При выборе правильного записывающего устройства для приложения первый вопрос, который следует задать: «Чего  пытаюсь достичь с помощью моего нового или модифицированного проекта?» Важно знать, пытаетесь ли вы сократить потребление топлива, увеличить производительность, повысить надежность, ограничить техническое обслуживание, уменьшить образование окалины или уменьшить выбросы. На базовом уровне горелки — это устройства, используемые для смешивания топлива и воздуха (или кислорода) для достижения контролируемого сгорание с образованием определенного пламени и схемы выделения тепла. Вырабатываемое тепло используется для регулирования температуры в камере сгорания до заданных значений процесса.

Промышленная горелка немного похожа на автомобильную шину, поскольку она обеспечивает базовую функцию с простой концепцией. Все шины имеют круглую форму и обеспечивают устойчивость и сцепление транспортных средств с дорогой. Точно так же большинство горелок имеют цилиндрическую форму и смешивают топливо и окислитель для получения пламени и тепла. Несмотря на основные принципы, горелка и шина должны применяться надлежащим образом для получения желаемых результатов. Например, вы не поставили бы гоночные слики на фургон своей бабушки так же, как не поставили бы регенеративные горелки на воздушный отопитель.

Как правило, горелки бывают следующих типов:

  • Холодный воздух (окружающий воздух).
  • Горячий воздух (рекуперативный).
  • Регенеративный.
  • Кислородное топливо.

Большинство людей знакомы с горелками с холодным воздухом. Среди них горелки, которые можно найти на бытовых устройствах, таких как газовые печи и плиты.

Горелки с горячим воздухом используют центральный теплообменник для предварительного нагрева поступающего воздуха для горения. 

В регенеративных горелках используется пара горелок, которые попеременно работают в режимах сжигания и выхлопа. Более высокий предварительный нагрев воздуха достигается за счет предварительного нагрева встроенной регенеративной коробки/теплообменника.

При кислородно-топливном сжигании используется чистый кислород вместо воздуха для горения для сжигания топлива.

В каждой из четырех категорий, доступны различные типы технологий и опций. Хорошие решения для горелок смягчат негативные аспекты, присущие четырем опциям. Экологические требования, ограничения по стоимости, спрос на увеличение производства и требования к надежности вынуждают производителей горелок разрабатывать новые технологии. Регенеративные технологии, например, значительно улучшились. Конструкции со сверхнизким уровнем выбросов NO X были разработаны для удовлетворения отраслевых требований. Модификации коробок для регенеративных теплоносителей упростили очистку и техническое обслуживание керамических теплоаккумуляторов. Ваш поставщик горелок должен подобрать тип горелки и технологию, соответствующие вашим конкретным требованиям.

Увеличение производительности (например, плавка алюминия) часто приводится в качестве причины для модернизации или выбора новых горелок в печи. Регенеративные и кислородно-топливные технологии увеличивают количество доступного тепла для нагрузки за счет уменьшения количества тепла, теряемого через дымоход. Однако на правильный нагрев и плавление металла влияет множество других факторов:

  • Количество горелок подбирается таким образом, чтобы обеспечить максимальную теплоотдачу к металлу.
  • Положение горелок относительно дымохода и места загрузки важно для достижения максимальной теплопередачи и минимального расхода топлива. Один из примеров анализа вычислительной гидродинамики (CFD) иллюстрирует ступенчатое возгорание с пламенем, которое хорошо сдерживалось и имело правильное направление.
  • Определение правильного угла наклона горелки важно для направления тепла на нагрузку, не создавая горячих точек. Холодные пятна можно свести к минимуму, исследуя тепловой поток поверхности ванны с помощью анализа CFD и изменяя ориентацию горелки .
  • Выбор горелки с правильной длиной и формой факела обеспечит полный охват нагрева, не затрагивая при этом стенки топки или поверхность ванны.
  • Яркость пламени также влияет на скорость производства и нагрева. Более яркое пламя обеспечит дополнительное преимущество за счет увеличения теплопередачи излучения от пламени к нагрузке.
  • Скорость пламени или скорость пламени также влияет на передачу тепла от пламени к нагрузке.

Высокоскоростные горелки производят более короткое и интенсивное пламя с меньшими зонами рециркуляции дымовых газов. Горелки с более низкой скоростью имеют более длинное и ленивое пламя. Среднескоростное пламя предпочтительнее в плавильных установках, поскольку при необходимости тепло передается нагрузке, при этом обеспечивая равномерный профиль пламени и достаточно большую зону рециркуляции продуктов сгорания (POC).

Выбор горелки для работы с низким уровнем выбросов NO X является еще одним важным фактором. Потенциал выделения NO X увеличивается с более высокими температурами предварительного нагрева воздуха и более высокими температурами печи. В большинстве горелок используется ступенчатая подача воздуха или газа , создающая области частичного сгорания в пламени. Это снижает пиковую температуру пламени, что приводит к уменьшению тепловых выбросов NO X.

Характеристики пламени и стабильность горелки также являются важными факторами для разработчиков горелок при рассмотрении вопроса о применении горелки с низким уровнем выбросов NO X . Горелки с низким содержанием NO X могут быть менее стабильными с более слабым пламенем, особенно при более низких температурах печи. Правильная конструкция горелки и правильный выбор обеспечат стабильное пламя, эффективно передающее тепло продукту во всех рабочих точках. Иногда для этого требуются два режима работы: режим с низким содержанием NO X при низких температурах печи и режим со сверхнизким уровнем NO X при более высоких температурах.

Правильный выбор горелки, а также правильная конструкция топки и средства управления горением максимизируют преимущества вашего проекта. Имейте в виду, что увеличение производительности может быть достигнуто за счет более эффективных конструкций и стратегических устройств горелок. К счастью, новейшие технологии горелок могут удовлетворить практически любые требования к NO X. Поставщики горелок, которые понимают ваш процесс и область применения, смогут помочь выбрать наилучший возможный вариант.