С хема роботи плоскополумʼяного пальника
При роботі пальника по вісі утворюється зона розрідження (понижений тиск). В наслідок чого в цю зону рециркулюють продукти згорання. Вони досягають пальника та сприяють прогріву та займанню горючої суміші.
Пальник може працювати у режимі розімкнутого факелу (нормальний режим) та зімкнутого, коли факел набуває конусоподібної форми. Ці пальники встановлюють переважно у склепінні печі і саме цьому про такі печі кажуть печі склепінного опалення.
Пальники з попереднім змішуванням
Схема прямоточного пальника з багатостуминною подачею газу представлена нижче на рисунку 1.5.
1 — корпус; 2 — газовий колектор; 3 — соплові отвори
Рисунок 1.5 — Схема прямоточного пальника з багатоструминною подачею газу
Принцип дії полягає у тому, що повітря подається у корпус пальника під тиском паралельно його вісі. Газ із колектора 2 крізь сопловий отвір 3 у вигляді мілких струмин подається у повітряний потік. При цьому пальник розраховується таким чином, щоб на виході отримати повністю підготовану газоповітряну суміш, яка згоряє у короткому високотемпературному факелі.
Недоліки пальника:
великі габарити;
низька стійкість через наближення зони високих температур до пальника;
має невеликий коефіцієнт робочого регулювання через небезпеку проскакування полум’я.
Застосовують ці пальники для очищення пальних викидів.
Інжекційні пальники
Схема інжекційного пальника представлена на рисунку 1.6.
1 – газове сопло; 2 – вхідний конфузор; 3 – змішувач; 4 – дифузор; 5 – носик пальника
Рисунок 1.6 – Схема інжекційного пальника
Ці пальники застосовуються у тих випадках, коли виникає потреба у забезпеченні майже безфакельного спалювання палива, за рахунок ретельного попереднього змішування газу з повітрям у процесі інжекції.
Принцип роботи пальника: Газ подається під тиском та витікає із сопла 1 з великою швидкістю (залежить від надлишкового тиску газу перед соплом). У зоні витікання газової струмини створюється розрідження, тобто тиск статичний стає менше тиску у навколишньому середовищі. За рахунок різниці тисків навколишнє повітря мимоволі поступає в пальник. Конфузор 2 служить для формування повітряного потоку і зменшення вхідних втрат. Тут же у конфузорі починається процес вирівнювання швидкостей і концентрацій по перетину пальника. В основному процес змішування протікає у змішувачі 3, а завершується у дифузорі 4, у якому також за рахунок розширювання потоку підвищується статичний тиск, що забезпечує витікання підготованої суміші у топковий простір (тут статичний тиск підвищується до тиску не менше тиску у топковому просторі).
Основна перевага цих пальників – це можливість працювати без вентиляторів; спалювання газу відбувається з коефіцієнтом витрати повітря близьким до 1, що дозволяє отримати високотемпературний факел зі збереженням коефіцієнту витрати повітря при коливаннях тиску газу. Також позитивними якостями цих пальників вважають відсутність мережі повітропроводів, добре використання початкового тиску газу, саморегульованість співвідношення газ-повітря, відносну простоту конструкції та експлуатації.
До недоліків варто віднести громіздкість та велику металоємність, шумоутворення під час роботи пальника, можливість проскакування полум’я в пальник при роботі на мінімальній тепловій потужності; низьку стійкість кратера пальника; порушення режиму горіння при роботі на підігрітому повітрі.
Конструкції інжекційних пальників доволі різноманітні. Різноманітність конструкції пояснюється різним призначенням пальників в залежності від конструкції печей. Для розрахунку параметрів інжекційних пальників користуються кількома методиками, основною з яких є теорія інжекції, яка базується на рівняннях збереження маси та енергії й рівнянні імпульсів.
З великого числа відомих конструкцій інжекційних пальників найбільше розповсюдження у металургійній та інших галузях промисловості отримали нормалізовані інжекційні пальники «Стальпроекту». Ці пальники розподілені на чотири групи: Н, П, В, і ВП. Пальники Н і П призначені для спалювання низькокалорійних палив з теплотою згорання до 9,2 та 6,6 МДж/м3, відповідно. Пальники Н працюють на холодному атмосферному повітрі, пальники П — на підігрітому повітрі. Пальники В і ВП призначені для роботи з висококалорійним паливом та холодним повітрям.
Інжекційні пальники великої потужності мають велику довжину і вагу, внаслідок чого вони обладнані додатковою опорою, за допомогою якої пальник в середній частині прикріпляється до металоконструкцій печі.