Топливо состоит из двух частей - горючей (углерод и водород) и негорючей или балласта (азот, зола, сера и влага). Основными показателями топлива являются теплотворная способность и температура воспламенения.

В качестве жидкого топлива для нагрева термических печей используют мазут, состоящий из 86% углерода, 12,8% водорода и 1,2% балласта. Теплотворная способность мазута 9500-10 500 ккал/м³.

Мазут подается в топочное пространство печей при помощи распиливающих форсунок низкого давления. Процесс сжигания мазута включает распыливание, тепловое разложение, смешение порученных продуктов с воздухом, зажигание смеси и ее горение.

В целях пожарной безопасности резервуары с мазутом размещают вне цеха, мазут поступает к термическим печам по трубопроводу. Давление мазута в трубопроводе и форсунках должно быть 1,5-2,5 ат. На трубопроводах, подающих мазут к нескольким печам, устанавливают промежуточные вентили, при помощи которых в случае аварии или пожара можно быстро выключить отдельные участки трубопровода и прекратить подачу мазута в печь. Мазутопровод окрашивают в коричневый цвет с черными полосками, воздухопровод - в синий и газопровод - в желтый.

Лучшим видом топлива для термических печей является газообразное. Оно удобно в транспортировке, улучшает санитарно-гигиенические условия труда рабочих термических цехов и позволяет создавать надежную автоматику для регулирования температуры в печах.

Газообразное топливо разделяется на естественное и искусственное. К естественному виду топлива относятся природные газы, обычно выделяемые из мест залегания нефти, угля или торфа, а к искусственному виду - коксовый, доменный, светильный и генераторный газы, получаемые при переработке каменных углей или древесины. Характеристика газов приведена в таблице ниже.

Метод получения, химический состав и теплотворная способность газов

Газы могут гореть только при добавлении к ним определенного количества воздуха. Наименьшее количество воздуха, при котором возможно горение, называют нижним пределом горючести, а наибольшее - высшим пределом горючести. Например, для метана нижним пределом горючести является 5%, а верхним - 15% воздуха.

Для сжигания жидкого и газообразного топлива в термических печах применяются форсунки и горелки.

Форсунки представляют собой приборы для распыления жидкого топлива, необходимого для его более полного сгорания.

Мазутная форсунка работает следующим образом.

Через двухдюймовое отверстие прямой трубы 1 поступает воздух от вентилятора или воздухопровода. Внутри трубы 1 расположена труба 2 меньшего диаметра, по которой поступает мазут. Воздух, выходящий из форсунки с большой скоростью, подхватывает струю мазута, распыляя ее на мельчайшие капельки. Подача мазута регулируется вентилем 3, а подача воздуха - задвижкой.

Давление у форсунок обычно низкое- 1000 мм вод. ст.

Кроме форсунок, для сжигания газообразного топлива используют газовые горелки.

Основное назначение таких горелок заключается в подготовке смеси газа и воздуха и в создании направления газовоздушной смеси в рабочее пространство печи.

Наибольшее распространение получили инжекционные горелки.

Такие горелки работают следующим образом. Газ под давлением вытекает из сопла 5 в смеситель 4 и через кольцевую щель между газовым соплом и смесителем подсасывает воздух из атмосферы цеха. Шайба 6 для регулирования воздуха находится на расстоянии 10-15 мм от смесителя и перемещается по ниппелю 7. Такую шайбу используют только при розжиге и гашении горелки. Двигаясь по цилиндрической части смесителя, газ перемешивается с воздухом и образует газовоздушную смесь, готовую для горения. В расширяющейся части смесителя скорость газовой смеси уменьшается, а статическое давление увеличивается. Под таким давлением газовоздушная смесь сначала поступает в горелочное сопло 1 горелки, расположенное перпендикулярно оси смесителя, а затем через отверстие - в керамический туннель 8, где происходит ее сгорание. Проба газовоздушной смеси берется из патрубка 2, закрытого пробкой 3. Производительность горелки регулируется краном, установленным на газопроводе перед горелкой.

Для сжигания газа и нагрева термических печей в настоящее время применяют радиационные, или излучающие, трубы.

Радиационная труба с горизонтальным расположением: 1 — горелка, 2 — труба, 3 — эжектор

Камерой сгорания газа является труба, которая нагревается и излучает через свои стенки тепло. Трубы монтируются в рабочем пространстве печи горизонтально. Горение в трубе происходит при постоянном количестве газа и если необходимая температура в печи достигнута, то при регулировании температуры подачу газа не уменьшают, а выключают горелки. При понижении температуры горелки снова включают. Эжектор 3 устанавливают на одном конце трубы 2, а горелку 1 - на другом. Чтобы создать разрежение в трубе и засосать воздух в горелку, в эжектор подают воздух низкого давления.

Горизонтальную радиационную трубу

Радиационная труба с впадинами

применяют в безмуфельных цементационных агрегатах. На наружной поверхности 4 трубы для создания вихревых центров делают небольшие впадины 2. Вихревые центры ускоряют смешивание газовой смеси с дополнительно нагнетаемым воздухом 3, в результате чего происходит более быстрое и полное сгорание топлива. На конце трубы установлена горелка 1.

Виды топлива для нагревательных печей