Класифікація пальників щодо тиску газу. Класифікація газових пальників. Розрахунок продуктів згоряння

Джерелом енергії у більшості теплотехнічних процесів є хімічна теплота викопних видів вуглеводневого палива: вугілля, нафти з її похідними, природного газу, а також торфу, сланців тощо. Вивільнення хімічної теплоти палива здійснюється в процесі спалювання його в суміші з окислювачем, випадків – з киснем повітря, рідше – із чистим (технічним) киснем. Для спалювання палива використовуються різні пальники.

Класифікація пальників

Для ефективного спалювання палива пальник виконує такі функції:

Готує паливо та повітря для горіння, надаючи їм необхідних напрямків та швидкості руху (у деяких випадках у пальнику відбувається попередній підігрів газу або повітря);

Готує горючу суміш (змішує газове паливо та повітря або розпорошує рідке паливо та змішує його з повітрям);

Здійснює подачу підготовленої горючої суміші до робочого простору або топки;

Стабілізує займання.

Залежно від типу пальниковий пристрій може бути призначений для виконання лише частини перелічених функцій.

Процес спалювання газоподібного палива можна умовно поділити на три основні стадії:

Змішування палива із повітрям для горіння;

Підігрів паливоповітряної суміші до температури займання;

Власне процес горіння, тобто реакція окислення горючих компонентів палива киснем повітря, що протікає практично миттєво. Перші дві стадії вимагають набагато більше часу, і тому організація змішування значною мірою визначає весь процес спалювання, характеристики факела, а отже – розподіл температур у робочому просторі камери згоряння.

Оскільки при розробці систем опалення перевага надається вимогам технології, в основу класифікації пальникових пристроїв покладено ступінь розвитку в них процесу змішування палива з повітрям для горіння, способи подачі палива та повітря, характер потоків, що стікають, та інші технологічні особливості. Класифікаційні ознаки пальників та їх характеристики, регламентовані стандартом, можна представити у такому вигляді:

1. Пальники діляться за способом подачі повітря та палива. Розрізняють інжекційні грілки, в яких струмені газу інжектують повітря, та дутьові (або напірні), в яких повітря подається примусово, за допомогою автономного дутьового вентилятора або вбудованого вентилятора (у так званих блочних пальниках). У дуже рідкісних і специфічних випадках (наприклад, барабанних сушарках на цементних або металургійних підприємствах) зустрічаються пальники, в яких повітря подається за рахунок розрідження в робочому об'ємі (у барабанній сушарці). Однак у опалювальних та промислових котлах використовують, як правило, дутьові або інжекційні (атмосферні) пальники.

2. За ступенем підготовки паливної суміші всі пальникові пристрої можна розділити на пальники без попереднього змішування (повітря змішується з паливом після виходу з пальника, в обсязі камери топки; 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 йдеться тільки про газові пальники, а всі види рідкого палива передбачають використання пальників без попереднього змішування.

3. Пальники розрізняються за характером потоку, що витікає в камеру топки. Цей потік може бути прямоточним або закрученим. В останньому випадку розрізняють нерозімкнений і розімкнений факел, в якому є приосева зона рециркулюючих продуктів згоряння. Крім того, вихрові грілки відрізняються за типом розміщення соплових отворів: є пальники з центральною, периферійною та комбінованою подачею газу.

4. Класифікаційною ознакою пальника можна вважати також можливість (або відсутність можливості) регулювати характеристики смолоскипа (його протяжність, крутку тощо).

5. Більшість конструкцій великих пальників для промислових котлів допускають можливість зміни коефіцієнта надлишку повітря (тобто співвідношення повітря-паливо). Однак опалювальні котлиневеликої потужності обладнують, як правило, пальниками з нерегульованим (оптимальним за умовами горіння) коефіцієнтом надлишку повітря. Цей параметр (тобто можливість чи неможливість регулювати надлишок повітря) також є важливою класифікаційною ознакою пальникових пристроїв.

6. Разом з паливом у пальники подається повітря, яке може бути холодним (коли воно подається безпосередньо від дутьового вентилятора) або підігрітим (при подачі його також від високонапірного дутьового вентилятора, але тільки через трубчастий або регенеративний підігрівач повітря). Таким чином, можна класифікувати пальники та за температурою повітря на вході.

7. Ще одна класифікаційна ознака – ступінь автоматизації пальника. Можна говорити про повністю автоматизовані пристрої, на яких всі пускові операції здійснюються від натискання кнопки; про пальники з ручним керуванням, коли оператор усі операції з пуску та зупинення котла повинен виконувати самостійно, у строго визначеній послідовності; і про пальники напівавтоматичні, де обсяг ручного управління зведений до мінімуму, але все ж таки перевершує просте натискання кнопки «пуск» або «зупинка».

8. І звичайно, головна класифікаційна ознака будь-якого пальника – це вид палива, на який він розрахований. Невеликі опалювальні котли обладнають найчастіше газовими або дизельними пальниками. На більші опалювальні та промислові котли встановлюють мазутні пальники. Часто зустрічаються двопаливні пальники (наприклад, солярка-газ або мазут-газ). Великі промислові та енергетичні котли обладнають не тільки газовими або мазутними пальниками, а й пиловугільними, через які в топку надходить подрібнене. тверде паливо(вугілля, торф, сланці).

Технічні вимоги до конструкції пальників

Пальникові пристрої обирають з урахуванням максимального задоволення вимог технології та загальних вимог до пристроїв для спалювання палива. Тому помилкові висловлювані іноді думки про універсальність якогось одного типу пальників і абсолютну перевагу цього над іншими...

Газова горілка- це пристрій для змішування кисню з газоподібним паливом з метою подачі суміші до вихідного отвору та спалювання її з утворенням сталого факела. У газовому пальнику газоподібне паливо, що подається під тиском, змішується в змішувальному пристрої з повітрям (киснем повітря) і суміш підпалюється на виході із змішувального пристрою з утворенням стійкого постійного полум'я.

Газові пальники мають широкий спектр переваг. Конструкція газового пальника дуже проста. Її запуск займає частки секунди і працює такий пальник практично безвідмовно. Газові пальники використовують для опалювальних котлів або промислового застосування.

Сьогодні існує два основних види газових пальників, їх поділ ведеться в залежності від методу утворення горючої суміші, що використовується (що складається з палива і повітря). Розрізняють атмосферні (інжекторні) та наддувні (вентиляційні) пристрої. У більшості випадків перший вид є частиною котла і входить у його вартість, другий вид найчастіше набувається окремо. Наддувний пальник газовий як інструмент горіння більш ефективний, оскільки в них подача повітря здійснюється спеціальним вентилятором (вбудованим в пальник).

Призначеннями газових пальників є:

– подача газу та повітря до фронту горіння;

- сумішоутворення;

- Стабілізація фронту займання;

- Забезпечення необхідної інтенсивності горіння.

Типи газових пальників:

Дифузійний пальникпальник, в якому паливо та повітря
змішуються пригорінні.

