СЭУ-последний Кирис Учебное пособие. Н. А. Козьминых Судовые энергетические установки и электрооборудование судов учебник
 Скачать 11.94 Mb.
|
2.8. Топочные устройстваТопочным устройством называется совокупность форсунки, воздухонаправляющего аппарата и элементов, необходимых для управления и регулирования подачи топлива. Топочное устройство может работать либо в позиционном режиме (включено-выключено), либо в пропорциональном режиме (при плавном регулировании расхода топлива и соответствующего количества воздуха). В последнем случае важное значение приобретает глубина регулирования форсунки – отношение максимально возможной ее производительности к минимально возможной при условии, что во всем диапазоне изменения расхода топлива качество распыливания остается нормальным. В значительной степени качество распыливания зависит от давления топлива перед форсункой – грубо говоря, чем оно больше, тем мельче капли распыленного топлива, т.е. качество распыливания выше. Однако производительность судовых котлов должна меняться в широком диапазоне по мере изменения нагрузки котла. Т.е. при уменьшении отбора пара из котла давление топлива нужно уменьшать для уменьшения его подаваемого количества. Расчеты и опыт эксплуатации котлов показывают, что при работе механической центробежной форсунки (описание см. ниже) при минимально допустимом давлении топлива 1МПа (и при 10% подачи топлива) для обеспечения 100% подачи топлива давление необходимо увеличить до 100 МПа, что является очень большим давлением (1000 атм.!). Так как давление топлива перед форсунками составляет не более 7 МПа (и то редко), центробежная форсунка обладает малой глубиной регулирования и поэтому изменение нагрузки котлов в широком диапазоне осуществляется следующими способами:
Наибольшее распространение получили механические центробежные и паромеханические форсунки. Паровые форсунки (струя топлива разбивается на мелкие капли струей пара) сейчас не применяются из-за большого расхода пара, хотя они очень просты по устройству (почти как трубка в трубке) и обладают большой глубиной регулирования. На рис. 20 показана нерегулируемая центробежная форсунка, распыливающая часть которой состоит из распылителя 1, вставки 2, втулки 3 и головки (наконечника) 4. Распылитель форсунки (рис 20, б) имеет четыре тангенциальных канала 8, по которым топливо поступает в вихревую камеру 10 и приобретает вращательное движение. При выходе из отверстия 9 топливо, в результате сложного поступательно-вращательного движения, образует полый топливный конус, состоящий из капелек.  Паромеханические форсунки имеют и топливные и паровые тангенциальные каналы, ведущие к распыливающей части. Расход пара в таких форсунках в 8–10 раз меньше, чем в паровых, а глубина регулирования намного превышает глубину регулирования механических центробежных форсунок. 2.9. Тягодутьевые устройстваДля горения в топке котла топлива необходим непрерывный подвод в топку воздуха и отвод продуктов сгорания. При движении как воздух так и продукты сгорания преодолевают сопротивления при прохождении: воздуха через воздухоподогреватель и воздухонаправляющее устройство топки; продуктов сгорания через пучки кипятильных труб, экономайзер и воздухоподогреватель, а также через дымовую трубу. Определенная затрата энергии необходима также для создания некоторой скорости выхода продуктов сгорания из дымовой трубы. Все сопротивления на пути воздуха и газов в котле преодолеваются силой тяги и нагнетания. В этой связи различают самотягу – естественную тягу с помощью дымовой трубы, и искусственную (дутье) создаваемую вентилятором. Сущность самотяги можно пояснить следующим примером. Пусть высота дымовой трубы от середины топки (оси расположения форсунки), равна Н, м. Пусть г – это плотность продуктов сгорания (при их температуре tг), а в – это плотность подаваемого в топку воздуха при температуре tв. Тогда столб воздуха высотой Н на входе в топку будет создавать давление вgН. Этому давлению противодействует давление горячих продуктов сгорания величиной гgН, т.е., так как плотность продуктов сгорания меньше плотности воздуха (из-за того, что tг > tв), создается естественная тяга h = вgН – гgН = Нg (в – г). (5) Эта формула объясняет причину установки высоких труб (в стационарной теплоэнергетике и на судах старой постройки) чем выше труба, тем больше тяга. Раньше самотяга была единственным способом преодоления сопротивлений, в настоящее время все современные котлы работают с искусственной тягой, комбинируемой с самотягой. |