Дутьевые горелки
Кинетические дутьевые горелки следует применять в тех случаях, когда требуется достижение высоких тепловых напряжений топочного объема и сгорание с минимальными избытками воздуха в несветящемся или малосветящемся факеле.
Недостатками кинетических горелок являются возможность проскока пламени, их увеличенные габариты, значительный вес.
Для осуществления предварительного смешения приходится применять громоздкие инжекционные дутьевые горелки или вентиляторную подачу воздуха. Условия предварительного смешения не позволяют работать на воздушном дутье с температурой выше 500- 600° С, так как появляется опасность воспламенения газа в корпусе горелки в процессе смешения.
Кинетические горелки, как инжекционные, так и дутьевые горелки, получили очень широкое распространение при сжигании газа в различных промышленных печах и котлоагрегатах.
Недостаточное давление газа, а также желание сократить габариты горелки, особенно для больших производительностей (свыше 100 м3/ч), вынуждают применять принудительную подачу
воздуха в смесительную камеру горелки. Такие горелки называют дутьевыми, смесительными или двухпроводными. Примером является турбулентная горелка с тангенциальным подводом воздуха и выходом газа через многочисленные отверстия малого диаметра (рис. VI-1). Скорость тангенциального выхода воздуха в смеситель у этой горелки принимается 15-25 м/сек, скорость выхода смеси - 20-30 м/сек, что предотвращает проскок пламени в корпус горелки.
Смесительные дутьевые горелки с тангенциальным подводом воздуха и осевыми или радиальными струями газа получили большое распространение из-за возможности работы при низких давлениях газа и умеренном давлении воздуха (80-150 мм вод. ст.). Недостатком их являются довольно значительные габариты смесителя. Факел горелки характеризуется малой длиной и большим углом конуса разброса.
При неудачном выборе выходной скорости и степени крутки иногда наблюдается затягивание факела к центральной части устья и даже в пределы смесителя горелки, что вызывает нагрев и нарушение ее работы.
Существуют кинетические дутьевые горелки с подачей воздуха вдоль оси горелки и многоструйным радиальным выходом газа. Если имеется возможность увеличить размеры смесительной камеры, развить ее в длину, то хорошее смешение обеспечивается даже при одноструйном подводе газа и сравнительно малых скоростях воздуха, т. е. при пониженном его давлении.
Аналогичным смесителем снабжаются также горелки фронтального типа небольших производительностей. Рассмотренные виды смесителей являются наиболее типичными для кинетических горелок с вентиляторным дутьем.
Часто смешение газа с воздухом осуществляется в диффузоре с подачей воздуха через центральное сопло и подводом газа через кольцевое пространство. Такие горелки нами отнесены к инжекционным, так как в них воздушная струя подсасывает горючий газ.
Кинетические горелки могут работать с минимальными коэффициентами избытка воздуха при практически полном сгорании. Расчетный коэффициент избытка воздуха обычно принимают 1,05-1,10. Тепловое напряжение объема, в котором происходит сгорание газа, может исчисляться десятками и даже сотнями тысяч квтп/м3.