Інжекційний пальник – газовий пальник із попереднім змішуванням газуз повітрям, у якого одне із середовищ, необхідних для горіння, підсмоктується в камеру горіння іншого середовища (синонім – ежекційний пальник)

Пальник з порожнім попереднім змішуванням –пальник, в якому газ змішується з повним об'ємом повітря перед вихідними отворами.

Пальник не з порожнім попереднім змішуванням– пальник, в якому газ не повністю змішується з повітрям перед вихідними отворами. Атмосферний газовий пальник– інжекційний газовий пальник з частковим попереднім змішуванням газу з повітрям, що використовує вторинне повітря середовища, що оточує факел.

Пальник спеціального призначення– пальник, принцип дії та конструкцію якої визначає тип теплового агрегату або особливості технологічного процесу.

Рекуперативний пальник– пальник, з рекуператором для підігріву газу або повітря

Регенеративний пальник– пальник, з регенератором для підігріву газу або повітря.

Автоматичний пальник– пальник, обладнаний автоматичними пристроями: дистанційним запальним, контролю полум'я, контролю тиску палива та повітря, запірними клапанами та засобами управління, регулювання та сигналізації.

урбінний пальник– газовий пальник, в якому енергія струменів газу, що витікають, використовується для приводу вбудованого вентилятора, що нагнітає повітря в пальник.

Запальний пальник– допоміжний пальник, що служить для розпалювання основного пальника.

Найбільш застосовні сьогодні класифікація пальників за способом подачі повітря, які діляться на:

– бездуття – повітря надходить у топку за рахунок розрідження в ній;

– інжекційні – повітря засмоктується за рахунок енергії струменя газу;

– дутьові – повітря подається в пальник або топку за допомогою вентилятора.

Використовують газові пальники при різних тисках газу: низькому – до 5000 Па, середньому – від 5000 Па до 0,3 МПа та високому – понад 0,3 МПа. Найчастіше використовують пальники, що працюють на середньому та низькому тиску газу.

Велике значення має теплова потужність газового пальника, який буває максимальним, мінімальним і номінальним.

При тривалій роботі пальника, де газу витрачається більше без відриву полум'я, досягається максимальна теплова потужність.

Мінімальна теплова потужність виникає при стійкій роботі пальника та найменших витратах газу без проскоку полум'я.

При роботі пальника з номінальним, що забезпечує максимальний ККД при максимальній повноті спалювання, витратою газу досягається номінальна теплова потужність.

Допускається перевищення максимальної теплової потужності над номінальною лише на 20%. Якщо номінальна теплова потужність пальника за паспортом 10000 кДж/год, максимальна повинна бути 12000 кДж/год.

Ще однією важливою особливістю газових пальників є діапазон регулювання теплової потужності.

На сьогодні використовується велика кількість пальників різної конструкції. Вибирається пальник за певними вимогами, до яких належать:стійкість при змінах теплової потужності, надійність в експлуатації, компактність, зручність під час обслуговування, забезпечення повноти згоряння газу.

Основні параметри та характеристики використовуваних газопальникових пристроїв визначені вимогами:

– теплова потужність, що обчислюється як добуток годинної витрати газу, м 3 /год, на його нижчу теплоту згоряння, Дж/м 3 і є головною характеристикоюпальники;

- Параметри спалюваного газу (нижча теплота згоряння, щільність, число Воббе);

- номінальна теплова потужність, рівна максимально досягається потужності при тривалій роботі пальника з мінімальним коефіцієнтом надлишку а повітря і за умови, що хімічний недопал не перевищує встановлених для даного типу пальників значень;

– номінальний тиск газу та повітря, що відповідає номінальній тепловій потужності пальника при атмосферному тиску в камері топки;

- номінальна відносна довжина факела, що дорівнює відстані по осі факела від вихідного перерізу (сопла) пальника при номінальній тепловій потужності до точки, де вміст вуглекислого газу при α = 1 дорівнює 95% його максимального значення;

- Коефіцієнт граничного регулювання теплової потужності, рівний відношенню максимальної теплової потужності до мінімальної;

- Коефіцієнт робочого регулювання пальника по тепловій потужності, рівний відношенню номінальної теплової потужності до мінімальної;

– тиск (розрідження) у камері топки при номінальній потужності пальника;

– теплотехнічні (світність, ступінь чорноти) та аеродинамічні характеристики факела;

– питома метало- та матеріаломісткість та питома витрата енергії, віднесені до номінальної теплової потужності;

– рівень звукового тиску, створюваний працюючим пальником при номінальній тепловій потужності.

Вимоги до пальників

На підставі досвіду експлуатації та аналізу конструкції пальників можна сформулювати основні вимоги до їх конструкції.

Конструкція пальника повинна бути найпростішою: без рухомих частин, без пристроїв, що змінюють перетин для проходу газу та повітря і без деталей складної форми, що розташовані поблизу носика пальника. Складні пристрої при експлуатації не виправдовують себе і швидко виходять з ладу під дією високих температур у робочому просторі печі.

Перерізи для виходу газу, повітря та газоповітряної суміші слід відпрацьовувати у процесі створення пальника. У процесі експлуатації всі ці перерізи мають бути незмінними.

Кількість газу і повітря, що подається на пальник, слід вимірювати дросельними пристроями на трубопроводах, що підводять.

Перетин для проходу газу та повітря в пальнику та конфігурацію внутрішніх порожнин слід вибирати таким чином, щоб опір на шляху руху газу та повітря всередині пальника був би мінімальним.

Тиск газу та повітря в основному повинен забезпечувати необхідні швидкості у вихідних перерізах пальника. Бажано, щоб подача повітря в пальник була регульованою. Неорганізована подача повітря внаслідок розрідження в робочому просторі або шляхом часткового інжектування повітря газом може допускатися лише в окремих випадках.

Конструкції пальників.

Основні елементи пальника газового: змішувач та пальникова насадка зі стабілізуючим пристроєм. Залежно від призначення та умов експлуатації пальника газового її елементи мають різне конструктивне виконання.

У дифузійних пальникахгазових камеру спалювання підводиться газ і повітря. Змішування газу та повітря відбувається в камері горіння. Більшість дифузійних газових пальників монтують на стінках топки або печі. У котлах набули поширення т.з. подові пальники газові, які розміщуються усередині топки, у нижній її частині. Подовий пальник газовий складається з однієї або декількох газорозподільних труб, в яких просвердлені отвори. Труба з отворами встановлюється на колосникових гратах або поду топки в щілинному каналі, викладеним з вогнетривкої цегли. Через вогнетривкий щілинний канал надходить необхідну кількість повітря. При такому пристрої горіння струменів газу, що виходять з отворів у трубі, починається вогнетривкому каналі і закінчується в обсязі топки. Подові пальники створюють мале опір проходженню газу, тому можуть працювати без примусового дуття.

Дифузійні газові пальники характеризуються більш рівномірною температурою по довжині факела.

Однак ці пальники газові вимагають підвищеного коефіцієнта надлишку повітря (у порівнянні з інжекційними), а також створюють нижчі теплові напруги об'єму топки і гірші умови для догоряння газу в хвостовій частині факела, що може призводити до неповного згоряння газу.

