В корпус каких горелок воздух подается с помощью вентилятора
Обновлено: 14.05.2024
Газовая горелка – один из важнейших компонентов котлов. От ее качества, состояния, конструкции зависит эффективность сжигания газа и генерации тепла. Этот модуль равномерно распределяет поступление топлива к соплам. Там оно смешивается с воздухом, горит, нагревая теплообменник. Насколько различны модификации агрегатов на газе, представленных на рынке, настолько разнообразны виды газовых горелок для котлов. Каждый производитель рекомендует покупать для замены вышедшего из строя устройства модели, аналогичные тем, которые устанавливаются на заводском конвейере.
Особенности конструкции и принцип действия
Устройство газовой горелки для котла – просто. Модуль сформирован несколькими рабочими компонентами:
- выброс топлива происходит через форсунки;
- датчики мониторят огонь;
- автоматика наблюдает за температурой;
- поджигание топлива выполняет розжиг.
Принцип работы газовой горелки котла следующий: автоматика мониторит несоответствие температурных параметров теплоносителя и требуемых показателей и отправляет команду на открытие газоклапана, топливо подается к соплам, система розжига воспламеняет его, когда нагрев достигает нужных значений, подача газа перекрывается. К этим модулям, согласно действующим в России нормативам, предъявляются следующие требования:
- Небольшой шум в работе.
- При розжиге топлива не должно быть посторонних звуков и событий.
- Длительный срок службы.
- Одно из важнейших условий – полное сгорание природного газа, который выделяет угарный газ и другие опасные соединения.
Типы газовых горелок для котлов
По назначению
- Промышленные. Это устройства для мощных котлов, их производительность варьируется от 120 до 250 кВт.
- Бытовые. Модели малой производительности – до 120 кВт.
По типу топлива
- на природном газе;
- на сжиженном газе.
Модификации различаются размерами форсунок и номинальным давлением. В оборудовании торговых европейских марок для жилого сектора устанавливают горелки, способные функционировать от обоих видов топлива.
По типу регулировки
- Одноступенчатые. Самая распространенная версия – простая и надежная, которая может только включаться и выключаться с периодичностью, определяемой режимом работы и остыванием теплоносителя. Вариант – энергонезависимый, но с большим расходом топлива.
- Двухступенчатые. Они предназначены для котлов с точной регулировкой газа, способны работать в двух режимах: треть мощности и полная мощность. Эти модули горят непрерывно, автоматика обеспечивает экономичное потребление газа.
- Модулируемые. Самая экономичная версия, мощность изменяется автоматически. Универсальные модули разрешают существенно экономить топливо.
- Двухступенчатые с модуляцией. Принцип функционала аналогичен двухступенчатым, но переключение с режима на режим осуществляется без рывков. Эти энергонезависимые универсальные устройства обеспечивают экономичное потребление топлива, разрешают выполнять регулировки.
От типа регулировки устройства зависят нормативы, которые будут предъявляться к оборудованию, а также установка в камеру сгорания определенного типа: открытую или закрытую.
Виды горелок для котлов
Атмосферные
Это горелки с простым функционалом: топливо подается к ней по газовой трубке, в эжектор, регулируемый прижимной гайкой, поступает газ и воздух, образовывается газо-воздушная смесь. При расширении прорези увеличивается приток кислорода, при сужении – уменьшается. Процесс можно регулировать вручную. Смесь воздуха и газа поступает в горелку и далее через сопла в камеру сгорания. Большое преимущество модулей такого типа – небольшие отверстия, из которых образуются маленькие языки пламени, они не создают высокого давления, газ сгорает и эффективно, и равномерно. Производители уменьшают диаметр отверстий за счет увеличения их числа на единицу площади.
Важно! Атмосферные горелки для бытового отопительного оборудования по функционалу тождественны модулям подовых промышленных установок, поскольку многие конструкторы считают такую конструкцию простой и максимально надежной. Ее устанавливают и в бюджетных моделях котлов, и в дорогом оборудовании.
