Види газових пальників. Класифікація газових пальників

Заслужено вважаються затребуваними серед такого обладнання. Їхні переваги цілком очевидні:

1. Газ доступний: ціна цього палива прийнятна, за наявності газової магістралі немає жодних проблем з його доставкою.

2. Усі види газових пальниківбільш прості та надійні в експлуатації, ніж, наприклад, пальники на мазуті або рідкому паливі.

3. Широкий діапазон потужностей: існують типи газових пальників, що повністю відповідають потребам великих промислових підприємств, а також моделі, які підходять для домашнього використання.

4. Багато моделей газових пальників оснащуються сучасними системами, що автоматизують їхню роботу. Це дозволяє досягти максимальної зручності, безпеки та безвідмовності в роботі.

Щоб ефективно працювала, під час вибору потрібно враховувати кілька основних параметрів. Зорієнтуватись у великому асортименті допомагає класифікація цього обладнання.

По галузі застосування

Класифікація газових пальників в залежності від сфери застосування:

1. Спеціальні пальники, розроблені для застосування у печах певної конструкції. Такі моделі не можна використовувати із вогневими установками інших типів.

2. Універсальні пристрої, які можуть бути встановлені на більшість типів топок та печей.

За способом утворення паливної суміші

Газ спалюється не в чистому вигляді. Він включається до складу паливної суміші, другим компонентом якої повітря. Паливна суміш може утворюватись різними способами. У зв'язку з цим виділяють три основні види газових пальників:

1. Дутьєві. У пальниках такого типу повітря подається нагнітанням.

2. Інжекційні. Повітря подається засмоктуванням.

3. Дифузійні. Повітря в таких пальниках притікає до полум'я природним чином із навколишнього середовища.

Інжекційні пальники, як правило, є частиною самого казана, а вентиляційні зазвичай купуються як окреме обладнання. Дутковий пальник дозволяє здійснювати досить точне і плавне регулювання потужності роботи. Завдяки цьому з'являється можливість збільшення ККД обладнання за рахунок раціонального використання газу. Робота в оптимальному режимі дозволяє економити паливо, а також знижувати викиди в навколишнє середовищевуглекислого газу. Єдиним недоліком пальника дутьового типу вважатимуться вищу шумність роботи.

Дутьові газові пальники розрізняються за типом подачі повітря та способом утворення паливної суміші:

1. Примусова подача повітря та повне попереднє змішування.

2. Примусова подача та часткове попереднє змішування.

3. Примусове подання повітря без попереднього змішування.

Для того, щоб збільшити інтенсивність утворення повітряно-газової горючої суміші, в установках застосовуються різні технології змішування: подача газу у вигляді тонких струмків, спрямованих під кутом до потоку повітря; поділ на безліч дрібних потоків, в яких здійснюється змішування; закручування потоків газу та повітря за допомогою різних вбудованих пристроїв.

Штучна подача повітря дозволяє збільшувати інтенсивність спалювання паливної суміші. Відповідно вибір газового пальника з примусовою подачею палива дозволяє досягти більшої потужності.

Класифікація газових пальників по теплотворності палива, що спалюється:

1. Висококалорійні газові пальники. Мінімальна теплота згоряння газу становить 20 МДж/м3. Такі пальники призначені для спалювання природних та попутних нафтових газів.

2. Середньокалорійні пальники. Теплота згоряння палива у такому вигляді газових пальників знаходиться в діапазоні від 8 до 20 МДж/м3 (коксовий газ).

3. Низькокалорійні газові пальники. Такий тип використовується для спалювання газу, що характеризується теплотою згоряння нижче 8 МДж/м3 (генераторний та доменний газ).

Види газових пальників по надлишковому тиску:

1. Високого тиску (понад 30 кПа).

2. Середній тиск (від 5 до 30 кПа).

3. Низький тиск (до 5 кПа).

Найбільшого поширення набули пальники низького та середнього тиску. Пальники високого тискучасто застосовуються для спалювання низькокалорійних газів.

По локалізації полум'я:

1. У вільному смолоскипі.

2. У перфорованій, пористій або зернистій вогнетривкій масі.

