Принципы работы горелок

Принципы работы горелок. В горелках без предварительного смешения топливо и воздух подаются непосредственно в горелки.

Но в самом устройстве потоки подаваемых сред не контактируют, а только приобретают необходимые скорости и направления истечения в рабочий объем агрегата.

Смешение потоков и горение смеси происходит в рабочем объеме по ходу движения струй.

Горелки с улучшенным смешением позволяют почти полностью провести смешение в пределах горелки.

В результате этого горение начинает развиваться уже в горелочном туннеле, а в рабочем пространстве или топке оно лишь завершается.

Горелки с регулируемым смешением позволяют за счет подвижных или сменных элементов изменять характеристики факела в зависимости от требований технологического процесса в печи. В горелках с полным предварительным смешением топливо смешивается с воздухом либо в выносном специальном смесителе, либо непосредственно внутри горелочного устройства. Полное сгорание газа происходит в пределах горелочного туннеля.

В рабочее пространство поступают только продукты сгорания.

Горелки такого типа большой тепловой мощности выполняют, как правило, с водяным охлаждением выходных элементов, что снижает вероятность проскока пламени из горелочного туннеля в смеситель.

Исходя из этих характеристик, можно определить предпочтительные области применения основных типов горелок. Диффузионные горелки рекомендуется применять в тех случаях, когда необходимо использовать для горения воздух, который подается в тепловой агрегат с технологической целью, например охлаждать обожженный материал (известняк, окатыши) или готовые изделия (кирпичи). Горелки без предварительного смешения рекомендуется применять в тех случаях, когда необходимо: • обеспечить концентрированный подвод тепла с помощью небольшого числа крупных горелок, особенно при сжигании газа с высокой теплотой сгорания; • получить широкие пределы регулирования; • работать попеременно на газовом топливе различных видов или на газе и мазуте попеременно или одновременно; • подогревать компоненты сгорания до высокой температуры.

Горелки с улучшенным смешением следует применять в тех случаях, когда допустимая длина факела ограничена и требуется концентрированный подвод значительного количества тепла при сравнительно небольших размерах горелки либо требуется создать факел специальной формы. Горелки с регулируемым смешением следует применять в тех случаях, когда желательно изменять тепловыделение по длине факела, при установке одиночных и мощных горелок.

Горелки с полным предварительным смешением целесообразны для осуществления высокотемпературного нагрева при сжигании газов с низкой теплотой сгорания, а также при рассредоточенной подаче тепла большим числом горелок с целью достижения высокой равномерности нагрева. Радиационные горелки используют для агрегатов, в которых необходимо получить особо равномерный нагрев по поверхности изделия с обычной или повышенной скоростью.

Горелки этого типа не дают факела, направленного только на нагреваемое изделие, а образуют излучающие поверхности с равномерным распределением температур.

Радиационные горелки по своим характеристикам близки к нагревателям, так как значительную часть тепла они передают нагреваемым изделиям излучением от поверхности горелочного камня и футеровки печи. Продукты сгорания топлива, поступающие в рабочее пространство, в этом случае участвуют в переносе тепла в меньшей степени, чем в других горелочных устройствах. Радиационные горелки позволяют осуществлять высокотемпературный нагрев или высокоскоростной нагрев при большом перепаде температур, так как керамическая излучающая поверхность дает возможность развивать более высокие температуры, чем материал нагревателей (в настоящее время нагреватели в большинстве случаев изготавливают из жаропрочных металлов и сплавов). Радиационные горелки работают обычно на газе с теплотой сгорания не ниже 16,8 МДж/м3, так как для их нормальной работы необходимо, чтобы топливо надежно загоралось при низких температурах и устойчиво и быстро сгорало.

Скоростные горелки позволяют организовать усиленную циркуляцию продуктов сгорания и обеспечить тем самым высокую равномерность температур в рабочем пространстве печи и повышение интенсивности теплоотдачи к нагреваемым изделиям.

Горелки с переменным избытком воздуха обеспечивают необходимую температуру продуктов сгорания в рабочем пространстве печи при низкотемпературных процессах. 5. Горелка АГГ-М В качестве примера приведем схему горелки газовой типа АГГ-М, предназначенной для сжигания природного и производственных газов в трубчатых печах с излучающими стенами топки, служащих для нагрева и термического разложения углеводородного сырья, технологических установок нефтехимической и нефтеперерабатывающей промышленности.

Горелка изготавливается в климатическом исполнении "У", категория размещения 3.1 по ГОСТ 15150-69. Горелка АГГ-М представляет собой горелочное устройство, состоящее из горелки и глушителя шума - регулятора эжекции вторичного воздуха. Для организации настильного горения необходимо наличие излучающих стен топочной камеры из огнеупорного материала.

Схема №1. Горелка АГГ-М Работа горелки: топливный газ из газопровода подается в корпус горелки на многозаходный завихритель. За счет вихревого движения потока, внутрь горелки подсасывается атмосферный воздух (первичный), количество которого регулируется изменением зазора между торовой поверхностью сопла и регулирующим диском. Вытекающая из горелки газовоздушная смесь растекается вдоль огнеупорной излучающей стенки топки печи, смешиваясь со вторичным воздухом, поступающим через амбразурную втулку, в которой установлена сама горелка.

Количество вторичного воздуха регулируется положением регистра глушителя шума - регулятора эжекции вторичного воздуха и величиной тяги в топочной камере печи.