Рассмотрено
|
Скачать 1.27 Mb.
|
|
Тема: Определение верхней мертвой точки и высоты камеры сжатия. Методические указания к лабораторной (практической) работе по разделу - 1 Несение вахты в машинном (котельном ) отделении для студентов специальности (профессии) «вахтенный моторист» Составитель Преподаватель Абрашин Е.К. Утверждены на заседании методического совета Протокол № _____ от «___»______ 20___ Рассмотрены и рекомендованы к печати цикловой методической комиссией Протокол № _____ от «___»______ 20___ Электронная копия хранится в методкабинете КМТК Керчь 2015 г. ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА № 4 Тема: Определение верхней мертвой точки и высоты камеры сжатия. Цель занятия: Научиться определять мертвые точки поршня и разбивать маховик, не имеющий градуировки, на градусы. ОК и ПК на входе: знать: учащийся должен знать конструкцию КШМ, назначение мертвых точек, их расположение, терминологию, которая употребляется в машинных помещениях, и названия механизмов и оборудования(ПДНВ-78,Таблица A-III/4, колонка 2). уметь: пользоваться измерительным инструментом. Задание: 1. Определить мертвые точки поршня; 2. Разбить маховик на градусы. Оборудование Для выполнения практического занятия необходимы: -дизель 4Ч8,5/11; -штангенглубиномер; -индикатор часового типа; -рулетка. Подготовка к проведению работы: 1. Подготовить валоповоротный рычаг; 2. Подготовить стальной стержень, штангенглубиномер, индикатор часового типа и рулетку; 3. Снять люк картерного пространства первого цилиндра (со стороны валоповоротного рычага); 4. Установить на блок-картер, против маховика, неподвижную стрелку или метку; 5. Снять форсунку( для двигателей с вертикальным расположением форсунок. 6.Снять коромысло клапана (для двигателей с невертикальным расположением форсунки). Ход работы: 1. Установить поршень первого цилиндра таким образом, что бы он30 – 40° не доходил до ВМТ(смотреть по положению кривошипа); 2. Используя стальной стержень или штангенглубиномер найти ВМТ; 3. Используя рулетку найти НМТ; 4. Определить расстояние на маховике, соответствующее одному градусу поворота коленчатого вала. Теоретическое описание методики проведения работы: Для проверки и установки моментов открытия и закрытия клапанов и углов опережения подачи топлива необходимо знать положение коленчатого вала и маховика при нахождении поршней в мертвых точках. На ободе маховика обычно уже есть метки, указывающие мертвые точки, причем как минимум наносят метку ВМТ первого цилиндра. У некоторых дизелей на маховике отмечены мертвые точки для всех цилиндров. Иногда окружность маховика разбивается на360° с началом отсчета в ВМТ первого цилиндра. В таких случаях для установки поршня в ВМТ совмещают метки на маховике со стрелкой-указателем, закрепленной неподвижно на блоке или станине дизеля. Если меток на маховике нет или имеются сомнения в правильности установки стрелки-указателя, нужно проверить положение мертвых точек. Основная трудность при этом заключается в фиксации момента, когда поршень займет крайнее верхнее положение, так как перемещения его вблизи ВМТ очень малы. Достаточную точность фиксации дает следующий способ(рисунок 1): а) устанавливают на блоке дизеля неподвижную стрелку-указатель или метку; б) проверяют выключение пускового устройства дизеля и закрытие вентилей, на пусковых баллонах или отключают электростартер; в) открывают индикаторные краны; г) открывают крышку люка картера первого цилиндра для наблюдения за положением кривошипа; д) снимают форсунку первого цилиндра; е) проворачивают коленчатый вал, устанавливая кривошип в положение 30 – 40° до ВМТ на такте сжатия; ж) делают отметки мелом или мягким карандашом на маховике против неподвижно закрепленной стрелки (точка А); з) вводят в цилиндр через отверстие для форсунки металлический стержень или штангенглубиномер до упора его нижним концом в днище поршня; этот конец стержня  Рисунок 1 – Определение мертвых точек 1 – Коленчатый вал; 2 – Маховик; 3 – Шатун; 4 – Поршень; 5 – Цилиндр; 6 – Металлический стержень; 7 – Крышка цилиндра . во избежание проскальзывания заостряют, стержень должен стоять по оси цилиндра; для большей точности полезно применять направляющую вставку; и) делают на стержне мягким карандашом отметку точно на уровне верхней плоскости крышки цилиндра; к) проворачивая вал, переводят поршень через ВМТ и опускают настолько, чтобы отметка на стержне оказалась ниже контрольной поверхности крышки; л) вращают вал в противоположном направлении до совмещения отметки на стержне с контрольной поверхностью крышки; обратное движение поршня необходимо для исключения ошибки в определении положения ВМТ в связи с влиянием слабины в кривошипно-шатунном механизме; м) делают отметку на маховике против неподвижно закрепленной стрелки-указателя(точка В); н) измеряют рулеткой расстояние по окружности маховика между точками А и В, делят его пополам и делают отметку(точка С); о) совмещают вращением вала точку С со стрелкой-указателем. При этом поршень проверяемого цилиндра устанавливается в ВМТ. Для того, чтобы определить НМТ, необходимо из точки С, т.