3. У вогнетривкій камері згоряння або тунелі.

4. На вогнетривкій поверхні.

Пальники, що спалюють паливну суміш у вільному факелі або вогнетривкому тунелі, використовуються в котлах для нагрівання теплоносія (води, повітря тощо). Моделі, що спалюють газ у пористій масі або на вогнетривкій поверхні, застосовуються для обігріву методом інфрачервоного випромінювання.

Класифікація дозволяє навіть нефахівцям зорієнтуватися у різноманітті цього обладнання. Так як вибрати газовий пальник, запитаєте Ви? Слід вибирати той варіант, у якому оптимально поєднуються всі необхідні характеристики. При цьому важливо враховувати, за яких умов передбачається використовувати обладнання та які навантаження воно має витримувати. Правильно обраний пальник здатний ефективно працювати як у побутовій, так і в промисловій сфері протягом тривалого часу.

Газові пальники не мають строгої класифікації по одному, найбільш характерною ознакоютому одні й ті ж пальники можуть класифікуватися за такими ознаками:

1. За методом спалювання в пальниках газової суміші:

а) пальники полум'яного (факельного) типу;

б) пальники безполум'яного типу.

2. За способом одержання газової суміші:

а) пальники дифузійного типу;

б) пальники атмосферного типу;

в) пальники попереднього змішування.

3. За родом суміші, що спалюється:

а) пальники газоповітряні;

б) пальники газокисневі;

в) пальники водневокисневі.

Усі вони можуть мати різне конструктивне оформлення та призначення.

Пальники полум'яного типу характеризуються наявністю різко вираженої зони згоряння суміші – смолоскипа. Пальники забезпечують строго певну зону нагріву.

Пальники безполум'яного типу характеризуються відсутністю факела при спалюванні горючої суміші. Згоряння її відбувається на розпеченій поверхні кераміки, що є каталізатором. Значна частина енергії на оброблюваний виріб передається променевипусканням-радіацією з розпеченої до високих температур поверхні кераміки. Пальники безполум'яного типу не мають фокусованої точки максимальної температури.

Пальники дифузійного типу характеризуються відсутністю первинного повітря у суміші. Пальний газ поєднується з киснем повітря, виходячи з пальника. Найпростішим типом дифузійних пальників є пальники, що використовуються в шафових печах, в машинах сушіння цоколюваних ламп та ін, що є трубою з рядом просвердлених в ній отворів. У трубу подається під тиском газ, який виходить із отворів і, змішуючись із киснем навколишнього повітря, згоряє. Однією з основних умов роботи будь-якого пальника є стійке спалювання газу, оскільки пальник, що не забезпечує стійкого горіння газу, не може експлуатуватися. Під стійким горінням газу розуміється рівне і спокійне полум'я, що не проскакує всередину пальника і не відривається від останнього.

Дифузійні пальники мають стійке полум'я при гранично низьких тисках газу. При підвищенні тиску полум'я втрачає стійкість і відривається від пальника. Полум'я всередину дифузійного пальника проскочити не може, тому що в ньому знаходиться горючий газбез домішки повітря. Простота конструкції, можливість роботи на низьких тисках та виключення можливості зворотного удару відносяться до позитивних сторін пальників дифузійного типу.

Полум'я дифузійних пальників майже завжди коптить, особливо при спалюванні в них газів високої калорійності, що є результатом неповного згоряння газу (хімічний недопал).

Діаметр отворів пальників беруть, виходячи з необхідної теплової потужності пальника. При малому діаметрі отворів слід мати на увазі їхню легку засмічення. Максимальний крок отворів пальника випливає із умов забезпечення передачі полум'я від отвору до отвору під час запалювання. При малому кроці язики полум'я сусідніх отворів зливаються, чим утруднюється доступ повітря до полум'я та погіршується процес перемішування газу з повітрям. З вищевикладених причин у пальнику не рекомендується робити більше двох рядів отворів.

Сумарний переріз отворів не слід робити більше 100% від перерізу труби, що підводить газ.