Больше об устройстве и работе горелок атмосферного типа в видео
Вентиляторные
Работа таких устройств осуществляется на базе другого принципа – воздух нагнетается к горелке принудительно. Достоинства технологии в более точном дозировании, следовательно, более эффективном сжигании газа. Преимущественно такие устройства используются в закрытых камерах, где надув рентабелен. В атмосферных модулях смесь воздуха и газа формируется на входе, а в вентиляторных устройствах – уже перед камерой сгорания. Горелки этого типа чаще используют в оборудовании, укомплектованном автоматикой. Устройство газовой горелки для котла с автоматикой сложное и состоит из таких компонентов:
- газовый фильтр для очистки топлива от примесей и загрязнений;
- реле контроля над давлением, при повышении показателей оно перекрывает подачу топлива, при нормализации значений включает систему;
- редуктор стабилизации давления на выходе из горелки, он обеспечивает нормальные показатели, даже если в газопроводе оно имеет другие параметры;
- регулятор подачи топлива;
- регулятор давления топлива;
- реле вентилятора, которое отправляет команду на клапан о прекращении подачи газа при остановке кулера.
Вентиляторные горелки – энергозависимы, поэтому, если принято решение об установке этого типа устройства в частном доме на территории, где часты перебои подачи электроэнергии, следует обеспечить его независимым питанием.
Менее популярные модификации горелок для газового котла по принципу работы:
- Диффузионные. В них смешивание воздуха и газа происходит при горении.
- Инжекционные. В таких модификациях газ обогащают кислородом до подачи в топку.
- Рекуперативные. В таких устройствах газ сначала разогревает рекуператор и затем смешивает его с воздухом.
- Регенеративные. Аналогичны рекуперативным, но разогрев выполняет регенератор. Он сначала греет воздух и газ и только после этого отправляет смесь в топку.
- С предварительным полным и неполным смешиванием. В них воздух в определенном объеме добавляется в непосредственной близости отверстий.
Обратите внимание! Важный параметр горелки – тип розжига. Самые простые варианты: пьезоустройство или спички. Более сложный: электронное воспламенение посредством высоковольтного преобразователя.
Критерии выбора газовой горелки для котла
- Производительность. От мощности горелки напрямую зависит мощность отопительного автономного оборудования в целом. По этому параметру устройство должно быть тождественным котлу.
- Уровень шума. Коэффициент производимого в работе шума указывается в сопроводительных документах к устройству. В вентиляторных модулях интенсивность звуков усиливается кулером. Некоторые европейские производители обустраивают горелки шумоизоляцией.
- Соотношение достоинств и недостатков. У каждого модуля есть свои преимущества и минусы. Например, модулируемые устройства должен настраивать специалист, и стоят они дорого. Атмосферные устройства доступны, но расходуют до 20% больше газа.
- Тип оборудования. Настенные модели комплектуются только встраиваемыми модулями. Оборудование с закрытой камерой – терминированными устройствами. В напольном котле может быть установлена горелка любого вида.
- Тип топлива. В атмосферных агрегатах лучше горит природный газ, чтобы перейти на сжиженное топливо потребуется модернизация с заменой форсунок и эжекторов, регулировкой автоматики на работу при более низком давлении. Для работы оборудования с баллонным топливом лучше установить модулируемое или двухступенчатое устройство.
Узнать про номинальную мощность газовых горелок можно при просмотре ролика
- Адаптация к российскому газу. В государствах Евросоюза параметры давления газа в газомагистралях критично отличается от значений в российских газопроводах. В результате самое надежное оборудование ведущих торговых марок Европы утрачивает работоспособность.
На заметку! От типа горелки зависит конструкция теплообменника, камеры сгорания, система отвода газа и выхлопа.
Коротко о главном
Конструкция газовой горелки – проста, ее легко демонтировать и устанавливать самостоятельно: она вставляется в отверстие внизу камеры сгорания, на корпусе крепится с помощью винтов, к газопроводу присоединяется накидной гайкой. Для замены лучше покупать устройства, рекомендованные производителем котла.
Приходилось ли вам выбирать газовую горелку? На какие параметры вы обращали внимание и какую в итоге горелку вы выбрали?
На сайте приведены основные сведения о системах газоснабжения, об устройстве и эксплуатации бытовой газовой аппаратуры, управления газовым хозяйством. Для подготовки и повышения квалификации слесарей газового хозяйства, будет интересна также инженерно-техническим работникам, специалистам и ответственным за безопасную эксплуатацию и ремонт оборудования систем газоснабжения.
