5. Горелки специального назначения

К горелкам специального назначения можно отнести напорные горелки, плазменные, электрогазовые и горелки для местного на­грева.

5.1. НАПОРНЫЕ ГОРЕЛКИ

Отличительная особенность напорных горелок (см. рисунок 10) - высокая скорость продуктов сгорания на выходе из горелочного керамического туннеля - 30-50 м/с.

Назначение: для создания рециркуляции продуктов горения внутри печи с целью создания одинаковой температуры (с разящей не более ± 10 0С) по объему рабочего пространства.

Характеристика напорных горелок:

1) давление газа перед горелкой должно быть не менее 15 кПа;

2) скорость вылета смеси из сопла 30 - 50 м/с;

3) температура продуктов горения должна составлять около 0,9 от калориметрической температуры. Чем выше температура печи, тем меньше должен быть пережим на выходе.

4) длина, перемешивания природного газа с воздухом должна быть не менее 150 диаметров газового сопла, таким образом, для размещения горелочного туннеля в кладке необходимо, чтобы диаметр газового сопла был равен 4-5 мм, в противном случае подают газ через добавочное отверстие.

Область применения: в термических печах с подподовыми топками, а также устанавливают под сводом печи для обеспечения устойчивости рециркуляции продуктов сгорания в рабочем пространстранстве печи (печи с выкатным подом), (см. рисунок 11).

5.2. ПЛАЗМЕННЫЕ ГОРЕЛКИ

Принцип работы плазменной горелки плазмотрона, заключается в следующем (см. рисунок 13). При создании разности потенциалов между катодом 2 и анодом 1 возникает электрическая дуга 3. При прохождении инертного газа (N2, H2, He, Ar) через электрическое поле происходит его ионизация, и он становится проводником тока со значительным электрическим сопротивлением, что приводит к разогреву газа до температуры 2500 - 5000 К (низкотемпературная плазма).

Область применения: плавление материалов (стекла, стали и др.), а также для безокислительного нагрева металла.

5.3. ЭЛЕКТРОГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

В электрогазовых горелках (см. рисунок 14) путем накладывания на факел электрического поля (разность потенциалов 1500 - 3000 В) происходит интенсификация процессов горения за счет повышения концентрации активных центров и дополнительной ионизации.

Электропроводность факела регулируется ионизирующими црисадками (RCl и др.). Область применения электрогазовых горелок - плавление материалов.

5.4. ГОРЕЛКИ ДЛЯ МЕСТНОГО НАГРЕВА

Отличительная особенность - высокая плотность теплового потока (высокое тепловое напряжение) до 1 - 1,5 МВт/м2 (в обычных горелках до 0,05 МВт/м2). При этом продукты горения имеют темпе­ратуру 1800 - 2000 К в зоне выделения теплоты, что является функ­цией теплоты сгорания и условий сжигания. Высокая плотность теп­лового потока обеспечивается усиленной передачей тепла конвек­цией, т.к. скорость продуктов сгорания примерно 100 м/с. С этой скоростью продукты горения направляются на изделие.

Назначение: нагрев крупных изделий под поверхностную закалку (например, прокатных валков), т.е. эти горелки могут заменить ин­дукционный нагрев и газокислородные горелки.

Конструкция: смесь газа и.воздуха подается через керамичес­кую решетку в камеру сгорания, продукты горения через щель на­правляются на нагреваемое изделие (рисунок 12). Давление смеси 3,5 кПа.