Дифузійні пальникигазові застосовують у промислових печах та котлах, де потрібна рівномірна температура по довжині факела. У деяких процесах дифузійні пальники газові незамінні. Наприклад, в скловарених, мартенівських та ін печах, коли повітря, що йде на горіння, підігрівається до температур, що перевищують температуру займання пального газу з повітрям. Успішно застосовуються дифузійні пальники газові та деяких водогрійних котлах.

У інжекційних пальникахповітря для горіння засмоктується (інжектується) рахунок енергії струменя газу та його взаємне змішання відбувається усередині корпусу пальника. Іноді в інжекційних пальниках газових підсмоктування необхідної кількості пального газу, тиск якого близько до атмосферного, здійснюється енергією струменя повітря. У пальниках повного змішування (з газом перемішується все необхідне для горіння повітря), що працюють на газі середнього тиску, утворюється короткий факел полум'я, а горіння завершується в мінімальному обсязі топки. В інжекційних пальниках газових часткового змішування надходить лише частина (40 ÷ 60%) необхідного для горіння повітря (т. зв. первинне повітря), яке і змішується з газом. Решта повітря (т. зв. вторинний повітря) надходить до смолоскипу полум'я з атмосфери рахунок інжектирующего дії газо-повітряних струменів і розрідження в топках. На відміну від інжекційних пальників газових середнього тиску, у пальниках низького тиску утворюється однорідна газо-повітряна суміш із вмістом газу більше за верхню межу займання; ці пальники газові стійкі у роботі і мають широкий діапазон теплового навантаження.

Для стійкого горіння газоповітряної суміші в газових інжекційних пальниках середнього і високого тиску застосовують стабілізатори: додаткові підпалювальні смолоскипи навколо основного потоку (пальники з кільцевим стабілізатором), керамічні тунелі, всередині яких відбувається горіння газоповітряної суміші, і пластинчасті стабілізатори, що створюють завихрення.

У топках значних розмірів газові інжекційні пальники збирають в блоки з 2 і більше пальників.

Широке застосування отримали інжекційні пальники газові інфрачервоного випромінювання (т.зв. газ згоряє на випромінюючій поверхні тонким шаром, без видимого смолоскипа. Випромінювальною поверхнею служать керамічні насадки або металеві сітки. Ці пальники застосовують для обігріву приміщень з великою кратністю обміну повітря (спортивні зали, торговельні приміщення, теплиці та ін), для сушіння пофарбованих поверхонь (тканин, паперу та ін), розігріву мерзлого ґрунту та сипучих матеріалів у промислових печах. Для рівномірного нагрівання великих поверхонь (печей нафтопереробних заводів та ін промислових печей) застосовують т.з. панельні інжекційні випромінюючі пальники. У цих пальниках газо-повітряна суміш із змішувача потрапляє в загальний короб, а далі трубками суміш розподіляється по окремих тунелях, в яких і відбувається її згоряння. Панельні пальники мають малі габарити та широкий діапазон регулювання, малочутливі до протитиску в камері топки.

Збільшується застосування газотурбінних пальників, в яких подача повітря здійснюється осьовим вентилятором, що рухається газовою турбіною. Ці пальники запропоновані на початку 20 століття (турбогорілка Ейкарта). Під дією реактивної сили витікаючого газу турбінка, вал і вентилятор наводяться в обертання у бік, протилежний до закінчення газу. Продуктивність пальника регулюється величиною тиску газу, що надходить. Газотурбінні пальники можуть застосовуватись у топках котлів. Перспективними є високонапірні турбінні пальники газові з самоподачею повітря через рекуператори та повітряні економайзери: газо-мазутні пальники газові великої продуктивності, що працюють на підігрітому та холодному повітрі.

До пальників висувають такі вимоги:

1. Основні типи пальників повинні виготовлятися на заводах серійно за технічними умовами. Якщо пальники виготовляють по індивідуального проекту, то під час введення в експлуатацію вони повинні пройти випробування для визначення основних характеристик;

2. Пальники повинні забезпечувати пропуск заданої кількості газу та повноту його спалювання з мінімальним коефіцієнтом витрати повітря α, за винятком пальників спеціального призначення (наприклад, для печей, у яких підтримується відновне середовище);

3. За умови забезпечення заданого технологічного режиму пальника повинні забезпечити мінімальну кількість шкідливих викидів в атмосферу;

4. Рівень шуму, створюваного пальником, не повинен перевищувати 85 дБ при вимірюванні шумоміром на відстані 1 м від пальника та на висоті 1,5 м від підлоги;

5. Пальники повинні стійко працювати без відриву та проскоку полум'я в межах розрахункового діапазону регулювання теплової потужності;

6. У пальників з попереднім повним змішуванням газу з повітрям швидкість витікання газоповітряної суміші повинна перевищувати швидкість розповсюдження полум'я;

7. Для скорочення витрати електроенергії на власні потреби при використанні пальників з примусовою подачею повітря опір повітряного тракту має бути мінімальним;

8. Для зменшення експлуатаційних витрат конструкція пальника та стабілізуючі пристрої повинні бути досить прості в обслуговуванні, зручні для ревізії та ремонту;

9. При необхідності збереження резервного палива пальники повинні забезпечувати швидке переведення агрегату з одного палива на інше без порушення технологічного режиму;

10. Комбіновані газомазутні пальники повинні забезпечувати приблизно однакову якість спалювання обох видів палива – газового та рідкого (мазуту).

Дифузійні пальники

У дифузійні пальники повітря, необхідне горіння газу, надходить з навколишнього простору до фронту факела з допомогою дифузії.

Такі пальники застосовуються зазвичай у побутових приладах. Їх можна використовувати також при збільшенні витрат газу, якщо необхідно розподілити полум'я по великій поверхні. У всіх випадках газ подається в пальник без домішки первинного повітря і поєднується з ним за межами пальника. Тому іноді ці пальники називають пальниками зовнішнього змішування.

Найбільш прості за конструкцією дифузійні пальники (рис. 7.1) є трубою з висвердленими отворами. Відстань між отворами вибирається з урахуванням швидкості розповсюдження полум'я від одного отвору до іншого. Ці пальники мають невеликі теплові потужності та застосовуються при спалюванні природних та низькокалорійних газів під невеликими водонагрівальними пристроями.

Мал. 7.1. Дифузійні пальники

Рис.7.2. Подовий дифузійний пальник:

1 – регулятор повітря; 2 – пальник; 3 – оглядове вікно; 4 – центруючий стакан; 5 – горизонтальний тунель; 6 – викладки з цегли; 7 – колосникові грати

До промислових пальників дифузійного типу належать подові щілинні пальники (рис. 7.2). Зазвичай вони є трубою діаметром до 50 мм, в якій просвердлені отвори діаметром до 4 мм в два ряди. Канал є щілиною в поді котла, звідки і назва пальників - подові щілинні.

