Топливно-сжигающие устройства (ТСУ) трубчатых печей

Для выработки тепловой энергии в печах всех типов сжигается топливо, для чего применяются специальные топливно-сжигающие устройства (ТСУ). Наибольшим разнообразием характеризуются ТСУ, применяемые именно в трубчатых печах, хотя ТСУ для других типов печей имеют с ними много общего. Основными требованиями к ТСУ являются:

· обеспечение заданных режимов горения;

· экономичность распыливания (для жидкого топлива);

· полнота сжигания;

· малый уровень шума;

· технологичность изготовления, монтажа и ремонта.

Конструкции ТСУ, используемые в промышленных печах, характеризуются чрезвычайным разнообразием. ТСУ классифицируются по виду сжигаемого топлива на жидкостные (мазутные), газовые и комбинированные (газомазутные). В нефтеперерабатывающей промышленности большинство трубчатых печей оборудовано комбинированными газомазутными горелками. ТСУ для сжигания жидкого топлива называют также форсунками, а для сжигания газообразного топлива – горелками.

ТСУ для сжигания жидкого топлива

Жидкое топливо (мазут) горит в печах только после его перехода в парообразное состояние, поскольку температура его воспламенения выше, чем температура кипения. Поэтому он подается на сжигание в печь в распыленном состоянии. Для распыливания топлива используется перегретый водяной пар и подогретый воздух. Для нормальной работы форсунок, работающих на мазуте, его вязкость перед форсункой не должна превышать 3 ^оВУ (вязкость условная), а температура распыливающего пара должна превышать температуру насыщения паров воды не менее чем на 15 ¸ 20 ^оС. Соответствующие значения температур приведены в табл. 13, 14.

Табл. 13

Рекомендуемая температура нагрева мазута перед форсункой, ^оС

Табл. 14

Температура насыщения водяного пара в зависимости от избыточного давления

При распыливании мазут рассеивается в топочной камере в виде тумана. По способу подвода энергии различают форсунки с механическим распыливанием (давление создается в мазутопроводе перед форсункой) и форсунки с воздушным или паровым распыливанием. Для улучшения качества распыла в форсунках нередко используется закрутка потока мазута (центробежные форсунки). При этом обеспечивается более тонкий распыл и меньший разброс капелек по размеру. Принципиальные схемы мазутных форсунок приведены на рис. 20. Более подробный обзор мазутных горелок приведен в [1 ÷ 3] и в специальной литературе.

Рис. 20. Принципиальные схемы мазутных форсунок: (1) – прямоструйная форсунка на давление 1 ÷ 2 МПа; (2) – центробежная форсунка с тангенциальным подводом горючего; (3) – центробежная форсунка со специальным завихрителем; (4) – ротационная форсунка; (5) и (6) – форсунки с распыливающей средой (водяной пар, воздух) высокого (5) и низкого (6) давления; А – горючее; Б – воздух; В – пар.