D = AP nEXP(B/T)
NHIÊN LIỆU ĐỐT LỊ 4.1 Nhiên liệu đốt lị và vai trị của nĩ
4.4.2. Thiết bị đốt nhiên liệu
Nhiên liệu đốt lị trước khi bị đốt cháy thì chúng phải trải qua quá trình bay hơi, trộn lẫn với khơng khí. Muốn cho quá trình bay hơi và trộn lẫn được tốt thì trước hết nhiên liệu cần phải bị xé thành các hạt sương cĩ kích thước nhỏ (hay cịn gọi là bụi dầu). Thơng thường để đạt được yêu cầu này thì nhiên liệu được phun ra từ một hệ thống kim phun cùng với việc sử dụng một chất khác để phá vỡ độ bền của các hạt sương. Chất đưa thêm này gọi là chất biến bụi, chất thường được sử dụng là khơng khí nén, hơi nước cĩ áp suất cao hay giĩ của quạt ly tâm cao áp.
Người ta dùng loại thiết bị để đốt chýa nhiên liệu lỏng gọi là mỏ phun. Nĩ cĩ nhiệm vụ biến bụi nhiên liệu để đưa hổn hợp chất biến bụi và nhiên liệu vào đốt cháy trong lị. Với nhiệm vụ này mỏ phun cần đảm bảo yêu cầu sau:
Biến dịng nhiên liệu thành sương và hồ trộn tốt với khơng khí
Bảo đảm cho nhiên liệu cháy với ngọn lửa bền và cĩ kích thước xác định Mỏ phun cĩ cấu tạo đơn giản, chắc chắn, bền và vận hành thuận tiện.
Nếu quá trình trao đổi nhiệt giữa mơi trường với hổn hợp của chất biến bụi và nhiên liệu tốt thì quá trình cháy xảy ra nhanh. Hạt dầu càng nhỏ, thời gian sấy nĩng càng ngắn, nhiên liệu bốc hơi càng nhanh và sự cháy xảy ra càng nhanh.
Cĩ nhiều loại mỏ phun nhiên liệu khác nhau, khí xét theo áp suất phun thì người ta chia chúng thành 2 loại: mỏ ohun cao áp và mỏ phun thấp áp.
4.4.2.1. Mỏ phun thấp áp
Sơ đồ cấu tạo mỏ phun thấp áp như hình dưới.
Khi mỏ phun làm việc, nhiên liệu vào mỏ phun qua ống dẫn 1, khơng khí vào qua đường dẫn 2. Nhiên liệu và khơng khí gặp nhau ở trước cửa ra của mỏ phun. Ở đây dầu biến thành bụi và hổn hợp bụi dầu và khơng khí qua miệng mỏ phun 3 vào để cháy ở trong lị. Áp suất của khơng khí khi vào mỏ phun là 5 kN/m2, tạo cho khơng khí chuyển động với tốc độ 70 - 80 m/s. Kiểu mỏ đốt này cĩ cấu tạo đơn giản, vận hành ổn định.
Nhược điểm của nĩ là phải giữ cho mỏ phun làm việc đủ cơng suất. Nếu cơng suất thay đổi thì chất lượng biến bụi dầu cũng ảnh hưởng rất nhiều.
Nếu cần giảm cơng suất nhiệt theo yêu cầu cơng nghệ trong lị thì khơng được giảm đến mức để cho tốc độ khơng khí nhỏ hơn 50 - 60 m/s. Loại mỏ này làm việc với hệ số tiêu hao khơng khí n = 1,1 - 1,25.
Sơđồ mỏ phun thấp áp
1-ống dẫn dầu; 2-ống dẫn khơng khí; 3-tường lị
4.4.2.2. Mỏ phun cao áp
Sơ đồ cấu tạo mỏ phun cao áp như sau:
Sơđồ mỏ phun cao áp
1-đường dẫn dầu; 2-cơ cấu hãm; 3-đường dẫn khơng khí làm chất biến bụi Các bộ phận chính của mỏ phun này là: ống dẫn dầu ở trong và ống dẫn chất biến bụi 3 bao bên ngồi. Ống dẫn khơng khí đợt hai đưa vào đốt cháy nhiên liệu được bố trí riêng ngay tại lị nơi đặt mỏ phun. Khi mỏ phun làm việc, chất biến bụi vào mỏ phun chuyển động xung quanh ống dẫn dầu và ra gặp dịng dầu ở đầu của mỏ phun. Tiết diện miệng ra của chất biến bụi quyết định lưu lượng chất biến bụi vào phá vỡ
dịng dầu cĩ thể thay đổi nhờ sự chuyển dịch của ống dẫn dầu. Đối với các mỏ phun đơn giản đây chính là cơ cấu điều chỉnh lượng tiêu hao chất biến bụi.