З пальника 2 газ виходить у топку, куди з-під колосників 7 надходить повітря. Газові цівки прямують під кутом до потоку повітря і рівномірно розподіляється за його перерізом. Процес змішування газу з повітрям здійснюється у спеціальній щілині, зробленій з вогнетривкої цегли. Завдяки такому пристрої посилюється процес змішування газу з повітрям та забезпечується стійке запалення газоповітряної суміші.

Колосникові грати закладаються вогнетривкою цеглою і залишаються кілька щілин, в яких розміщуються труби з просвердленими отворами для виходу газу. Повітря під колосникові грати подається вентилятором або в результаті розрядження в топці. Вогнетривкі стінки щілини є стабілізаторами горіння, запобігають відриву полум'я і одночасно підвищують процес тепловіддачі в топці.

Інжекційні пальники.

Інжекційними називаються пальники, у яких утворення газоповітряної суміші відбувається за рахунок енергії струменя газу. Основний елемент інжекційного пальника - інжектор, що підсмоктує повітря з навколишнього простору всередину пальників.

Залежно кількості інжектируемого повітря пальники можуть бути повного попереднього змішування газу з повітрям або з неповною інжекцією повітря.

Пальники з неповною інжекцією повітря.До фронту горіння надходить лише частина необхідного для згоряння повітря, решта повітря надходить з навколишнього простору. Такі пальники працюють на низькому тиску газу. Їх називають інжекційними пальниками низького тиску.

Основними частинами інжекційних пальників (рис. 7.3) є регулятор первинного повітря, форсунка, змішувач та колектор.

Регулятор первинного повітря 7 являє собою диск, що обертається або шайбу і регулює кількість первинного повітря, що надходить в пальник. Форсунка 1 служить перетворення потенційної енергії тиску газу кінетичну, тобто. для надання газовому струменю такої швидкості, що забезпечує підсмоктування необхідного повітря. Змішувач пальника складається з трьох частин: інжектора, конфузора та дифузора. Інжектор 2 створює розрідження та підсмоктування повітря. Найвужча частина змішувача – конфузор 3, що вирівнює струмінь газоповітряної суміші. У дифузорі 4 відбувається остаточне перемішування газоповітряної суміші та збільшення її тиску за рахунок зниження швидкості.

З дифузора газоповітряна суміш надходить у колектор 5, який і розподіляє газоповітряну суміш по отворах 6. Форма колектора та розташування отворів залежить від типу пальників та їх призначення.

Інжекційні пальники низького тиску мають низку позитивних якостей, завдяки яким їх широко застосовують у побутових газових приладах, а також у газових приладах для підприємств громадського харчування та інших комунально-побутових споживачів газу. Пальники використовують також у чавунних опалювальних казанах.

Мал. 7.3. Інжекційні атмосферні газові пальники

а- Низького тиску; б- Пальник для чавунного котла; 1-форсунка. 2 – інжектор, 3 – конфузор, 4 – дифузор, 5 – колектор. 6 – отвори, 7 – регулятор первинного повітря

Основні переваги інжекційних пальників низького тиску: простота конструкції; стійка робота пальників при зміні навантажень; надійність та простота обслуговування; безшумність роботи; можливість повного спалювання газу та робота на низьких тисках газу; відсутність подачі повітря під тиском

Важливою характеристикою інжекційних пальників неповного змішування є коефіцієнт інжекції– відношення об'єму повітря, що інжектується, до об'єму повітря, необхідного для повного згоряння газу. Так, якщо для повного згоряння 1 м 3 газу необхідно 10 м 3 повітря, а первинне повітря становить 4 м 3 то коефіцієнт інжекції дорівнює 4:10 = 0,4.

Характеристикою пальників є також кратність інжекції- Відношення первинного повітря до витрати газу пальником. У цьому випадку, коли на 1 м 3 спалюваного газу інжектується 4 м 3 повітря, кратність інжекції дорівнює 4.

Гідність інжекційних пальників: якість їх саморегулювання, тобто. підтримка постійної пропорції між кількістю газу, що подається в пальник, і кількістю інжектованого повітря при постійному тиску газу.

Змішувальні пальники. Пальники із примусовою подачею повітря.

Пальники з примусовою подачею повітря широко застосовують у різних теплових пристроях комунальних та промислових підприємств.

За принципом дії ці пальники поділяються на пальники з попереднім змішуванням газу (рис.7.4) і палива та на пальники без попередньої підготовки газоповітряної суміші. Пальники обох типів можуть працювати на природному, коксовому, доменному, змішаному та інших горючих газах низького та середнього тиску. Діапазон робочого регулювання – 0,1 ÷ 5000 м 3 /год.

Повітря в пальники подається відцентровими або осьовими вентиляторами низького та середнього тиску. Вентилятори можуть бути встановлені на кожному пальнику або один вентилятор на певну групу пальників. При цьому, як правило, все первинне повітря подається вентиляторами, вторинний практично не впливає на якість горіння і визначається тільки підсмоктуванням повітря в топкову камеру через нещільності топкової арматури і лючки.

Перевагами пальників з примусовою подачею повітря є: можливість застосування в камерах топки з різним протитиском, значний діапазон регулювання теплової потужності та співвідношення газ - повітря, порівняно невеликі розміри факела, незначний шум при роботі, простота конструкції, можливість попереднього підігріву газу або повітря і використання пальників великий одиничної потужності.

Пальники низького тиску застосовують при витраті газу 50 ÷ 100 м 3 /год, при витраті 100 ÷ 5000 доцільно використовувати пальники середнього тиску.

Тиск повітря в залежності від конструкції пальника та необхідної теплової потужності приймається рівним 0,5 ÷ 5кПа.

Для кращого перемішування паливно-повітряної суміші більшість пальників газ подається невеликими струменями під різним кутом до потоку первинного дутьового повітря. З метою інтенсифікації сумішоутворення потоку повітря надають турбулентний рух за допомогою спеціально встановлених завихряючих лопаток, тангенціальних напрямних і т.д.

До найпоширеніших пальників з примусовою подачею повітря внутрішнього змішування відносять пальники з витратою газу до 5000 м3/год. У них можна забезпечити заздалегідь задану якість підготовки паливно-повітряної суміші до її подачі в камеру топки.

Залежно від конструкції пальника процеси змішування палива і повітря можуть бути різними: перший - підготовка паливно-повітряної суміші безпосередньо в камері змішування пальника, коли в топку надходить готова газоповітряна суміш, другий - коли процес змішування починається в пальнику, а закінчується в камері топки. У всіх випадках швидкість витікання газоповітряної суміші різна 16...60 м/с. Інтенсифікації сумішоутворення газу і повітря досягають шляхом струминної подачі газу, застосування регульованих лопаток, тангенціального підведення повітря та ін.

Максимальний тиск повітря на вході в пальник – 5 кПа. Вона може працювати при протитиску та розрідженні в камері згоряння. У цих пальниках на відміну від пальників зовнішнього змішування полум'я, що менш світиться і відносно невеликих розмірів. Як стабілізатори найчастіше застосовують керамічні тунелі. Однак можуть бути використані всі розглянуті вище способи.

