ПЛОСКОПЛАМЕННАЯ ГОРЕЛКА

Горелка турбулентного смешения, обеспечивающая радиационный режим теплообмена за счет нагрева кладки агрегата (обычно свода) при поверхностном сжигании газа в разомкнутом факеле. Под разомкнутым понимают факел с углом раскрытия 180, веерообразно растекающийся тонким слоем по поверхности керамического горелочного камня или свода. Излучающие поверхности, на которых происходит поверхностное сжигание, имеют форму полусферы (чашечные горелки), конуса с большим углом раскрытия, криволинейного диффузора (плоскопламенной горелки). Растекание факела по излучающей поверхности производится механическим (с помощью огнестойких направляющих) или аэродинамическим (закручивание потока) способами. Поверхностное сжигание газа обычно осуществляется при раздельной подаче газа и воздуха. Газ подается по центральной трубе и истекает из малых отверстий в сильно закрученный поток воздуха; в результате интенсивного турбулентного перемешивания на входе в горелочный камень создаются условия, когда газовоздушная смесь полностью сгорает на излучающей поверхности. Разомкнутый факел обеспечивает высокую конвективную теплопередачу от факела к горелочному камню и кладке, которые нагреваются и становятся источником теплового излучения. Создание факела, равномерно распределяемого по поверхности, основано на использовании эффекта Коанда: безотрывное обтекание криволинейных диффузоров полными потоками или предварительно закрученным потоком. При этом возникает поперечный градиент давлений, направленный в сторону поверхности керамического горелочного камня, и струя горящего газа безотрывно движется вдоль его поверхности. Процесс горения приводит к увеличению турбулентной вязкости струи и усилению этого эффекта. Устойчивость горения обеспечивается сжиганием у основания пламени предварительно подготовленной смеси с местной скоростью, равной скорости распространения пламени (зажигательный пояс), а также возникновением в осевой части горелки зон рециркуляции продуктов сгорания, которые движутся внутрь туннеля и поджигают газовоздушную смесь.
Применяют плоскопламенные горелки типа ГПП и ГР для установки в нагревательных и термических печах (в своде или боковых стенах). Горелки ГПП предназначены для сжигания природного газа. В них плоский разомкнутый факел создается закручиванием воздуха, с помощью улиткообразного корпуса плоскопламенные горелки и направляющего винта с переменным шагом и применением горелочного туннеля в виде криволинейного диффузора (радиус кривизны диффузора 60—185 мм). Газ подается по центральной трубке, истекая из которой через небольшие отверстия, попадает в воздушный поток и смешивается с ним. Разработаны три серии плоскопламенных горелок тепловой мощностью 198—790 кВт (всего 21 типоразмер): Н — низкого (Рном - 3 кПа); С — среднего (РНом - 12 кПа); В — высокого (Рном - 70 кПа) давлений. Номинальное давление холодного воздуха — 3 кПа. Температуpa подогрева воздуха — до 300°С. Пределы регулирования производительности горелок с сохранением плоского факела — 1:4 номинальной пропускной способности по газу. Плоскопламенные горелки работают в диапазоне изменения коэффециента избытка воздуха а - 0,8...2 с противодавлением в камере 5—10 кПа.
Плоскопламенные горелки ГР предназначены для сжигания природного, коксового и смеенного газов. Работают они аналогично горелкам ГПП, но закручивание воздуха осуществляется вследствие тангенциальной его подачи в корпус горелки, а закручивание газа — истечения его через сопла с косыми щелевидными прорезями. Разработано их 10 типоразмеров с номинальной теплопроизводительностью 70—1750 кВт. Номинальная теплопроизводительность определена при а - 1,05, давление холодного воздуха — 2,5, газа — 5 кПа. Пределы регулирования горелок ГР идентичны таковым горелок ГПП.