Горелки с частичным предва­рительным смешением

Применение полного предварительного смешения газа с воздухом обеспечивает корот­кий, практически не светящийся факел, а применение горелок с внешним смешением дает длинный и, если в топливе есть углеводороды, светящийся факел. Однако, в некоторых случаях, преимущественно в печах небольших размеров, не­обходимо получить факел, обладающий про­межуточными характеристиками, т. е. слабо светящийся и умеренной длины. В этих слу­чаях применяют горелки с частичным предварительным смешением (рис. 5.5). Здесь часть воздуха через отверстия 4 попа­дает в газовую трубку и смешивается с газом. Остальной воздух смешивается с газом на выходе из горелки, как в пламенных горелках. Такие горелки рассчитаны на сравнительно небольшую теплопроизводительность и при­меняются в нагревательных печах машиностроительных заводов.

Рис. 5.5. Турбулентная горелка с частичным предварительным смешением: 1 – подвод газа; 2 – подвод воздуха; 3 – отверстие для поджигания горелки; 4 – отверстия для прохода воздуха в газовый канал

5.1.2. Горелки, применяемые при косвенном радиационном режиме работы печи

При косвенном режиме роль горелки сводится к тому, чтобы с наибольшей эффективностью раскалить поверхность кера­мики до высокой температуры. Горелки должны обеспечить кон­тактное сгорание газа на керамической поверхности с максималь­ным приближением зоны высоких темпе­ратур пламени к поверхности огнеупора. Чем выше температура поверхности огнеупора, тем больше его теплоотдающий эффект. В качестве теплоотдающей кера­мической поверхности используют поверхности керамических корпусов горелок и кладку свода печи вокруг горелки.

При косвенном радиационном режиме, используют горелки, как с предваритель­ным, так и с внешним смешением.

Горелки с предварительным смешением

Предварительное сме­шение реализуется в радиационных горелках с излучающей чашей и в многотуннельных горелках.

В первом случае излучающую чашу горелки выполняют из высококачественного, чаще всего высокоглиноземистого огне­упорного материала (алунда, муллита). Поэтому такие горелки часто называют керамическими (рис. 5.6).

Рис. 5.6. Горелка с излучающей чашей

Внутренний диаметр выходной части чаши обычно находиться в пределах 50–170 мм. В центре чаши установлена керамическая пробка, имеющая 20–40 узких пазов шири­ной около 0,5 мм каждый. Заранее приготовленная горю­чая смесь поступает по этим пазам в зону горе­ния. При этом выходные отверстия в пробке выполнены так, что горю­чая смесь растекается вдоль вогну­той поверхности чаши, создавая зону наивысших температур у ее поверхности и раска­ляет ее.

Из керамических горелок набирают панели, располагаемые горелками навстречу друг другу. Между пане­лями, составленными из раскаленных чаш, перемещается нагреваемый металл. Высокая температура поверхности чаш, позволяет осуществить скоростной нагрев металла. Чаще всего такие горелки применяют в агрегатах скоростного нагрева при на­греве металла под ковку и термообработку (высокоскоростная термообработка ленты).

Горелки подобного типа имеют недостатки, которые ограничивают их распространение:

1) необходимо дополнительное оборудование, для компрессии газа;

2) очень высокие требования, предъявляемые к очистке газа и воздуха (для того, чтобы не забивались пазы в пробках).

Существует несколько многотуннельных горелок. Типичная конструкция (рис. 5.7).

Рис. 5.7. Многотунельная горелка: 1 – смеситель; 2 – распределительная коробка; 3 – керамические призмы

Керамические призмы горелок выполнены из шамота. Такие горелки можно применять при температуре нагрева не более 900 °С, что обусловлено стойкостью металлических труб. Если металлические трубки изготовлены из стали марки XI7, то можно допустить тем­пературу нагрева до 1100 °С.