е ВМТ, замерить окружность маховика и поделить это расстоянии пополам. Затем полученное расстояние отложить от точки С (ВМТ) по окружности маховика, тем самым отметив НМТ. Если существует необходимость разбивки маховика на градусы, то необходимо замерить окружность маховика и разделить полученное расстояние на 360°. Полученный отрезок, отложенный по окружности маховика, будет соответствовать одному градусу поворота коленчатого вала. Положение ВМТ других цилиндров обычно не проверяют, а определяют рулеткой длину окружности маховика, рассчитывают длину дуги, соответствующую углу заклинивания кривошипов, и, откладывая ее на маховике, отмечают положения ВМТ всех цилиндров. Определение ВМТ с помощью индикатора часового типа или регляжа. Регляж состоит из корпуса 6, штока 7 и пружины 5(Рис. 3). Корпус устройства крепится в отверстий для форсунки. Шток под действием пружины смещается вниз и стрела 4 устанавливается на ноль шкалы 3. Вал проворачивают на передний ход до тех пор, пока двигающийся вверх поршень не поднимает шток и стрелка 4 не отойдет вниз от нулевого положения на два - три деления. Это положение будет соответствовать положению кривошипа, когда он будет до ВМТ на 30 - 40°. При этом на шкале ставят метку (в) против стрелки, а на ободе маховика 1 риску (б) против неподвижной стрелки 2(метки на блоке). Затем продолжают проворачивание коленчатого вала. Стрелка сначала будет опускаться до самого низкого положения, а затем будет подниматься вверх. Когда она установится напротив риски (в), проворачивание прекращают и напротив стрелки 2 на ободе маховика ставят риску (а). Расстояние между рисками (б) и (а) делят пополам, где ставят метку ВМТ. При установки маховика меткой ВМТ напротив стрелки 2 поршень первого цилиндра будет ВМТ. Диаметрально противоположная метка НМТ будет соответствовать положению поршня НМТ. Также можно определить ВМТ при помощи индикатора часового типа, установить шток в форсуночное отверстие или в отверстие направляющей втулки клапана. Клапан можно не демонтировать. Демонстрировать пружину. Шток индикатора устанавливать на торец клапана. Но сначала поршень подводят к ВМТ так, чтобы клапан не проваливался. Определение ВМТ производится также как и при использовании регляжа. штангенциркуль  рис. 2 Определение положения ВМТ при помощи штангенциркуля  рис. 3 Определение положения ВМТ при помощи регляжа. Итог выполнения. Запись в отчете: 1. Дать обоснование необходимости выполнения этой работы; 2. Показать схему для определения ВМТ и НМТ; 3. Описать порядок выполнения работы. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Для чего необходимо наносить на маховике дизеля положения мертвых точек поршней? 2. Для чего применяется металлический стержень при определении ВМТ? 3. Как определить ВМТ после определение двух точек А и В? 4. Как найти НМТ после определения ВМТ? 5. Как определяется отрезок по окружности маховика, длина которого соответствует одному градусу поворота коленчатого вала? ОК и ПК на выходе: знать: -какими способами можно определить ВМТ; уметь:- определять мертвые точки поршня и разбивать маховик, не имеющий градуировки, на градусы при помощи мерного стержня, штангенглубиномера, регляжа и индикатора часового типа. ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ КРЫМ «КЕРЧЕНСКИЙ МОРСКОЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ» ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5 Тема: Изучение по чертежам, натуральным образцам, видеоматериалам и макетам конструкции арматуры и форсунок судовых паровых котлов. Методические указания к лабораторной (практической) работе по разделу - 1 Несение вахты в машинном (котельном ) отделении для студентов специальности (профессии) «вахтенный моторист» Составитель Преподаватель Абрашин Е.К. Утверждены на заседании методического совета Протокол № _____ от «___»______ 20___ Рассмотрены и рекомендованы к печати цикловой методической комиссией Протокол № _____ от «___»______ 20___ Электронная копия хранится в методкабинете КМТК Керчь 2015 г. ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗАНЯТИЕ №5 Тема: Изучение по чертежам, натуральным образцам, видеоматериалам и макетам конструкции арматуры и форсунок судовых паровых котлов. Цель занятия: изучить особенности конструкции арматуры и форсунок судовых паровых котлов, их расположение на котле, закрепить знания, полученные в ходе изучения топочных устройств. ОК и ПК на входе: знать: принципиальные конструктивные схемы форсунок котлов и арматуры, терминологию, которая употребляется в машинных помещениях, и названия конструктивных элементов топочных устройств (ПДНВ-78,Таблица A-III/4, колонка 2). уметь: читать рабочие схемы и чертежи машиностроительного черчения, выполнять эскизы, чертежи и схемы узлов механизмов. Задание: изучить конструкцию форсунок котлов и арматуры. Составить с натуры и при помощи чертежей и плакатов эскизы и схемы основных компановок, дать описание принципа действия. 1.