Пальник типу ГНП з примусовою подачею повітря та центральною подачею газу, сконструйований фахівцями інституту Теплопроект, призначений для використання в топкових пристроях зі значними тепловими напругами. У цих пальниках передбачено закручування потоку повітря за допомогою лопаток. У комплект пальника входять два сопла: сопло типу А, що застосовується для короткофакельного спалювання газу з 4÷6 отворами для виходу газу, спрямованими перпендикулярно або під кутом 45° до потоку повітря, і сопло типу Б, що використовується для отримання подовженого смолоскипа і має одне центральне отвір, спрямований паралельно потоку повітря. В останньому випадку попереднє змішування газу та повітря відбувається значно гірше, що призводить до подовження факелу.

Стабілізація факела забезпечується застосуванням вогнетривкого тунелю з шамотної цегли класу А. Пальники можуть працювати на холодному і підігрітому повітрі. Коефіцієнт надлишку повітря – 1,05. Пальники такого типу застосовують у парових котлах, хлібопекарській промисловості.

Двопровідний газомазутний пальник ГМГ призначений для спалювання природного газу або малосірчистих видів рідкого палива типу дизельного, побутового, мазутів флотських Ф5, Ф12 та ін. Допускається спільне спалювання газу та рідкого палива.

Газове сопло пальника має два ряди отворів, спрямованих під кутом 90 ° один до одного. Отвори на бічній поверхні сопла дозволяють подавати газ у закручений потік вторинного дутьового повітря, отвори на торцевій поверхні - закручений потік первинного повітря.

Процес утворення газоповітряної суміші в пальниках з примусовою подачею повітря починається безпосередньою в самому пальнику, а завершується вже в топці. У процесі спалювання газ згоряє коротким полум'ям, що не світиться. Потрібне для згоряння газу повітря, подається в пальник примусово за допомогою вентилятора. Газ та повітря подаються окремими трубами.

Цей вид пальників ще називають двопровідними або змішувальними пальниками. Найчастіше використовуються пальники, що працюють на низькому тиску газу та повітря. Також деякі конструкції пальників використовуються при середньому тиску.

Встановлюються пальники в топках котлів, нагрівальних і сушильних печах і т.д.

Принцип роботи пальника з примусовою подачею повітря:

Газ надходить у сопло 1 з тиском до 1200 Па і виходить з нього через вісім отворів діаметром 4,5 мм. Ці отвори мають бути розташовані під кутом 30° до осі пальника. Спеціальні лопатки, які задають обертальний рух потоку повітря, розташовані в корпусі 2 пальника. У процесі роботи газ у вигляді дрібних струмочків надходить у закручений потік повітря, що допомагає гарному змішуванню. Пальник закінчується керамічним тунелем 4, що має запальний отвір 5.

Мал. 7.4. Пальник із примусовою подачею повітря:

1 - сопло; 2 – корпус; 3 – фронтальна плита; 4 – керамічний тунель.

Пальники з примусовою подачею повітря мають ряд переваг:

-висока продуктивність;

-Широкий діапазон регулювання продуктивності;

-Можливість роботи на підігрітому повітрі.

У існуючих різноманітних конструкціях пальників інтенсифікація процесу утворення газоповітряної суміші досягається такими способами:

-Розбиттям потоків газу і повітря на дрібні потоки, в яких проходить сумішоутворення;

-Подачею газу у вигляді дрібних струмочків під кутом до потоку повітря;

-Закручування потоку повітря різними пристосуваннями, вбудованими всередину пальників.

Комбіновані пальники.

Комбінованими називаються пальники, що працюють одночасно або окремо на газі та мазуті або на газі та вугільному пилу.

Їх застосовують при перебоях у подачі газу, коли необхідно терміново знайти інший вид палива, коли газове паливо не забезпечує необхідного температурного режиму топки; подача газу на даний проводиться тільки у певний час (вночі) для вирівнювання добової нерівномірності газоспоживання.

Найбільшого поширення набули газомазутні пальники з примусовою подачею повітря. Пальник складається з газової, повітряної та рідинної частин. Газова частина є порожнистим кільцем, що має штуцер для підведення газу і вісім трубочок для розпилення газу.

Рідина частина пальника складається з мазутної головки та внутрішньої трубки, що закінчується форсункою 1 (рис. 7.5).

Подача мазуту в пальник регулюється вентилем. Повітряна частина пальника складається з корпусу, завихрювача 3 повітряної заслінки 5, за допомогою якої можна регулювати подачу повітря. Завихрювач служить кращого перемішування струменя мазуту з повітрям. Тиск повітря 2÷3 кПа, тиск газу до 50 кПа, тиск мазуту до 0,1 МПа.

Мал. 7.5. Комбінований газомазутний пальник:

1 – мазутна форсунка, 2 – повітряна камера, 3 – завихрювач, 4 – трубки виходу газу, 5 – повітряна регулювальна заслінка.

Застосування комбінованих пальників дає вищий ефект, ніж одночасне використання газових пальників і мазутних форсунок або газових пальників.

Комбіновані пальники необхідні для надійної та безперебійної роботи газовикористовуючого обладнання та установок великих промислових підприємств, електростанцій та інших споживачів, для яких перерва у роботі неприпустима.

Розглянемо принцип дії комбінованого пилегазового пальника конструкції Мосенерго (рис. 7.6)

При роботі на вугільному пилу в топку кільцевим каналом 3 центральної труби подається суміш первинного повітря з вугільним пилом, а вторинне повітря надходить в топку через равлик 1.

Як резервне паливо служить мазут, в цьому випадку в центральній трубі встановлюється мазутна форсунка. При переведенні пальника на газове паливо мазутну форсунку замінюють кільцевим каналом, яким подається газове паливо.

У центральній частині каналу встановлюється труба з чавунним наконечником 2. Наконечнику 2 косі щілини, через які виходить газ і перетинається з потоком закрученого повітря, що виходить з равлика 1. У вдосконалених конструкціях пальників в наконечнику замість щілин передбачено 115 отворів діаметром 7 мм. В результаті швидкість виходу газу збільшується майже вдвічі (150 м/с).

Мал. 7.6. Комбінований пилогазовий пальник із центральною подачею газу.

1 – равлик для закручування повітряного потоку; 2 – наконечник газопідвідних труб,

3 - кільцевий канал для подачі суміші первинного повітря з вугільним пилом.

У нових конструкціях пальника застосовується периферійна подача газу, при якій газові струмки, що мають більш високу швидкість, ніж повітряні, перетинають закручений потік повітря, що рухається зі швидкістю 30 м/с під прямим кутом. Така взаємодія потоків газу та повітря забезпечує швидке та повне перемішування, внаслідок чого газоповітряна суміш згоряє з мінімальними втратами.

7.3. Автоматизація процесів спалювання газу.

Властивості газового палива та сучасні конструкції газових пальників створюють сприятливі умови для автоматизації спалювання газу. Автоматичне регулювання процесу горіння підвищує надійність та безпеку експлуатації газовикористовуючих агрегатів та забезпечує їхню роботу відповідно до найбільш оптимального режиму.

Сьогодні в газовикористовуючих установках використовуються системи часткової або комплексної автоматизації.

