Особенности эксплуатации топочных устройств на судне

Главная       Учебники - Морское дело      Справочник судового механика по теплотехнике

 поиск по сайту     

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  50  51  52  53  54  55  56  57  58  59  60  ..

 

 

 

5.3.2. Особенности эксплуатации топочных устройств на судне

Топочное устройство конструкции „Рудольф Эйц”. Широко применяется в огнетрубных, комбинированных и водотрубных котлах судов многих типов.

В соответствии с режимом работы форсунки воздух поступает из воздушного короба по четырем каналам воздухонаправляющего устройства в топку. Подача воздуха регулируется передвижением конического и цилиндрического золотников. В зависимости от их расположения изменяется длина факела. В случае, изображенном на рис. 5.16, а, конический золотник открыт, а цилиндрический закрыт; воздух поступает в топку по каналу 1 со слабым завихрением, угол распыла минимальный, длина факела максимальная. При неполностью закрытом коническом золотнике и частично открытом цилиндрическом (рис. 5.16,6) воздух поступает по каналам 1, 2, 3 и 4, завихрение при этом усиливается, длина факела уменьшается, угол распыла увеличивается. При полностью закрытом коническом и открытом цилиндрическом золотниках (рис. 5.16, в) завихрение становится наибольшим, угол распыла максимальным, длина факела минимальной.

В данном топочном устройстве применяется нерегулируемая механическая центробежная форсунка, изображенная на рис. 5.17. Давление распыла топлива должно находиться в пределах 1 ... 2 МПа. При соответствующей регулировке топочное устройство обеспечивает работу с а= 1,05 ...1,15.

Топочное устройство конструкции „Тодд”. Чертеж устройства представлен на рис. 5.18. В воздухонаправляющем устройстве расположено восемь лопаток 10, с помощью которых воздушному потоку придаются определенные скорость и направление. Для подачи топлива используются механические нерегулируемые центробежные форсунки. Регулирование расхода топлива производится изменением давления топлива перед форсункой и сменой распиливающих шайб. Каждая форсунка снабжается комплектом сменных шайб, изображенных на рис. 5.19. Топливо направляется по тангенциальным каналам 1 в вихревую камеру 2, в которой приобретает вращательное движение, и затем поступает в топку котла через сопло 3. Шайбы имеют маркировку в виде цифр и буквы: 43 X 35 или 58W40. Буква X относится к шайбам с плоской передней стенкой. Такие шайбы имеют незначительный начальный угол конуса распыливания и применяются в основном в огнетрубных котлах с относительно небольшим диаметром жаровых труб. Буквой W маркируются шайбы со слегка вогнутой по сфере передней стенкой, обеспечиваю щей достаточно большой начальный угол конуса распыливания. Устанавливаются в водотрубных котлах. Геометрические характеристики этих шайб приведены в табл. 5.4. На рис. 5.20 показана зависимость между объемным расходом через форсунку и давлением топлива перед ней для шайб с маркировкой буквой W.

Как видно из рис. 5.20,изменение расхода топлива в топочных устройствах „Тодд” может колебаться в очень широких пределах. Для обеспечения оптимального значения а необходимо, чтобы все форсунки котла имели распыливающие шайбы с одинаковыми проходными сечениями. Однако у котлов высокой паропроизводительности, где предусмотрена центральная форсунка и вокруг нее несколько периферийных, целесообразно у центральной форсунки устанавливать распыливающую шайбу большего размера. Повышенный расход топлива через центральную форсунку при неизменном давлении воздуха в котле приводит к некоторому снижению а, поскольку температура в факеле центральной форсунки очень высока и тепло от него отводится менее интенсивно, чем от факелов периферийных форсунок. Топочные устройства „Тодд” обеспечивают работу с а - 1,05 ... 1,20.

Механические регулируемые центробежные форсунки. Механические нерегулируемые центробежные форсунки просты по устройству и надежны в работе. Однако производительность их можно изменять только давлением топлива. Между производительностью и давлением существует квадратичная зависимость, для обеспечения надлежащего качества распыла давление топлива не должно быть ниже 1,0 МПа, поэтому глубина регулирования на практике не превышает 2. В связи с этим на ряде судов (ППР типа „Грумант”, „Рембрандт”, БМРТ типа „Лесков”, танкеры типа „Прага” и др.) нашли применение механические регулируемые центробежные форсунки с отливом мазута из сопла или из вихревой камеры (рис. 5.21).

У форсунки (рис. 5.21, а) мазут поступает по центральному каналу 2 и тангенциальным каналам 5 в вихревую камеру 6 распылителя 4. Часть мазута удаляется из полости сопла, образованной между распиливающей шайбой 1 и распылителем 4, по каналу 3 сопла в сливную магистраль.

