Форсунка
Иллюстрации
Реферат
Использование: в горелках воздушного расплывания, предназначенных для сжигания жидкого вязкого топлива, например зута, высоковязкой нефти, расплываемых воздушными форсунками низкого давления в топках трубчатых печей. Сущность изобретения: топливная труба 2 форсунки дополнительно снабжена цилиндрическим наконечником 6 и радиальными раздающими отверстиями 7, размещенными в полости диффузорной насадки 3 перед указанным наконечником 6, а тангенциальные каналы 4 насадки 3 выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45...0,7 площади проходного сечения кольцевого сопла 5 отверстия и размещены на расстоянии от выходной кромки 8 насадки 3, составляющем 0,4...1,2 ее максимального диаметра 6 ил сл с VJ а VJ Ю 00 00
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИК (я)5 F 23 D 11/10
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ (54) ФОРСУНКА
0с
К Э
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4756791/06 (22) 03.11.89 (46) 07,10.92. Бюл. N. 37 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт нефтяного машиностроения (72) В.Ф, Дребенцов, Т,Г. Калинина, Ю,Д.
Ханин, Ю,А. Валуев и М.M. Ушакевич (56) 1. Карабин А.И. Сжигания жирного топлива в промышленных"установках, M.: Металлургиздат, 1957, с. 110, рис. 58.
2. Карабин А,И, Сжигание жидкого топливаа в промышленных установках. M.: Металлургиздат, 1957, с, 117, рис. 65.
3. Авторское свидетельство СССР
N 52196, кл, F 23 D 11/10, 1937.
„„Я2„„1767288 А1 (57) Использование: в горелках воздушного расплывания, предназначенных для сжигания жидкого вязкого топлива, наприМер ма- зута, высоковязкой нефти, расплываемых воздушными форсунками низкого давления в топках трубчатых печей, Сущность изобретения: топливная труба 2 форсунки дополнительно снабжена цилиндрическим наконечником 6 и радиальными раздающими отверстиями 7, размещенными в полости диффузорной насадки 3 перед указанным наконечником 6, а тангенциальные каналы
4 насадки 3 выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей
0,45...0,7 площади проходного сечения кольцевого сопла 5 отверстия и размещены на расстоянии от выходной кромки 8 насадки 3, составляющем 0,4...1,2 ее максимального диаметра. 6 ил, 1767288
Изобретение относится к области сжигания жидких вязких топлив, например мазута, высоковязкой нефти, распыливаемых воздушными форсунками низкого давления, и может быть использовано в горелках воздушного распыливания, предназначенных для сжигания вязкого жидкого топлива в топках трубчатых печей.
Известна форсунка н4зкого давления для распыливания жидких топлив, содержащая корпус с установленными в нем мазутной трубкой с конусообразным наконечником и кольцом для регулирования подачи воздуха (1). Указанная форсунка обеспечивает пленочное распыливание мазута за счет того, что по-:0K первичного воздуха, выходящий с большой скоростью, создает разрежение внутри конусообразного наконечника, установленного на мазутной трубке, благодаря чему вытекающий иэ нее мазут разбрызгивается по внутренней поверхности наконечника и вытягивается на ней в виде конусообразной пленки, На выходе иэ конуса пленка разрывается потоком распыляющего воздуха и превращается в диспергированную воздухожидкостную смесь.
Конструкция форсунки улучшает распыление и смесеобразование, однако не позволяет обеспечить высокоэффективное сжигание вязких топлив из-за неравномерности образования пленк,; на кромке конусного наконечника. кроме того, в укаэанной форсунке в активном распылении и смешивании с топливом принимает участие поток первичного воздуха. а вторичный поток в силу конструктивных особенностей плохо смешивается с топливом, Известна форсунка, содержащая корпус, центральную трубу для подачи топлива, конусный завихритель с тангенциальными каналами, образующий с корпусом по периферии кромки завихрителя кольцевое сопло (21
Недостатком известной форсунки является грубое распыливание топлива, т,к. его струя входит непосредственно в ось закрученного потока воздуха, что приводит к недожогу тяжелого жидкого топллва и выделению свободного углерода в виде сажистых частиц или коксового остатка.
Известна форсунка, содержащая корпус, центральнуютопливную трубу и диффузорную насадку с тангенциальныMè каналами, установленными в выходном участкетрубы с образованием с корпусом кольцевого сопла (3).
Недостатком известнои форсунки является низкая эффективность сжигания топлива.
Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением, На фиг. 1 изображена форсунка, продольное сечение; на фиг 2 — диффузорная насадка с тангенциальными каналами, продольный разрез; на фиг. 3 — сечение А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — график изменения содер10 жания сажистых частиц в функции
Етанг/Рко щ для L/Dç = 0,8; на фиг, 5 — график изменения дисперсности распыла в зависимости от изменения параметров форсунки; на фиг. 6 — график содержания сажистых частиц, соответствующего различным эна15 чениям L/Îä насадки
Форсунка содержит корпус 1, центральную топливную трубу 2, диффузорную насадку 3 с тангенциальными каналами 4. установленную в выходном участке трубы с
20 образованием с корпусом кольцевого сопла
5, цилиндрический наконечник 6 и радиальные раздающие отверстия 7, размещенны в полости насадки перед указанным наконечни ом, при этом тангенциальные каналы вы25 полнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45„,0,7 площади проходного сечения сопла, и размещены на расстоянии от выходной кромки 8 насадки, составляющем 0,4...1,2 ее максимального диаметра.
