СТЕНД ДЛЯ ТАРИРОВКИ МАЗУТНЫХ ФОРСУНОК

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к оборудованию для определения расходных характеристик и формы распыла форсунок жидкого топлива, устанавливаемых в промышленных котлах и печах, а также для измерения параметров взаимодействия факелов от двух форсунок в топке котла.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является стенд для тарировки мазутных форсунок по патенту РФ на полезную модель №105438, МПК G01F 25/00, 10.06.2011, содержащий камеру впрыска, систему слива воды из камеры впрыска, стойки с кронштейнами крепления тарируемой форсунки, установленные на основании, системы подачи в форсунку распыливающего воздуха и воды, имеющих расходомерные узлы, а также установленные в камере впрыска системы закручивания, регистрации параметров модельного факела, вытяжки воздушно-капельной среды, автоматического сбора сигналов и управления, причем система закручивания модельного факела содержит герметично охватывающий тарируемую форсунку приемный воздушный короб, полость которого соединена с полостью камеры впрыска, узел подачи воздуха в приемный воздушный короб и на лопатки завихрителя, расположенные в воздушном коробе, механизм поворота лопаток завихрителя, система регистрации параметров модельного факела содержит смонтированные в камере впрыска осветительную лампу, взаимно-перпендикулярные координатные линейки, имеющие датчики, оптический прибор, система вытяжки воздушно-капельной среды содержит герметично установленный в верхней части камеры впрыска вытяжной короб, соединенный с вентилятором, а система автоматического сбора сигналов и управления содержит блок сбора сигналов и управления, соединенный с системами подачи в форсунку распыливающего воздуха, воды, закручивания, регистрации параметров модельного факела, вытяжки воздушно-капельной среды.
Недостатки известного стенда:
1. Отсутствие возможности определения пространственной геометрии взаимодействия двух факелов от двух форсунок.
2. Отсутствие возможности подбора двух идентичных форсунок по дисперсности дробления капель мазута с учетом взаимодействия двух факелов от двух форсунок.
Заявляемая полезная модель направлена на решение задачи по разработке конструкции стенда для тарировки мазутных форсунок, обеспечивающего возможность определения пространственной геометрии взаимодействия двух факелов от двух мазутных форсунок, уменьшения перекоса геометрических и температурных характеристик факелов по топочному объему котла и, как следствие, устранения недогорания мазута в топке.
Технический результат достигается тем, что в стенд для тарировки мазутных форсунок, содержащий камеру впрыска, систему слива воды из камеры впрыска, стойки с кронштейнами крепления каждой тарируемой форсунки, установленные на основании, системы подачи в каждую форсунку распыливающего воздуха и воды, имеющих расходомерные узлы, а также установленные в камере впрыска системы закручивания каждого модельного факела, регистрации параметров модельных факелов, вытяжки воздушно-капельной среды, автоматического сбора сигналов и управления, при этом система регистрации параметров модельных факелов содержит смонтированные в камере впрыска осветительную лампу, взаимно-перпендикулярные координатные линейки, имеющие датчики, оптический прибор, система вытяжки воздушно-капельной среды содержит герметично установленный в верхней части камеры впрыска вытяжной короб, соединенный с вентилятором, а система автоматического сбора сигналов и управления содержит блок сбора сигналов и управления, соединенный с системами подачи в каждую форсунку распыливающего воздуха, воды, закручивания, регистрации параметров модельных факелов, вытяжки воздушно-капельной среды, согласно заявляемой полезной модели, на общем основании на одинаковой высоте установлены две идентичные форсунки с возможностью их одновременной тарировки, при этом система закручивания каждого модельного факела содержит герметично охватывающий каждую тарируемую форсунку приемный воздушный короб, полость которого соединена с полостью камеры впрыска, узел подачи воздуха в приемный воздушный короб и на лопатки завихрителя, расположенные в воздушном коробе, механизм поворота лопаток завихрителя, причем в каждой тарирумой форсунке дополнительно установлены лопатки форсуночного завихрителя воздуха, соединенные с дополнительно введенным механизмом поворота лопаток форсуночного завихрителя воздуха.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично показан стенд для тарировки мазутных форсунок; па фиг. 2 показана камера впрыска (сечение А-А на фиг.1); на фиг.3 показано место расположения двух тарируемых мазутных форсунок (сечение Б-Б на фиг.1).
На фиг.1 толстыми линиями показаны основные узлы стенда, а тонкими линиями - электрические связи между первичными датчиками с электронным блоком сбора сигналов и управления. На фиг.2 - электрические связи условно не показаны. Деталям, механизмам и узлам заявляемого стенда для тарировки мазутных форсунок присвоены следующие позиции:
1 - форсунка, 2 - камера впрыска, 3 - трубопровод для подачи воды, 4 - расходомер, 5 - термометр, 6 - манометр, 7 - запорно-регулирующий вентиль, 8 - электрический насос, 9 - расходный бак для воды, 10 - поддон, 11 - система слива воды, 12 - трубопровод для подачи распыливающего воздуха, 13 - узел подачи воздуха в завихритель, 14 - приемный воздушный короб, 15 - лопатки завихрителя, 16 - диффузор, 17 - диспергированная и закрученная воздушно-водяная смесь, 18 - вытяжной короб, 19 - вентилятор вытяжки воздушно-капельной среды, 20 - кронштейн, 21 - стойка, 22 - основание, 23 - осветительная лампа, 24 - защитный колпак, 25 - видеокамера, 26 - координатные линейки, 27 - механизм поворота лопаток завихрителя, 28 - электронный блок сбора сигналов и управления, 29 - направление крутки воздуха после завихрителя, 30 - направление крутки диспергированной воздушно-водяной смеси, 31 - направление движения воздуха в приемном воздушном коробе, 32 - лопатки форсуночного завихрителя воздуха, 33 - механизм поворота лопаток форсуночного завихрителя воздуха.