У форсунки (рис. 5.21, б) мазут поступает через отверстия в сопле 7 в вихревую камеру распиливающей шайбы 1, крепящегося гайкой к корпусу сопла. Часть мазута из вихревой камеры может быть удалена по центральному каналу в сливную магистраль. Количество мазута обратного отлива зависит от степени открытия клапана на сливной магистрали: при полном закрытии клапана производительность форсунки будет максимальной, и наоборот.

При снижении нагрузок у регулируемых форсунок увеличивается отлив горячего мазута. Большой отлив горячего мазута не только увеличивает расход энергии на работу форсуночных насосов, но и повышает пожарную опасность и требует регулярного наблюдения за отливными трубопроводами и емкостями хранения горячего мазута. При работе форсунок с пониженными нагрузками качество распыла топлива снижается. Конструкция механических регулируемых форсунок значительно сложнее по сравнению с нерегулируемыми форсунками. Глубина регулирования форсунок составляет 5 ... 6. Однако в связи с указанными недостатками более широкое применение получили паромеханические форсунки с лучшими эксплуатационными характеристиками.

Топочное устройство СКБК. Используется в паровых котлах типов КВС, КВВА и др. При работе топочного устройства СКБК с паромеханической нерегулируемой форсункой центробежного типа основная масса воздуха из воздушного короба регулирующей заслонкой направляется на воздухонаправляющие лопатки, которые сообщают воздуху поступательно-вращательное движение вдоль оси воздухонаправляющего устройства. Часть воздуха из короба поступает в топочное пространство через трубки тур-булизатора. Распыленное топливо интенсивно смешивается в топке с закрученным в воздухонаправляющем устройстве потоком воздуха. Расход топлива в паромеханической форсунке СКБК (рис. 5.22) регулируется изменением давления топлива перед форсункой. Зависимость расхода от давления топлива перед форсункой показана на рис. 5.23.

В диапазоне нагрузок 70 ... 100 % форсунка работает как обычная механическая без расхода пара. При меньших нагрузках высокое качество распыла (при низких давлениях топлива) достигается подачей в форсунку пара давлением 0,1 ... 0,12 МПа. Расход пара при этом составляет 6 ... 8 кг/ч. Глубина регулирования находится в пределах 6 ... 8. К преимуществам паромеханических форсунок следует отнести также меньшую коксуемость выходных сопел, которые периодически в процессе работы и перед выключением форсунки продуваются паром. При надлежащей регулировке топочное устройство СКБК обеспечивает работу с а = 1,05 ... 1,20.
Топочные устройства с вращающейся форсункой. Центробежный эффект, необходимый для распыливания топлива, достигается в них подачей топлива на стакан, вращающийся с большим числом оборотом. В качестве привода обычно используется паровая турбина или электродвигатель.

У форсунки фирмы ,,Рей” число оборотов паровой турбины, вращающейся вместе с валом и распыливающим стаканом достигает 4000 об/мин. Топливо, поступающее на внутреннюю поверхность вращающегося распиливающего стакана, растекается тонкой пленкой, которая, вращаясь вместе со стаканом, перемещается вследствие его конусности в направлении к выходной кромке. Частицы топлива при выходе из стакана приобретают скорость, направленную почти перпендикулярно оси форсунки, как показано на рис. 5.24. Первичный воздух из направляющего сопла поступает с большой скоростью через кольцевой зазор, обжимает и рас-пыливает пленку топлива, одновременно придавая ей конусность. Вторичный воздух, составляющий основную массу воздуха, необходимого для горения, подается со сравнительно небольшой скоростью через периферийный кольцевой канал. Лопатки, установленные в этом канале, придают потоку вторичного воздуха вращательное движение в сторону, противоположную вращению стакана, что способствует лучшему перемешиванию топлива с воздухом. Отработанный пар турбины используется для подогрева топлива.

Топочное устройство фирмы „Сааке” с вращающейся электропривод-ной форсункой имеет автономный вентилятор, который нагнетает вторичный воздух в кольцевой воздушный короб. Из воздушного короба через воздухонаправляющие лопатки воздух идет в топку котла. Часть воздуха из короба через воздушный рукав идет в воздуходувку первичного воздуха. У вращающихся форсунок производительностью до 1000 кг/ч глубина регулирования составляет 7 ... 7,5, у форсунок большей производительности - 18 ... 20. Коэффициент избытка воздуха при 100 % нагрузке не превышает 1,25, с понижением нагрузки а повышается и при 10 % нагрузке составляет 1,5 ... 1,55.

Топочные устройства с вращающимися форсунками отличаются высокой надежностью в работе, меньшими требованиями к чистоте и вязкости мазута из-за отсутствия узких топливных каналов и сопел. Имеют широкий диапазон глубины регулирования, перекрывающий все эксплуатационные режимы нагрузок паровых котлов, при удовлетворительном качестве распыливания мазута на всех режимах. Допускают возможность унификации топочных устройств и имеют производительность в одном агрегате от 15 до 3000 кг/ч и более.