Форсунки и горелки

Типы

Для сжигания жидкого и газообраз­ного топлива в нагревательных печах применяют форсунки с различными типами распыления:

1. Па­ровым
2. Воздушным
3. Механическим

Паровое распыление

Применение пара для распыления топлива имеет ряд преимуществ и недостатков. К преимуществам следует отнести возможность сжигания топлива почти любой вязкости, простоту изготовления и надежность в эксплуатации, а к недостаткам — сравнительно большой расход пара (0,3—0,6 кг на 1 кг топлива), сильный шум при работе форсунки и большое содержание водяных паров в продуктах сгорания, что при сернистых топливах увеличивает коррозию нагреваемых поверхностей.

Из форсунок с паровым распылением основным типом является форсунка с внутренним смешением топлива и пара. Такой, например, является широко применяемая форсунка системы Шухова, на которую был выдан патент еще в 1880 г. Форсунки этой системы выпускаются различных размеров (номеров) с максимальным расходом сжигаемого топлива 120 кг/ч.

Воздушное распыление

Форсунки для жидкого топлива с воздушным распылением работают при низком (160—200 мм вод. ст.) давлении воздуха и обладают высокой производительностью (500—600 кг/ч). На рис. показана форсунка Оргэнергонефти, хорошо и бесшумно работающая на топливах различной вязкости.

Механическое распыление

Форсунки для жидкого топлива с механическим распылением работают экономично и бесшумно. В форсунках этого типа жид­кое топливо подается под давлением до 15 кГ/см2, распыление происходит при прохождении жидкости через узкое отверстие форсунки, а воздух поступает в струю распыленного топлива. Эти форсунки неприменимы для распыления вязких и смоли­стых топлив и требуют дорогостоящих устройств для подго­товки топлива (подо­греватели, фильтры).

Комбинированные форсунки

Комбинированные газонефтяные или га­зомазутные форсунки предназначены для сжигания жидкого или газообразного то­плива. На нефтеперерабатывающих заводах применяются ком­бинированные форсунки Гипронефтемаша производительностью от 70 до 160 кГ/ч по жидкому топливу и по газу до 100 м3/ч.

Комбинированная газонефтяная форсунка ГНФ-1М. Жидкое топливо под давлением 8—10 кГ/см2 поступает по внутренней трубке 1 в камеру 2 и через отверстия 3 в спиральные каналы на наружной поверхности камеры. Пар под давлением около 10 кГ/см2 поступает по кольцевому про­странству, распыляет завихренное топливо, и паромазутная смесь попадает в топку. Отверстия и каналы можно продувать паром через игольчатый клапан 4. Газ поступает по кольцевому коллектору 5 через жиклеры 6 в топку. В жиклерах 6 просвер­лены центральный канал и одно или несколько выходных отвер­стий 7.

Комбинированная форсунка ГНФ-3 имеет большую производительность по жидкому топливу, рабо­тает при давлении жидкого топлива до 1,2 кГ/см2 и пара-до 0,5 кГ/см2.

Газомазутная форсунка ФГМ-4 работает с распы­лом воздуха при давлении до 300 мм вод. ст.

Газовые горелки, применяемые в промышленных печах, де­лятся на две группы:

1. Беспламенные, с предварительным сме­шением воздуха и газа;
2. Атмосферные, в которых газ и около половины воздуха, необходимого для горения, смешиваются до начала горения, а остальной воздух добавляется в процессе го­рения.

Беспламенные горелки

Беспламенная панельная горелка Гипронефтемаша показана на рисунке ниже. Газообразное топливо по трубопроводу 1 через сопло 2 поступает в смесительную камеру 3 инжектора 4. Воз­дух в смесительную камеру подсасывается через отверстия 5, величина которых изменяется регулятором 6. Из инжектора газовоздушная смесь, поступает в распределительную камеру 7, из которой по трубкам 8 поступает в тунели 9 в специальной керамике, являющейся катализатором горения.

Разработаны горелки типов а и б, имеющие излучающие поверхности двух размеров: тип а — 500×500 мм и тип б 605X605 мм для тепло- производительности от 55 до 1000 ккал/ч.
Многосопловая инжекционная газовая горелка показана на рис. 131. В этой горелке газообразное топливо по патрубку 2 поступает к соплу 1, имеющему форму трубки Вентури. Струя газа инжектирует из корпуса горелки воздух и смешивается с ним в трубке Вентури, играющей роль смесителя. Процесс го­рения начинается у устья сопла.

Беспламенные горелки являются более совершенными устрой­ствами для сжигания газообразного топлива и находят более широкое применение, чем атмосферные (инжекционные).