Процесс сжигания жидкого топлива в нагревательных печах включает следующие стадии:
- смешивание топлива с воздухом;
- подогрев воздуха и испарение;
- термическое разложение топлива;
- образование газовой фазы;
- воспламенение и горение газовой фазы (завершение процесса окисления).
Интенсивности протекания стадии подогрева, испарения и воспламенения способствуют тонкое распыление топлива и высокие температуры рабочего пространства печи. В горящем факеле существует два вида движения от сопла сжигающего устройства движется топливно-воздушная смесь, к соплу сжигающего устройства — пламя. Для устойчивого горения необходимо уменьшить скорость движения горючей смеси после выхода ее из сопла.
Скорость реакции горения жидкого топлива определяет длину факела. К примеру, горение замедляется, а длина факела увеличивается при:
- плохом распылении топлива;
- недостатке воздуха;
- неправильной подаче воздуха;
- низкой температуре пламени.
Длинное пламя дают прямоструйные сжигающие устройства. Горение начинается на расстоянии 1.5 метра и заканчивается на расстоянии примерно 2 метра.
Короткое пламя дают турбулентные сжигающие устройства. В них распыление начинается на расстоянии 100-200мм от насадка. Горение заканчивается на расстоянии 300-500мм.
Сжигание жидкого топлива осуществляется при помощи специальных устройств — форсунок.
Требования к форсункам:
- хорошее распыление и смешивание с воздухом;
- обеспечение устойчивого горения незатухающего факела;
- надежность в эксплуатации;
- простота и прочность конструкции;
- незасоряемость, удобство в чистке.
Все форсунки в зависимости от параметров воздушной среды, применяемой для распыления, делят на форсунки низкого и высокого давления.
Характеристика форсунок:
Характеристика | Форсунка низкого давления | Форсунка высокого давления |
Распылитель | вентиляторный воздух | компрессорный воздух, водяной пар |
Давление распылителя, кН/м2 | 2,94-8,82 | 588-1774 |
Доля распылителя, расходуемого на горение, % | 100 | 7-12 |
Доля вторичного воздуха, % | 0 | 88-93 |
Предельная температура подогрева воздуха, оС | 300 | не ограничивается |
Удельный расход распылителя на 1кг топлива | 1-1,5 | 0,6-0,8 |
Скорость выхода распылителя из форсунки, м/с | 50-80 | ?330 |
Степень распыления, мм | 0,5 | 0,05 |