Практическое пособие для слесаря газовогохозяйства
воскресенье, 28 декабря 2014 г.
Горелки с принудительной подачей воздуха
Горелки с принудительной подачей воздуха
У горелок с принудительной подачей воздуха процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке. Газ сгорает коротким и несветящимся пламенем. Воздух, необходимый для сгорания газа, подается в горелку принудительно с помощью вентилятора. Подача газа и воздуха производится по отдельным трубам.
Горелки с принудительной подачей воздуха часто называют двухпроводными и смесительными. Наиболее распространенные конструкции этих горелок работают на низком давлении газа и воздуха, однако некоторые конструкции можно использовать и при среднем давлении газа.
Горелки предназначены для установки в топках котлов, а также в нагревательных и сушильных печах и др.
Например, горелка с принудительной подачей воздуха низкого давления. Газ давлением до 1 200 Па поступает в сопло и выходит из него через восемь отверстий диаметром 4,5 мм. Отверстия расположены под углом 30 0 к оси горелки. В корпусе горелки установлены специальные лопатки, придающие потоку воздуха вращательное движение. Таким образом, газ в виде мелких струек поступает в закрученный поток воздуха, что способствует хорошему перемешиванию. Горелка заканчивается керамическим тоннелем, имеющим запальное отверстие.
Основные достоинства горелок с принудительной подачей воздуха: высокая производительность; широкий диапазон регулирования производительности горелок; возможность работы на подогретом воздухе.
В существующих разнообразных конструкциях горелок интенсификация процесса образования газовоздушной смеси достигается следующими способами: разбиением потоков газа и воздуха на мелкие потоки, в которых проходит смесеобразование; подачей газа в виде мелких струек под углом к потоку воздуха; закручиванием потока воздуха различными приспособлениями, встроенными внутрь горелок.
Газ и воздух подаются под давлением. Сопло профилированное, чтобы получить ровную струю. Смешение у данной горелки целиком внешнее из-за этого пламя длинное. Различные конструкции горелок стремятся сделать турбулентным поток воздуха, для этого в камере могут быть смонтированы лепестки и лентообразные формы, чтобы их закрутить.
Воздух в горелки подается центробежными или осевыми вентиляторами низкого и среднего давления. Вентиляторы могут быть установлены на каждой горелке или один вентилятор на определенную группу горелок. При этом, как правило, весь первичный воздух подается вентиляторами, вторичный же практически не влияет на качество горения и определяется только подсосом воздуха в топочную камеру через неплотности топочной арматуры и лючки. Преимуществами горелок с принудительной подачей воздуха являются: возможность применения в топочных камерах с различным противодавлением, значительный диапазон регулирования тепловой мощности и соотношения газ — воздух, сравнительно небольшие размеры факела, незначительный шум при работе, простота конструкции, возможность предварительного подогрева газа или воздуха и использования горелок большой единичной мощности.
Характеристика и конструкция горелки с регулируемой длиной факела.
При подаче топлива только в центр канала образуется не турбулязированная струя, перемешивание с воздухом занимает большее время и формируется длинное пламя. При подаче топлива по кольцевой перемешивание происходит быстрее и формируется короткое пламя. Система управления и подачи топлива регилирует подачу в оба патрубка и тем самым добиваются нужной длины пламени.
Характеристика и конструкция горелок низкого давления.
Различают Г. г. диффузионные, инжекционные, двухпроводные, комбинированные и газотурбинные. По величине давления газа, подаваемого в Г. г., различают горелки низкого [до 5кн/м 2 (0,05 кгс/см 2 )], среднего [5—300 кн/м 2 (0,05—3,0 кгс/см 2 )] и высокого [св. 300 кн/м 2 (3.0 кгс давления. В зависимости от метода сжигания газа Г. г. бывают факельными (частичное и незавершённое смешение газа с воздухом) и бесфакельными (полное предварительное смешение).