Основные теоретические положения По назначению арматуру можно разделить на четыре группы: 1) для управления работой котла – стопорные, питательные, топливные клапаны, клапаны отбора насыщенного и охлажденного пара; 2) для защиты котла – предохранительные клапаны, быстрозапорное устройство; 3) для физико-химического контроля – клапаны отбора, проб, ввода присадок, продувания и др.; 4) для выпуска воздуха, дренажа, присоединения к контрольно-измерительным и регулирующим приборам – дополнительная арматура. На рис. 1. показана примерная схема размещения арматуры на водотрубном котле. На пароводяном коллекторе котла (Рис. 1, а, в) установлена следующая арматура: два питательных клапана 5 и 17 для регулирования подачи питательной воды в котел вручную; питательные невозвратные клапаны 4 и 18 для пропуска питательной воды только в одном направлении – в котел; сдвоенные предохранительные клапаны – главный 19 и импульсный 20; клапаны 10 и 11 пароохладителя, расположенного в водяном пространстве коллектора; водоуказателные приборы 6 и 12; клапан верхнего продувания 23 и клапан 3 продувания пароохладителя; спускные клапаны 16; воздушные клапаны 7 и 24 для выпуска воздуха из перепускной трубы 25, соединительной трубы конденсационного сосуда и пароохладителя; клапан 1 для отбора проб котловой воды на химический анализ; клапаны 22 манометров, импульсные клапаны 2 и 21 для подачи сигналов к регулятору питания; клапан 9 отбора насыщенного пара. На коллекторе пароперегревателя (Рис. 1, б) размещены главный стопорный клапан 13, клапан дренажа (осушения) 15 и главный предохранительный клапан 14 пароперегревателя (импульсные клапаны 8, 9установлены на пароводяном коллекторе). Клапаны нижнего продувания, предназначенные для удаления воды и шлама, имеются на всех водяных коллекторах котла. Их размещают аналогично клапану 15. Главный стопорный клапан (ГСК) служит для сообщения котла с главной паровой магистралью, по которой пар поступает к основным потребителям. На рис. 7.23 показана конструкция ГСК с сервомотором системы аварийного отключения котла. Тарелка 10 клапана перемещается с помощью маховика 1 и зубчатой передачи 2.
Последняя вращает ходовую гайку 16, благодаря чему движется вверх и вниз втулка 14, имеющая винтовое соединение с гайкой 16 и шпоночное – со стопором-указателем 13, который передвигается по направляющим стоек 15 клапана и не позволяет втулке 14 вращаться. При подаче втулки 14 вверх тарелка 10 отходит от седла 9 клапана и клапан открывается. В этом случае пар свободно проходит через ГСК. Однако при давлении в котле ниже давления в паропроводе (например, при разрыве парообразующей трубы) пар не пойдет из паропровода в котел, так как тарелка клапана вместе со штоком опустится и перекроет проход. Таким образом, ГСК является невозвратно-запорным клапаном. Клапан закрывается при ходе вниз втулки 14, которая перемещает шток); последний прижимает тарелку 10 к седлу 9. Шток 11 соединен с втулкой 14 прессовой посадкой. Рис. 7.23. Главный стопорный клапан
Рис. 7.24. Главный питательный клапан При неисправности зубчатой передачи 2 для перемещения тарелки 10 можно использовать квадрат в верхней части штока. Квадраты на валике маховика 1 служат для присоединения приводов дистанционного управления. Для ускоренного закрытия клапана в случае аварии турбоагрегата или главного паропровода применяют сервомотор 7. Шток 5 сервомотора через приставку 4 и рычаг 3 соединен с поперечиной 17. Рычаг 3имеет опору 12 на крышке клапана и может поворачиваться вокруг этой опоры. При открытом клапане в верхнюю и нижнюю полости сервомотора поступает пар. Поршень 8 находится в верхней полости 6сервомотора поскольку площадь поршня вверху меньше на величину площади поперечного сечения штока и сила давления на поршень снизу больше, чем сверху. Для быстрого закрытия клапана достаточно соединить нижнюю часть сервомотора с паровой магистралью низкого давления или с конденсатором. При этом поршень сервомотора пойдет вниз, крестовина 4 надавит на рычаг 3, который повернется относительно опоры 12, и поперечина 17 переместит шток 11 вниз. При этом шток опустит вниз тарелку клапана и прижмет ее к седлу 9. Питательный клапан служит для управления подачей питательной воды в котел. Этот клапан тоже невозвратно-запорный, что исключает утечку воды из котла в случае аварии питательной системы (Рис. 7.24). Тарелка клапана 4 с запрессованной латунной втулкой 2 может свободно перемещаться по концу штока 1 вверх и вниз. Отверстие 3 предотвращает разрежение в полости между концом штока и тарелкой клапана, что препятствует присасыванию тела клапана к штоку. При открывании клапана с помощью маховика и пары шестерен шток поднимается вверх, при закрывании – опускается вниз. После подъема штока тарелка клапана поднимается под действием давления воды в питательном трубопроводе. Топливный клапан предназначен для управления подачей топлива к форсункам котла. Конструктивно он подобен питательному клапану. Предохранительные клапаны (ПХК) обеспечивают защиту котла от чрезмерного повышения давления пара. Согласно действующим нормативам, ПХК должен открываться при повышении давления пара на 5% от номинального значения. При давлении в котле  < 4 МПа используют ПХК прямого действия, при > 4 МПа – предохранительные устройства непрямого действия, состоящие из импульсных и главных ПХК.