1.8.4 Форсунки для сжигания мазута

Для распыливания мазута, перемешивания его с воздухом и подачи топливно-воздушной смеси в топку или в рабочее пространство печи используют особые устройства — форсунки. При мелком распыливании мазута и быстром перемешивании его капель с воздухом происходит интенсивное горение мазута с получением факела небольшой длины. При крупном распыливании и плохом перемешивании его с воздухом происходит замедленное горение, и длина факела увеличивается. При этом может увеличиться химический недожог топлива и резко повыситься содержание окиси углерода, водорода, метана и сажистого углерода в продуктах горения.

Мазут в форсунках распыляют воздухом или паром. Для отопления нагревательных печей применяют форсунки низкого и высокого давлений. В форсунках низкого давления мазут распыляют воздухом, подаваемым под давлением 3—6 кН/м ².Скорость воздуха, выходящего из форсунки, 60-75 м/с. Воздух расходуется на горение мазута. В форсунках высокого давления мазут распыляют паром или воздухом, подаваемым под давлением 300—600 кН/м. Расход компрессорного воздуха составляет 8—10% от общего расхода воздуха, необходимого для горения. Остальной воздух инжектируется из атмосферы или подается вентилятором низкого давления.

Для создания устойчивого горения в кладке печи выполняют специальные топки-форкамеры. Внутренняя поверхность огнеупорной кладки форкамер, находясь в раскаленном состоянии, ускоряет подогрев мазута и испарение летучих веществ из его капель. Для этих же целей служат и нижние топки, объем которых выбирают по тепловому напряжению.

Форсунки изготовляют по типовым нормалям. К расчетам форсунок прибегают сравнительно редко. Основные размеры форсунок определяют по таблицам или графикам, исходя из заданной их производительности. Выбор того или иного типа форсунки обусловливается прежде всего наличием соответствующего вентилятора или компрессора, а также температурой подогрева, качеством фильтрации мазута и температурным режимом печи.

2. Проектирование электрических печей.

2.1. Проектирование печи сопротивления и выбор электронагревателей.

Электропечи для нагрева и термообработки.

Для нагрева стальных изделий под термообработку и цветных металлов под пластическую деформацию применяют электронагревательные печи сопротивления. Они обеспечивают любой температурный режим в рабочем пространстве, легкость его автоматического регулирования и равномерный нагрев заготовок. В электропечах можно использовать защитные газы, а в рабочем пространстве создавать любую атмосферу. В большинстве случаев загрузка, выдача и перемещение изделий по электропечи могут быть механизированы. Поэтому электропечи можно включать в непрерывные автоматические и поточные линии.

Электрическая энергия преобразуется в тепловую энергию в особых нагревательных элементах. Их изготавливают из сплавов с высоким омическим сопротивлением. Наибольшее распространение получили электронагреватели из железонихромовых сплавов (нихромов). На рисунке 11 показаны форма и способы крепления нагревательных элементов в электропечах сопротивления.

Рис.11. Способы крепления нагревательных элементов в электропечах сопротивления: а — на своде; б, е — на стенках; г, д — на поду

Кроме нихромовых сплавов применяют железохромоалюминиевые сплавы (хромали), которые можно нагревать до более высоких температур (1200 -1300°С), Во время работы хромоалюминиевые нагреватели становятся очень хрупкими, часто ломаются и не выдерживают механических нагрузок. Отремонтировать такие нагреватели трудно, поэтому предпочтительнее устанавливать нихромовые нагреватели, пластические свойства которых сохраняются после их продолжительной эксплуатации. В печах с рабочими температурами 1300-1500°С применяют силитовые (карборундовые) и дисилицидмолибденовые нагреватели, имеющие форму стержней различных размеров. Металлические нагревательные элементы изготавливают из проволоки диаметром 1 -10 мм или из ленты сечением 1,0-10; 1,2-12; 1,5-15; 2-20; 2,5-25 и 3-30 мм. Круглые нагреватели, предварительно завитые в виде спирали, и ленточные, изготовленные в виде зигзагов, крепят на крючках или укладывают на специальные шамотные полочки, заделываемые в кладку печи. Сводовые нагреватели подвешивают на фасонных кирпичах, чаще на крючках, а подовые укладывают в пазы каналов кладки.

Электропечи подразделяют на группы:

- оборудованные вентиляторами для принудительной циркуляции печной атмосферы (до 700° С), перепады температур в нагреваемых изделиях не превышают ±5°С;

- оборудованные металлическими нихромовыми нагревателями (до 1000° С); перепады температур не превышают ± 10 ° С.

- оборудованные хромельалюминиевыми нагревателями (до 1200—1300° С).

- оборудованные карборундовыми или дисилицидмолибденовыми нагревателями (до 1500° С).

Для печей сопротивления принята буквенно-цифровая индексация:

первая буква индекса - тип печи, С - печь сопротивления;

вторая буква индекса - конструктивный признак. Н - камерная; Д - с выдвижным подом; К -конвейерная; Т - толкательная; А - карусельная; Ш - шахтная;

третья буква индекса - атмосфера печи; О - окислительная; 3 - защитная.

Цифровые индексы обозначают размеры рабочего пространства печи в дм:

первая цифра - ширину или диаметр; вторая - длину (высоту для шахтных печей); третья - высоту рабочего пространства, а четвертая цифра после дроби - температуру без двух нулей в °С.

Пример:

СНЗ-5.10.3,2/13 - печь сопротивления, камерная, с защитной атмосферой, с размерами рабочего пространства 5x10x3,2 дм, предназначена для работы до 1300° С. Остальные буквы индекса указывают специфику данного нагревательного устройства, например, Л - лабораторная печь.

СШО-6,6/7 - шахтная камерная печь с принудительной циркуляцией печной атмосферы, показана на рис 12.

Детали большой длины (валы, штоки, протяжки) при нагреве в шахтных печах подвешивают на специальных приспособлениях, что исключает их коробление. Приведенная на рисунке 12 печь снабжена металлическим кожухом 10, что исключает подсосы воздуха через кладку. Кладка печи 7 выполнена из легковесного шамота и ультралегковесной теплоизоляции. Электронагреватели 8 укладывают в кладку на шамотные полочки 9. Для принудительной циркуляции печной атмосферы с целью повышения равномерности нагрева изделий установлен вентилятор 5, приводимый в движение через вал 3 электромотором , установленным на кронштейнах 2. Кожух 11 создает нужное направление движения печной атмосферы. Крышка 4 поднимается пневмоцилиндром 14 и при загрузке и выдаче изделий отводится в сторону. Плотное прилегание крышки обеспечивается песочным затвором 6. При высоте печи более 1,5 м предусматривают три тепловые зоны с автоматическим регулированием каждой из них, что необходимо для равномерного распределения температуры по высоте печи.

Все электропечи работают на напряжении 220/380 В, опасном для жизни человека.