Механическая центро­бежная форсунка

Широкое распространение в топоч­ных устройствах котлов морских судов получили механические центро­бежные форсунки, в которых рас­пыливание топлива осуществляется благодаря достаточно высокому дав­лению топлива, которое создается специально установленным топливно- форсуночным насосом.

Механические центробежные форсунки подразделяются на нерегули­руемые и с регулируемым сливом. Следует отметить, что это деление весьма условное: можно изменять подачу у обеих форсунок. К нерегу­лируемым относят форсунки с малой глубиной регулирования и такие, у которых изменение подачи связано с их выключением, выемкой из топоч­ного устройства и заменой распыливающего элемента.

Механические центробежные фор­сунки, различающиеся компоновкой распыливающих элементов, дополни­тельно иногда подразделяют на фор­сунки со сменными и постоянно ра­ботающими на всех режимах распы­лителями, что обусловлено в основ­ном условиями эксплуатации котла. Механическая регулируемая центро­бежная форсунка отечественных вспомогательных котлов (рис. 3.8)

Рис. 4.1 Механическая регулируемая центро­бежная форсунка.

состоит из корпуса 6 с ручкой 7, ство­ла 5, представляющего собой толсто­стенную трубу со штуцером на конце, стопорной втулки 4, распределителя (сопла) 3, распыливающей шайбы 2 и головки 1. Топливо от топливно- форсуночного насоса по отверстиям в корпусе и каналу ствола через свер­ления в стопорной втулке и распреде­лителе поступает к распыливающей шайбе. Распыливающая шайба у данной конструкции имеет четыре канала 8, расположенных танген­циально к окружности вихревой ка­меры. По ним топливо устремляется к центру и в вихревую камеру 9, где интенсивно раскручивается. Из нее топливо входит в топку через цент­ральное отверстие 10 в виде вращаю­щегося конуса мелко распыленных частиц.

Поверхности соприкосновения рас­пыливающей шайбы 2и распредели­теля 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4.

Распыливающие шайбы изготав­ливают из высоколегированных хро- моникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных ка­налов может быть от двух до семи.

Форма факела форсунки зависит от отношения f_к/f₀ , в котором f_к — суммарная площадь всех танген­циальных каналов, f₀ — площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол ко­нуса распыливания будет больше, а длина факела меньше.

Шайбы изготавливаются обычно иод номерами. Каждый номер соот­ветствует определенной подаче, кото­рая указывается в технической до­кументации. Иногда на шайбах ука­зываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения f_к/f_0, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индек­сов (рис. 3.9).

Рис.4.2 Распыливающая шайба:

1-центральное отверстие; 2-вихревая камера; 3-тангенциальные каналы.

Например: буква X обозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W— сферической формы; цифра слева — условный номер свер­ла для изготовления центрального отверстия, цифра справа — отноше­ние f_к/f₀ , увеличенное в 10 раз.

Нерегулируемые механические центробежные форсунки других ти­пов мало отличаются от рассмотрен­ной. Их отличие проявляется в основ­ном в конструкциях распределителей и способах закрепления распыливающих шайб; отдельные конструкции имеют подвод пара для продувки распылителя.

Рис.4.3 Механическая центробежная форсунка с регулируемым сливом.

Регулирование действия таких форсунок осуществляют посредством, изменения давления подаваемого топлива или смены распылителей. Механические центробежные фор­сунки обеспечивают при температуре подогрева мазута 90—110° С хоро­шее распыливание, если давление топлива перед ними составляет 1,6 —I 2,0 МПа. В отдельных установка в зависимости от нагрузок давлени топлива достигает 4 МПа. При дав­лении ниже 0,8 МПа качество рас­пыливания резко ухудшается, а эта значит, что снижение подачи посред­ством уменьшения давления топлива ограничено.

Изменение подачи заменой распы­лителей создает существенные не­удобства в процессе, эксплуатации. В больших котлах при использовании механических нерегулируемых цент­робежных форсунок диапазон регу­лирования расширяют, устанавливая несколько форсунок. В этом случае можно применять различные режимы работы, отключая одну или несколь­ко форсунок.

Существенно расширяют диапазон регулирования форсунки с регули- руемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном да лении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, иногда и из соплового распределителя.

В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя (рис. 3.10) топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу вокруг трубы 1 поступает в распределитель (сопло 2), а из него по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменнием открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане форсунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.

Однако такие форсунки более сложны по конструкции, менее удобны в эксплуатации, а из-за большого количества отводимого от них в специальную ёмкость горячего топлива, повышается пожароопасность систе­мы. С целью снижения температуры сливаемого топлива часто применяют установки для его охлаждения, что, естественно, усложняет и удорожает системы. Кроме того, при перекачке излишков топлива увеличива­ется расход энергии на привод топ- ливо-форсуночного насоса.