Теплогенерирующие устройства, преобразующие химическую энергию сгорания топлива в тепловую

Горение топлива – это химический процесс соедине­ния горючих компонентов с кислородом воздуха, со­провождающийся выделением теплоты.

По реакции горения топлива рассчитывается коли­чество воздуха, необходимое для полного сгорания топлива, а также объём получаемых продуктов сго­рания. Расчёты выполняются для определения потерь теплоты с уходящими продуктами сгорания, КПД теп­ловых аппаратов, геометрических параметров газохо­дов.

Теплогенерирующие устройства, преобразующие химическую энергию сгорания топлива, имеют анало­гичные конструкции, отличающиеся отдельными кон­структивными элементами, которые изменяются в за­висимости от вида топлива и способа его сжигания.

Все виды теплогенерирующих устройств этого типа имеют топку, трубопроводы для подачи жидкого и газообразного топлива, газоходы для удаления продук­тов сгорания. Вид топлива (твёрдое, жидкое или газообразное) определяющим образом влияет на конструк­тивные особенности топок и их классификацию.

Топки подразделяются на слоевые и камерные. Сло­евые предназначены для сжигания твёрдого топлива на колосниковой решётке, камерные – для сжигания жидкого и газообразного топлива .

Газовыми горелками называются устройства, предназ­наченные для образования газовоздушной смеси, по­дачи её или подачи только газа (при диффузионном сгорании) в камеру сгорания (топку) и сжигания. Ра­циональное сжигание горючего газа зависит в первую очередь от правильного выбора типа и конструкции газовых горелок. Газовая горелка должна обеспечивать возможность зажигания газовоздушной смеси, регулирования подачи газа и воздуха, а также гарантировать при правильной её эксплуатации тщательное перемешивание горючего газа с воздухом, устойчивое горение и полное сгорание горючего газа.

Работа горелки считается устойчивой, если дли­тельное горение газа происходит без отрыва и про­скока пламени. Отрыв пламени происходит при увели­чении давления газа в сети и при избытке воздуха. Проскок пламени имеет место при резком понижении давления газа в сети. В этом случае пламя проскаки­вает внутрь смесительной трубки и горит у сопла. Ско­рость процесса горения, высота и форма пламени зави­сят от способа и скорости перемешивания горючего газа с воздухом: диффузионный (внешнее смешение), диффузионно-кинетический (частичное предваритель­ное смешение) и кинетический (полное предваритель­ное смешение).

Наивысшая температура пламени (до 1500 °С) и наименьшая длина его достигаются при полном пред­варительном смешении горючего газа с воздухом.

Газовые горелки классифицируются по следующим признакам: способу подачи воздуха, номинальному давлению газа и воздуха, теплоте сгора­ния газа, номинальной тепловой мощности, длине факела (калибру) и методу стабилизации (созданию устойчивости) факела.

По способу подачи воздуха различают горелки внешнего смешения – горелки с подачей воз­духа из окружающей среды и смешения газа с воз­духом в камере сгорания за счёт разрежения в ней и конвекции. Такие горелки называются диффузион­ными. Длина факела пламени и его свечение в диф­фузионных горелках достигают наибольшей величины.

По номинальному давлению газа раз­личают горелки низкого (до 5 кПа), среднего (от 5 до 100 кПа) и высокого (свыше 100 кПа) давления, со­ответственно номинальное давление воздуха подразде­ляют на низкое (до 1 кПа), среднее (от 1 до 3 кПа) и высокое (свыше 3 кПа).

В аппаратах, применяемых на предприятиях об­щественного питания, используются в основном ин­жекционные газовые горелки низкого давления с частичным предварительным смешением газа с воздухом.

Горючие газы токсичны и в определённых концентрациях в воздухе взрывоопасны. Токсическое воздействие на ор­ганизм человека возможно как за счёт действия соб­ственно газа, так и продуктов его сгорания, поэтому необходимо строго соблюдать правила эксплуатации газовых горелок.

Перед началом работы газовых горелок проветри­вают помещение. Если в воздухе ощущается запах газа, необходимо отключить подачу газа и вызвать специальную службу. Для розжига горелок следует использовать только, переносной или стационарный запальник. При правильной эксплуатации горение происходит устойчиво без явлений отрыва и проскока пламени. При нормальной работе горелки пламя должно быть почти прозрачным с отчётливо выраженным голубо­вато-зеленоватым ядром в середине факела.

В случае значительного избытка воздуха пламя резко укорачивается, становится почти бесцветным, имеет расплывчатое ядро, горение происходит с потрес­киванием. При недостатке воздуха пламя удлиняется, появляются жёлтые коптящие языки, свидетельствую­щие о неполном сгорании газа.

У горелок большой производительности перед вклю­чением следует закрыть регулятор воздуха, в против­ном случае произойдёт хлопок (взрыв смеси внутри го­релки). Хлопок может нарушить герметичность соеди­нений.

В процессе работы аппарата следует через смот­ровое окно периодически проверять работу горелки. При выключении аппарата вначале закрывают кран перед горелкой, а затем на спуске газопровода к аппарату.

Категорически запрещается искать утечку газа с помощью огня, так как это может вызвать взрыв. Искать утечку газа можно только путём нанесения на предполагаемые места утечки мыльной воды. К работе с газовыми аппаратами допускаются только лица, обученные безопасным методам работы и имеющие удостоверения о сдаче техминимума в со­ответствии с существующим законоположением.