал для подачн газа; 3 — канал для подачи пер­вичного (распыляющего) воздуха; 4 — мазутный ствол; В — лопатки эакручивателя вторичного воздуха; б — гаэовыпускные отверстия; 7 — пережимное кольцо; 8 — маэуто - выпускные отверстия; 9 — заве­ритель первичного воздуха

Для сжигания вязкого мазута независимо от типа применяемых форсунок не­обходим его предваритель­ный подогрев, от которого зависит качество распыле­ния мазута. Температура подогрева мазута выбира­ется с таким расчетом, чтобы вязкость мазута пе­ред горелками обеспечи­вала необходимое качество распыления. Для механи­ческих и паромеханиче­ских форсунок вязкость мазута рекомендуется под­держивать 2,5° У В (16,1 мма/с), для пневматических — не бо­лее 6° У В (44 мм2/с) и ротационных не более 8° У В (59 мм2/с). Для получения указанных значений вязкости мазута перед форсунками необходимо подогревать мазут марки 40 до 115°С, а марки 100 — до 130 °С при сжигании в топках с механи­ческими и паромеханическими форсунками; в топках с пневмати­ческими форсунками — соответственно до 90 и 110 °С; в топках с ротационными форсунками — до 80 и 95 С.

На рис. 3-15 показана схема газомазутной горелки типа НГМГ с воздушным распылением мазута. В горелке НГМГ мазут поступает под давлением не более 30 кПа по мазутному стволу 4 и вытекает через мазутовыпускные отверстия 8. Распыляющий (первичный) воздух получает закрутку в завихрителе 9 и, выходя через пережимное кольцо 7, подхватывает и распыляет струйки мазута, вытекающие через отверстия 8. Давление первичного воздуха составляет 2500—3000 Па при расходе 10—15 % общего количества воздуха, необходимого для горения. При эксплуатации форсунки необходимо следить за правильной установкой мазут­ного ствола. Многочисленные испытания показали, что излишнее смещение мазутовыпускных отверстий относительно места пере­жима воздушной струи в сторону топки приводит к удлинению факела, затягиванию процесса горения в камеру догорания и даже в газоходы котла. Излишнее смещение мазутовыпускных отвер-

Рис. 3-16. Оптимальное положение мазутовыпуск­ных отверстий для горелки НГМГ-4 / — мазутный ствол; 2 — пережнмное кольцо; 3 — мазутовыпускные отверстия

Стий в противоположную сторону относи­тельно места пережима приводит к попада­нию мазута на аавихритель. Положение мазутовыпускных отверстий относительно места пережима уточняется при наладке горелки. На рис. 3-16 показано оптималь­ное положение мазутовыпускных отвер­стий для горелки НГМГ-4, установленной на котле ДКВР-6,5-14. При монтаже го­релок нужно следить за тем, чтобы за­крутка первичного (распыляющего) воздуха и вторичного воз­духа, подаваемого для горения, производилась в одну и ту же сторону.

На рис. 3-17 показана одна из конструкций вихревых горелок с паромеханической форсункой, разработанная ЦКТИ и серийно выпускаемая заводом «Ильмарине». Горелха состоит из паро­механической форсунки, двухзонного направляющего аппарата и газовой камеры с газовыпускными отверстиями. Горелка пред­назначена для сжигания мазута и природного газа.

Один из вариантов форсунки с паромеханическим распылением, применяемым в вихревых горелках, показан на рис. 3-18. Прин-

1 Вторичный воздух Рис. 3-17. Вихревая горелка с паромеханической форсункой / — паромеханическая форсунка; 2 — штуцер для измерения давления первичного воз­духа, газа и вторичного воздуха; 3 — фронтовой лист; 4 — лопаточные завихрители первичного и вторичного воздуха; 5 — газовыводной насадок; 6 — газовый запальник с электрическим зажиганием; 7 — фотоэлемент; 8 — стакан защитно-запального устрой­ства; 9 — лопатки для выравнивания потока вторичного воздуха

Рис. 3-18. Мазутная форсунка с па­ромеханическим распылением 1 —. паровая труба (ствол); 2 — мазут­ная труба; 3 — прокладка; 4 — рас* пределительная шайба; В — распыли­тель; 6 — паровой распылитель; І — контргайка; 8 — концевая гайка