Комплексна газова автоматика складається з таких основних систем:

- Автоматика регулювання;

- автоматика безпеки;

- Аварійної сигналізації;

-Тілотехнічного контролю.

Регулювання та управління процесом горіння визначається роботою газових приладів та агрегатів у заданому режимі та забезпеченням оптимального режиму згоряння газу. Для цього регулювання процесу горіння призначена автоматика регулювання побутових, комунальних та промислових газових приладів та агрегатів. Таким чином, підтримується постійна температура води в баку у ємнісних водонагрівачів, постійний тиск пари парових котлів.

Подача газу до пальників газовикористовувальних установок припиняється автоматикою безпеки у разі:

- згасання факела в топці;

- Зниження тиску повітря перед пальниками;

- підвищення тиску пари в котла;

- Підвищення температури води в котлі;

- Зниження розрядження в топці.

Відключення цих установок супроводжується відповідними звуковими та світловими сигналами. Не менш важливим є і контроль загазованості приміщення, в якому розташовані всі газові прилади та агрегати. Для цього встановлюють електромагнітні клапани, які припиняють подачу газу у випадках перевищення ГДК в навколишньому повітрі СН 4 і 2 .

Домогтися оптимального режиму в умовах технологічного процесу можна за допомогою приладів теплотехнічного контролю

Умови експлуатації газовикористовуючого обладнання визначають ступінь його автоматизації.

Дистанційне керування газовикористовувальних установок досягається шляхом використання приладів контролю та сигналізації.

Розрахунки пальників.

У газомазутних топках, забезпечених сучасними пальниками з автоматичним керуваннямпроцесом спалювання стало можливим спалювати природні гази і мазут з малими надлишками повітря практично за відсутності або малої величини хімічної неповноти згоряння (менше 0,5%). Тому рекомендується процес спалювання цих палив підтримувати з коефіцієнтом надлишку повітря за пароперегрівачем не вище 1,03 ÷ 1,05.

Якщо період напіврозпаду 88 Ra 228складає 6,7 року, то відносна кількість атомів, які зазнали радіоактивного перетворення ( в -- випромінювання) за 5 років, дорівнюватиме... %

Відповідь у вигляді цілого числа без розміру введіть із клавіатури.

Газовий пальник спалювання автоматизація

Класифікація газових пальників

Газовий пальник - пристрій, що забезпечує подачу певної кількості пального газу та окислювача (повітря або кисню), створення умов змішування їх, транспортування суміші, що утворилася, до місця спалювання і згоряння газу. Є пальники, у яких до місця згоряння подається тільки газ або газ і повітря, але без попереднього змішування всередині пальника.

Вимоги до пальників:

· Створення умов для повного згоряння газу з мінімальними надлишком повітря і виходом шкідливих речовин у продуктах згоряння;

· Забезпечення необхідної теплопередачі та максимального використання теплоти газового палива;

· Наявність меж регулювання, не менших ніж необхідна зміна теплової потужності агрегату;

· Відсутність сильного шуму, рівень якого не повинен перевищувати 85 дБ;

· Простота конструкції, зручність ремонту та безпеку експлуатації;

· Можливість застосування автоматики регулювання та безпеки;

· Відповідність сучасним вимогампромислової естетики.

Основні функції газових пальників: подача газу та повітря до фронту горіння газу, сумішоутворення, стабілізація фронту займання, забезпечення необхідної інтенсивності процесу горіння газу.

За методом спалювання газу всі пальники можна поділити на три групи:

· Без попереднього змішування газу з повітрям - дифузійні;

· З неповним попереднім змішуванням газу з повітрям - дифузійно-кінетичні;

· З повним попереднім змішуванням газу з повітрям - кінетичні.

Крім того, пальники можна класифікувати за способом подачі повітря, розташування пальника в топковому просторі, що випромінює здатність пальника, тиск газу.

Широке поширення має класифікація пальників за способом подачі повітря. За цією ознакою пальники поділяють так:

· бездуття, у яких повітря надходить у топку за рахунок розрідження в ній;

· Інжекційні, в яких повітря засмоктується за рахунок енергії струменя газу;

дутьові, у яких повітря подається в пальник або топку за допомогою вентилятора.

Пальники можуть працювати при різних тисках газу: низькому - до 5000 Па, середньому - від 5000 Па до 0,3 МПа та високому - понад 0,3 МПа. Найбільшого поширення мають пальники, що працюють на низькому та середньому тисках газу.

Важлива характеристика пальника - її теплова потужність, кДж/год:

де QН - нижча теплотворна здатність газу, кДж/м3; VЧ - годинна витрата газу пальником, м3/год.

Розрізняють максимальну, мінімальну та номінальну теплові потужності газових пальників. Максимальна теплова потужність досягається при тривалій роботі пальника з великою витратою газу без відриву полум'я. Мінімальна теплова потужність виникає при стійкій роботі пальника за найменших витрат газу без проскоку полум'я. Номінальна теплова потужність пальника відповідає режиму роботи з номінальною витратою газу, тобто витрати, що забезпечує найбільший ККД при максимальній повноті спалювання газу. У паспортах пальників зазначають номінальну теплову потужність.

Максимальна теплова потужність пальника має перевищувати номінальну не більше ніж на 20%. Якщо номінальна теплова потужність пальника за паспортом 10000 кДж/год, то максимальна має бути 12000 кДж/год.

Ще одна важлива характеристика пальника - межа регулювання теплової потужності п = 2...5:

n = Qr min / Qr max,

де Qr min – мінімальна теплова потужність пальника; Qr max – максимальна теплова потужність пальника.

В експлуатації перебуває велика кількість пальників різних конструкцій. Загальні вимогидля всіх пальників: забезпечення повноти згоряння газу, стійкість до змін теплової потужності, надійність в експлуатації, компактність, зручність при обслуговуванні.

Існує багато різних класифікацій газопальникових пристроїв, які ми можемо бачити у Таблиці 1.

Таблиця 1. 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. Всі види газових пальників більш 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, що підходять для домашнього використання.

4. Багато моделей газових пальників оснащуються сучасними системами, що автоматизують їх 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 середовищеВуглекислий газ. 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 тиску часто використовуються 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.

Класифікація пальників на кшталт роботи.
  Пальники вентиляторні.
Вентиляторні пальники (їх називають дутьовими, наддувними) мають таку властивість: повітря в них надходить завдяки вбудованому вентилятору примусово. Вже в самому пальнику він змішується з будь-яким паливом, після чого утворена суміш нагнітається в топку. Вентиляторні пальники можуть працювати на газі або рідкому паливі (дизелі, відпрацьованому маслі). При роботі на газі, вентиляторні пальники найменше залежать від того, газ якого тиску надходитиме, навіть при падінні тиску на 50%, котел нагріватиме теплоносій.
Вентиляторні пальники набагато дорожчі, ніж газові, але менш залежні від тиску газу в мережі: навіть якщо воно впаде на 50%, то котел все одно нагріватиме теплоносій, щоправда, із втратою потужності. Водночас вентиляторні пальники досить галасливі (до 60 дБ). Шумить не стільки вентилятор, скільки смолоскип, що під тиском виходить із сопла пальника. Для захисту від шуму виробники котлів пропонують низку заходів, у тому числі глушник, який встановлюється у місці з'єднання димоходу з котлом.
Вентиляторні пальники здебільшого не є частиною котла, а поставляються окремо і приєднуються («навішуються») до котла.

