Горелки для промышленных печей

Горелки с прямым или непрямым горением

Промышленные печи и продукции определяют тип контакта пламени. Во многих процессах термической обработки, где продукты сгорания не должны контактировать с продуктами, используются горелки с косвенным горением. Излучающие трубки подключаются к горелке, и факел будет распространяться по ним, поэтому радиационный механизм передает тепло продуктам. В отличие от косвенного горения, продукты сгорания в промышленных горелках с прямым горением находятся в контакте с продуктами.

Высокоскоростные промышленные горелки

Под высокоскоростной горелкой понимается горелка, у которой скорость дымовых газов на выходе из ее выходного отверстия превышает 90 м/с. Для коммерческих продуктов, номинальное значение может находиться в пределах от 120 до 150 м/с. Выход из горелки должен быть устроен таким образом, чтобы продукты горения выносились из печи обратно в корень факела, формируя равномерное распределение температуры. С 1960-х годов высокоскоростные горелки широко используются во многих отраслях промышленности, таких как технологические процессы, металлургия и керамика.

Беспламенные горелки

Беспламенное горение, мягкое горение или HiTAC — это процесс, при котором факел не видно невооруженным глазом. В качестве преимущества данного метода мы можем указать, что выбросы NOx и CO чрезвычайно низки благодаря высокому перемешиванию реагентов и однородной низкой температуры пламени. Достижение беспламенного горения может происходить с использованием методов разбавления кислорода (MILD), предварительного нагрева воздуха для горения (HiTAC) и бесцветного распределенного горения (CDC).

Горелки с обогащением кислородом

Одним из способов повышения температуры горения является использование обогащенного кислородом горения (OEC) с помощью газовой горелки с кислородом. В этом методе чистый кислород впрыскивается непосредственно в газовую горелку или топку (печь). Горелки газовые, обогащенные кислородом, могут работать как на кислородно-воздушной смеси, так и на чистом кислороде. В промышленности эти горелки известны как газовоздушно-кислородные и кислородно-топливные горелки соответственно. Следует отметить, что в газовоздушно -кислородных горелках возникают температура пламени и образование NOx. В отличие от воздушно-кислородных горелок, выбросы NOx при кислородно-топливных горелках из-за отсутствия азота на стороне реагента практически равны нулю.

Регенеративные горелки

Горелки газовые регенеративные изготовлены для рециркуляции тепла от выхлопных газов и снижения расхода топлива. Для любого подогревателя компактная регенераторная газовая горелка может обеспечить почти полностью оптимальную производительность (КПД около 90%) при рекуперации тепла от выхлопных газов. Регенеративные горелки установлены на противоположных сторонах стенки топки. Низкая стоимость и техническое обслуживание могут быть обеспечены за счет сочетания высокого процента предварительного нагрева и минимальной чувствительности к рабочей среде.

Одна комплектная и компактная регенеративная горелка может работать как оборудование двойного назначения. Он состоит из двух горелок, реверсивных клапанов, реверсивной логики и двух регенераторов. Регенеративная горелка включает в себя керамический шаровой слой, который поглощает тепло выхлопных газов. Во время работы в паре одна горелка может работать с подачей свежего воздуха в ее регенератор, а другая может действовать как выпускное отверстие для пропуска через нее дымовых газов. Воздух для горения промышленной горелки предварительно нагревается за счет отвода тепла, хранящегося в керамических шариках. Горелки могут переключаться между режимами розжига и выхлопа, когда продукту топки или процессу требуется тепло.

Рекуперативные горелки

Одной из неотъемлемых частей любой системы горения может быть рекуперация энергии. Оборудование для рекуперации тепла является отдельным компонентом некоторых систем тепловой обработки. Среди методов, используемых для рекуперации тепла, камеры сгорания могут называться регенеративными или рекуперативными.

Когда требуется предварительный подогрев воздуха для горения, хорошим выбором может быть использование ощутимой энергии горячих дымовых газов. Это можно сделать с помощью низкотемпературных и среднетемпературных теплообменников (до 700 °С), рекуператоров, которые обычно работают как противоточные. Из-за ограничений, связанных с металлами, рекуператоры обычно используются в низкотемпературных процессах, и они могут быть изготовлены из керамики, когда требуется более высокотемпературный процесс.

Рекуперативные горелки обладают одним теплообменником, через который отводятся горячие продукты сгорания, где они могут предварительно подогреть либо топливо, либо окислитель, либо и то, и другое. Большие перепады температуры и давления различных потоков могут привести к сложной конструкции. Использование метода рекуперации тепла в горелке имеет много преимуществ вместо внешнего теплообменника для рекуперации энергии горячих газов топки. Внешние теплообменники нуждаются в значительном количестве обширных и изолированных воздуховодов. Тем не менее, встроенный теплообменник может быть менее эффективным по сравнению с внешним и, следовательно, иметь более низкие температуры предварительного нагрева. Как упоминалось выше, излучение пламени усиливается, когда поступающее топливо или окислитель предварительно нагреты из-за повышения температуры пламени.

само рекуперативные или самостоятельно регенеративные горелки представляют собой единый блок компонентов промышленных горелок и теплообменника. Они обычно используются в радиационных трубах с одним концом или, в некоторых случаях, в более новых типах радиационных трубок с рециркуляцией. Потери тепла на воздушной стороне отсутствуют благодаря непосредственной установке форсунок горелок на конце воздушной стороны рекуператора.