文档介绍：第三节船舶辅锅炉的燃油设备及系统
一、燃油在锅炉中的燃烧情况
“油”,而是‘油气”。燃油燃烧的实质是油气与空气混合后所形成的可燃气的一种剧烈的氧化过程。因此油在炉内燃烧的速度取决于油滴蒸发速度,油气和空气相互扩散的速度及抽气氧化速度。
(1)油滴蒸发速度
油的蒸发速度与油滴的蒸发表面积、油滴周围介质中油气的分压力及油温有关。
(2)油气与空气相互扩散的速度
油气从油滴周围向四周扩散。为提高油气与空气相互间的扩散速度,就需提高助燃空气的速度,井增加空气流的扰动,同时提高油的雾化质量。即提高雾化油滴的细度和油滴分布的均匀程度。
(3)油气氧化速度
环境温度越高,,炉膛内烟气温度越高,燃烧就越剧烈,当炉膛内烟气温度较低时,燃烧进行得就比较缓慢,,炉膛出口的烟气温度不低于1000℃.
1Kg燃油完全燃烧时所需的理论空气量用m3/kg表示(以标准状况计).此时燃油中的可燃物质恰好与空气中的氧全部发生氧化反应.
每公斤燃油完全燃烧时所需的空气量(标准状况)可用下列经验公式近似计算:
实际燃油在炉膛进行燃烧反应时,由于燃油与空气混合不均匀,空气中的氧分子不可能都有机会与燃油中的可燃成分相接触,因此就会有部分可燃成分没有机会进行燃烧反应而造成热量损失。为了使燃油完全燃烧就要向炉膛内多送人一部分空气,使燃烧在有多余氧的情况下进行.
1Kg燃油燃烧所用的实际空气量Vk与所需的理论空气量Vq之比称为空气过剩系数,用a表示,即
空气过剩系数是保持锅炉经济运行的重要指标。
空气过剩系数越大,风机的耗能量越大,锅炉的排烟损失也越大,但空气过剩系数太小,则锅炉的不完全燃烧损失又可能太大。
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(1)准备阶段:雾化的油滴被迅速加热、气化、与空气相混合,同时进行热分解;
(2)燃烧阶段:油气与空气的混合气体的浓度达到一定数值,并被加热到一定温度,遇明火着火燃烧。
空气经配风器进入炉膛,它被挡风罩或挡风板分为两部分:
一部分紧贴着喷油器吹出,称为一次风(根部风),它的作用是保证油雾一离开喷油器就有一定量的空气与之混合,从而减少产生碳黑的可能性.
另一部分风沿炉墙喷火口外围进入炉膛,称为二次风,其作用主要是供给燃烧所需的大部分空气。
4、保证燃烧质量的主要因素
要使燃油在炉内燃烧得好主要取决于以下因素:
(1)油的雾化质量良好:油滴雾化得越细,分布均匀性越好,则油滴的蒸发速度越快,与空气混合也越好.
(2)要有适量的一次风和二次风:一次风量约占总风量的10%~30%、风速在10~40m/,产生大量碳黑,烟囱冒黑烟,太多又会因火炬根部风速过高而着火困难,,直接影响不完全燃烧损失和排烟损失。
(3)油雾和空气混合均匀:,则可能使喷火口和燃烧器过热烧坏;太远又会因气流速度衰减,与油气混合的强烈程度减弱,以至火炬拖长,燃烧不良.
(4)炉膛容积热负荷要适合:太高会使油在炉膛停留时间太短来不及完全燃烧,太低又不能保证足够高的炉膛烟气温度,也不利于完全燃烧。
二、燃烧器
燃烧器主要由喷油器、配风器及点火器等部件组成.
燃油是通过喷油器(俗称油枪或油头)喷进炉内的。
喷油器有两个作用:一是控制喷人炉内燃油的数量;
二是将燃油雾化,保证在炉膛内的燃烧质量。
对喷油器的要求:
(1)有较大的调节幅度(即最大喷油量与最小喷油量之比),以适应不同蒸发量的需要.
(2)在要求的喷油量范围内,,用油滴的平均直径作为衡量油滴大小(即雾化粒度),希望直径为50um
(3)油雾的分布要有一个适当的雾化角,以适合配风器的要求.
(4)油雾流的流量密度分布也要合适.
(5) 结构简单,运行可靠,操作和调节方便,检修和清洗容易,并易于实现自动控制。
常用的喷油器有以下几种:
(1)压力式喷油器
(2)回油式喷油器
(3)蒸汽喷射式喷油器
(4)旋杯式喷油器
(1)压力式喷油器
原理演示