Газовые горелки

 

 

ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Содержание  
Введение ……………………………………………………………….………..3 

1. Требования к горелкам ……………………………………………………...4 

2. Типы газовых горелок……………………………………………………….5

3. Классификационные признаки горелок и их 
характеристики………………………………………………………………….6 

4 . Принципы работы горелок …………………………………………………8

5. Диффузионные горелки……………………….……………………………..9

6. Инжекционные горелки……………………………………………...……...11

7.Горелки с полным предварительным смешением газа с воздухом…...…..13

8. Горелка АГГМ…………………………………………………………...……...19

9.Рекуперативная газовая горелка  и способ подогрева в ней  воздуха………20

10.Автоматические горелки…………………………………………………….28 

11. Газовые запальные устройства………………………………...…………….36

12. Турбинная газовая горелка……...…………………………………………..38

13. Заключение……………………………………………………………...……45

15.Список использованной  литературы………………………………………..46

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
Введение 

 

Горелочные устройства являются важнейшим элементом системы отопления любого теплового агрегата. Правильный выбор горелочного устройства, рациональная установка его на агрегате, соблюдение условий 
эксплуатации решающим образом влияют на эффективность и экономичность, 
а иногда на работоспособность всего агрегата. Топливосжигающее 
устройство, как один из основных элементов печного оборудования, в 
значительной степени определяет всю тепловую работу агрегата. 
Конструктивные особенности горелок непосредственно влияют на схему 
подвода топлива и воздуха к агрегату, схему смешения компонентов, 
интенсивность горения топлива и состав продуктов горения, 
аэродинамическую структуру факела. Работа горелочных устройств 
непосредственно связана с безопасностью эксплуатации теплового 
агрегата, особенно в периоды его пуска и выключения.  
Большое разнообразие печных агрегатов и их технологических режимов 
требует индивидуального подхода к выбору горелочных устройств.  
Выбор горелок следует производить с учетом максимального 
удовлетворения требований технологии и общих требований к устройствам 
для сжигания топлива. Поэтому ошибочны высказываемые иногда мнения об 
универсальности какого либо одного типа горелок и абсолютном 
превосходстве этого типа над остальными. Не существует "хороших" или 
"плохих" типов горелок, а есть только подходящие или неподходящие для 
данных конкретных условий.

 
1. Требования к  горелкам

 

 На основании опыта эксплуатации и анализа конструкции горелочных 
устройств можно сформулировать основные требования к их конструкции.  
Конструкция горелки должна быть возможно более простой: без подвижных 
частей, без устройств, изменяющих сечение для прохода газа и воздуха и 
без деталей сложной формы, расположенных вблизи носика горелки.  
Сложные устройства при эксплуатации себя не оправдывают и быстро 
выходят из строя под действием высоких температур в рабочем 
пространстве печи. 

Сечения для выхода газа, воздуха и газовоздушной смеси следует 
отрабатывать в процессе создания горелки. В процессе эксплуатации все 
эти сечения должны быть неизменными. Количество подаваемых через 
горелку газа и воздуха следует изменять только дроссельными 
устройствами, установленными на подводящих трубопроводах.  
Сечения для прохода газа и воздуха в горелке и конфигурацию 
внутренних полостей следует выбирать таким образом, чтобы 
сопротивление на пути движения газа и воздуха внутри горелки было бы 
минимальным. 

Давление газа и воздуха в основном должно быть использовано для 
создания требуемых скоростей в выходных сечениях горелки. Желательно, 
чтобы подача воздуха в горелку была регулируемой. Неорганизованная 
подача воздуха в результате разрежения в рабочем пространстве или путем 
частичного инжектирования воздуха газом может допускаться только в 
особых случаях. 

При необходимости разделения газового потока на несколько струй 
применяют массивную насадку с соответствующим числом отверстий. При 
осуществлении частичного предварительного смешения газа и воздуха 
следует использовать какой либо один способ, а не усложнять горелку 
большим числом элементов одного и того же назначения.  
Для стабилизации горения предпочтительнее аэродинамические методы, т 
о есть создание зон циркуляции продуктов сгорания, которые поджигают 
газовоздушную смесь. 

Применение горелок сложных конструкций бывает оправданным в тех 
случаях, когда горелка является единственным топливосжигающим 
устройством на агрегате, а тепловой режим агрегата требует изменения 
характеристик факела во времени. Сложные конструкции горелок применяют 
и в тех случаях, когда при проектировании теплового агрегата нет 
четких требований к тепловому режиму и его приходится подбирать при 
пусконаладочных работах путем изменения характеристик факела.  
Кроме того, работая в составе печного оборудования, горелочные 
устройства должны удовлетворять общим техническим требованиям, 
регламентированным стандартами.

Основное назначение горелки заключается в организации сгорания топлива с обеспечением максимальной экономической целесообразности работы печи.

