Горелки без полного предварительного смешения. Иначе – диффузионные горелки Классификация и устройство газовых горелок
В соотв с ГОСТом все газовые ГУ классифицируют по способу подачи в-ха на горение :
1) Подача в-ха за счет разряжения 2) за счет инжекции газом 3) принудительная без предварительного смешения 4) с предварительным смешением 5) по номинальному Р газа и воздуха (низк, ср, выс) 6) по теплоте сгорания газа 7) по номинальной тепловой мощности 8) по длине факела 9) по способу локализации или стабилизации пламени (в огнеупорном туннеле, на огнеупорн пов-ти, на металлич сетке, в слое огнеупора).
Любое ГУ опис-ся 6 значн числом, ч-ла указывают на главные признаки горелок.
Назначение газовой горелки: 1) подготовка смеси газа и воздуха, 2) подача газо-возд смеси в раб пр-во в заданном направлении, 3) обеспечение воспламенения газо-возд смеси при всех нагрузках, 4) создание факела нужной длины и излучательной способности, 5) создание требуемой интенсивности горения, 6) обеспечение полного сгорания газа.
По смесеобразованию горелки подразделяются : с полным предварительным смешением (беспламенные), с частичным предварительным смешением г+в-х (горелки с улучшенным смешением) , без предварительного смешения или с внешним смешением (пламенные горелки).
Диф горелки бывают без и с частичн предварит смешением.
1.Внешнее смешение газа и возд(без предварит): в топочн камеру поступают раздельно потоки газа и возд, проц смесеобразования происходит в объеме пламени. Работают как Диффузионные Горелки, рассчитанные на сжигание газа с очень Длинным факелом. Нет проскоков пламени.
Н-р, «труба в трубе»(для методич печей, где тепловыделение от пламени надо растянуть на всю длину раб пр-ва), турбулентные
Диф горелки наиболее распространены:
1) широкие пределы регулирования, 2) повышенная устойчивость к проскоку пламени, 3) возможность высокотемпературного подогрева воздуха в рекуператорах, 4) устойчивая работа при колебаниях как теплоты сгорания газа, так и температуре подогрева воздуха.
«+» работа при подогреве компонентов выше t самовоспламенения возможна, дутье с выс α, неогр тепл мощ-ть, шир пределы рег-я, при низк давлениях работа и водяном охл-и вых части горелки. Низкий уровень шума.
Минус: 1)низкая объемная плотность тепловыделения, которая составляет 0,1-0,5 МВт на кубический метр, а это ведет к увеличению габаритов кам сгор. 2) высок знач α=1,1-1,15 – и лишний расход топлива – потери от недожога и с отх газами 3) необходим вентилятор 4) необх устр-ва для рег-я кол-ва в-ха 5) прод сгор с сажей - грязные.
Находят применение в печах с большим объемом рабочего пространства
2. Предварительное смесеобразование(неполное).
В горелке происходит незавершенное смешение компонентов сгорания, к-е продолжается в объеме факела после выхода смеси в камеру сгорания. Работают длиннофакельные и короткофакельные турбулентные горелки. Турб горелки имеют приспособления для закручивания потоков – смесееобразование хорошее.
Длиннофакельная горелка :
Турбулентная горелка:
«+» турб горел : 1) сравнительно низкое Р г и в-ха, 2)при этом хорошее смешение т+в-х 3) могут работать на подогретых газе и в-хе.
Простейший вид горелок – двухпроводные горелки типа труба в трубе. Газ и воздух подают концентрическими струями. Их смешение происходит на границе раздела струй. Интенсивность перемешивания и скорость выгорания газо-воздушной смеси зависит от диаметра струй и скорости истечения, а именно при увеличении диаметра и уменьшении скорости истечения струй уменьшается интенсивность перемешивания и удлиняется факел. Подогрев газо-воздушной смеси идет до 400 С. Номинальная мощность горелки ДВС. Номинальная тепловая мощность составляет от 0,4 до 3,2 МВт. Расход природного газа 34-300 м3/ч. Номинальное давление газа перед горелкой 5,88 кПа. Коэффициент избытка воздуха - 1,09.