Цип действия форсунки за­ключается в следующем. Ма­зут по трубе 2 через распре­делительную шайбу 4 посту - пае!' в кольцевую камеру рас­пылителя 5 и затем по тан­генциальным каналам попа­дает в его завихрительную камеру. Закрученная струя мазута под действием центро­бежных сил прижимается к стенкам завихрительной ка­меры и, продолжая двигаться поступательно, срывается с кромки сопла распылителя 5, разбиваясь на множество мельчайших капель. Пар из трубы 1 поступает в юлость между деталями, пропускаю­щими мазут, и концевой гай­кой 8. Из этой полости пар поступает через тангенциаль­ные каналы в камеру паро­вого завихрителя 6. Затем пар выходит под углом из цилиндрической щели и ох­ватывает с внешней стороны распыленную струю мазута.

При расходах мазута, меньших 50% номинального, давление мазута перед форсункой становится недостаточным для хо­рошего распыления и в форсунку дополнительно подается пар. Од­нако, так как расход пара не превышает 0,03 кг/кг, подача его про­изводится при всех нагрузках форсунки с давлением 70—200 кПа. В то же время испытания показали, что при расходах мазута 70% и более подача пара практически не улучшает распыления. Давле­ние мазута перед форсункой в зависимости от ее номинальной мощности выбирается от 1,3 до 3,5 МПа. Регулирование мощности форсунки производится изменением давления мазута перед ней.

Качество работы мазутных форсунок с механическим и паро­механическим распылением зависит от тщательности изготовле­ния, точности сборки и установки. Очень важно обеспечить плот- иость мазутного тракта во избежание попадания мазута в паровой канал, так как последнее приводит к закупорке канала из-за коксования мазута.

При обслуживании форсунки необходимо систематически ее прочищать и заменять распылитель, который чаще выходит из строя, чем остальные детали. Абразивный износ внутренних по­верхностей, особенно стенок распылителя, приводит к изменению формы факела, увеличению расхода топлива и укрупнению раз­мера капель. Скорость износа зависит от загрязненности мазута механическими примесями, его состава, а также от давления подачи. Опыт показывает, что несмотря на очистку мазута от механических примесей наблюдается загрязнение входных кана­лов и распределительной шайбы форсунки. Это приводит к смеще­нию факела относительно оси форсунки и к ухудшению качества ее работы. При снижении производительности форсунки вслед­ствие частичного 8акоксовывания или засорения температура стенок быстро растет, что приводит к ускоренному закоксовыва - нию. Во избежание этого надо систематически следить за тем­пературой и чистотой распылителей, а также характером факела. При появлении около корня факела темных полос, скоплений ка­пель и разрывов необходимо проверить состояние деталей форсунки.

На рис. 3-19 показана горелка РГМГ (ротационная газома­зутная горелка) со встроенным вентилятором распыляющего воздуха, выпускаемая серийно мощностью до 8 МВт. Горелки большей мощности выпускаются с отдельно устанавливаемым вентилятором распыляющего воздуха.

Мазутная форсунка ц горелки состоит из полого вала 17, на котором закреплены рабочее колесо 18 вентилятора распыляю­щего воздуха, распыляющий стакан 13 и гайка-питатель 14. Вал 17 через клиноременную передачу 19 получает вращение от электродвигателя 20. Мазут подводится к штуцеру 3. В централь­ном отверстии вала расположена консольная топливная трубка /5, по которой мазут поступает в кольцевую полость гайки-пита­теля 14. В гайке-питателе имеются четыре радиальных канала, по которым под действием центробежных сил мазут вытекает на внутреннюю стенку распыляющего стакана, образуя пленку. В стакане пленка перемещается в осевом направлении и затем срывается с кромки стакана, распадаясь на капли. При этом угол раскрытия образующегося конуса, если не подавать распыляю­щего воздуха, близок к 180°. Для получения нужного угла рас­крытия конуса и лучшего распыления мазута через завихри - тель 12 подается распыляющий (первичный) воздух. Цревичный воздух поступает также через четыре отверстия в гайке-питателе в полость распыляющего стакана 13, что предохраняет его от закоксовывания. Распыляющий стакан имеет конусообразную форму и отполирован.