Пальники атмосферного типу характеризуються відсутністю окремих спеціальних змішувальних пристроїв із підведенням газу та повітря. У пальниках атмосферного типу змішання газу з атмосферним повітрям проводиться у самому пальнику. Чим менше калорійність газу, що спалюється, тим легше забезпечити в нпх повне спалювання його і тим менший тиск газу потрібно. Однак пальники атмосферного типу мають істотний недолік: за певних умов у пальнику спостерігається зворотний удар полум'я. Газ надходить у пальник газопроводом, потім виходить з сопла 1 в камеру змішування А. Повітря, необхідний для згоряння газу, засмоктується в камеру змішування через щілини 2. Кількість первинного повітря регулюється дроселем 4. З камери змішування газоповітряна суміш надходить в дифузор і далі в головку пальника. Такий пальник економічніший за пальник дифузійного типу і не має полум'я, що копить. У Останнім часомнабуває поширення безполум'яний пальник атмосферного типу (рис. 8-38) для операцій підігріву та відпалу скла.

Пальники, що працюють на заздалегідь підготовленій суміші, набули найбільшого поширення. Суміш їх харчування готується в змішувачах, встановлених окремо від пальників. Такі пальники допускають можливість спалювання чистого газу. Пальники, що працюють на попередньо підготовлених газових сумішах, забезпечують повне згоряння газу. Первинне повітря для спалювання газу поєднується з останнім у змішувачі, вторинне повітря надходить з навколишньої атмосфери за рахунок дифузії безпосередньо під час згоряння суміші. Полум'я пальників такого типу в залежності від застосовуваних компонентів та їх співвідношень має як окислювальні, так і відновлювальні властивості, що треба враховувати при обробці скляних деталей.

Для забезпечення необхідної теплової напруги робочі отвори пальника забезпечуються запалом, який перешкоджає відриву факела. Однак цілий рядпальників немає запального полум'я, особливо пальники, які працюють на сумішах, багатих воднем. Суміші, що містять значний відсоток водню, крім збільшеної швидкості розповсюдження полум'я, мають високу теплоємність, тому підігрів суміші не потрібно.

Полум'яні пальники можуть бути одноотворними та багатоотверстими; конструктивне оформлення та експлуатаційні характеристики пальників диктуються вимогами технологічного режиму обробки виробів.

Гази, що спалюються в пальниках попереднього усунення, перемішуються як із повітрям, і з киснем. У цьому випадку пальники поділяються на газоповітряні та газокисневі. Гази різного складу і теплоти згоряння для свого спалювання вимагають різних по конструкції пальників. Відмінність полягає головним чином наявності запального факела, його величині і діаметрах основних отворів. Пальники, що мають збільшений запал у порівнянні з пальниками, що спалюють гази нижчої теплоти згоряння. Горюча суміш до пальників подається за допомогою шлангів та трубок.

Запальне полум'я. Для забезпечення стабільної роботи пальника (без відриву полум'я) збільшення теплової напруженості основних робочих отворів частина газоповітряної суміші витрачається на харчування запального полум'я. Завдяки наявності запального полум'я, на невеликих за площею робочих отворах пальника вдається отримати високу теплову напругу, що забезпечує необхідне нагрівання оброблюваної поверхні.

Частина суміші, що йде на запал, проходить через отвори в камеру розширення, а звідти в запальні отвори або запальні щілини. Швидкість закінчення суміші із запальних отворів або щілин дорівнює або трохи більше швидкості поширення полум'я, і, таким чином, запальне полум'я завжди має стійкий факел, що забезпечує стабільну роботу основного - робочого факела.

Для висококалорійних газів іноді застосовуються двоступінчасті запали. У разі двоступінчастого запалу полум'я першого ступеня, що має найнижчу швидкість закінчення суміші, підігріває і підпалює струмінь суміші, що виходить з другого ступеня, розташованої ближче до основного робочого отвору пальника. Досвід роботи при спалюванні висококалорійних газів показав, що збільшений одноступінчастий запал забезпечує досить широку межу регулювання інтенсивності пальника, і необхідність ускладнення конструкції пальника при виготовленні з двоступінчастим запалом відпадає.

