книги из ГПНТБ / Рябов П.И. Передвижные паровые котлы

паропровода, 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).

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

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-

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

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