Вторичный воздух поступает в улиточный короб 8 и из него направляется к завихрителю 16 и всасывающему патрубку пер-

Л j —1

/

Рис. 3-19. Ротационная газомазутная горелка РГМГ 1 — прижимное устройство форсунки; 2 — гляделка; 8 — штуцер подвода мазута; 4 — концевой выключатель; 6 — запальное устройство; 6 — штуцер подвода газа; 7 — всасывающий патрубок; 8 — улиточный воздушный короб; 9 — газораэдающий кол­лектор; 10 — коническое кольцо устья горелки; 11 — ротационная форсунка; 12 — зазихритель первичного воздуха; 13 — распы­ляющий стакан; 14 — гайка-питатель; 16 — консольная топливная трубка; 16 — завихритель вторичного воздуха; 17 — вал фор­сунки; 18 — колесо вентилятора; 19 — клнноременная передача; 20 — электродвигатель

 

О т 800 1200 кг }ч

Воздуха; рр — давление природного газа перед горелкой; Вм, #г — расход мазута и газа

Вичного воздуха 7, в котором имеется шибер для регулирования количества воздуха, поступающего к распыляющему вентилятору. Распыляющий вентилятор создает напор около 5000 Па. Давление мазута не должно превышать 0,2 МПа.

Всесторонние промышленные испытания горелки РГМГ-10 выполнены ЦКТИ. Основные параметры горелки по данным этих испытаний показаны на рис. 3-20. В результате испытаний уста­новлено, что диапазон регулирования мощности горелки — от 10 до 100%. Доля первичного (распыляющего) воздуха на номиналь- ной нагрузке составляла примерно 10% общего расхода воздуха, поданного на горение. Давление первичного воздуха на нагруз­ках 100—30% номинальной поддерживалось равным 5000— 6000 Па, а на нагрузках ниже 30% номинальной — в пределах от 2500 до 3500 Па. При испытании сжигался мазут марки 40 и природный газ Дашавского месторождения с низшей теплотой сгорания 36,12 МДж.

При эксплуатации ротационных форсунок необходимо сле­дить за чистотой внутренней поверхности распыляющего стакана,

Рис. 3-21. Камера двухступенча­того сжигания мазута / — газовый коллектор; 2 — форсуноч­ное устройство; 3 — запально-защит­ное устройство; 4 — завихритель пер­вичного воздуха; 5 — короб улитки; 6 — завихритель вторичного воздуха

Первичныи воздух.

"Вторичный Воздух

Так как нагарообразование, смолистые и другие отложе­ния резко ухудшают каче­ство распыления. Об отло­жениях на стенках распы­ляющего стакана можно су­дить по появлению в топке крупных летящих капель — «эвездочек». В таких случаях форсунка должна быть отключена и выведена из воздушного короба. Для этого достаточно вывернуть барашки прижимного устройства и откатить ма­зутную часть горелки, которая имеет двойной шарнир. После этого следует очистить полость стакана деревянным, алюми­ниевым или красномедным ножом и промыть соляровым маслом, либо другим легким топливом. Удалять нагар стальным инстру­ментом нельзя, так как на стенке стакана останутся царапины, что резко ухудшит качество распыления мазута. Недопустимы также зазубрины, выбоины на кромке распыляющего стакана. Периодически следует^проверять размах вибрации кромки ста­кана, который не должен превышать 0,06 мм.

Факел, выдаваемый горелкой, должен быть симметричным относительно геометрической оси горелки. Несимметрия факела и даже вибрационное горение могут возникать вследствие не­правильного выполнения амбразуры или разрушения ее в про­цессе эксплуатации. Периодически следует добавлять смазку в подшипниковые. узлы, производя подачу ее шприцем до тех пор, пока она не начнет устойчиво выжиматься из контрольных отверстий.

При задевании топливной трубки за вал форсунки появляется резкий звенящий шум. Устранение этого достигается центровкой топливной трубки относительно отверстия вала форсунки. Резкий шум также может быть вызван задеванием колеса вентилятора за' его корпус вследствие смещения ротора форсунки. Ликвидация этого дефекта достигается регулировкой положения ротора с по­мощью прокладок, установленных в подшипниковых узлах. Правильность положения ротора проверяется через инспекцион­ное отверстие в корпусе вентилятора. Несовпадение выходной кромки колеса вентилятора с выходной кромкой направляющего аппарата не должно превышать 0,5 мм.

На рис. 3-21 показана камера двухступенчатого сжигания топ­лива. Она состоит из паромеханической форсунки 2 с завихрите - лем первичного воздуха 4 и камеры горения, в которую по кольце- пому каналу через завихритель 6 подается вторичный воздух. Основная часть воздуха (50—70%) подается через мазутную форсунку, а остальная — через завихритель в камеру горения. Вторичный воздух, проходя по кольцевому каналу, охлаждает камеру горения. Распыленный в паромеханической форсунке мазут, попадая в зону высоких температур камеры горения, гази­фицируется и, смешиваясь со вторичным воздухом, догорает в топке парогенератора.