Nếu chất biến bụi là khơng khí nén thì áp suất là 400 - 600 kN/m2 Chất biến bụi là hơi nước thì áp suất hơi nước là 500 -1500 kN/m2
Để điều chỉnh lượng dầu qua mỏ phun ta đặt van điều chỉnh trên đường ống dẫn dầu trước mỏ phun.
Do chiều dài của ngọn lửa lớn nên mỏ phun này chỉ dùng được ở các lị cĩ chiều dài phù hợp. Cịn đối với các buồng đốt, buồng lị cĩ kích thước nhỏ thì khơng dùng được vì ngọn lửa sẽ va đập vào tường lị làm hỏng vật liệu xây lị.
Khơng khí nén hay hơi nước là hai chất được dùng để biến bụi dầu. Mặc dù chất biến bụi khác nhau nhưng về cấu tạo mỏ phun thì cơ bản khơng khác nhau. Chúng cĩ cùng các bộ phận chủ yếu để cho dịng chất biến bụi sau khi ra khỏi miệng ống dẫn với tốc độ lớn, đập vào dịng dầu và biến chúng thành những hạt bụi.
Các đặc tính của mỏ phun thấp áp và mỏ phun cao áp
Đặc tính Mỏ phun
Thấp áp Cao áp
Chất biến bụi dầu Khơng khí do quạt cấp Khơng khí nén hơi nước Áp suất của chất biến bụi,
kN/m2 2,59 - 8,8
Khơng khí nén : 400-600 Hơi nước : 500 - 1500 Lượng chất biến bụi (khơng
khí), % của tổng lượng khơng
khí cần đốt cháy nhiên liệu .. 100 7 - 12 Lượng khơng khí đợt hai, % của
tổng lượng khơng khí cần đốt cháy nhiên liệu ..
88 - 93 100 100
Nhiệt độ nung khơng khí, 0C 300 Khơng hạn chế Lượng chất biến bụi cho một kg
dầu, kg 0,6 - 0,8
Tốc độ chất biến bụi khi ra khỏi
miệng ống, m/s 50 - 80 Thường lớn hơn 330 đến 330, đơi khi Mức độ biến bụi (đường kính
Sự khác nhau giữa hai mỏ phun này chủ yếu là:
Trong mỏ phun thấp áp chất biến dầu thành bụi là khơng khí được cấp từ quạt ly tâm cĩ áp suất cao. Cịn trong mỏ phun cao áp chất biến bụi dầu là khơng khí nén hay hơi nước cĩ áp suất cao.
Ở mỏ phun thấp áp tất cả khơng khí cần để đốt cháy nhiên liệu đều đi qua mỏ phun. Nhiệt độ nung trước khơng khí khơng được lớn hơn 3000C để tránh hiện tượng phân huỷ nhiên liệu làm tắc mỏ phun.
Ở mỏ phun cao áp, lượng khơng khí nén đưa qua mỏ phun để biến bụi dầu chỉ chiếm 7 - 12 % tổng số khơng khí cần đốt cháy nhiên liệu, phần khơng khí cịn lại khơng đi qua mỏ phun mà qua một đường riêng vào lị gọi là khơng khí đợt hai. Lượng khơng khí này cĩ thể nung trước đến nhiệt độ cao phụ thuộc vào loại lị và dạng thiết bị thu hồi nhiệt.
Nếu khơng khí được nung ở thiết bị hồn nhiệt thì nhiệt độ nung đạt 1000- 12000C, cịn nung ở thiết bị trao đổi nhiệt thì nhiệt độ nung 500 - 6000C.