Основные элементы Г. г.: смеситель и горелочная насадка со стабилизирующим устройством. В зависимости от назначения и условий эксплуатации Г. г. её элементы имеют различное конструктивное исполнение. В диффузионных Г. г. в камеру сжигания подводится газ и воздух. Смешение газа и воздуха происходит в камере горения. Большинство диффузионных Г. г. монтируют на стенках топки или печи. В котлах получили распространение т. н. подовые Г. г., которые размещаются внутри топки, в нижней её части. Подовая Г. г. состоит из одной или нескольких газораспределительных труб, в которых просверлены отверстия. Труба с отверстиями устанавливается на колосниковой решётке или поду топки в щелевом канале, выложенным из огнеупорного кирпича. Через огнеупорный щелевой канал поступает требуемое количество воздуха. При таком устройстве горение струек газа, выходящих из отверстий в трубе, начинается в огнеупорном канале и заканчивается в топочном объёме. Подовые горелки создают малое сопротивление прохождению газа, поэтому они могут работать без принудит, дутья. Диффузионные Г. г. характеризуются более равномерной температурой по длине факела. Однако эти Г. г. требуют повышенного коэффициента избытка воздуха (по сравнению с инжекц.), создают более низкие тепловые напряжения топочного объёма и худшие условия для догорания газа в хвостовой части факела, что может приводить к неполному сгоранию газа.
Диффузионные Г. г. применяют в промышленных печах и котлах, где требуется равномерная температура по длине факела. В некоторых процессах диффузионные Г. г. незаменимы. Например, в стекловаренных, мартеновских и др. печах, когда идущий на горение воздух подогревается до температур, превышающих температуру воспламенения горючего газа с воздухом. Успешно применяются диффузионные Г. г. и в некоторых водогрейных котлах.
Широкое распространение получили двухпроводные горелки (с принудительной подачей воздуха), в которых необходимый для горения воздух подаётся вентилятором. Двухпроводные (т. н. дутьевые) Г. г. работают на газе низкого и среднего давления. Горелки имеют малые габариты, обладают большой производительностью при бесшумной работе; их можно применять в топочных устройствах с различной величиной противодавления и регулировать соотношение газа и воздуха. Для сокращения длины факела пламени газовый, а иногда и воздушный поток дробят на отдельные тонкие струйки, закручивают потоки газа и воздуха под углом друг к другу.
Для оперативного перехода с одного вила топлива на другой (особенно в зимние месяцы), а также для совместного сжигания различных видов топлива используют комбинированные горелки: газо-мазутные и пылегазовые. Комбинированные горелки применяют также, когда требуется создать светящееся пламя или когда на газе невозможно обеспечить нужную температуру в топке. Газо-мазутная горелка (рис. 2) состоит из газовой, воздушной и жидкостной частей, обеспечивающих соответственно подвод необходимых для сжигания количества газа, воздуха и мазута. В пыле-газовой горелке для сжигания природного газа в крупных котлах электрических станций газ поступает через периферийные отверстия и направляется к центру, смешиваясь по пути с закрученным потоком воздуха. Горелка снабжена телескопическим устройством с винтовым приводом, позволяющим убирать внутрь трубу, по которой подаётся в топку воздушно-пылевая смесь при работе котлов на газовом топливе. Телескопическое устройство препятствует попаданию пыли в щели между передвижной и стационарной частями трубы.
Если по какой-то причине вы не можете позвонить нам, мы с удовольствием сами перезвоним вам в удобное для вас время.
Вы можете оставить свои данные в форме ниже, и наши специалисты обязательно свяжутся с вами в указанное время.
Газогорелочные устройства (горелки) предназначены для подачи к месту горения в зависимости от технологических требований подготовленной газовоздушной смеси или раздельно газа и воздуха, а также для обеспечения устойчивого сжигания газового топлива и регулирования процесса горения.
Газогорелочные устройства (горелки) предназначены для подачи к месту горения в зависимости от технологических требований подготовленной газовоздушной смеси или раздельно газа и воздуха, а также для обеспечения устойчивого сжигания газового топлива и регулирования процесса горения. Комбинированные газомазутные и пылегазовые горелки позволяют сжигать одновременно или раздельно газ и мазут или газ и угольную пыль.