Результаты испытания камер двухступенчатого сжигания по­казали их работоспособность и надежность при эксплуатации иод наддувом (давление в топке парогенератора составляло 2500 Па). При высокой удельной нагрузке топочного объема (1,2-103 МВт/м3) и коэффициенте избытка воздуха 1,05 потеря теплоты от химической неполноты горения отсутствовала.

При эксплуатации камер двухступенчатого сжигания необ­ходимо следить за работой паромеханической форсунки, не до­пуская ее перегрева и закоксовывания. Следует также регулиро­вать распределение первичного и вторичного воздуха, поддержи­вая распределение, заданное режимной картой, давление воздуха перед форсункой и завихрителем камеры горения.

При эксплуатации форсунок рассмотренных конструкций не­обходимо следить за сохранением производительности форсунки при неизменном давлении, за вязкостью мазута, отсутствием за­коксовывания, поддержанием минимального коэффициента из­бытка воздуха. Нарушение производительности форсунки при неизменных давлении перед ней и вязкости мазута наблюдается при нарушении заданной точности изготовления и недостаточно тщательной сборке при ремонте. Погрешности изготовления ока­зывают тем большее влияние, чем меньше расчетная производи­тельность форсунки. Небрежная сборка форсунок может привести к снижению производительности до уровня 40% номинальной, а также способствует закоксовыванию форсунки.

Качество распыления мазута существенно зависит от вяз­кости его перед форсункой. Кроме того, на распыление топлива оказывают влияние поверхностное натяжение, плотность мазута и механические примеси. Механические примеси, карбены и карбоиды уменьшают внутреннее сопротивление мазута распыле­нию. При этом в процессе нагревания и длительного хранения дисперсность карбенов и карбоидов изменяется, что приводит к изменению качества распыления мазута. Мазут, содержащий мелкодисперсные частицы, при прочих равных условиях распы­ляется на более мелкие капли по сравнению с мазутом, содержа­щим крупные частицы.

Нарушения нормального режима работы форсунок чаще всего происходят вследствие их закоксовывания. Многочисленные на­блюдения за работой форсунок показали, что закоксовывание обусловлено термоокислительными процессами с образованием слоя кокса вследствие нагрева мазута стенками форсунки. Чем

Рис. 3-22. Расположение головки форсунки в амбразуре: а — непра-

1 2

1 2

Ее относительно среза амбразуры. Часто при эксплуатации раз­личных форсунок стремятся из-за коксовых отложений в амбра­зуре расположить головку форсунки на срезе амбразуры или даже несколько выдвинуть ее за пределы среза в сторону топки (рис. 3-22, а). Как показали испытания, такое положение головки форсунки не обеспечивает должного охлаждения ее. По данным испытаний ВТИ выдвижение головки за срез амбразуры приводит к резкому повышению температуры металла ее стенки. Так, например, расположение головки на расстоянии 100 мм от среза амбразуры в направлении топочной камеры приводит к повышению температуры металла стенки до 500 °С. Надежное охлаждение головки форсунки обеспечивается при перемещении ее на расстоя­ние 100 мм от среза амбразуры вглубь горелки, как показано на рис. 3-22, б. При таком расположении головки температура ме­талла стенки не превышает 200° С и никакого ухудшения эконо­мических показателей работы топки не наблюдается. Таким образом, в случае коксования амбразуры следует прежде всего проверить качество изготовления и сборки форсунки, а не пере­мещать ее вглубь топочной камеры. Коэффициент избытка воздуха при сжигании сернистых ма­зутов не только влияет на экономичность работы котельного агрегата, но и определяет надежность работы хвостовых поверх­ностей нагрева, а также загрязнение воздушного бассейна выбро­сами. Первые лабораторные опыты по сжиганию мазуга с коэффи­циентом избытка воздуха, близким к единице, были выполнены в СССР и показали возможность работы топки без химической неполноты горения. Обычно принято считать коэффициенты из­бытка воздуха 1,00—1,02 предельно низкими; 1,02—1,05 низкими и более 1,15 высокими. В нормах теплового расчета котельных агрегатов рекомендуется принимать коэффициент избытка воз­духа на выходе из топки 1,10. Для оценки коррозионной активности продуктов горения при сжигании сернистых мазутов существенной характеристикой является также температура точки росы и содержание серного ангидрида.

