7 (Лекции), страница 2

Чтобы избежать этого, применяют горелки с регулируемой длиной пламени.ГорелкасрегулируемойдлинойпламениГорелки, применяемые при косвенном режиме работы печи.При косвенном режиме работы печи сжигание газа должно быть выполнено так,чтобы селективное излучение продуктов сгорания было трансформировано в сплошное поспектру излучения огнеупорного материала на нагреваемый металл.рис. 4.8. Радиационная горелка с излучающейчашей8УСТРОЙСТВАДЛЯСЖИГАНИЯЖИДКОГОТОПЛИВА-ФОРСУНКИУсловие горения жидкого топлива - хорошее его распыливание и тщательноеперемешивание образовавшихся капелек с воздухом.

При распыливании поверхностьконтакта капель мазута с воздухом увеличивается более чем в 2500 раз, что значительноускоряет нагрев капли и ее испарение. Хорошее перемешивание и турбулизация потокаобеспечивают полное сгорание топлива в малом объеме с коэффициентом расхода воздуха а,не превышающим 1,2.Затем капли горючего, окруженные воздухом, попадают в раскаленный туннель, гдеони нагреваются за счет излучения пламени и кладки, а также от нагретого воздуха ирециркулирующих продуктов горения, и сгорают.

При плохом распылении образуютсякрупные частицы сажистого углерода, которые не успевают сгорать в топке и образуюткопоть.Различие между форсунками низкого и высокого давления состоит в том, что вфорсунках низкого давления распылителем служит вентиляционный воздух со сравнительноневысоким давлением, в то время как в форсунках высокого давления - компрессорныйвоздух или пар высокого давления. При этом в форсунках низкого давления весь воздух,необходимый для горения, поступает через форсунку. В форсунках высокого давлениярасход компрессорного воздуха составляет 7... 12 % всего количества воздуха, необходимогодля горения.

Остальной воздух, называемый вторичным, через форсунку не проходит, апоступает к форсунке по специальным керамическим каналам.Если распылителем является пар, то весь необходимый для горения воздух подает ввиде вторичного. Это обстоятельство в значительной мере и определяет область примененияразличных форсунок. Поскольку вторичный воздух может подогреваться до весьма высокихтемператур (1373... 1473 К), форсунки высокого давления применяют на таких печах, где длядостижения высоких температур в рабочем пространстве (например, мартеновских печах)необходимо воздух подогревать до высокой температуры.Форсунки низкого давления, в которых применяют воздух, подогретый до 573 К,используют на нагревательных печах различного типа. Преимущество форсунок низкогодавления - несколько более полное сгорание мазута, что достигается благодаря участиюбольшой массы воздуха в распыливании.

В форсунках высокого давления подача основноймассы воздуха, помимо форсунки, приводит к снижению качества смешения и являетсяпричиной несколько повышенного расхода воздуха.9Форсунки низкого давленияКонструкции форсунок низкого давления весьма многообразны. Типовой форсункойявляется широко распространенная форсунка конструкции Стальпроекта, показанная нарис. 12.Рис.012.Форсунканизкогодавления Стальпроекта: / - мазутнаятрубка;мазутной2-винтытрубки;регулирования3подачидля-центровкиигламазута;для4-сливная пробкаРаспылителем служит вентиляционный воздух, который может быть подогрет до573 К, но не выше, т.к.

в результате нагрева мазутной трубки может произойти разложениемазута и сопло засорится.Возможные пределы регулирования расхода мазута невелики. С уменьшениемрасхода мазута уменьшается расход воздуха, в результате чего уменьшается скорость выходавоздуха и ухудшается его распыливающее действие. В форсунке конструкции Стальпроектаможно изменять расход мазута до 40...50 % максимальной ее производительности беззаметного ухудшения распыливания. Это обеспечивается возможностью перемещениямазутного сопла при помощи специального рычага, в результате чего изменяется сечение длявыхода распылителя и скорость его остается на требуемом уровне. Форсунка дает длинный(примерно 2...2,5 мм) узкий факел, причем для полноты сгорания необходимо поддерживатькоэффициент избытка воздуха, равный 1,2.В настоящее время многие форсунки типизированы, что позволяет не рассчитыватьих, а выбирать в зависимости от производительности.Форсунки высокого давленияТипичной для круглых струйных форсунок высокого давления одноступенчатогораспыливания с внешним образованием смеси, применяемой на малых и средних печах,является форсунка конструкции В.Г.Шухова (рис.