К горелкам предъявляют следующие требования:
- основные типы горелок должны изготавливаться на заводах серийно по техническим условиям. Если горелки изготовляют по индивидуальному проекту, то при вводе в эксплуатацию они должны пройти испытания для определения основных характеристик;
- горелки должны обеспечивать пропуск заданного количества газа и полноту его сжигания с минимальным коэффициентом расхода воздуха α, за исключением горелок специального назначения (например, для печей, в которых поддерживается восстановительная среда);
- при обеспечении заданного технологического режима горелки должны обеспечить минимальное количество вредных выбросов в атмосферу;
- уровень шума, создаваемого горелкой, не должен превышать 85 дБ при измерении шумомером на расстоянии 1 м от горелки и на высоте 1,5 м от пола;
- горелки должны устойчиво работать без отрыва и проскока пламени в пределах расчетного диапазона регулирования тепловой мощности;
- у горелок с предварительным полным смешением газа с воздухом скорость истечения газовоздушной смеси должна превышать скорость распространения пламени;
- для сокращения расхода электроэнергии на собственные нужды при использовании горелок с принудительной подачей воздуха сопротивление воздушного тракта должно быть минимальным;
- для уменьшения эксплуатационных расходов конструкция горелки и стабилизирующие устройства должны быть достаточно просты в обслуживании, удобны для ревизии и ремонта;
- при необходимости сохранения резервного топлива горелки должны обеспечивать быстрый перевод агрегата с одного топлива на другое без нарушения технологического режима;
- комбинированные газомазутные горелки должны обеспечивать примерно одинаковое качество сжигания обоих видов топлива – газового и жидкого (мазута).
Образцы вновь создаваемых и действующих газогорелочных устройств подлежат государственным испытаниям.
Главной характеристикой горелки является её тепловая мощность, под которой понимают количество теплоты (ккал/ч), способное выделиться при полном сгорании газа, поданного через горелку. Тепловую мощность можно подсчитать, умножив расход газа (м3/ч) на его низшую теплоту сгорания (ккал/м3).
Основные параметры горелок определены ГОСТ 17356-71:
- номинальная тепловая мощность — максимально достигнутая мощность при длительной работе горелки, химической неполноте сгорания, не превосходящей установленной нормы, и при принятом минимальном α;
- номинальное давление газа (воздуха) перед горелкой — давление газа (воздуха), соответствующее номинальной тепловой мощности при атмосферном давлении в камере сгорания;
- номинальная относительная длина факела — расстояние по оси факела от выходного сечения горелки, измеренное при номинальной тепловой мощности в калибрах выходного отверстия, до точки, где концентрация СО2 при αг =1 составляет 95% от максимального значения;
- коэффициент предельного регулирования горелки по тепловой мощности — отношение максимальной тепловой мощности и минимальной. Максимальная мощность составляет 0,9 от мощности, соответствующей верхнему пределу устойчивой работы горелки, а минимальная — 1,1 от мощности, соответствующей нижнему пределу устойчивой работы горелки;
- коэффициент рабочего регулирования горелки по тепловой мощности — отношение номинальной тепловой мощности к минимальной;
- удельная теплоемкость — отношение массы горелки к номинальной тепловой мощности;
- шумовая характеристика горелки — уровень звукового давления, создаваемого работающей горелкой в зависимости от спектра частот.
ГОСТ 17357-71 классифицирует газовые горелки по следующим 6 главным признакам:
- способ подачи воздуха на горение:
- за счет разрежения в топке или конвекции;
- инжекция воздуха газом;
- инжекция газа воздухом;
- принудительно без смешения с газом в горелке;
- принудительно с образованием газовоздушной смеси в горелке;
- принудительно от вентилятора, ротор которого вращается за счет энергии газа;
- номинальное давление газа и воздуха;
- теплота сгорания газа;
- номинальная тепловая мощность;
- номинальная относительная длина факела;
- локализация пламени, под которой понимают метод сжигания газа:
- в свободном факеле;
- в огнеупорном туннеле и камере;
- на огнеупорной поверхности;
- в пористой, перфорированной или зернистой огнеупорной массе.
Горелки с поступлением воздуха к месту горения за счет разрежения или конвекции
При работе горелки в открытом пространстве воздух к месту горения поступает в основном за счет конвекции и частично за счет инжектирующей способности горящего факела.