Выше температура стенок форсунки, тем интенсивнее происходит отложение смол и увеличивается слой кокса. Температура стенки головки форсунки в значительной ме­ре зависит от расположения

До среза амбразуры

А)

/ — ствол форсунка; 2 — головка фор­сунки; 3 — амбразура; ^ — расстояние

Вильное; б — правильное

  

Опыт эксплуатации и испытания котельных агрегатов пока­зал, что достижение низких и предельно низких коэффициентов избытка воздуха возможно только при точном порционировании соплива и воздуха по всем установленным горелкам. Уменьшение числа горелок облегчает равномерное распределение между ними топлива и воздуха. Вязкость мазута перед форсунками особенно заметно влияет на потери теплоты от химической неполноты горе­ния при низких коэффициентах избытка воздуха. На рис. 3-23 в качестве примера показано влияние вязкости на потери теплоты от химической неполноты горения при различном избытке воз­духа по результатам испытаний ВТИ на одном из котлов, обо­рудованных форсунками с паромеханическим распылением мазута.

Компоновка форсунок также оказывает влияние на работу топочной камеры. В литературе указывается, что при встречной компоновке горелок обеспечить работу топки с низким коэффи­циентом избытка воздуха проще, чем при однофронтовой ком­поновке. На котлах малой производительности применяется, как правило, однофронтовая компоновка горелок, и это вызывает затруднения при организации процесса горения с низким коэф­фициентом избытка воздуха.

Устойчивость и качество работы мазутных форсунок различ­ной конструкции в значительной мере зависят от воздухонаправ­ляющих аппаратов. Для организации перемешивания распылен­ного мазута с воздухом современные мазутные форсунки обору­дованы воздухонаправляющими аппаратами, производящими за­крутку воздушного потока. Закрученная струя имеет ряд преиму­ществ по сравнению с прямоточной. Она обладает большой эжек - ционной способностью, провалом скорости в осевой области,

При известных условиях переходящим в осевой обратный ТОКо Наличие осевого обратного тока обеспечивает непрерывное по-; ступление горячих топочных газов к корню факела и его стабили­зацию.

Закрутка воздушного потока в воздухонаправляющих аппа­ратах мазутных форсунок чаще всего осуществляется установкой плоских или винтовых лопаток.. Если воздух в форсунке для горения подается одним потоком, воздухонаправляющее устрой­ство называют однопоточным; если двумя потоками — двухпо­точным. В горелках типа ГМГ и НГМГ воздух подается двумя потоками и закрутка его производится плоскими лопатками. •

При эксплуатации воздухонаправляющих аппаратов необ­ходимо следить за состоянием лопаток, не допуская их загрязне­ния или закоксовывания. При ремонте воздухонаправляющих аппаратов и замене отдельных лопаток установка их должна проводиться по шаблону под одинаковым углом.

Существенное влияние на работу форсунок оказывает также качество и правильность выполнения амбразуры. Амбразуры должны быть выполнены гю чертежу в соответствии с типом уста­новленной форсунки. Ось амбразуры должна совпадать с осью форсунки. На рис. 3-24 в качестве примера показаны два типа амбразур (цилиндрическая и коническая), применяемые для фор­сунок с пневматическим и паромеханическим распылением.

Зольность мазута не превышает 0,3%, однако в эксплуатации наблюдаются загрязнения поверхностей нагрева плотными отло­жениями в зонах с температурой продуктов горения более 700 °С. Наиболее интенсивно загрязняются пароперегреватели и поверх­ности нагрева водогрейных котлов типа ПТВМ, имеющие неболь­шие площади поперечного сечения для прохода продуктов горения.

Обслуживание мазутных форсунок требует повышенного вни­мания. Необходимо следить за устойчивостью факела, не допу­ская пульсации и неравномерного заполнения топочного объема. Пульсация факела может возникать вследствие поступления об­водненного мазута, недостаточного его подогрева, загрязнения фильтров и сопл форсунок, шлакования амбразур, отложений на лопатках воздухонаправляющего аппарата или их коробления и ряда других нарушений режима горения. Неравномерное за­полнение топочного объема факелом может привести к местному перегреву экранных труб или обмуровки топки. В связи с этим необходимо следить за дальнобойностью факела и окончанием горения в пределах топочной камеры.