Форсунка работает следующим образом, Подогретое до снижения вязкости (до
3 — 4 ВУ) топливо поступает в центральную топливную трубку 2 и через радиальные раздающие отверстия 7 подается в виде равномерной тонкой пленки на внутреннюю поверхность диффузорной насадки 3 с тан35 ющую на крому 8. где второй воздушный готок проходит через кольцевсе сопло 5. омывает наружнуо поверхность диффузорной насадки 3. подхватывает ее с кромки и распыливает в поток вторичного воздуха на
50 выходе из горелки.
Тангенциальные кана";bl 4. выполненные с суммарной площадью проходных сечений. составляю цей 0,45...0,7 от площади проходного сечения кольцевого сопла 5. и
55 размещенные нг расстоянии от выходной кромки 8 насади 3, составляющем 0.4...1.2 от ее максимально о диаметра. позволяют значительно интенсифицировать эффект всасывания топлива и вращательно- осту40 генциальными каналами 4, через которые поступает поток воздуха и, смешиваясь с топливом, в процессе вращательно-поступательного движения образует пленку топливной эмульсии, поднимающуюся по внутренней поверхности насадки и наступа1767288 пательного движения топливной эмульсии по внутренней поверхности насадки, улуч- шая процесс смешивания топлива с воздухом и подачу эмульсии к кромке насадки.
Испытания форсунки подтвердили, что оптимальная тонкость распыла достигается 5 при соотношении Ртанг/Ркольц в зоне значений 0,45...0,7, при этом минимум среднего диаметра капель наблюдают при значении
1 /Оз в пределах 0,4...1,2, что видно из гра-, фика на фиг. 5. 10
Огневые испытания подтвердили найденные оптимальные пределы при исследовании видимой и химической длины факела, содержания сажистых частиц и изменения светимости факела по длине, что видно из 15 графика на фиг. 4 при изменении содержания сажистых частиц в функции г.тангl г.кольц для 1 /Рз = 0,8, На графие фиг, 6 видны исследованные семейства кривых, соответствующие разным значениям L/D3, графики 20 на фиг, 4 и 6 подтверждают, что минимальное содержание сажистых частиц в факеле наблюдают при значениях 1/Оз = 0,4...1,2 и
Ртанг/Ркольц = 0,45...0,7, что находится в соответствии с результатами холодных испы- 25 таний, При испытании форсунок с расстоянием тангенциальных каналов подачи первичного воздуха, меньшем 0,4 Оз, и соотношении
Ртанг/Ркольц менее 0,45 наблюдалось нару- 30 шение равномерности растекания мазута по поверхности диффузорной насадки с образованием наплывов на кромке, что приводило к некачественному распылу, дымлению факела и коксованию стенок ам- 35 бразуры, при расстоянии тангенциальных каналов более 1,2 Оз и соотношении
FTsHf/гкольц, большем 0,7, наблюдалось забивание каналов мазутом, снижение интенсивности вращательно-поступательного 40 движения пленки по внутренней поверхности насадки, неравномерный срыв пленки с кромки насадки и, как следствие, ухудшение распыла.
Эксплуатация форсунки показала, что при 1 =(0,4...1,2)D3 и Ртанг/Гкольц = 0,45...0,7, конструкция работала устойчиво, без дымления, легко регулировалась, при этом коэффициент рабочего регулирования был менее
3. Коксования стенок амбразуры не наблюдалось.
Предложенная конструкция форсунки позволяет. повысить эффективность сжигания топлива, например вязких мазутов, путем создания топливной пленки на внутренней поверхности насадки с последующим ее дроблением, а также получить экологически более чистую конструкцию горелки, Формула изобретения
Форсунка, содержащая корпус, центральную топливную трубку и диффузорную насадку с тангенциальными каналами. установленную в выходном участке трубы с образованием с корпусом кольцевого сопла, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности сжигания топлива путем создания топливной пленки на поверхности насадка с последующим ее дроблением, топливная трубка дополнительно снабжена цилиндрическим наконечником и радиальными раздающими отверстиями, размещенными в полости насадки перед указанным наконечником, а тангенциальные каналы выполнены с суммарной площадью проходных сечений, составляющей 0,45 — 0,7 от площади проходного сечения кольцевого сопла, и размещены на расстоянии от выходной кромки насадки, составляющем 0,4-1,2 от ее максимального диаметра, 1767288
Г .
)>
/,2
1767288 ф -у. =f55
5-=05
ЯФ 7(CJ5 Q4 Ï5 06 б1 08 89
Рыг.Ю . редактор
Заказ 3538 Тираж Подписное
БНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб.. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101
1 р
08
Рс пр
Составитель В. Дребенцов
Техред М.Моргентал KoPP8KToI3 О, Юрковецкая