Предохранительный клапан прямого действия представляет собой пробку в стенке пароводяного коллектора котла. На одну сторону этой пробки давит пар, на другую – пружина или груз. При давлении свыше нормативного сила давления пара на пробку превысит силу сжатия пружины или веса груза, пробка поднимется и выпустит часть пара в атмосферу. Схема предохранительного устройства непрямого действия показана на рис. 7.25. Тарелка 1 клапана в корпусе 2 главного ПХК сидит на штоке 3 и давлением пара прижимается к седлу. Шток проходит в цилиндре 4 и несет на себе пригнанный к этому цилиндру поршень. На правом конце штока навинчена втулка, отжимаемая вправо небольшой пружиной 5. Эта пружина обеспечивает начальное прижатие клапана к седлу, которое усиливается давлением пара. Тарелка 11 импульсного клапана прижимается к седлу пружиной 8 через нижнюю втулку 10 и шток 9. При давлении выше номинального значения пар приподнимает клапан 11 и по импульсной трубе устремляется в правую полость цилиндра главного предохранительного клапана. Площадь поршня в нем больше площади тарелки 1 клапана, и поэтому шток перемещается влево, открывая выход пара из коллектора в атмосферу. Силу сжатия пружины 8 регулируют с помощью нарезной втулки 6, при вращении которой перемещается верхняя втулка 7, изменяющая высоту пружины, а следовательно, и ее силу сжатия. При резком повышении давления (внезапном прекращении отбора пара из котла) срабатывание главных ПХК обезопасит котел от разрушения. Однако пароперегреватель котла, не получающий пара, но еще обогреваемый газами, может быть поврежден. В связи с этим главный ПХК ставят также на собирающем коллекторе ПП,
а импульсный – на пароводяном коллекторе. В этом случае избыточный пар перед выпуском в атмосферу омывает трубы пароперегревателя, защищая их от перегрева дымовыми газами. Для обеспечения надежности как импульсный, так и главный ПХК выполняют сдвоенными. Как правило, в общем корпусе устанавливают два однотипных ПХК. Один из импульсных клапанов является контрольным. Его регулируют на определенное давление и затем пломбируют. Другой импульсный клапан рабочий. Он не пломбируется; при необходимости силу нажатия его пружины можно ослабить и тем самым гарантировать работу котла на сниженном давлении. К арматуре защиты котла относят систему быстрозапорного устройства (Рис. 7.26). Ее используют в тех случаях, когда требуется быстро (за 1–2 с) вывести котел из действия. В состав быстрозапорного устройства входят ГСК (слева) с сервомотором 4, главный топливный клапан 9 (справа) с сервомотором 12 и переключающий клапан (в центре). Пар из пароперегревателя через клапан 1 по трубам проходит к верхним штуцерам 3 и 11 сервомоторов. Нижние штуцеры 5 и 13 сервомоторов получают такой же пар через штуцеры 8 и 7 переключающего клапана. Если тарелка этого клапана находится в верхнем положении, то давление в верхних и нижних полостях сервомоторов будет одинаковым.
В аварийной ситуации маховик переключающего клапана поворачивают на полоборота. При этом штуцер 7 сообщается с атмосферой через штуцер 6. В результате давление в нижних полостях сервомотора падает, оба поршня идут вниз, опуская концы рычагов 2 и 10, которые, поворачиваясь вокруг оси, перемещают штоки клапанов и отсекают котел от парового и топливного трубопроводов. Котлы рассчитаны на без вахтенное обслуживание, поэтому снабжены надежными средствами защиты и сигнализации. Автоматическая система защиты котла срабатывает при чрезмерном давлении пара, при уровне воды ниже критической отметки, недопустимом снижении давления воздуха перед топкой, самопроизвольном затухании факела. Системы защиты различны по конструкции, независимо от этого их основной функцией является прекращение подачи топлива к форсункам. Для этой цели служит электромагнитный запорный клапан (Рис. 7.27). При нормальной работе котла по обмотке катушки 1 проходит электрический ток и магнитное поле катушки втягивает сердечник с запорной иглой 5, которая, поднимаясь, открывает доступ топлива к форсунке через седло 4, запрессованное в корпусе клапана 3. В случае появления одной из вышеперечисленных неисправностей катушка обесточивается, пружина 2 прижимает запорную иглу к седлу клапана, закрывая доступ топлива к форсункам. Арматура физико-химического контроля служит для управления водным режимом котла. В состав систем отбора проб, ввода присадок, продувания входят клапаны и краны, конструкция кото-
Рис. 7.27. Электромагнитный быстрозапорный топливный клапан Рис. 7.28. Клапан нижнего продувания рых не отличается от стандартной, исключением является клапан нижнего продувания. Нижним продуванием из водяных коллекторов удаляется скапливающийся там шлам, который может засорить клапан. Поэтому клапан нижнего продувания оснащен двумя маховиками (Рис. 7.28). Большой маховик 2 служит для перемещения штока и связанного с ним тела клапана 5 вдоль оси с помощью винтовой втулки 3. Малый маховик 1 позволяет только проворачивать тело клапана 5 вокруг оси с целью очистки его посадочных поверхностей. Для облегчения вращения штока во втулке смонтирован подшипник 4. Конструкция клапанов дополнительной арматуры также является стандартной. Надежная и безопасная работа котлов с естественной циркуляцией возможна только при определенном уровне воды в пароводяном коллекторе, не выходящем за пределы ВУВ и НУВ (см. рис. 7.4). Поэтому во время эксплуатации котла уровень воды в коллекторе необходимо поддерживать неизменным. Для наблюдения за уровнем воды служат водоуказательные приборы (ВУП). В основе работы ВУП лежит принцип сообщающихся сосудов. Схема установки ВУП приведена на рис. 7.30. Прозрачный элемент 1 ВУП соединен сверху и снизу соответственно с паровым и водяным пространствами коллектора 4. В качестве прозрачного элемента для котлов при давлении менее 3,2 МПа используют стекло, при более высоких давлениях – набор слюдяных пластин. Поверхность