Для использования преимуществ сжигания в небольших объемах рабочего пространства, где используют горелки, где смешение, воспламенение и горение происходит в топочной камере, а в рабочий объем печи ,там, где находится заготовка, подаются продукты от полностью сгоревшего газа. Это Горелки типа СВП. Устанавливаются в печах скоростного конвективного нагрева.
3.Частичное (предварительное) внутреннее смешение. В этом случае из горел устр-ва вытекает газ-возд смесь, содержащая часть в-ха, необходимого для полного сгорания(перв в-х). Остальная часть (вторичный в-х) подводится к факелу из атмосферы, окружающей пламя. Бесфакельные инжекционные горелки :
4. Внутреннее смешение. В камеру сгорания подается газовозд смесь, содержащая весь необх в-х – Инжекционные горелки наивысш t и наименьш α –к-т изб в-ха). Смесь подготавливается в инжекционных смесителях. Процесс горения – Кинетический х-р. Нет видимого пламени. Сам коротк факел – инжекционные горелки (бесфакельные). Чистые продукты сгорания – моно исп-ть для контактн т-обм. Газ вытекает с большой ск-ю из сопла в инжектор, засасывает в-х из атмосферы. Подача в-ха в старых горелках регулируется при помощи шайбы – это смеситель. Из смесителя ГВС – под напором идет в горелку. Из горелок горючая смесь поступает в керамические туннели – они нах-ся в кладке печи. Назначение туннелей – для стабилизации воспламенения – нагреть ГВСм до t воспламенения. Ценное св-во инжекционных горелок – сохранение постоянным соотношения м/у газом и в-хом при постоянном разрежении в камере сгор. Инж горелки высокого давления работают на подогретом газе и в-хе. Подогрев смеси 300-400 С. « – » Шумные, громоздкие из-за смесителей. При небольших нагрузках(малое P, и V м/с ГВС мала) горелки происходит проскок пламени в горелку, к-й сопровождается хлопком – происходит взрыв. Если слишком большое P - смесь не успевает сгореть и выходит в топку – отрыв пламени. « – » : недостаточные пределы регулирования, нельзя изменять теплоту сгорания топлива при данном d сопла, большие размеры для горелок больших производительностей. Дутьевые горелки вместо инжекционных, если газ с недост давлением и на подогретом в-хе. Радиационного типа – сжигание вблизи кладки или в ее толще. Кладка греется и становится излучателем теплоты. Панельные горелки, с излучающей чашей, с горелочными камнями.
По длине факела горел устр-ва: 1.Длиннофакельные 2.Короткофакельные 3.Бесфакельные.
По давлению: 1. Низкого давления (до 5 кПа) 2.Ср давления (5-300 кПа) 3. Высокого (>300 кПа).
Специальные горелки в пром печах: 1) горелки с ↑V м/с истечения – 200 м/с (атакующие горелки), для скоростного нагрева изделий путем конвективной т-отдачи к пов-ти металла. 2) плоскопламенные горелки – позволяют вести сгорание газа в тонком слое, прилегающем к кладке слоя. Пламя получается плоским и растекается по значительной площади поверхности кладки. Такие горелки устанавливаются на сводах печей при косвенно направленном радиационном режиме теплопередачи. Исп-ся в нагреват печах прокатного и кузнечного пр-ва. 3) рекуператичные горелки – безокислительный нагрев, в к-х в-х подогревается до t=800 С за счет отбора раскаленных газов из топочного пр-ва посредством инжектора. Горелки из жаростойких сплавов. 4) горелки с электрическим нагревом в-ха с ионизирующими присадками. T в печке может быть 2750 – 3000 С. Достигается с пом-ю электрогазовой горелки, путем наложения на факел электрического переменного поля. 1 – электрод, 2 – газовый канал, 3 – холодильники, 4 – запальник, 5 – керамическая труба.
Когда в раб пр-ве печи нет условий для правильного сжигания прир газа (шахтн печи), в к-х рабочая камера заполнена медленно опускающейся кусковой шихтой – устанавливаются вихревые горелки с форкамерой, отличительной особенностью к-х являются закручивание возд потока с пом-ю завихривающей вставки (улитка). В камере создается ↑ t, поэтому стальная камера внутри покрывается слоем высокоогнеупорной обмазки, также имеет водяную рубашку, но вместо водяного может быть (СИО) испарит охл-е.