При установке горелки в топку агрегата воздух к месту горения поступает в основном за счет разрежения в топке и частично за счет конвекции. Смешение газа с воздухом осуществляется не в самой горелке, а за ней — в амбразуре или топке одновременно с процессом горения. Такие горелки называют горелками внешнего смешения или диффузионными, они просты по устройству и практически бесшумны. Диффузионный факел наиболее устойчив по отношению к отрыву, проскок пламени невозможен. Однако по сравнению с горелками с предварительной подготовкой газовоздушной смеси длина факела у них больше, что соответственно требует наличия больших объемов топки. Полнота сгорания газа достигается при меньших тепловых напряжениях топочного объема и большем α, значение которого зависит от разрежения в топке.
Диаметр газовых отверстий в таких горелках принимают 0,5-3,0 мм, а расстояние между ними в зависимости от их диаметра и характеристики сжигаемого газа — от 4 до 16 диаметров отверстий. При большем расстоянии пламя не сможет переходить от одного отверстия к другому. Наоборот, при малом расстоянии между отверстиями пламени будут сливаться в одно, затрудняя подход воздуха к каждому факелу в отдельности, что ухудшает перемешивание газа с воздухом и приводит к неполноте горения.
Для повышения эффективности работы эти горелки обычно изготовляют с 2 рядами отверстий под углом 60-90° друг к другу. Кроме того, их устанавливают над колосниками или перфорированными металлическими листами, через отверстия которых к газовым отверстиям более или менее организованно поступает воздух. Побудительной силой для движения воздуха является разрежение в топке, создаваемое дымовой трубой или дымососом.
Горелки с инжекцией воздуха газом
Горелки этого типа называются инжекционными, так как воздух в них подсасывается (инжектируется) за счет энергии газовых струй, выходящих из одного или нескольких сопл. У односопловой горелки струя газа, поступающего из газопровода под давлением, выбрасывается из сопла с большой скоростью, в результате чего в инжекторе смесителя создается разрежение. За счет разрежения окружающий воздух подсасывается в горелку и при движении вдоль смесителя смешивается с газом. Газовоздушная смесь проходит через горло смесителя (узкая часть), выравнивающее струю смеси, и поступает в его расширяющуюся часть — диффузор, где скорость смеси снижается, а давление возрастает. После диффузора газовоздушная смесь поступает или в конфузор, где её скорость увеличивается до расчетной, и через устье подается к месту горения, и ли в коллектор с огневыми отверстиями. Выходя из этих отверстий, газовоздушная смесь сгорает в виде маленьких голубовато-фиолетовых факелов с внутренним конусом зеленовато-голубого цвета.
Инжекционные горелки делят на горелки среднего давления, способные инжектировать весь воздух, необходимый для полного сгорания газа, и горелки низкого давления, чаще всего инжектирующие только часть воздуха, который называют первичным. Остальной воздух — вторичный — поступает в зону горения за счет разрежения в топке или за счет конвекции в атмосфере. Устойчивая работа горелок среднего давления без отрыва пламени возможна только при наличии стабилизатора пламени. Горелки низкого давления могут работать без специальных стабилизирующих устройств.
Характерной особенностью работы инжекционных горелок является зависимость коэффициента расхода первичного воздуха α перв от разрежения (противодавления) в топке. При постоянном положении воздушной заслонки с ростом разрежения α перв увеличивается, с ростом противодавления уменьшается. Чем больше давление инжекторного газа, тем меньше сказывается эта зависимость: наибольшее влияние разрежение (противодавление) в топке оказывает на работу горелок низкого давления, минимальное — на работу горелок среднего давления при давлении перед соплом более 0,4-0,5 кгс/см2.
Некоторые конструкции инжекционных горелок не имеют диффузорной части (инжекция и смешение происходят в цилиндрическом смесителе) и регулирующей воздушной заслонки.
Основные достоинства: отсутствие затрат электроэнергии на привод вентилятора для подачи воздуха, автоматическое поддержание в определенных пределах расчетного соотношения количеств газа и инжектируемого воздуха и их хорошее перемешивание. Недостатки: ограниченный диапазон регулирования при значении α около 1, высокий уровень шума при использовании газа среднего и высокого давления, зависимость инжекционной способности от степени разрежения в топке, трудность использования подогретого воздуха.