стекла, обращенную к воде, делают рифленой. Благодаря этому световые лучи преломляются таким образом, что нижняя часть стекла, контактирующая с водой, кажется темной, а верхняя – светлой. В непосредственной близости к прозрачному элементу сверху и снизу установлены два быстрозапорных клапана 2. Они соединены между собой штангой 5, которая оканчивается рукояткой 6 у площадки обслуживания. В случае разрыва прозрачного элемента вахтенному достаточно толкнуть штангу вверх, чтобы перекрыть оба быстрозапорных клапана. Затем закрывают клапан 3 обычной конструкции. Водоуказательные приборы монтируют на фланцах с помощью специальных удлиненных штуцеров под углом 15° к вертикали. При таком наклоне лучше виден уровень воды с площадки обслуживания. На каждый котел устанавливают не менее двух независимых ВУП одинаковой конструкции. При выходе из строя одного из приборов котел следует вывести из действия. Работа котла с одним ВУП запрещается. Вспомогательные и утилизационные котлы могут иметь один ВУП. При его повреждении котел должен быть выведен из действия. Если котел полностью автоматизирован, то допускается замена ВУП без вывода котла из эксплуатации. Топочные устройства Судовые котлы оборудуют топочными устройствами, обеспечивающими факельный процесс сжигания жидкого топлива. Форсунки, являющиеся частью топочного устройства, предназначены для подачи распыленного топлива в топку, а с помощью ВНУ перемешиваются частицы топлива с воздухом. Форсунки с ВНУ (иногда называемые горелками) могут иметь фронтовое и потолочное расположение. Преимущественное распространение получило фронтовое расположение, при котором форсунки и ВНУ размещают на передней стенке топки котла, называемой передним фронтом. Отдельные современные высокоэкономичные главные котлы оборудуют форсунками и ВНУ с потолочным расположением в верхней части топки. При этом создаются условия для более высокой интенсификации факельного процесса, газовоздушный поток получает более естественное движение сверху вниз, факел распределяется почти по всему объему топки. У главных и некоторых вспомогательных котлов устанавливают несколько форсунок с ВНУ, их число зависит от паропроизводительности котла. К форсункам предъявляются следующие основные требования: простота устройства, надежность действия, хорошее распыливание топлива, большая глубина и легкость регулирования подачи, малый расход энергии, удобство замены и очистки, невысокая стоимость, возможность автоматического регулирования при безвахтенном обслуживании. В судовых котлах в зависимости от способов распыливания топлива могут применяться форсунки следующих типов: с воздушным и паровым распыливанием топлива, механические невращающиеся (центробежные) и вращающиеся (ротационные), паромеханические. Форсунки с паровым или воздушным распыливанием топлива конструктивно идентичные и могут распыливать топливо с помощью пара и воздуха благодаря кинетической энергии их струи, то есть работать по принципу пульверизатора. Эти форсунки просты по устройству, легко регулируются, но для их действия требуется безвозвратный расход пара или сжатого воздуха. Поэтому такие форсунки в настоящее время можно встретить лишь у единичных котлов вспомогательного флота старой постройки. 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. 1) 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.  Рис. 1. Механическая нерегулируемая центробежная форсунка. Поверхности соприкосновения распыливающей шайбы 2 и распределителя 3 тщательно обрабатывают, полируют и при сборке головки прижимают одну к другой стопорной втулкой 4. Распыливающие шайбы изготавливают из высоколегированных хромоникелевых или хромовольфрамовых сталей. В зависимости от подачи форсунки число тангенциальных каналов может быть от двух до семи. Форма факела форсунки зависит от отношения fk/fo, в котором fk -суммарная площадь всех тангенциальных каналов, fo — площадь сечения центрального отверстия. Чем меньше это отношение, тем угол конуса распыливания будет больше, а длина факела меньше. Шайбы изготавливаются обычно под номерами. Каждый номер соответствует определенной подаче, которая указывается в технической документации. Иногда на шайбах указываются числа, соответствующие значениям диаметра центрального отверстия и отношения fk/fo, при этом иностранные фирмы наносят условные обозначения в виде индексов (рис. 2). Например: буква Xобозначает, что передняя торцевая стенка шайбы изготовлена плоской, буква W — сферической формы; цифра слева — условный номер сверла для изготовления центрального отверстия, цифра справа — отношение fk/fo, увеличенное в 10 раз.  Рис. 2. Распыливающая шайба. 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. 