ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Разработка конструкции мазутной форсунки с изменяемой длиной факела из "Топливо Кн2" При отоплении ванных стекловаренных печей мазутом в качестве устройства, обеспечивающего подачу топлива в воздушную струю шахтной горелки, как правило, используют форсунки высокого давления, использующие в качестве распылителя компрессорный воздух. До недавнего времени конструкциям этих форсунок не уделяли особого внимания, считая, что она призвана лишь обеспечивать необходимое дробление струи мазута на капли, а основные характеристики факела шахтных горелок обеспечивает конструкция воздушной головки. Поэтому чаще всего в стекловаренном производстве для сжигания мазута использовали форсунку Шухова, отличающуюся простотой конструкции, но полностью исключающую возможность регулирования длины факела. [c.586] Для ванных рекуперативных печей с двойным сводом (см. рис. 11.59) была разработана усовершенствованная система отопления, потребовавшая создания новой конструкции мазутной форсунки, дающей возможность изменять длину факела при стабильной тепловой нагрузке и неизменном удельном расходе распылителя [11.16]. При разработке новой конструкции были использованы рекомендации [11.35]. Подачу мазута в форсунку было решено осуществлять через центральную трубку ( центральный ввод топлива ), а для подачи распылителя использовать сопло Лаваля, позволяющее получить сверхзвуковые скорости истечения, т.е. обеспечить так называемый сверхзвуковой режим истечения . Кроме того, с целью защиты носика форсунки от перегрева и коксования вследствие излучения из рабочего пространства печи и создания дополнительной возможности влиять на длину факела, была использована выхлопная труба. Все необходимые размеры и параметры проектируемой форсунки были тщательно рассчитаны (см. кн. 1, гл. 6, рис. 6.22, б, кн. 2, гл. 7, рис. 7.15 и гл. 11, рис. 11.3). [c.586] В качестве исходных были приняты следующие основные параметры форсунки расход мазута В = 150 кг/ч, давление мазута 0,03-0,04 МПа, удельный расход компрессорного воздуха = 1 кг/кг мазута, давление распылителя 0,294 МПа (3,0 атм) при температуре 20 °С. [c.586] Приведем расчет основных размеров форсунки площади сечения мазутного сопла, размеров сопла Лаваля и смесительной (выхлопной) трубы (расчет заканчивается оценкой длины факела). Методика расчета изложена в кн. 1, п. 6.3.3, кн. 2, гл. 7, п. 7.8. [c.586] Использование сопла Лаваля целесообразно в том случае, когда полное давление газа перед соплом достаточно для получения критического давления в узком сечении соплар , большего давления среды, в которую происходит истечение газар , т.е. когда р р . Режим, при котором р р , называется сверхкритическим при р = = р р имеем соответственно критический и докритический режимы. [c.587] Определим размеры сопла и параметры компрессорного воздуха в критическом и выходном сечениях. [c.587] В начале расчета определяем диаметр критического сечения, затем критическую скорость и параметры газа в этом сечении. После этого находим эти же характеристики для выходного сечения. Расчет заканчивается определением длины сопла и диаметра трубопровода перед соплом. [c.587] Л — газовая постоянная (для компрессорного воздуха Л = 287 м Ш(кг К) к — показатель адиабаты, к= 1,4. [c.588] Для компрессорного воздуха Л = 0,0404 А с/м. [c.588] Р — давление торможения (давление компрессорного воздуха перед соплом, Р = = 0,294 МН/м ). [c.588] Значения л(Х), s(X) и (1) могут быть найдены с помощью графиков газодинамических функций дня определенного значения А (см. рис. 6.23, кн. 1, гл. 6). Значения к равны компрессорный воздух и кислород— 1,4 перегретый пар— 1,33 природный газ — 1,31 продукты горения природного газа — 1,30). [c.589] Для воздуха (при к = 1,40) коэффициент = 0,528. [c.589] Из графика рис. 6.23 (см. кн. 1, гл. 6) при А = 1,4 и X = 1 т(Х) = 0,83 и г(Х) = 0,63. Тогда = т(Х) Г = 0,83 (273 + 20) = 244 К = -29 °С. [c.589] Из графика рис. 6.23 (см. кн. 1, гл. 6) при 1,4 и п(Х) = 0,334 имеем А, = 1,27 т(Х) = = 0,73 е(Х) = 0,46. [c.589] Площадь сечения и диаметр трубы с/ перед соплом Лаваля рассчитывают, исходя из условия получения действительной скорости распылителя гфи движении по трубе = 25-30 м/с. [c.590] В результате авторами [11.16] была спроектирована, а затем изготовлена и внедрена на Валмиерском заводе стекловолокна форсунка, позволившая изменять длину факела в достаточно широких пределах (рис. 11.72). Как уже отмечалось, высокая степень распыливания мазута достигается благодаря использованию сопла Лаваля. В данной форсунке оно образовано внутренней поверхностью выхлопной трубы 2 и наружной поверхностью мазутного сопла 1. Выхлопная труба обеспечивает защиту носика мазутного сопла от воздействия радиации плавильного пространства, вызывающего его закоксовывание. В новой форсунке предусмотрена кольцевая щель 5, через которую дополнительно подают компрессорный воздух, представляющий как бы вторую ступень распыливания. [c.592] Промышленная эксплуатация этих форсунок показала, что они легко обеспечивают необходимую длину факела при сохранении им высоких аэродинамических и радиационных характеристик. В отличие от используемых ранее форсунок Шухова, новая конструкция более надежна и удобна в эксплуатации. Закоксовываемость носика мазутного сопла практически полностью отсутствует. Их профилактическая чистка производится не чаще одного раза в четыре месяца. Выхлопная труба эксплуатировалась без замены в течение всей кампании печи. Новые форсунки обеспечили более устойчивую тепловую работу ванной рекуперативной печи. [c.592] Вернуться к основной статье