 

Требования к горелкам:

 

-должна обеспечить необходимую производительность при заданном давлении воздуха и газа;

-должна обеспечить полноту сжигания топлива в пределах рабочего пространства печи при минимальном коэффициенте расхода воздуха;

-должна обеспечить сжигание топлива с образованием пламени, которое может обеспечить требуемый по технологическим условиям уровнь теплопередачи;

-должна обеспечить широкие пределы регулирования производительности;

бесшумность в работе;

-простота конструкции, надежность в эксплуатации, экономичность.

Схемы газовых горелок

I — воздух; II — газ 
1 — газовое сопло; 2 — регулирующая воздушная заслонка; 3 — смеситель; 4 — керамическая насадка; 5 — лопаточный завихритель; 6 — газовый коллектор; 7 — стенка печи (обмуровка топки)

 

 
2. Типы газовых  горелок 

 

Горелка – это устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание 
топлива и возможность регулирования горения. Камера горения – 
это часть горелки или теплового агрегата, в которой происходит 
горение.  
Типы газовой горелки : 

· Диффузионная горелка . Горелка, в которой топливо и воздух 
смешиваются при горении. 

· Инжекционная горелка . Газовая горелка с предварительным 
смешиванием газа с воздухом, у которой одна из сред, необходимых 
для горения, подсасывается в камеру горения другой среды (синоним 
– эжекционная горелка). 

· Горелка с полым предварительным смешением . Горелка, в которой 
газ смешивается с полным объемом воздуха перед выходными 
отверстиями.  

· Горелка не с полым предварительным смешением. Горелка, в 
которой газ не полностью смешивается с воздухом перед выходными 
отверстиями. 

· Атмосферная газовая горелка . Инжекционная газовая горелка с 
частичным предварительным смешением газа с воздухом, использующая 
вторичный воздух среды, окружающей факел. 

· Горелка специального назначения . Горелка, принцип действия и 
конструкцию которой определяет тип теплового агрегата или 
особенности технологического процесса. 

· Рекуперативная горелка . Горелка , снабженная рекуператором для 
подогрева газа или воздуха. 

· Регенеративная горелка . Горелка, снабженная регенератором 
для подогрева газа или воздуха. 

· Автоматическая горелка . Горелка, оборудованная автоматическими 
устройствами: дистанционным запальным, контроля пламени, контроля 
давления топлива и воздуха, запорными клапанами и средствами 
управления, регулирования и сигнализации. 

· Турбинная горелка . Газовая горелка, в которой энергия вытекающих струй газа используется для привода встроенного 
вентилятора, нагнетающего воздух в горелку. 

· Запальная горелка . Вспомогательная горелка, служащая для 
розжига основной горелки.

 

 

 

 

 

 

 
3. Классификационные признаки  горелок и их характеристики

 

Признаки классифицирующие газовые горелки и их характеристик и, 
возможно с вести в таблицу: 

Классификационный признак	Характеристика классификационного признака
Способ подачи компонентов	Подача воздуха за счет свободной конвекции Подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве Инжекция воздуха газом Принудительная подача воздуха от постороннего источника Принудительная подача воздуха от встроенного вентилятора (блочные горелки) Принудительная подача воздуха за счет давления газа (турбинные горелки) Инжекция газа воздухом (принудительная подача воздуха, инжектирующего газ) Принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника
Степень подготовки горючей смеси	Без предварительного смешения С частичной подачей первичного воздуха С неполным предварительным смешением С полным предварительным смешением
Скорость истечения продуктов сгорания, м/с	До 20 (низкая) / Свыше 20 до 70 (средняя) Свыше 70 (высокая, скоростные горелки)
Характер потока, истекающего из горелки	Прямоточный Закрученный неразомкнутый Закрученный разомкнутый
Номинальное давление газа перед горелкой, Па	До 5000 (низкое) Среднее давление (до критического перепада давлений) Высокое давление (критический и сверхкритический перепад давлений)
Возможность регулирования характеристик факела	С нерегулируемыми характеристиками факела С регулируемыми характеристиками факела
Необходимость регулирования коэффициента расхода воздуха	С нерегулируемым (минимальным или оптимальным) коэффициентом расхода воздуха С регулируемым (переменным или повышенным) коэффициентом расхода воздуха
Локализация зоны горения	В огнеупорном туннеле или в камере горения горелки На поверхности катализатора, в слое катализатора В зернистой огнеупорной массе На керамических или металлических насадках В камере горения агрегата или в открытом пространстве
Возможность использования тепла продуктов сгорания	Без подогрева воздуха и газа С подогревом в автономном рекуператоре или регенераторе С подогревом воздуха во встроенном рекуператоре или регенераторе С подогревом воздуха и газа
Степень автоматизации	С ручным управлением Полуавтоматические Автоматические

 

 

 

 

 

 
4. 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.