Газовые горелки
По способу подвода воздуха газовые горелки делятся на две группы: инжекционные горелки с подачей воздуха при использовании инжектирующего эффекта потока газа и горелки с принудительной подачей воздуха дутьевыми вентиляторами. В районных котельных используют горелки второй группы, работающие на газе низкого давления, что обеспечивает безопасность и удобство эксплуатации. Недостатками этих горелок являются необходимость затраты электроэнергии на дутье и отсутствие саморегулируемости соотношения воздух—газ. В предельном- случае при прекращении подачи воздуха (аварийная остановка дутьевого вентилятора) возможно погасание пламени при продолжающемся поступлении в топку газа. При попытке восстановить горение без предварительной вентиляции топки и газоходов возможен взрыв. Поэтому котельные агрегаты, оборудованные горелками с принудительной подачей воздуха, снабжают системой автоматического регулирования подачи воздуха в соответствии с расходом газа и автоматической блокировкой, прекращающей подачу газа при недоступном уменьшении расхода воздуха.
Для образования горючей смеси применяют два метода: разделение потока газа на тонкие струи и повышение турбулентности газовоздушного потока. Характерной особенностью сжигания природного газа является образование горючей смеси из различных количеств газа и воздуха: на 1 м3 природного газа расходуется около 20 м3 горячего воздуха, так что сечение для газа мало по сравнению с сечением для воздуха. Это позволяет для образования горючей смеси подавать газ тонкими струями со скоростью 100 м/с и более в мощный поток воздуха, имеющего скорость 20—40 м/с. Разделение газа на тонкие струи обеспечивает эффективное смесеобразование и является характерным для всех горелок, предназначенных для сжигания природного газа в топках котельных агрегатов. Для равномерного распределения газа в горелках большой производительности с большим сечением воздушных каналов глубина проникновения газовых струй должна быть различной. Достаточно организовать развитие газовых струй в двух-трех слоях воздушного потока (рис. 4.20), причем распределению газа по слоям должен соответствовать расход воздуха в них.
В топке, работающей на газовом топливе, можно получить любую степень светимости факела: от несветящегося до светящего. Основным фактором, влияющим на светимость факела, являются условия смесеобразования. В горелках с предварительным смешением (полное и равномерное смешение воздуха и газа в начальной части горелки) сажа не образуется и получается несветящийся факел. При раздельной подаче в топку газа и воздуха ухудшаются условия перемешивания вследствие замедления процессов смешения и горения, что приводит в конечном счете к образованию сажи и резкому повышению светимости факела. Для сжигания природного газа в котельных агрегатах наибольший интерес представляет частичное перемешивание газового и воздушного потоков в пределах газовой горелки; в топке же завершается процесс смесеобразования. Такой метод смесеобразования позволяет обеспечить необходимую светимость факела, а следовательно, и прямую отдачу в топке, а также повышает устойчивость горения.