На заявляемом стенде могут тарироваться механические и паромеханические форсунки. В механических форсунках распыл мазута происходит за счет давления и отверстий в распиливающей головке, в паромеханических - дополнительно за счет энергии водяного пара под давлением.
Паромеханическая форсунка 1 (фиг.1) представляет собой стволовую трубчатую часть, на одном конце которой установлена на резьбе распыливающая головка (на фиг.1 не обозначена), а на другом конце имеются штуцера для подвода мазута и распыливающего агента - пара (на фиг.1 штуцера условно не обозначены).
На стенде мазут заменен водой, а распыливающий агент - сжатым воздухом, реальный факел в топке - заменен модельным факелом на стенде. Стенд для тарировки мазутных форсунок 1 содержит камеру 2 впрыска, внизу которой размещен поддон 10 для сбора воды системы 11 слива воды из камеры впрыска, стойки 21 с кронштейнами 20 крепления каждой тарируемой форсунки, установленные на основании 22, а также системы подачи в каждую форсунку распыливающего воздуха и воды, включающих соответственно трубопроводы 12 и 3, расходомеры 4, термометры 5, манометры 6, запорно-регулирующие вентили 7. Система подачи воды в каждую форсунку 1 снабжена электрическим насосом 8 и расходным баком 9.
В камере 2 впрыска установлены системы закручивания каждого модельного факела, вытяжки воздушно-капельной среды, автоматического сбора сигналов и управления, регистрации параметров модельных факелов.
Система регистрации параметров модельных факелов содержит смонтированные в камере 2 впрыска осветительную лампу 23 с защитным колпаком 24, взаимно-перпендикулярные координатные линейки 26, имеющие датчики (на фиг.1 и 2 условно не показаны), оптический прибор - видеокамеру 25.
Система вытяжки воздушно-капельной среды из камеры 2 впрыска содержит герметично установленный в ее верхней части вытяжной короб 18, соединенный с вентилятором 19.
Система автоматического сбора сигналов и управления содержит блок 28 сбора сигналов и управления, соединенный с системами подачи в каждую форсунку 1 распиливающего воздуха, воды, закручивания каждого модельного факела, регистрации параметров модельных факелов, вытяжки воздушно-капельной среды.
В отличие от известного стенда для тарировки мазутных форсунок в заявляемой полезной модели камера 2 впрыска выполнена с возможностью одновременной тарировки двух форсунок 1. Система закручивания каждого модельного факела содержит герметично охватывающий каждую тарируемую форсунку 1 приемный воздушный короб 14, полость которого соединена с полостью камеры 2 впрыска, узел 13 подачи воздуха (воздуха крутки) в приемный воздушный короб 14 и на лопатки 15 завихрителя, расположенные в приемном воздушном коробе 14, механизм 27 поворота лопаток завихрителя, имеющим диффузор 16. В каждой тарирумой форсунке 1 дополнительно установлены лопатки 32 форсуночного завихрителя воздуха, соединенные с дополнительно введенным механизмом 33 поворота лопаток форсуночного завихрителя воздуха.
Стенд для тарировки мазутных форсунок работает следующим образом.
Каждую тарируемую форсунку 1 закрепляют в кронштейнах 20, которые установлены на стойках 21 на общем основании 22. Уплотняется место прохода каждой форсунки через приемный воздушный короб 14. К каждой форсунке 1 подсоединяют трубопровод 12 подачи распыливающего воздуха и трубопровод 3 подачи воды, С блока 28 управления включают последовательно вентилятор 19 вытяжки воздушно-капельной среды, осветительную лампу 23, систему 11 слива воды, видеокамеру 28, датчики координатных линеек 26, узел 13 подачи воздуха в приемный воздушный короб 14 и на лопатки 15 завихрителя,. При помощи вентиля 7 и электронасоса 8 в каждую тарируемую мазутную форсунку 1 через трубопроводы 12 и 3 подают соответственно распиливающий воздух и модельную среду - воду. В насадке каждой форсунки 1 происходит дробление воды на капли с помощью распыливающего воздуха и давления воды, и последующая закрутка смеси потоком воздуха, выходящим после лопаток завихрителя 15. Непосредственно в самих форсунках 1 с помощью лопаток 32 происходит закручивание диспергированной воздушно-водяной смеси. В объеме камеры 2 впрыска происходит взаимодействие двух потоков диспергированных воздушно-водяных смесей с направлениями крутки 30 и двух потоков воздуха после закручивания на лопатках 15 завихрителя в приемных воздушных коробах 14 с направлениями круток 29. С помощью видеокамеры 25 и датчиков на координатных линейках 26 регистрируют длину и диаметр модельных факелов, диаметр частиц воды, которые получаются в результате дробления капель воды в каждой форсунке 1 и в результате направлений круток 29 и 30. Сигналы с видеокамеры 25 и датчиков на координатных линейках 26 передаются с помощью электрической связи на электронный блок 28 сбора сигналов и управления, на который также подаются следующие данные: давление, температура и расход распыливающего воздуха, воды и воздуха крутки. На основании этих сигналов в табличной и графической форме строятся зависимости расхода от давления воды и воздуха, диаметра капель, длины и диаметра каждого модельного факела от давления воды и воздуха в зависимости от направлений круток 29 и 30 в каждой форсунке 1, выбирается оптимальный угол и направления закручивания потоков на лопатках 15 и 32, производится перерасчет расходных и регулировочных характеристик каждой форсунки с модельной среды - воды на мазут.