Горелки с инжекцией газа воздухом
Горелки, инжектирующие газ воздухом, являются горелками с принудительной подачей воздуха и часто называются горелками с активной воздушной струей. В них для подсоса газа используется энергия струй сжатого воздуха, а давление газа перед горелкой поддерживается постоянным с помощью специального регулятора. Так как масса воздуха, необходимого для горения, значительно больше массы сжигаемого при этом газа, то для образования газовоздушной смеси с расчетным α при инжекции газа воздухом необходимое давление последнего может быть обеспечено вентилятором. Важным достоинством горелок является возможность их использования на холодном или подогретом воздухе в топках с большим противодавлением или переменным давлением. Подача газа в смеситель возможна со скоростью, близкой к скорости воздуха. Недостаток – необходимость установки специального регулятора на каждую горелку или группу горелок.
Горелки с принудительной подачей воздуха без предварительной подготовкой газовоздушной смеси
В горелках этого типа смешение газа с воздухом осуществляется вне горелки одновременно с горением газа, и длину факела практически определяет путь, на котором это смешение заканчивается. В свою очередь, путь смешения зависит от конструкции горелки и соотношения скоростей выхода газа и воздуха. При необходимости удлинения факела потоки газа и воздуха, выходящие из устья горелки, направляют параллельно друг другу, а давление газа и воздуха принимают возможно более близкими. Для укорочения факела газ подают в виде струек, направленных под углом к потоку воздуха, осуществляют крутку воздуха, увеличивают разницу в давлениях газа и воздуха и т.п.
По методу подготовки смеси и процессу горения эти горелки являются диффузионными, проскок пламени у них невозможен. По отношению к отрыву факел более устойчив, чем у других горелок, что позволяет регулировать тепловую мощность в широком диапазоне. Если по технологическому процессу требуется длинный факел регулируемой длины и равномерное распределение температур по объему печи (например, печи для обжига цементного клинкера), то это достигается применением диффузионных горелок. В печах с особо высокотемпературным режимом (мартеновские, стекловаренные и т.п.), где воздух приходится подогревать до 800-1000° С и более, тоже используют в основном диффузионные горелки: предварительное смешение газа с воздухом, нагретым до этих температур, приведёт к воспламенению смеси в горелки до выхода в топку.
В котлах диффузионные горелки с принудительной подачей воздуха также нашли применение: при переводе котлов с твердого на газовое топливо для обеспечения равномерности распределения тепловых потоков – подовые горелки, при необходимости сохранения резервного твердого топлива – вертикальные щелевые и др.
Горелки с принудительной подачей воздуха и предварительной подготовкой газовоздушной смеси
Во многих горелках воздух подают к месту смешения с газом закрученным потоком. Наиболее распространенные устройства для крутки: направляющие лопаточные аппараты с постоянным или регулируемым углом установки лопаток, улиточная форма корпуса горелки, тангенциальная подача воздуха в цилиндрический корпус. В горелках для котлов большой производительности применяют также тангенциальные лопаточные закручиватели. Увеличение степени крутки интенсифицирует процессы смесеобразования и горения топлива, но при этом возрастает сопротивление горелки и расход электроэнергии.
В зависимости от конструкции горелки качество смешения газа с воздухом может быть самым различным: в смесительной камере может только начинаться подготовка газовоздушной смеси, заканчиваясь вместе с процессом горения, а может быть в ней полностью подготовлена для сгорания. Смесительная камера горелки обычно имеет небольшой объем, а скорость вылета смеси из устья при номинальной тепловой мощности 10-50 м/с.
Комбинированные горелки — газомазутные и пылегазовые, как правило, имеют принудительную подачу воздуха. Мазутная форсунка располагается по оси горелки и в зависимости от принятой конструкции во время работы на газе удаляется или отодвигается от устья во избежания перегрева. Для сжигания мазута используется воздух, поступающий через те же воздухонаправляющие устройства, которые служат при работе на газовом топливе.
Читайте также: