5.1.1. Горелки, применяемые при равномерно-распределенном и прямом радиационных режимах работы печи Горелки с полным предварительным смешением (инжекционные горелки)

Для инжекционных горелок характерно хорошее предварительное смешение топлива с воздухом, и наименьший, по сравнению с горел­ками других типов, коэффициент избытка воздуха для обеспечения пол­ноты сгорания топлива. Уменьшение коэффициента избытка воздуха приводит к увеличению температуры горения. Поэтому горелки с предварительным смешением для аналогичного топлива дают наивысшую температуру горения.

Горелки подобного типа применяют при сжигании газа с низкой теплотой сгорания, а также для нагрева металла с большой ско­ростью. В последнем случае при сжигании газа с достаточной теп­лотой сгорания достигается наивысшая температура горения по сравнению с температурой горения, развиваемой при применении других типов горелок. Горелки с полным предварительным смешением целесообразно использовать также при сжигании топлива, не дающего светящегося пламени, например доменного газа. Горелки подобного типа обеспечивают концентриро­ванное выделение тепла в сравнительно небольшом объеме, дают короткий факел и позволяют вблизи горелки создавать зону высоких температур. При этом факел, создаваемый такими горелками, обладает относительно низкой излучательной способ­ностью, соответствующей спектру излучения трехатомных газов и . Передача тепла к ме­таллу определяется главным образом величиной температуры, полученной при сжигании топлива. В некоторых случаях инжекционные горелки используют для получения промежуточ­ного типа между прямым и косвенным радиационными режимами теплообмена. При этом пламя горелок направляется на свод печи.

Инжекционные горелки целесообразно применять для равномерного нагрева и рассредоточенного подвода топлива при помощи многочисленных мелких горелок. При этом отпадает необходимость в установке вентиляторов, воздухопроводов, устройств для регулирования подачи воздуха.

Типичная инжекционная горелка (рис. 5.1) работает следующим образом. Газообразное топливо под определенным давлением поступает в смеситель через входной патрубок 1. Далее выходя с большой скоростью через сопло 3, газ инжектирует необходимый для горения воз­дух. Воздух при этом подсасывается из окружающей атмосферы через коль­цевую щель между воздушной шайбой 2 и смешивающей трубой 4. Труба 4 предназначена для обеспечения полного смешения топлива и воздуха, ее длина не меньше семи ее диаметров. Полученная топливовоздушная смесь подается в рабочее пространство печи.

Рис. 5.1. Инжекционная горелка, работающая на холодном воздухе и газе: 1 – входной топливный патрубок; 2 – воздушная шайба; 3 – сопло; 4 – смешивающая труба

В таких инжекционных горелках при изменениях расхода одного и того же топлива автоматически поддерживается заданная величина коэффициента расхода (избытка) воздуха, потому что изме­нение расхода газа влечет за собой изменение количества инжекти­руемого воздуха. Таким образом, при ра­боте на холодном воздухе нет необходимости в воздухопрово­дах и вентиляторах, что является преимуществом.

Помимо работы на холодном атмосферном воздухе, инжекцион­ные горелки некоторых конструкций могут работать на подо­гретых газе и воздухе. Это важно для печей, отапливае­мых бедным топливом, например доменным газом.