ІНЖЕКЦІЙНІ ПАЛЬНИКИ
Загальні відомості. Інжекційні пальники, в яких повітря підсмоктується (інжектується) за рахунок енергії газових струменів, що виходять з одного або кількох сопел, широко застосовують у промисловості внаслідок економічності, надійності в роботі та простоти конструкції. Перевагами пальників цього типу є можливість роботи без вентиляторного дуття та здатність за певних умов підтримувати з достатньою точністю сталість співвідношення газ – повітря при зміні режиму роботи (навантаження). Це значно спрощує автоматичне та ручне регулювання процесу.
До основних недоліків інжекційних пальників відносяться значні розміри, низька межа регулювання через небезпеку проскоку полум'я при зниженні навантаження та високий рівень шуму при роботі на середньому та високому тиску. Можливість проскоку полум'я у змішувач пояснюється відносно невисоким ККД інжекційного змішувача, що не дозволяє створювати досить високі швидкості закінчення газоповітряної суміші.
Інжекційні пальники середнього тиску інжектують все повітря, необхідне для повного згоряння газу, пальники низького тиску - тільки частина його (первинне повітря), решта повітря надходить у камеру топки внаслідок розрідження в останній. Стійка робота пальників середнього тиску без відриву факела ефективніша за наявності стабілізатора горіння.
Пальники низького тиску можуть працювати і без спеціальних пристроїв, що стабілізують.
Нормальна робота інжекційних пальників повного попереднього змішування може бути забезпечена при тиску газу нижче 0,3 кПа, коли зміна розрідження в камері топки на витрату первинного дутьового повітря практично не впливає. З метою зменшення розмірівконструкції та довжини факела випускаються пальники з двома та більше соплами.
Інжекційні пальники низького тиску. До них відносяться пальники марки ГДІ конструкції Мосгазніїпроекту, марки ГКС Мосгазніїпроекту та ін.
Як правило, вони виготовляються багатофакельними або багатосопловими, що дозволяє збільшити інжекційну здатність при відносно невисокому тиску газу. У цих пальниках кількість первинного дутьового повітря становить 40. 70% необхідного для повного згоряння, тому вони відносяться до пальників неповного або часткового змішування. Такі пальники мають властивість саморегулювання, тобто співвідношення газ - повітря або коефіцієнти інжекції практично не змінюються при спалюванні природного газу в діапазоні зміни тиску газу 1,3. 5 кПа. Область застосування цих пальників обмежена невеликою витратою газу - 10. 20 м3/год для одного пальника.
Інжекційні пальники низького тиску широко використовують для обігріву технологічних та енергетичних установок малої та середньої потужності, що працюють без розрідження або з розрідженням не вище 10. 30 Па. Для забезпечення інжекції, необхідної для повного згоряння газу, номінальний тиск повинен бути не менше 1,1. 1,3 кПа. Ці пальники працюють стійко без додаткового регулювання у разі зниження тиску газу до 0,2. 0,3 кПа та при підвищенні тиску не більше ніж на 50 % понад номінальний. Верхня межа стійкої роботи пальників визначається відривом смолоскипа, нижня - його проскоком. Довжина смолоскипа залежить в основному від коефіцієнта надлишку первинного повітря, теплової потужності пальника та організації подачі вторинного дутьового повітря. У більшості пальників довжина смолоскипа не перевищує 0,5. 0,7 м. Мінімальний коефіцієнт надлишку повітря за умови відсутності хімічного недопалу дорівнює 1,3. 1,5.
Пальникитипу ГДІ конструкції Мосгазниипроекту можуть працювати на природному та зрідженому газі при коефіцієнті надлишку первинного повітря близько 0,5. Перехід від природного на скраплений газ здійснюється зміною сопла.
Пальники багатофакельні типу кортикостероїдів конструкції Мосгазнии-ироекта ( 6, табл. 3.2) працюють з коефіцієнтом надлишку первинного повітря 0,4. 0,7. При встановленні цих пальників у ряд необхідно передбачити між ними проміжок не менше 30 мм для проходу вторинного повітря. Відстань між вогневими отворами колектора має забезпечити швидку «перебіжку» полум'я від одного отвору до іншого за відсутності злиття окремих смолоскипів до загального.
Пальники ГК-27у, ДІВС-20-01, «Зірочка», блочна ДІІБЛ, ДІІВ-1 (табл. 3.3) конструктивно аналогічні уніфікованій.