  Дифузійні пальники та пальники проміжного типу.
У дифузійних пальниках, необхідне згоряння палива повітря доставляється їх навколишнього простору безпосередньо до фронту горіння з допомогою дифузії.
Дифузійні газові пальники характеризуються рівномірнішою температурою по довжині факела. Однак ці газові пальники вимагають підвищеного коефіцієнта надлишку повітря (у порівнянні з інжекційними), створюють нижчі теплові напруги об'єму топки і гірші умови для догоряння газу в хвостовій частині факела, що може призводити до неповного згоряння газу.
Дифузійні газові пальники застосовують у промислових печах та котлах, де потрібна рівномірна температура по довжині факела. У деяких процесах дифузійні газові пальники незамінні. Наприклад, в скловарених, мартенівських та ін печах, коли повітря, що йде на горіння, підігрівається до температур, що перевищують температуру займання пального газу з повітрям. Успішно застосовуються дифузійні газові пальники та деяких водогрійних котлах.
У потужних камерах топки газ цілком успішно спалюється за допомогою дифузійних пальників з малим опором по газу і повітрю. Ці останні не вимагають попереднього змішування газу та повітря та допускають великі швидкості виходу газу та повітря в топку. При застосуванні таких пальників відпадають вогнетривкі тунелі значного сумарного перерізу, що вимагають висококалорійного газу вогнетриву високої якості і порівняно частого ремонту. Нарешті, дифузійні пальники легко конструюються як змішані газомазутні, що допускають ефективне спалювання і газоподібного та рідкого палива (а якщо це потрібно, і твердого пилоподібного).
Тому в потужних котлоагрегатах, що спалюють або природний газ, або доменний газ і вугільний пил, зазвичай застосовують пальники дифузійного або змішаного типу. У дифузійних пальниках газ і повітря подаються в топку окремо і змішання газу та повітря відбувається в самій камері топки. При цьому зазвичай повітря до змішування з газом встигає підігрітися до температури, достатньої для інтенсивного горіння, тому процес горіння відбувається дуже швидко і фронт горіння, тобто зона дифузійного горіння, що розділяє області суміші пального з окислювачем (повітрям) і суміші продуктів горіння з надлишковим повітрям є дуже тонким шаром. У пальниках проміжного типу змішання частково здійснюється в самому пальнику і з неї в топку входить потік повітря, пронизаний окремими струменями суміші, багатої на газ.
Дифузійні пальники зазвичай працюють на газі низького та середнього тиску.
У котлах набули поширення т.з. подові газові пальники, що є різновидом дифузійних газових пальників, які розміщуються всередині топки, у нижній її частині. Подовий газовий пальник складається з однієї або декількох газорозподільних труб, в яких просвердлені отвори. Труба з отворами встановлюється на колосникових гратах або поду топки в щілинному каналі, викладеним з вогнетривкої цегли. Через вогнетривкий щілинний канал надходить необхідну кількість повітря. При такому пристрої горіння струменів газу, що виходять з отворів у трубі, починається вогнетривкому каналі і закінчується в обсязі топки. Подові пальники створюють малий опір проходженню газу, тому вони можуть працювати без примусового дуття.
Для спостереження за процесом горіння та розпалювання газового пальника служить оглядове вікно. Подові пальники можуть працювати на низькому та середньому тиску газу та використовуються у секційних котлах, котлах ТВГ, КВ-Г, ДКВР.

  Мазутні пальники.
Застосування мазуту, тобто важкої фракції, що залишається після того, як буде перероблено нафту, у промисловості зустрічається аж ніяк не рідко. Головним чином, мазутні пальники, як автономні, так і промислові, застосовуються для того, щоб перетворити мазут на теплову енергію, причому здійснюється це шляхом спалювання. Здебільшого в пальниках використовується система механічного розпилення палива, із застосуванням або пари, або стиснутого повітря. Деякі з модифікацій пальників оснащуються соплами низького тиску, спрямоване це на ефективне зниження витрати палива. Крім того, такий вид пальника зношується повільніше своїх аналогів, а це, у свою чергу, знижує як собівартість процесу, так і витрати на технічне обслуговування.
Мазутні пальники, що випускаються в наш час, оснащуються таким обладнанням як електрощити, система регулювання, рухово-насосна група подачі палива. Пальниковий пристрій на мазуті, що має подібну комплектацію, автоматично очистить сопло, як тільки можна буде говорити про закінчення роботи, що також веде до зниження необхідності в технічне обслуговуванняобладнання.
У мазутних пальниках застосовується система підігріву палива. Робиться це для того, щоб мазут постійно підтримувався у в'язкому стані. Розпилення пального відбувається за допомогою стисненого повітря або пари під тиском 8 Бар. Існують і такі модифікації, в яких газовий пальник розпалюється за рахунок газового пальника.
Мазутні пальники по праву вважаються економічними та практичними. У зв'язку з цими властивостями мазутні пальники застосовуються повсюдно і широко, причому і як основне джерело теплової енергії, і як варіант-підстраховка, якщо раптом будуть перебої з подачею іншого палива. Промисловий мазутний пальник знайшов своє застосування у виробничих цілях та у міських теплоцентралях, забезпечуючи централізоване опалення житлових будинків. На закінчення можна сказати, що на вибір споживача представлений великий асортимент мазутних пальників. Купуючи таке обладнання, можна вибирати і за потужністю, і за модифікацією, і за іншими параметрами – це дозволяє ринок. Ну і, зрозуміло, пальники відрізняються своєю надійністю і якістю, що знаходяться на висоті.

  Газо-мазутні та пило-газові пальники.
Для оперативного переходу з одного виду палива на інший (особливо у зимові місяці), а також для спільного спалювання різних видівпалива використовують комбіновані пальники: газо-мазутні та пило-газові. Комбіновані пальники застосовують також, коли потрібно створити полум'я, що світиться, або коли на газі неможливо забезпечити потрібну температуру в топці.
  Газо-мазутний пальникскладається з газової, пов. та рідинної частин, що забезпечують відповідно підведення необхідних для спалювання кількості газу, повітря та мазуту.
У пило-газовому пальникудля спалювання природного газу у великих котлах електрич. станцій газ надходить через периферійні отвори і прямує до центру, змішуючись на шляху із закрученим потоком повітря. Пальник забезпечений телескопіч. пристроєм з гвинтовим приводом, що дозволяє прибирати всередину трубу, по якій подається в топку повітряно-пилова суміш при роботі котлів на газовому паливі. Телескопіч. пристрій перешкоджає попаданню пилу в щілини між пересувною та стаціонарною частинами труби.
Приклад газо-мазутних пальників:
   пальники газомазутні ПГМГ-10; 30; 40 ,
пальники газомазутні РГМГ

