Класифікація пальників
Джерелом енергії в більшості теплотехнічних процесів є хімічна теплота викопних видів вуглеводневого палива: вугілля, нафти з її похідними, природного газу, а також торфу, сланців і т. П. Вивільнення хімічної теплоти палива здійснюється в процесі спалювання його в суміші з окислювачем, в більшості випадків - з киснем повітря, рідше - з чистим (технічним) кіслородом.Для спалювання палива застосовуються різні пальника.
Для ефективного спалювання палива пальниковий пристрій виконує наступні функції:
- готує паливо і повітря для горіння, надаючи їм необхідні напрямку і швидкості руху (в деяких випадках в пальнику відбувається попередній підігрів газу або повітря);
- готує горючу суміш (змішує газове паливо і повітря або розпорошує рідке паливо і змішує його з повітрям);
- здійснює подачу підготовленої горючої суміші в робочий простір або топку;
Залежно від типу пальниковий пристрій може призначатися для виконання тільки частини перерахованих функцій.
Процес спалювання газоподібного палива можна умовно розділити на три основні стадії:
- змішання палива з повітрям для горіння;
- підігрів паливоповітряної суміші до температури займання;
- власне процес горіння, т. е. реакція окислення горючих компонентів палива киснем повітря, яка протікає практично миттєво. Перші дві стадії вимагають набагато більше часу, і з цієї причини організація змішання в значній мірі визначає весь процес спалювання, характеристики факела, а отже - розподіл температур в робочому просторі камери згоряння.
Оскільки при розробці систем опалення перевага віддається вимогам технології, в основу класифікації пальників покладені ступінь розвитку в них процесу змішування палива з повітрям для горіння, способи подачі палива і повітря, характер стікали потоків та інші технологічні особливості. Класифікаційні ознаки пальників і їх характеристики, регламентовані стандартом, можна представити в наступному вигляді:
1. Пальники діляться за способом подачі повітря та палива. Розрізняють інжекційні грілки, в яких струмені газу инжектируются повітря, і дутьевие (або напірні), в яких повітря подається примусово, за допомогою автономного дутьевого вентилятора або вбудованого вентилятора (в так званих блокових пальниках). У вельми рідкісних і специфічних випадках (наприклад, в барабанних сушарках на цементних або металургійних підприємствах) зустрічаються пальника, в яких повітря подається за рахунок розрідження в робочому обсязі (в барабанній сушарці). Однак в опалювальних і промислових котлах використовують, як правило, дуттьові або інжекційні (атмосферні) пальника.
2. За ступенем підготовки горючої суміші всі пальники можна розділити на пальники без попереднього змішування (повітря змішується з паливом після виходу з пальника, в обсязі топкової камери; в Європі вони називаються пальниками типу jet), з неповним попереднім змішуванням (в пальнику з паливом змішується тільки частина повітря, званого первинним) і з повним попереднім змішуванням (в топку надходить вже перемішана газоповітряна суміш; premix). Зрозуміло, що в останньому випадку мова йде лише про газових пальниках, а всі види рідкого палива припускають використання пальників без попереднього змішування.
3. Пальники розрізняються за характером потоку, випливає в топку. Цей потік може бути прямоточним або закрученим. В останньому випадку розрізняють неразомкнутий і розімкнутий факел, в якому є пріосевая зона рециркулює продуктів згоряння. Крім того, вихрові грілки відрізняються по типу розміщення соплових отворів: є пальники з центральної, периферійної та комбінованої подачею газу.
4. Класифікаційним ознакою пальника можна вважати також можливість (або відсутність можливості) регулювати характеристики факела (його довжина, крутку і т. Д.).
5. Більшість конструкцій великих пальників для промислових котлів допускають можливість зміни коефіцієнта надлишку повітря (т. Е. Співвідношення повітря-паливо). Однак опалювальні котли невеликої потужності обладнують, як правило, пальниками з нерегульованим (оптимальним за умовами горіння) коефіцієнтом надлишку повітря. Цей параметр (т. Е. Можливість або неможливість регулювати надлишок повітря) також є важливим класифікаційним ознакою пальників.
6. Разом з паливом в пальники подається повітря, який може бути холодним (коли він подається безпосередньо від дутьевого вентилятора) або підігрітим (при подачі його також від високонапірного дутьевого вентилятора, але тільки через трубчастий або регенеративний підігрівач повітря). Таким чином, можна класифікувати пальника і по температурі повітря на вході.
7. Ще один класифікаційний ознака - ступінь автоматизації пальника. Можна говорити про повністю автоматизованих пристроях, на яких все пускові операції здійснюються від натискання кнопки; про пальниках з ручним керуванням, коли оператор всі операції по пуску і останову котла повинен виконувати самостійно, в строго визначеної послідовності; і про пальниках напівавтоматичних, де обсяг ручного управління зведений до мінімуму, але все ж перевершує просте натискання кнопки «пуск» або «зупинення».
8. І звичайно, головний класифікаційний ознака будь-якого пальника - це вид палива, на який вона розрахована. Невеликі опалювальні котли обладнають найчастіше газовими або дизельними пальниковими пристроями. На більші опалювальні та промислові котли встановлюють мазутні пальники. Часто зустрічаються двопаливними пальника (наприклад, солярка-газ або мазут-газ). Великі промислові та енергетичні котли обладнають не тільки газовими або мазутними пальниками, а й пиловугільним, через які в топку надходить подрібнене тверде паливо (вугілля, торф, сланці).
Технічні вимоги до конструкції пальників
Пальники вибирають з урахуванням максимального задоволення вимог технології і загальних вимог до пристроїв для спалювання палива. Тому помилкові висловлювані іноді думки про універсальність якого-небудь одного типу пальників і абсолютну перевагу цього типу над іншими.