Особенно внимательно следует производить розжиг форсунок, не допуская образования сажи, уноса несгоревших капелек ма­зута, подтекания его из форсунки, плохого горения или погасания растопочного факела. В форсунках с паромеханическим распыле­нием необходимо сначала открывать подачу пара и только после этого подачу мазута. В форсунках с воздушным распылением сначала подается распыляющий воздух, а затем мазут.

Отложение сажи и унос несгоревших капель мазута могут привести к хлопкам и взрывам, а также к горению в хвостовых поверхностях нагрева, которое обнаруживается по внезапному повышению температуры продуктов горения в qooтвeтcтвyющeм | азоходе.

Формировка топки изменяется регулированием подачи мазута •I воздуха одновременно ко всем форсункам или отключением сдельных форсунок. При установке двух-трех форсунок чаще всего одновременно регулируют расход мазута и воздуха на все сЬорсунки: это качественное регулирование. На водогрейных котлах при установке большого числа форсунок применяют коли­чественное регулирование, т. е. отключение отдельных форсунок

О, ля снижения форсировки топки. При установке форсунок рота­ционного типа, имеющих большой диапазон регулирования мощ­ности (20—100%), применяют качественное регулирование, кото­рое проще и надежнее.

Изобретение относится к устройствам для вспрыска и распыливания жидкости и может быть использовано в различных тепловых двигателях, в сопловых энергетических установках, машинах и аппаратах химической промышленности. Технический результат, достигаемый при использовании изобретения, заключается в повышении эффективности и ресурса работы форсунки путем поддержания заданной скорости движения мелкодисперсного жидкого топлива при небольшом давлении. Этот результат достигается в механической форсунке, содержащей цилиндрический корпус, завихритель топливный со спиралевидными каналами и технологической резьбой в нем, сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, а также накидную гайку, причем продолжение образующей непрерывно сужающегося конуса сопла составляет зазор между линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла. 2 ил.

РИСУНКИ

  

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ

Изобретение относится к устройствам для впрыска и распыливания жидкости и может быть использовано в различных тепловых двигателях, сопловых энергетических установках, машинах и аппаратах химической промышленности.

Известна механическая форсунка, содержащая ствол для подачи жидкости, головку с выходным отверстием, примыкающую к выходному концу ствола, завихритель [А.И.Карабин и др. Сжигание жидкого топлива. М.: Металлургия, 1966. - С.116, рис.31].

Недостатком известной форсунки является низкая эффективность работы из-за того, что на выходе из форсунки образуется неравномерный факел распыления, в результате чего при сжигании жидкого топлива получается разорванный факел, а при подаче жидкости с целью ее испарения наблюдается проскок капель через факел.

Известна механическая форсунка, содержащая ствол для подачи жидкости, распределительную шайбу с отверстиями и кольцевой проточкой для раздачи топлива по тангенциальным каналам камеры завихривания, шайбу распределительную, диск камеры завихривания, сопловой диск и накидную гайку головки форсунки [Адамов В.А. Сжигание мазута в топках котлов. - Л.: Недра, 1989. - С.115-117, рис.4.33].

Известна также механическая форсунка для распыливания жидкого топлива, содержащая цилиндрический корпус с соплом, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, размещенный внутри корпуса вкладыш с продольным каналом для подачи жидкости и соединенными с последним с сообщающимися через кольцевую полость во вкладыше с каналом подачи жидкости спиралевидными канавками на наружной поверхности выходного по ходу движения жидкости участка вкладыша [RU 2011428 С1, 30.04.1994, В05В 1/34]

Данная форсунка также имеет низкую эффективность и недостаточный ресурс работы.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является механическая форсунка без камеры завихрения, содержащая цилиндрический корпус, завихритель топливный со спиралевидными каналами и технологической резьбой в нем, сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, а также накидную гайку [SU 17561 А1, 30.09.1930, F23D 11/26 (прототип)].

Однако известное устройство также обладает вышеуказанными недостатками.

Задачей изобретения является повышение эффективности и ресурса работы форсунки путем поддержания заданной скорости движения мелкодисперсного жидкого топлива при небольшом давлении.

Указанная задача достигается тем, что в механической форсунке, содержащей цилиндрический корпус, завихритель топливный со спиралевидными каналами и технологической резьбой в нем, сопло, внутренняя поверхность которого выполнена в форме непрерывно сужающегося конуса, переходящего в цилиндр, а также накидную гайку, согласно изобретению продолжение образующей непрерывно сужающегося конуса сопла составляет зазор между линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла.