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 — 2,0 МПа. В отдельных установках в зависимости от нагрузок давление топлива достигает 4 МПа. При давлении ниже 0,8 МПа качество распыливания резко ухудшается, а это 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 регулируемым сливом, у которых расход топлива может изменяться от 100 до 20% при неизменном начальном давлении топлива в магистрали. Слив может осуществляться из вихревой камеры распыливающей шайбы, а иногда и из соплового распределителя. В форсунке со сливом излишков топлива из вихревой камеры распылителя (рис. 3) 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 3 в вихревую камеру. Часть топлива из вихревой камеры через центральное отверстие в распределителе попадает через трубу 1 в сливной канал. Подача форсунки регулируется изменением открытия клапана, расположенного за сливным штуцером. При полностью закрытом клапане фор-сунка работает как нерегулируемая с максимальной подачей.  Рис. 3. Механическая форсунка с регулируемым сливом. Однако такие форсунки более сложны по конструкции, менее удобны в эксплуатации, а из-за большого количества отводимого от них в специальную емкость горячего топлива повышается пожароопасность системы. С целью снижения температуры сливаемого топлива часто применяют установки для его охлаждения, что, естественно, усложняет и удораживает системы. Кроме того, при перекачке излишков топлива увеличивается расход энергии на привод топливно-форсуночного насоса. В настоящее время на котлах стали широко применять более совершенные комбинированные паромеханические форсунки, основными преимуществами которых являются значительно большая глубина регулирования подачи при сравнительно невысоких давлениях, создаваемых топливно-форсуночными насосами (0,6 — 3 МПа), при хорошем качестве распыливания топлива. На нагрузках, близких к полным, паромеханическая форсунка работает как чисто механическая центробежная. На сниженных нагрузках, при которых для обеспечения хорошего распыливания автоматически включается подача пара давлением примерно 0,15 — 0,2 МПа, форсунка работает как паромеханическая. Расход распыливающего пара у паромеханической форсунки составляет примерно 0,05 — 0,15 кг/кг топлива, что для котлов существенного значения не имеет, учитывая кратковременную работу паромеханической форсунки на сниженных нагрузках. Кроме того, при периодических продувках распылителей паром уменьшаются их засорение и коксуемость. У вспомогательных котлов, которые могут длительное время работать на сниженных нагрузках, безвозвратную потерю пара, затрачиваемого на распыливание топлива, можно отнести к недостатку паромеханической форсунки. В паромеханической форсунке с комбинированной распыливающей головкой (рис. 4) топливо от топливно-форсуночного насоса по кольцевому каналу ствола 7 поступает в головку форсунки 6 и затем по сверлениям 5 в распределитель 4. Из распределителя, как и в обычной центробежной форсунке, топливо по тангенциальным каналам в распыливающей шайбе 2 поступает в вихревую камеру 3 и, раскрутившись в ней, направляется в топку.  Рис. 4. Паромеханическая форсунка. Рассмотрим конструкцию еще одной разновидности паромеханической форсунки. При снижении расхода топлива, когда вследствие уменьшения давления распыливание ухудшается, по центральной трубе 8 подается пар, который попадает в тангенциальные канавки дополнительной шайбы 1. Выходящее из шайбы 2 механически распыленное топливо дополнительно подхватывается закрученным быстродвижущимся потоком пара в шайбе 1 и вместе с ним по кольцевому среднему каналу между шайбами 1 и 2 поступает в топку. Помимо рассмотренного варианта, существует ряд других конструктивных исполнений распыливающих головок паромеханических форсунок при сохранении общего принципа их работы. Встречаются паромеханические форсунки без распыливающих шайб. Например, у форсунки «Бабкок» (рис. 5) вместо распыливающей шайбы имеется сопло 2 с семью цилиндрическими отверстиями. Сопло прижимается с помощью гайки 5, навертываемой на ствол 6. Топливо через каналы 4 поступает в сопловые отверстия 1, куда по каналам 3 также подается пар. Распыливание топлива осуществляется при использовании энергии совместного удара струи топлива и пара, движущихся с большой скоростью.  Рис. 5. Головка паромеханической форсунки без распыливающих шайб. Некоторое распространение получили (преимущественно на судах, построенных в ГДР) механические вращающиеся (ротационные) форсунки, составляющие конструктивно одно целое с топочным устройством. Форсунки такого типа надежны в эксплуатации, имеют большую глубину регулирования, в них отсутствуют засоряющиеся каналы и отверстия. Ротационные форсунки обеспечивают надежное регулирование подачи в диапазоне нагрузок от 5 до 100% при хорошем качестве распыливания топлива, поступающего с низким давлением (0,05 — 0,15МПа). Недостатками ротационной форсунки являются сложность конструкции, повышенный шум в работе, а также необходимость поддержания с помощью дымососов разрежения в топке на всех нагрузках котла, если на котле установлено несколько ротационных форсунок. Последнее обусловлено тем, что при осмотре, очистке или ремонте одной из форсунок без выключения остающихся работающих и ее извлечении образуется достаточно большая