Запальне полум'я розширює межі форсованого режиму роботи основного робочого факела.

З графіка видно, що запзл в 13,5% (від величини робочого струменя) збільшує значення межі на зрив полум'я приблизно в 3 рази, а запал в 18,0% приблизно в 5 разів у порівнянні з пальником без запалу. З того ж графіка видно, що значення меж роботи факела при одному і тому ж запалі залежать від складу суміші, що спалюється. Чим більше повітря в горючій суміші, тим більше має бути запал. Пальник, що працює в широкому діапазоні тисків і на різних за складом

сях, повинна мати універсальний запал, стабільний у будь-яких можливих режимах роботи.

Запал пальника розраховується за найважчими умовами роботи пальника, тобто за найбільшою тепловою напругою основних отворів. Якщо пальник працюватиме за інших умов, то запал матиме деякий запас енергії.

Експериментальні дані В. С. Кошелєва показують задовільну роботу пальників при витраті суміші на запальне полум'я у наступних співвідношеннях до кількості суміші, що витрачається основними отворами:

при сжиганні суміші водяний газ - повітря 2-5%;

при спалюванні суміші природний газ – повітря 15-25%;

при спалюванні суміші пропан-бутан-повітря 20-28%.

Надмірне збільшення запалу призводить до можливості проскоку полум'я, особливо при роботі на водяному газі, та знижує економічні якості пальників.

1. Залежно від сфери застосування газові пальники поділяють на два основні типи:

а) газові сумішоутворювачі загального призначення, коли їх можна встановлювати на більшості печей, топок та інших вогневих установках;

б)пальники спеціального призначення, коли їх встановлюють тільки в певній конструкції печі або вогневої установки та практично виключається встановлення їх на інших конструкціях.

2.Залежно від теплотворності газоподібного продукту пальника, що спалюється, можна поділити на наступні типи:

а)для спалювання газів низької теплотворності (Q * = 8 МДж/м3);

б)для спалювання газів середньої теплотворності = 8-20 МДж/м3);

в) для спалювання газів високої теплотворності ((? g = 20 МДж/м3).

3.По способу підведення повітря, необхідного на горіння, пальники можна поділити на такі типи:

а) дифузійні, коли повітря притікає до полум'я з навколишньої атмосфери;

б)інжекційні, коли повітря засмоктується в пальник;

в) дмухові, коли повітря в пальник нагнітається.

4. Залежно від тиску гази, що надходять у пальник, можна поділяти на такі типи:

а) низький тиск (до 0,005 МПа);

б) середнього тиску (від 0,005 до 0,3 МПа);

в) високого тиску (понад 0,3 МПа).

5. Газові пальники можуть бути комбінованими, якщо в них передбачена можливість спалювання додаткового виду палива.

