Горелки с прямоточной аэродинамической структурой факела

В энергетике накоплен обширный опыт создания, эксплуатации и совершенствования прямоточных пылеугольных горелок (по аэросмеси и вторичному воздуху) — от шахтно-мельничных топок до прямоточных тангенциально ориентированных угловых горелок, плоскофакельных горелок, что отражено в нормативных и методических отраслевых документах [5]. Их разработка и внедрение решили задачу эффективного сжигания, надежной стабилизации углей существенно различного качества.

Молодая энергетика России начиналась с использования высокореакционных топлив — торф, бурый уголь, мазут, которым вполне соответствовали диффузионные прямоточные горелки. Аэродинамическая структура такого одиночного факела изначально носила характер прямоточных струй топлива (аэросмеси, мазута, газа) и воздуха. В прямоточных диффузионных горелках прямоточный поток топливо-воздушной смеси после выхода из горелки вдувается в высокотемпературный поток топочных газов. Это способствует их воспламенению в отсутствие приосевых циркуляционных возвратных потоков продуктов сгорания к корню факела (характерных для вихревых горелок). Воспламенение осуществляется по внешней поверхности струи.

Таким образом, формирование факела прямоточной горелки осуществляется в топочной камере. Задачи горелки ограничиваются по существу транзитом сред, а также их распределением в топочной камере. Постепенно функции прямоточных горелок расширялись, и в современных конструкциях они обладают рядом новых свойств, позволяющих в большей мере влиять на структуру факела и условия выгорания топлива:

— интенсификация смешения потоков первичного и вторичного воздуха, топлива и воздуха;

стабилизация прямоточного факела на срезе амбразуры установкой плохообтекаемых тел;

• — рассредоточение потоков аэросмеси и вторичного воздуха формированием многослойной структуры на выходе из амбразуры;
• — регулирование факела по высоте топки (плоскофакельные горелки);
• — воздействие на течение топочных газов путем изменения направленности ввода воздуха и топлива в топку (тангенциальные, концентричные горелки).