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[科普中国]-介质式雾化器

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介质式雾化器是利用高速喷射的介质(蒸汽或空气)冲击油流,并将其吹散而达到雾化的。常用的高压雾化介质是蒸汽(也可用压缩空气)。雾化压力一般为0.2~0.7 MPa。高压介质雾化器常分为外混式(气体和油在喷嘴外混合)和内混式(气体和油在喷嘴内混合)。内混式喷嘴的供油压力一般为0.03~0.05 MPa,原则上只要求油能均匀流动就可以了,因为此时油是靠高速喷射气流引射而产生雾化的。这种喷嘴的喷孔直径较大,即使燃油中混入一点儿杂质,也不易堵塞。1

外混式蒸汽雾化喷嘴图1(1-油管;2-蒸汽套管;3-定位螺丝;4-定位爪)为外混式蒸汽雾化喷嘴。油由中心管1流出,套管2中通蒸汽。中心管1相对于套管2的轴向位置可借助于手轮来调节,以改变蒸汽出口截面,使蒸汽和油保持合适的配比。这种喷嘴的出力较小,为10~400kg/h,油压通常为0.2~0.25 MPa,汽压一般应在0.5 MPa以上,平均汽耗量为0.4~0.6 kg(汽)/kg(油);火焰细长,长度为2.5~7 m。1

这种喷嘴的结构简单,制造方便,运行可靠,它的雾化质量比较好,而且稳守,调节比很大,可达1:5以上,对油种的适应性也很好。但是,它的汽耗量太大,影响锅炉运行的经济性。此外,工作时有噪音,雾化不太好时,锅炉冒黑烟,锅炉尾部油垢较多。故一般用于小容量的自然通风喷嘴,也适用于燃用粘度较高的重油,或要求火焰长的炉子。1

Y型蒸汽雾化喷嘴Y型蒸汽雾化喷嘴如图2(1-喷嘴头部;2,3-垫圈;4-螺帽;5-外管;6-内管;7-油孔;8-汽孔;9-混合孔)所示,其油孔、汽孔、混合孔三者呈Y形相交。这是一种新型的内混式蒸汽喷嘴。油从外管5进入喷嘴头部的油孔7,蒸汽从内管6进汽孔8,油和蒸汽在混合孔9中相遇,油在这里和汽流撞击被初步破碎,并形成乳化状态的油汽混合物,然后再经混合孔前面的喷口喷到炉内,雾化成细滴。喷孔一般为6、8、10个,与喷嘴轴线对称分布。1

Y型喷嘴的出力可达10000 kg/h,一般为3000~7000 kg/h;AEl油压为0.7~2.1 MPa,一般蒸汽压力比油压高0.1~0.2 MPa,通常为1 MPa。当然,蒸汽压力越高,雾化质量越好,但汽耗量增大,而且汽压过高还容易将火吹灭。Y型喷嘴近年来有了较大改进,包括:改进了喷嘴的密封结构,以减少油、汽的泄漏;增加喷孔数,提高入口油压,以改善雾化质量,并使出力提高。这一切使Y型喷嘴不仅比普通的蒸汽雾化喷嘴,而且比离心式喷嘴都较优越。其优点主要有:由于油、汽通过分散的细孔道混合,使油的雾化质量很好,油滴平均直径甚至可达50um左右;调节比很大,可达1:6~1:10,而且在任何负荷下都能保持雾化角不变;喷孔的加工光洁度对雾化质量的影响不明显;能适用于各种液体燃料(包括轻油)。最大优点是汽耗量很小,甚至仅需0.014~0.03 kg(汽)/kg(油),一般为0.07~0.14 kg/kg,仅为普通蒸汽喷嘴汽耗量的1/4左右。上述优点说明,这种喷嘴能适用于大型锅炉,特别是低氧燃烧。因为在大型锅炉中,压力雾化喷嘴要求有很高的进油压力,而低氧燃烧时则要求雾化质量非常好。Y型喷嘴的缺点主要是:保养较难,当油质较差,管内有杂质时,喷孔易被堵塞,工作时有噪声。1

低压空气雾化喷嘴低压空气雾化喷嘴的结构如图3所示。油在较低压力(0.03~0.1 MPa)下从喷嘴中心喷出,速度较高的空气(约80m/s左右)从油的四周喷入,将油雾化。所需风压约为2000~7000 Pa。这种喷嘴的出力为2~300 kg/h,一般用于100 kg/h以下。1

这种喷嘴的雾化质量较好,能使空气全部参加雾化,火焰较短,油量调节范围广,通常在1:5以上,对油质要求不高,从一般重油到轻油均可以燃烧,能量消耗较低,而且系统简单,装卸方便,适用于小型锅炉和小容量的工业炉。1

本词条内容贡献者为:

郑国忠 - 副教授 - 华北电力大学