9.3.4 Горелки предварительного смешения газа с частью воздуха, необходимого для горения.

Предварительное смешение газа с частью воздуха, необходимого для горения (первичного) осуществляется у атмосферных горелок. Первичный воздух засасывается струёй газа в эжектор, где протекает смесеобразование, поэтому горелки одновременно являются эжекционными. К фронту горения поступают только часть необходимого для сгорания воздуха, остальной воздух диффундирует к пламени непосредственно из атмосферы окружающей среды.

Рис. 9.4 - Горелки предварительного смешения газа с частью воздуха, необходимого для горения

Основными частями горелки являются: регулятор первичного воздуха, форсунки, смеситель и коллектор.

Регулятор первичного воздуха 7 представляет собой вращающийся диск или шайбу и регулирует количество первичного воздуха, поступающего в горелку. Форсунка 1 служит для превращения потенциальной энергии давления газа в кинетическую, т.е. для придания газовой струе такой скорости, которая обеспечивает подсос необходимого воздуха.

Смеситель горелки состоит из трёх частей: инжектора, конфузора и диффузора. Инжектор 2 создаёт разряжение и подсос воздуха. Самая главная часть смесителя – конфузор 3, выравнивающий струю газовоздушной смеси. В диффузоре 4 происходит окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение её давления за счёт снижения скорости. Из диффузора газовоздушная смесь поступает в коллектор 5, который и распределяет газовоздушную смесь по отверстиям 6.

Атмосферные горелки (инжекционные низкого давления) имеют ряд преимуществ:

- простота конструкции;

- устойчивая работа в широком диапазоне нагрузок;

- возможность работы на низком давлении газа;

- отсутствие необходимости в подаче воздуха под давлением;

- бесшумность работы;

- надёжность и простота эксплуатации.

Важной характеристикой таких горелок является коэффициент инжекции – отношение объёма инжектируемого воздуха к объёму воздуха, необходимого для полного сгорания газа.

Кратность инжекции – отношение первичного воздуха к расходу газа горелкой.

Ввиду конструктивных особенностей (горелку располагают непосредственно в топке) и значительных коэффициентов избытка воздуха атмосферные горелки не используют в высокотемпературных установках. Производительность одной горелки ≤100кВт.

9.3.5 Горелки с незавершённым предварительным смешением газа с воздухом

У горелок этого типа процесс смесеобразования начинается в самой горелке и активно завершается в топочной камере. Газ сгорает коротким несветящимся пламенем. Горение осуществляется диффузионно-кинетическим способом. В состав горелки входят системы раздельной подачи газа и всего воздуха; устройство смесеобразования. Смешение газа и воздуха происходит в результате турбулентной диффузии, поэтому такие горелки называют горелками турбулентного смешения.

Интенсификация смесеобразования достигается:

- закручиванием потока воздуха направляющими лопатками;

- тангенциальный подвод воздуха и устройство улиток;

- подача газа в виде мелких струй под углом к потоку воздуха;

- расчленение потоков газа и воздуха на мелкие потоки, в которых происходит смесеобразование.

Достоинства горелок турбулентного смешения:

- возможность сжигания большого количества газа при сравнительно небольших габаритах горелки;

- широкий диапазон регулирования производительности горелки;

- возможность подогрева газа и воздуха до температур, превышающих температуру самовоспламенения;

- сравнительно простое выполнение конструкции с комбинированным сжиганием топлива (газа – мазута; газа – угольной пыли).

Недостатки:

- принудительная подача воздуха;

- сжижение газа с химической неполнотой большей, чем при кинетическом горении.

Производительность горелок находится в пределах 60 кВт – 60 МВт.

Они обычно используются для обогрева промышленных печей и котлов.

Турбулентные горелки часто выполняют комбинированными: пылегазовыми или газомазутными. Они позволяют быстро переводить работу котла с одного вида топлива на другой. Кроме того, газ в этих горелках может сжигаться одновременно с другим видом топлива.