Предложенная конструкция механической форсунки обеспечивает интенсивную вихревую подачу мелкодисперсных капель жидкого топлива через сопло наружу, причем наличие зазора при непосредственной подаче жидкого топлива из тангенциальных каналов на стенки конусообразной стенки сопла создает условия, необходимые для повышения эффективности работы горелки.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемое техническое решение отличается выполнением сопла таким образом, что продолжение образующей непрерывно сужающегося конуса сопла составляет зазор между линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла.

Схема заявляемой форсунки приведена на чертежах. На фиг.1 изображена механическая форсунка; на фиг.2 - сопло.

Форсунка состоит из корпуса 1, завихрителя 2 с технологической резьбой, сопла 3 с непрерывно сужающейся внутренней поверхностью конуса, переходящего в цилиндр, накидной гайки 4. В сопле 3 продолжение образующей непрерывно сужающегося конуса сопла составляет зазор  между линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла.

Работа механической форсунки происходит следующим образом.

Распыливаемая жидкость под давлением через осевой продольный канал попадает на завихритель, проходя через спиралевидные тангенциальные каналы завихрителя 2, жидкость раскручивается и попадает на внутренние стенки конусообразной части сопла, растекается по ним тонкой пленкой, продолжая вращение, устремляется к цилиндрической части сопла 3. При этом ввиду отсутствия камеры завихрения скорость движения жидкости не падает, а поскольку сопло в начальной части конусообразное, то скорость движения жидкости еще выше. Вращающаяся жидкость преодолевает силу натяжения образующейся на стенках конусообразной поверхности сопла пленки, на срезе цилиндрической части сопла 3 под воздействием внутренних гидромеханических сил пленка топлива дробится на мелкие каплеобразные фракции и в виде мелкодисперсных капель выбрасывается в зону подготовки топливоздушной смеси.

Пример.

Были изготовлены механические форсунки для распыления жидкого топлива - нефтяное котельное топливо (с вязкостью 2-4° ВУ) в горелках котлов малой и средней мощности при давлении топлива 0,1 МПа и более. Корпус и завихритель изготовлены из стали, а сопло - из стали или бронзы. Внутренняя поверхность корпуса в месте установки завихрителя обработана с чистотой шероховатости Ra 0,32-0,08. Завихритель изготовлен в виде цилиндра с тангенциальными каналами, выполненными в виде ленточной резьбы, под углом 10-80° к центральной оси завихрителя. Количество тангенциальных каналов от 2 до 6. Чистота обработки внутренней поверхности ленточной резьбы - Ra 0,32-0,08. Технологическая резьба упрощает съемку завихрителя при разборке форсунки. Угол раствора конусной части сопла составляет 90-160°. Чистота обработки внутренней поверхности сопла - Ra 0,32-0,08. Размер зазора между продолжением образующей непрерывно сужающегося конуса сопла и линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла, составляет  . Завихритель и сопло прижимаются к топливопроводу с помощью накидной гайки.

Прямое поступление жидкого топлива из спиралевидных тангенциальных каналов на стенки конуса сопла (ввиду отсутствия камеры завихрения) способствует работе горелки при небольших давлениях топлива 0,1 МПа при его достаточной дисперсности. Давление подаваемого в форсунку воздуха регулируется в зависимости от типа котла и требуемой длины факела. Форсунки предложенной конструкции показали устойчивую работу в течение четырех сезонов, технологичны в изготовлении и сборке/разборке, удобны в обслуживании. Если чистку стандартных (заводских) форсунок необходимо производить один раз в смену, то предложенных форсунок - только один раз в неделю. Следует отметить также малую засоряемость форсунки, поскольку поперечное сечение каналов и диаметр сопла достаточно большие.

Предложенная конструкция механической форсунки с завихрителем без камеры завихрения способствует интенсивной вихревой подаче жидкого топлива на стенки конусообразной части сопла, а конструктивное выполнение сопла с зазором между продолжением образующей непрерывно сужающегося конуса сопла и линией, проведенной параллельно ей через нижнюю точку цилиндрической части сопла, обеспечивает эффективное дробление жидкого топлива при перекрестном сталкивании выходящих из тангенциальных каналов потоков топлива на выходе из сопла. Создаются условия для эффективной, устойчивой и надежной работы форсунки.