амбразура, которую закрывают съемным стальным щитом. При работе дымососа им создается разрежение в топке, поэтому щит, защищающий амбразуру от факела форсунки, будет прижат. При этом исключается выброс пламени из топки от работающих форсунок. Механическое распыливание топлива в ротационных форсунках осуществляется под действием центробежной силы, создаваемой распылителем, вращающимся с большой частотой вращения (примерно 5000 об/ мин), а регулирование — путем изменения открытия клапана, подводящего топливо к форсунке. Существует несколько типов ротационных форсунок, принципиально отличающихся лишь видом привода (паровой, воздушный, электрический) и способом подвода воздуха. Ротационная форсунка с приводом от электродвигателя показана на рис. 6. Стакан 10 вместе с полым валом 8приводится во вращение от электродвигателя 4 через ременную передачу 5. Топливо через штуцер 6 подается в неподвижную трубу 7, расположенную внутри полого вала 8, и из нее попадает на внутреннюю поверхность вращающегося стакана. Под действием центробежных сил топливо прижимается к внутренним стенкам стакана; благодаря их небольшой конусности пленка топлива движется к выходной кромке. Вместе с полым валом вращается насаженное на него колесо вентилятора 3, который через патрубок 9 забирает воздух и нагнетает в кольцевую щель 11 под давлением примерно 5 кПа.  Рис. 6. Вращающаяся (ротационная) форсунка. Основной поток воздуха (приблизительно 90%) для горения топлива поступает в топку из межобшивочных каналов каркаса от котельного вентилятора. Каналы 1 оборудованы регулирующими шиберами 2. Имеются конструкции ротационных форсунок, в которых весь воздух поступает только от котельного вентилятора. Внешний вид вспомогательного котла, оборудованного топочным устройством с ротационной форсункой, показан на рис. 7.  Рис. 7. Вспомогательный котел, оборудованный топочным устройством с ротационной форсункой. Воздухонаправляющие устройства служат для подачи необходимого количества воздуха в топку котла. От работы ВНУ зависят качество распыливания топлива, его смесеобразование, процесс горения и в конечном счете общая экономичность котла. ВНУ бывают с раздельным подводом первичного и вторичного воздуха (в основном у ротационных форсунок) и с совместным подводом воздуха, а также с неподвижными и с профильными поворотными лопатками. Последние встречаются лишь у отдельных конструкций главных котлов. Наибольшее распространение получили ВНУ с неподвижными лопатками и с совместным подводом воздуха. Топочное устройство отечественных вспомогательных котлов типов КВВА-2,5/5 и КВС-30 показано на рис. 8. ВНУ смонтировано в воздушном коробе котла, в который подается воздух от котельного вентилятора. ВНУ состоит из двух неподвижных конусообразных колец 5 и 7, между которыми установлены лопатки 18, расположенные под определенным углом, для закручивания выходящего воздушного потока. Для регулирования подачи воздуха установлен кольцевой шибер 6, перемещение которого осуществляется в горизонтальном направлении при помощи тяг 12, подключенных к исполнительному механизму системы автоматики. В местах выхода тяг наружу установлены манжетные уплотнения 10. Основная часть воздуха из короба поступает в топку через каналы между лопатками 18, а некоторая часть — через четыре трубы 1 турболизатора, что способствует лучшему смесеобразованию.  Рис. 8. Топочное устройство котлов КВВА-2,5/5 и КВС-30. Трубы 1 смонтированы в пазах фурмы 3, выложенной из фигурного кирпича. Пазы и зазоры между фигурными кирпичами заполнены шамотной обмазкой 4. Для установки форсунки строго по оси ВНУ предусмотрена форсуночная труба 8 с диффузором 2. На наружный конец форсуночной трубы навинчен башмак 13 с штуцером для подвода топлива и пара, зафиксированный стопорным винтом. Паромеханическая форсунка 17 вставляется в трубу 8 и прижимается своим корпусом к каналам в башмаке при помощи стопора струбцинного типа, который состоит из откидной скобы 14 и стопорного винта 15 с ручкой 16. Топочное устройство снабжено смотровыми устройствами, в одном из которых установлен фотоэлемент 11, служащий для контроля за горением форсунки. В случае срыва факела фотоэлемент дает сигнал на срабатывание электромагнитного клапана, установленного на топливной магистрали, перекрывающего подачу топлива к форсунке. В смотровой трубе 9 имеются отверстия для прохода воздуха из короба котла, охлаждающего стекла фотоэлемента. Часто в форсуночных трубах делают захлопки 2 (рис. 9). При выемке форсунки 3 (например, для чистки распыливающей шайбы) торец форсуночной трубы закроется захлопкой, благодаря чему предотвращается выброс горячего воздуха из короба. Следует помнить, что при выемке форсунки, прежде чем отвернуть струбцинный стопор, необходимо перекрыть подвод топлива и пара.  Рис. 9. Топочное устройство с захлопкой и подвижным диффузором. Диффузор 1, предназначенный для защиты корня факела от задувания и поддержания необходимой температуры при воспламенении топлива, может быть подвижным. Его перемещение осуществляется тягой 5, которая закрепляется стопором 4. Широкое применение у вспомогательных котлов транспортных судов получили автоматизированные топливно-форсуночные агрегаты, объединяющие в своем составе основные элементы топочного устройства, вентилятор, топливный насос и оборудование, обеспечивающее безвахтенное обслуживание котла. Работают они в позиционном режиме «Включено-выключено». В качестве примера рассмотрим агрегат типа «Монарх», которым часто оборудуются вспомогательные котлы отечественных дизельных судов, построенных за рубежом (рис. 10).  