Пальники без попередньо змішування газу з пов.У дифф пальника пов., необх для згоряння газу, пост-т з орк-го простору до фронту смолоскипа з допомогою дифф. Прим-ся у побутових приладах. Газ подається в пальник без домішки первинного повітря і змішується з ним за межами пальника => пальника зовні змішування. Представляє собою тр з висвердленими отворами. Расст м/у отворами вибир-ся з урахуванням ск-ти распростр-я полум'я від однієї отвори до ін. До пром пальників дифф типу отн-ся подові щілинні пальники. Представляє собою тр d=50мм, в iй просвердлені отвори d=4 в 2 ряди. Колектор пальника розміщується над колосниковими гратами в цегляному каналі. Канал являє собою щілину в поді котла - подові щілинні. З пальника газ виходить у топку, куди з-під колос-ї решітки пост-т пов. Газові цівки направл-ся під кутом до потоку пов. і рівномірно распред-ся з його перерізу. Процес змішування газу з повітря осущ-ся в спеціалізованої щілини, виготовленої з вогнетривкої цегли. Колосникові грати закладаються вогнетривкою цеглою, залишають кілька щілин, в i-х розміщ-ся тр з просвердленими отворами для виходу газу. Повітря під колос-ю решітку подається вент-м або в рез-ті розрідження в топці. Пальники з недоверш.. Процес смесеобраз поч-ся у самому пальнику і акт-но завер-ся в камері топки. У топку газовозд суміш надходить част-но приготовленою. Пальники сост-т із сист роздільної подачі газу і всього повз, необх-го для горіння, устр-ва в ньому поч-ся процес смесеобраз-я. Процесом змішування в топці упр-т змішувальне устр-во пальника. Такі пальники називають турбулентного змішування або змішувальними. Інтенсифікацію процесу сумішоутворення досяг закручуванням потоку повітря: напр-ми лопатками, равликами, подачею газу у вигляді дрібних струменів під кутом до потоку газу, розчленуванням потоків газу і повітря на дрібні потоки . «+» возм-ть спал big кількіс газу при порівняно невеликих габаритах пальника; широкий діапазон регул-я произ-ти пальника; возм-ть підігріву газу та пов. до t-р перевищ-х t-ру займання; порівняно легка возм-ть виконання конструкцій з комбін-ми спал-м топл (газ-мазут, газ-вугільний пил) «-» примус подача пов., спалювання газу з меншими об'ємними тепловими напругами; спалювання газу з хімічною неповнотою більшою ніж при кине горінні. Дані пальники прим-ся для обігріву пром печей, казанів. Пальники перед-го смеш-я газу з частиною повітря необх-го для горіння.Тут первинне змішання здійснюються у пальників атмо-го типу. Первинний повітря засмоктується струменем газу в ежектор, де протікає сумішоутворення, т.ч. пальники одночасно явл-ся ежекційними. Газовід-я суміш виходить з пальника зі ск-тью обесп-щої устойч-е горіння. Вторич повз підсмоктується до полум'я безпосередньо з атмосфери окр порівн. Головки пальника мають форму колектора з великою кількістю вихідних отворів. Для забезпечення стабільної подачі первичок і вторинок від топки з атм-ми пальниками зазвичай обер-ся тягопереривателями. «+»: Простота конструкції, Візь-ть роботи на низький тиск газу; Відсутність необх-ти подачі повітря під тиском, Воз-ть повного спалювання газу, стійка робота пальника в широкому діапазоні зміни навантажень. Безшумність раб.Надійність і простота експл. Такі пальники прим-ся в побутових приладах, чавунних казанах і т.д. Пальники попереднього змішування газу з повітрям. Процес сумішоутворення починається в самому пальнику і завершується в камері топки. У тонізуючому газоповітряна суміш надходить частково підготовлена. Пальники складаються із систем роздільної подачі газу та систем повітря необхідного для горіння. Пристрій у якому починається процес суміші утворення повітря з газом управляє пальника турбулентного змішування або змішувального. Дос-ва=вохм-ність спалювання газу більшого об'єму при порівняно невеликих розм-рах гір-ки,широкий діапазон регулювання пальника,можливість підігріву газу і повітря до темпер.Перевищують темпер-ру займання. .неповнотою більше ніж при використанні пальника,дані пальники мають производ-ть 60квт-60 мВт,примен-ся в пром печі котли.

Пальники повного попереднього змішування газу з повітрям.

Бувають 2 типів: з вогнетрив-і насадками і безогнеупор-х насадок але з метал-ми насадками. Використання для прогріву промиш-х печей і производ-х опалення котлів. Вироб-ь пальника до 2МВт. Воно пов'язане: з хибністю боротьби з проскоком полум'я при великих діаметрах кратера пальника; производ-ь змішувачів ім-х велику производ-ь. Для збільш-я кол-ва радіацій тепла переда-о поверх-м нагрівання примен-т вторинні випромінювачі. Це тв тіла до –ри сприймають тепло від продуктів згоряння і випромінювання його на тепловосприйманні поверхні. Тут вико-т вогнетрив-е стінки каналів і тунелів, склепіння і стінки топок спеціалізовані дірчасті перегородки устан-е на шляху рух газів. У більшості пальників повного попереднього змішання приготування однорідної газовоздуш-й суміші здійснюються за допомогою ежекційних змішувачів. Ежектори прості по констру-і надійні в експл-і, звичайною раб середовищем яв-ся горючий газ.