4.12). Проходное ее сечение для мазута10постоянно. Скорость истечения распылителя не превышает скорости звука (330 м/с). Факелфорсунки узкий и длинный. Для форсунки малых размеров длина факела составляет 2,5.. .4м; для больших форсунок она достигает 6...7 м. Форсунка пригодна для работы в длинныхтопочных камерах. Для малых камерных печей форсунка конструкции Шухова непригодна,т.к.

пламя ударяет в противоположную стену камеры, разрушает кладку и образует коксовыенаросты несгоревшего мазута. Часть топлива выносится из печи несгоревшим. Расход пара,необходимого для распыления 1 кг подогретого мазута, составляет 0,4...0,6 кг, а расходсжатого воздуха изменяется в пределах 0,6...0,8 м3/кг.Форсункиизготавливаютдесятиразмеров(номеров),рассчитанныхнапроизводительность 3.. .400 кг/ч.Форсункавысокогодавленияконструкции В.Г. ШуховаДля отопления крупных печей, например мартеновских, применяют форсункивысокого давления особой конструкции, создающие достаточно жесткий, светящийся факел,например форсунку конструкции Днепропетровского металлургического института (ДМИ),показанную на рис. 13.Мазут поступает по центральной трубке, а распылитель до соприкосновения стопливом расширяется до давления, близкого к атмосферному.

Применение сопла Лаваля сдиффузором позволяет достигать очень высокой скорости истечения (750 м/с и больше), чтообеспечивает хорошее распыление мазута.Форсункавысокогодавления конструкции ДМИ11В нагревательных печах иногда при применении форсунок высокого давлениявторичный воздух для горения также поступает по специальным керамическим каналам.Однако довольно часто применяют форсунку высокого давления вместе с форсуночнойкоробкой, через которую подается воздух, необходимый для горения.

На рис. 4.14представлена форсунка высокого давления с двойным распыливанием конструкцииСтальпроекта, установленная в форсуночной коробке.Установкафорсункивфорсуночной коробкеКОМБИНИРОВАННЫЕ ГАЗОМАЗУТНЫЕ ГОРЕЛКИВ производственных условиях по различным причинам возможно изменение видаиспользуемого топлива или добавление в случае нехватки топлива одного вида к другому(например, мазута к газу).

В настоящее время широкое распространение получиликомбинированные газомазутные горелки (форсунки).Газомазутных горелок типа ГМП конструкции Теплопроекта (рис. 8.13), которыепозволяют решать проблему использования мазута в качестве резервного топлива в случаеперебоев с подачей газа.Горелка состоит из пробки 1, тройника 2, мазутной трубки 5, сальника с ниппелем 4,тройника 5, корпуса 6, пробки 7, рычага 8 для изменения расхода мазута, воздушного 9 имазутного 10 сопел, газового сопла 11. Подвод мазута осуществляют по трубке 5, воздуха —по воздухопроводу 12, а газ поступает по газопроводу 13.Выбор основных размеров форсунок проводят, не прибегая к расчетам по таблицам играфикам, исходя из заданного расхода.Выбор типа форсунок определяют по типу вентилятора или компрессора, а также потемпературным режимам печи, условиям подогрева и методу фильтрации мазута.12РАДИАЦИОННЫЕ ТРУБЫПри нагреве металла в среде защитного газа не допускается попадание продуктовгорения в нее и поэтому печи должны иметь косвенный обогрев.

Это достигаетсямуфелированием нагреваемого металла, что связано с большим расходом окалиностойкойстали или муфелированием пламени. Муфелирование пламени (в безмуфельных печах)осуществляется радиационными трубами. Каждая радиационная труба — это независимыйнагреватель, внутри которого происходит сжигание топлива — преобразование химическойэнергии в тепловую.

Передача тепла к нагреваемым изделиям осуществляется сложнымпутем. Так, теплоотдача от продуктов сгорания к самой трубе внутри осуществляется путемрадиационно-конвективного теплообмена, а от трубы к нагреваемым изделиям — восновном радиацией, откуда и название этого вида нагревателей — радиационные.