Рис. 10. Устройство автоматизированного топливно-форсуночного агрегата типа "Монарх". На рис. 11 показана схема агрегата «Монарх», предназначенного для работы на высоковязком топливе. Управление агрегатом осуществляется от электросистемы программного механизма, обеспечивающего последовательное выполнение операций в зависимости от сигналов реле давлений, установленных на котле. Например, если давление в котле понизится до заранее установленного значения, включится электродвигатель 3 и вместе ним начнут работать закрепленные на его валу вентилятор 4 и топливный насос 15. Одновременно включится также электрический топливоподогреватель 13. Первые 20 — 30 с (в зависимости от настройки системы) проводится вентилирование топки, а топливный насос в это время через имеющийся у него золотник будет забирать топливо из расходной цистерны по трубопроводу 18 через фильтр 17 и прокачивать его частично на слив и частично через трубу 7, полость сопла 9, открытый электромагнитный клапан 12 и трубу 16 во всасывающую магистраль.  Рис. 11. Схема агрегата типа "Монарх". По достижении температуры топлива около 95°С и окончании вентилирования топки включится трансформатор зажигания 6 и закроется клапан 12. Поскольку слив топлива от сопла 9 прекратится, топливо под воздействием своего давления отожмет поршенек запорного клапана сопла 9, направится к распылителю и воспламенится от дуги электродов 8. Фотоэлемент 5, восприняв свет от факела, отключит трансформатор. Если зажигания не произойдет, например из-за попадания воды в топливо или по другим причинам, то по сигналу от фотоэлемента прекратится подача топлива, а программный механизм повторит цикл включения с предварительным вентилированием топки. При повторном срыве зажигания система остановится и включит сигнализацию. Если расход пара из котла большой и давление ниже настроечного значения, заданного программным механизмом, дополнительно включается сопло 10, для чего открывается электромагнитный клапан 11, а исполнительный механизм (ИМ) 1повернет заслонку 2 для увеличения подачи воздуха. Воспламенение топлива из сопла 10 происходит от факела работающего сопла 9. При давлении в котле на 0,01 МПа ниже рабочего сопло 10 отключается, заслонка возвращается в исходное положение, а при достижении рабочего давления агрегат выключается. Для визуального контроля за пламенем на корпусе имеется смотровой глазок 14. Кроме агрегата типа «Монарх», широко используются схожие с ним по компоновке и принципу действия агрегаты «Ойлон», «Унитерм», «Викинг», «Сааке» и др. |
Рис. 1. Размещение арматуры парового котла
Рис. 7.25. Предохранительное устройство непрямого действия
Рис. 7.26. Быстрозапорное устройство главного котла
Рис. 7.30. Схема водоуказательного прибора парового котлаПохожие:
 |
Приказ по школе №2-о/д от 01. 2016 г Рассмотрено: Утверждено |
 |
Учебное пособие учебное пособие рассмотрено и одобрено Учебно-методическим... Учебное пособие рассмотрено и одобрено Учебно-методическим советом Ассоциации ауц |
|
Образовательная программа профессии спо 13. 01. 01 «Машинист котлов» Рассмотрено утверждаю |
|
Рассмотрено Рекомендовано Министерством образования и науки РФ и Федеральным агентством по образованию |
|
Рассмотрено утвержда «Социально-бытовая ориентировка (сбо) и основы безопасности жизнедеятельности (обж)» |
|
Образовательное учреждение «ташлинский политехнический техникум»... |
|
Общеобразовательная программа проект Введено в действие Рассмотрено и утверждено приказом заведующего мбдоу на педсовете |
|
Рассмотрено утверждаю Цели и задачи реализации основной образовательной программы основного общего образования |
|
Пояснительная записка с Рассмотрено на заседании педагогического совета моудод «Центр детского и юношеского туризма и экскурсий» |
|
Рассмотрено принято утверждаю Программа формирования экологической культуры, здорового и безопасного образа жизни 653 |
|
Контрольная работа по предмету Рассмотрено и утверждено на заседании цмк специальных дисциплин протокол №1 от 01 сентября 2018 г |
|
Рассмотрено и принято на заседании педагогического совета Муниципальное казенное образовательное учреждение «Боровлянская основная общеобразовательная школа» |
|
Организация различных форм Рассмотрено на муниципальном экспертном совете управления образования администрации Старооскольского городского округа |
|
Рассмотрено положение о школьном спортивном клубе «Горячая десятка» Федерального закона от 29. 12. 2012 №273 фз «Об образовании в Российской Федерации» |
|
Методические указания по выполнению практических работ оп-01 «Экономика организации» Рассмотрено на заседании цикловой комиссии общепрофессиональных дисциплин протокол №1 от 26. 08. 2014г |
|
Основная образовательная программа основного общего образования (фк гос) Рассмотрено и принято педагогическим советом протокол №2 от 29 августа 2016 года |