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 Метод получения (название газа) | Ориентировочный химический состав, % | Наименьшая теплотворная способность газа, ккал\м3 | СО2 | СО | углеводороды | Н2 | N2 | Газификация топлива ( Доменный) | 10,5 | 28 | 0,3 | 2,7 | 58,5 | 1000 | Сухая перегонка топлива (Коксовый) | 2,3 | 6,8 | 22,5 | 57,5 | 7,8 | 3900 | То же (Генераторный) | 4,5 | 25 | 2,0 | 13 | 55,3 | 1300 | То же (Светильный) | 6,0 | 16 | 20 | 25 | 23 | 4500 | Попутный газ нефтяного месторождения (Грозненский) | 1,0 | - | 96,0 | - | 3,0 | 15200 | То же (Бакинский) | 11,0 | - | 89,0 | - | - | 8500 | Выделение из газоносных пластов земли-сланцевый (Куйбышевский) | 0,2 | 0,2 | 96,6 | 1,8 | 1,2 | 8600 | То же (Саратовский) | 0,8 | - | 75-80 | - | 11 — 13 | 8500 | То же (Дашавский) | 0,2 | 0,3 | 97,4 | 0,2 | 1,4 | 8500 | То же (Ставропольский) | 0,7 | 0,2 | 96,5 | — | 1,6 | 8800 | То же (Ухтинский) | 0,2 | - | 93,0 | | 5,6 | 8500 | 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.  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
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. |