  Інжекційні пальники
У інжекційних пальниках повітря для горіння засмоктується (інжектується) рахунок енергії струменя газу та його взаємне змішання відбувається усередині корпусу пальника. Іноді в інжекційних газових пальниках підсмоктування необхідної кількості пального газу, тиск якого близько до атмосферного, здійснюється енергією струменя повітря. У пальниках повного змішування (з газом перемішується все необхідне для горіння повітря), що працюють на газі середнього тиску, утворюється короткий факел полум'я, а горіння завершується в мінімальному обсязі топки. У інжекційні газові пальники часткового змішування надходить лише частина (40-60%) повітря, що потрібно для горіння (т.з. первинне повітря), яке і змішується з газом. Решта повітря (т. зв. вторинний повітря) надходить до смолоскипу полум'я з атмосфери рахунок інжектирующего дії газо-повітряних струменів і розрідження в топках. На відміну від інжекційних газових пальників середнього тиску, у пальниках низького тиску утворюється однорідна газо-повітряна суміш із вмістом газу більше за верхню межу займання; ці газові пальники стійкі у роботі і мають широкий діапазон теплового навантаження.
Інжекційні пальники розрізняють: по тиску - низького та середнього тиску; на вигляд факела - багатофакельні (з розподільчим колектором) та однофакельні; за кількістю сопел - односоплові та багатосоплові; за розташуванням сопел - з центральним та периферійним розташуванням. Об'ємні співвідношення газу та повітря, що засмоктується інжекційним пальником, визначаються коефіцієнтом інжекції та коефіцієнтом надлишку повітря. Чим вище теплота згоряння газу, тим більше потрібно повітря для його згоряння і тим більше при тому самому коефіцієнті надлишку повітря повинен бути коефіцієнт інжекції, тобто тим більше повітря повинен підсмоктувати 1 м3 газу.
В інтервалі тиску газу від 2000 до 9000 кгс/м2 інжекційна здатність пальника майже не змінюється при зміні тиску газу перед пальником і розрідження в топці. При тисках нижче 2000 і особливо нижче 1000 кгс/м2 коефіцієнт надлишку повітря зростає зі зменшенням тиску і збільшенням розрідження в топці. Задля більшої нормального процесу горіння велике значення має сталість складу газового палива. Зміна щільності призводить до зміни інжектуючої здатності пальника, а зміна теплоти згоряння вимагає відповідної зміни кількості повітря, що подається для горіння. При невеликих коливаннях зазначених характеристик газового палива (числа Воббе) необхідний коефіцієнт надлишку повітря можна підтримувати зміною тиску перед пальником і відкриття повітряно-регулювальної заслінки.
Переваги інжекційних пальників: використання енергії газу для підсмоктування повітря; хороше перемішування газу та повітря, що інжектується, і підтримка, у певних діапазонах, розрахункового співвідношення їх кількостей при зміні теплової потужності пальника. Основними недоліками пальників з одним газовим соплом є значна довжина, особливо при великих теплових потужностях: необхідність суворого збігу осі сопла з віссю пальника; високий рівень шуму, а пальників низького тиску – значна довжина факела та залежність надходження вторинного повітря від розрідження в топці.
Приклад інжекційних пальників: Інжекційні газові пальники Казанцева

Пальники зазвичай розміщуються в два і більше ряди з одного або двох протилежних сторін топки. Число пальників вибирається значним, щоб мати можливість регулювати навантаження вимкненням частини пальників, так як форсунки, що зазвичай застосовуються в стаціонарних котлах з нерегульованим вихідним перетином погано працюють при знижених навантаженнях. Швидкості повітря у вузькому перерізі амбразур, які мають пальники, – близько 20-35 м/сек. Мінімальна глибина топки при фронтальному розташуванні пальників має бути не менше 3 м для малих пальників та 4 м для великих.

Класифікація пальників на кшталт регулювання.
  Одноступінчасті пальникипрацюють лише в одному діапазоні потужності, працюють м важкому для котла режимі. При роботі одноступінчастих пальників відбувається часті включення та відключення пальника, якими регулює автоматика котлоагрегату.

  Двоступінчасті пальникимають два ступені потужності. Перший ступінь, як правило, забезпечує 40% потужності, а другий – 100%. Перехід з першого ступеня на другий відбувається залежно від контрольованого параметра котла (температури теплоносія або тиску пари), режими увімкнення/вимкнення залежать від автоматики котла.

  Плавно-двоступінчасті пальникидозволяють здійснювати плавний перехід з першого ступеня на другий. Цей тип пальників займає проміжне положення між двоступінчастими та модульованими пальниками.

Як приклад трьох вищеописаних типів пальників може бути серія пальників Max Gasфірми Ecoflam (Екофлам).

  Модульовані пальникинагрівають котел безперервно, при необхідності підвищуючи або знижуючи потужність. Діапазон зміни режиму горіння – від 10 до 100% номінальної потужності.
Пальники, що модулюються, поділяються на три типи за принципом роботи модулюючих пристроїв:
- Пальники з механічною системою модуляції;
- Пальники з пневматичною системою модуляції;
- Пальники з електронною модуляцією.
На відміну від пальників з механічною та пневматичною модуляцією, пальники з електронною модуляцією дозволяють забезпечити максимально можливу точність регулювання, оскільки виключаються механічні похибки у роботі пальникових пристроїв.
Модульовані пальники мають перед ступінчастими низку переваг. Механізм плавного регулювання потужності дозволяє звести циклічність включення-вимкнення котлів до мінімуму, що значно знижує механічну напругу на стінках та у вузлах котла, а значить, продовжує його «життя». Економія палива при цьому становить не менше 5%, а при грамотному налаштуванні можна досягти 15% і вище. І, нарешті, встановлення пальників, що модулюються, не вимагає заміни дорогих котлів, якщо вони справно функціонують, при цьому підвищуючи ККД котла.
Приклад пальників із модуляцією потужності - Max Gas Bluфірми Ecoflam.
З іншого боку, пальники, що модулюються, дорожче ступінчастих моделей.

  МАЗУТ ГОРИТ БЛАКИТНИМ ПОЛУМ'ЯМ
Запаси мазуту обчислюються сотнями мільйонів тонн, тому дуже важливо досягти ефективного та безпечного використання цього пального. З урахуванням сучасних екологічних вимог ряд швейцарських фірм працює над створенням опалювальних установок з пальниками, що дають блакитне полум'я, як на газовому паливі. У звичних мазутних пальниках, що дають жовте полум'я, процеси змішування мазуту з повітрям, випаровування та горіння йдуть одночасно.
У пальниках нової системи спершу мазут випаровується і змішується з повітрям, а лише потім газова суміш, що виникла, займається. Завдяки цьому утворюється менше сажі та окису вуглецю. Крім того, в конструкції таких пальників передбачена рекуперація газів, що відходять, в результаті чого знижується температура полум'я і виділяється менше оксидів азоту. Для кращого перемішування повітря і відхідних газів з мазутом застосовуються пальники з головками, що обертаються.
  Industrie + Technique № 22, 1989.