Мазут имеет свои преимущества перед твердым топливом. К основным из них
относятся:
1) высокая теплотворная способность;
2) отсутствие золы, что исключает затрату времени на очистку топки и
повышает эффективность работы печи;
3) удобство транспортировки и компактное хранение. Это дает возможность
не загромождать цех топливом, что неизбежно при твердом топливе;
4) возможность введения упрощений в конструкцию печи; последнее
исключает необходимость изготовления специальной топки и облегчает
обслуживание печи.
Кроме того, при отоплении мазутом можно применять автоматическое
регулирование теплового режима печи и улучшать гигиенические условия ее
работы. Для сжигания жидкого топлива применяются форсунки.
Теорией и практикой установлено, что чем лучше перемешиваются частицы
мазута с воздухом, тем лучше и быстрее происходит сжигание, причем для
этого требуется меньше воздуха. Поэтому форсунки должны возможно лучше
распылять мазут, чтобы он легче смешивался с воздухом и чтобы тем самым
создавалась возможность лучшего и полного сгорания топлива. Для
распыления мазута применяется сжатый воздух или пар. Существует очень
много форсунок различных конструкций, но по принципу работы они
разделяются на две группы: форсунки низкого давления и форсунки высокого
давления.
Ознакомимся с тем, что такое давление и как оно измеряется.
Упругость дутья (воздуха или пара) или давление измеряются в миллиметрах
водяного столба и в атмосферах. Атмосферой называется давление одного
килограмма на площадь в один квадратный сантиметр. Под давлением 1 мм
водяного столба понимается давление 1 кг нагрузки, равномерно
распределенной на площадь, равную 1 м2. Одна атмосфера равна 10 000 мм
водяного столба или 760 мм ртутного столба.
К форсункам высокого давления относятся форсунки, распыляющие мазут
воздухом или паром под давлением от двух и выше атмосфер, акфорсункам
низкого давления — форсунки, распыляющие мазут под давлением от 400 до
600 мм вод. ст. Для подачи воздуха к форсункам низкого давления
применяются вентиляторы, а к форсункам высокого давления— компрессоры. В
зависимости от того, чем производится распыление мазута, форсунки
подразделяются на воздушные и паровые.
Чем лучше распыляется мазут форсункой, тем меньше может быть избыток
воздуха для его сжигания. При хорошем распылении мазута этот избыток
воздуха может изменяться в пределах до 15%, а при плохом распылении он
доходит до 20—25%.
Чтобы форсунки не засорялись, мазут для них должен быть предварительно
очищен от грязи и мусора. Для очистки мазута устанавливаются специальные
фильтры. Мазут распыляется значительно лучше, если его подогревать до
температуры 90— 100° С. Подогревается мазут паровыми змеевиками,
находящимися в баках, из которых мазут перекачивается к форсункам. Для
того чтобы мазут не остыл во время следования от насосов к печам, рядом
с мазутопроводом прокладывается паропровод, который и подогревает мазут,
текущий по мазутопроводу.
Прежде чем рассматривать конструкции форсунок, остановимся на
требованиях, предъявляемых к форсункам. Требования эти следующие: 1)
форсунка должна хорошо распылять мазут; 2) распыленный мазут должен
тщательно перемешиваться с воздухом, необходимым для горения; 3)
конструкция форсунки должна быть простой и прочной; 4) части форсунки,
подвергающиеся действию высоких температур, должны быть легко заменяемы.
Форсунка на низкое давление воздуха 400—500 мм вод. ст. Работает
форсунка следующим образом. По внутренней трубке 1 подается мазут, а по
наружной 2 — воздух. При выходе из сопла 3 струя воздуха подхватывает
мазут и распыляет его. Приток воздуха регулируется задвижкой 4; приток
мазута регулируется вентилем, установленным на мазутопроводе.
Описанная форсунка имеет большой недостаток: при уменьшении расхода
мазута в ней может происходить падение скорости воздуха и от этого
ухудшается распыление. Действительно, с уменьшением расхода мазута
уменьшается количество воздуха, поступающего в форсунку. Но отверстие
форсунки, предназначенное для выхода воздуха, остается прежним;
следовательно, воздух будет уходить из форсунки с меньшей скоростью, а
это ухудшит распыление мазута. Но есть форсунки, которые не имеют этого
недостатка. Одна из таких форсунок. В этой форсунке скорость
распиливания мазута можно поддерживать постоянной при разных режимах
работы. Работает она следующим образом. Мазут по трубке 6 подается в
мазутную трубку 1 с конусным наконечником. Воздух поступает по трубе 5 и
через воздушную насадку 3 под большим углом направляется на выходящую
струю мазута и распыливает его, выбрасывая в топочную камеру.
Постоянная скорость распыливания достигается при перемещении мазутной
трубки с конусным наконечником в корпусе 2 форсунки. При движении трубки
к выходящему отверстию 4 (влево) его сечение уменьшается и, наоборот,
увеличивается при обратном перемещении. Следовательно, в зависимости от
количества воздуха, поступающего в форсунку, возможно изменять сечение
отверстия воздушной насадки и тем самым сохранять постоянной скорость
распыливания.
Форсунка хорошо зарекомендовала себя в работе, но имеет один недостаток.
При регулировании форсунки мазутная трубка не изменяет свое положение
относительно конца воздушной насадки, а это частично ухудшает
распыливание и способствует подтеканию мазута.
Форсунки низкого давления широко применяются в кузнечных печах, особенно
в небольших. Когда печи имеют такие форсунки, получается относительно
короткое пламя. Форсунки низкого давления сравнительно легко
обслуживаются, не требуют дорогостоящих компрессорных установок для
подачи воздуха: воздух для них может подаваться обычными вентиляторами
высокого давления (700—800 мм вод. ст.).