Пальники багатоструминного типу низького тиску з частковою інжекцією повітря випускаються для чавунних водогрійних котлів (табл. 3.4) на номінальний тиск газу 1300 Па з межами регулювання за тиском 50. 1800 Па. Пальник складається з чавунного прямокутного змішувача та регулятора витрати повітря, може працювати на природних та зріджених газах.
Пальник інфрачервоного випромінювання. До них належатьінжекційні пальникинизького тиску уніфікованої конструкції Донецького НВО «Газоапарат», ДК-27у, «Зірочка» та інші. Відрізняються вони тим, що передача теплоти проводиться випромінюванням нагрітого до червоного випромінювача, яким служить перфорована або пориста кераміка, металева сітка, кераміка спільно з сіткою. На відміну від інжекційних пальників низького тиску вони забезпечують інжекцію всього дуття, необхідного для повного згоряння газу, що досягається завдяки малому аеродинамічному опору змішувача і випромінювачів насадки, температура якої становить 700.1000 °С.
Іжекційні пальники середнього тиску. До них відносяться пальники типу конструкції Стальпроекту, типу ІГК. конструкції Мосгазпроекту, типу БІГ конструкції Променерго та ін. За принципом дії та конструкції вони практично не відрізняються від інжекційних пальників низького тиску. У цих пальниках обов'язковим елементом є стабілізатор, що запобігає відриву факела, а все необхідне для горіння повітря інжектується пальником. Коефіцієнт надлишку первинного повітря у більшості конструкцій пальників дорівнює 1,01. 1,1, і вони здатні нормально працювати як при розрідженні в камері топки, так і при невеликому протитиску (10. 30 Па).
Завдяки хорошому перемішуванню паливно-повітряної суміші відбувається практично повне згоряння газу за мінімального надлишку повітря.
Номінальний тиск газу у цих пальниках 30 кПа, проте, доцільно підвищувати його до 50. 60 кПа, що дозволить стабілізувати співвідношення газ – повітря за різних режимів роботи. Верхня межа регулювання становить близько 50 % номінального тиску та обмежена хімічним недопалом, нижня межа у більшості пальників – 5 кПа. При нижчому тиску може виникнути проскок смолоскипа в корпус пальника. Винятки становлять пальники із пластинчастим стабілізатором з нижньою межею регулювання 1. 2 кПа. У цьому діапазоні теплове навантаження регулюється зміною тиску газу перед пальником без додаткової подачі первинного дутьового повітря.
При номінальному тиску газу швидкість виходу паливно-повітряної суміші з сопла пальника зазвичай у 30. 50 разів вище за швидкість поширення полум'я, що гарантує широке регулювання теплової потужності без небезпеки виникнення, проскоку полум'я. У цих пальниках автоматично підтримується задане співвідношеннягаз - повітря, що дозволяє в ряді випадків використовувати пальники без повітряної заслінки. Досить хороше сумішоутворення дозволяє при незначних коефіцієнтах надлишку повітря (не більше 1,1) отримати короткий смолоскип (довжиною не більше 6.8 діаметрів гирла) та забезпечити горіння в межах стабілізатора. За нормальних умов роботи подачі вторинного повітря в топку не потрібно, що значно підвищує ефективність топкових процесів.
Основним недоліком інжекційних пальників є підвищений рівень звукового тиску при витраті газу понад 90 м3/год, що потребує встановлення спеціальних глушників.
Для зниження габаритних розмірів випускають кутові пальники (з поворотом), які через додатковий аеродинамічний опір володіють меншими інжекційною здатністю і тепловою потужністю.
Залежно від необхідних умов тепловіддачі в камері згоряння використовуються пальники безполум'яного і полум'яного типів. Безполум'яні дають мінімальну тепловіддачу випромінюванням і мають керамічні вогнетривкі тунелі. Полум'яні пальники дають полум'я, що світиться, що володіє підвищеними радіаційними (випромінювальними) характеристиками, і обладнуються пластинчастими або кільцевими стабілізаторами горію.
Інжекційні полум'яні пальники середнього тиску типу ІГКмають стабілізатори, виконані у вигляді тіл погано обтічної форми та призначені для котлів, печей, сушильних та інших теплових пристроїв, що працюють під розрідженням більше 10. 20 Па. Стабілізатор встановлюється в кінці дифузора і є надійним пристроєм, що підпалює, що запобігає проскок і відрив полум'я.
Найбільш часто як стабілізатор використовують набір До змісту книги: Монтаж, ремонт, експлуатація газового обладнання