В дизельных горелках распыл топлива осуществляется через форсунки. Конструктивно современные форсунки представляют собой сопло с установленным перед ним фильтром.
С помощью форсунок топливо дробится на мелкие капли, которые разлетаются в виде конуса с определенным углом и перемешиваются с воздухом. Чем шире угол конуса распыла, тем короче и шире факел за форсункой. Углы распыла подбираются в зависимости от геометрических размеров топок котлов. Для котлов с короткими топками применяются форсунки с большим углом распыла, чтобы факел не бил в заднюю стенку топки.
Регулирование мощности горелки осуществляется либо плавно посредством изменения давления топлива перед форсункой, либо ступенями посредством включения/выключения одной из нескольких форсунок установленных на горелке.
Для подбора форсунок для дизельных котлов необходимо знать: мощность котла, КПД котла, калорийность дизельного топлива, количество ступеней регулирования, наличие/отсутствие подогрева топлива перед горелкой, зависимость расхода топлива от давления перед форсункой, характеристики топливного насоса.
Ниже приведена таблица зависимости расхода от давления дизельного топлива для форсунок типа dunfoss. С помощью этой таблицы можно подбирать форсунки данного типа для котлов.
Пример 1. Требуется подобрать форсунки для дизельного котла мощностью 0,6 МВт работающего с КПД 91%. Теплота сгорания дизельного топлива 43,12 МДж/кг. Горелка с двухступенчатым регулированием — 50 и 100% мощности (используется две одинаковые форсунки). Топливный насос развивает max давление в 20 бар.
1.Определяем требуемую мощность горелки – делим мощность котла на КПД котла и результат умножаем результат на 100. (0,6/91)*100=0,66 МВт.
2.Определяем расход топлива горелкой – требуемую мощность делим на теплоту сгорания дизельного топлива, результат умножаем на 3600 с. (0,66/43,12)*3600=55 кг/ч.
3. Определяем требуемый расход топлива через форсунку – расход топлива горелкой делим на количество форсунок. 55/2=27,5 кг/ч.
4.По таблице подбираем форсунку с требуемым расходом. Учтем, что max давление топливного насоса ограничено 20 барами. Интересующая нас форсунка находится в столбце для 19 бар в строчке с расходом 28,12 кг/ч. Таким образом, к котлу подойдет форсунка USGal/h 5,50 – 2 шт.
Пример 2. Требуется подобрать форсунки для дизельного котла мощностью 0,05 МВт работающего с КПД 92%. Теплота сгорания дизельного топлива 43,12 МДж/кг. Горелка с плавным регулированием в диапазоне 50-100% мощности (используется одна форсунка). Есть подогрев топлива перед горелкой. Топливный насос развивает max давление в 28 бар.
1.Определяем требуемую мощность горелки – (0,05/92)*100=0,054 МВт.
2.Определяем расход топлива горелкой с учетом его подогрева. Подогретое топливо имеет более низкую вязкость и поэтому истекает из форсунки быстрее. В этом случае расход топлива необходимо увеличить на 10%. (0,054/43,12)*3600*1,1=4,95 кг/ч.
3.Определяем расход топлива горелкой для нижней границы диапазона регулирования мощности. 4,95*50/100=2,48 кг/ч.
4.По таблице подбираем форсунку, обеспечивающую требуемые расходы во всем диапазоне регулирования. Интересующая нас форсунка в столбце с давлением 26 бар в строчке с расходом 5,08 кг/ч (минимальный расход в 2,44 кг/ч будет обеспечен при давлении 6 бар). Таким образом, к котлу подойдет форсунка USGal/h 0,85 – 1 шт.