Джерелом енергії в більшості теплотехнічних процесів є хімічна теплота викопних видів углеводородного палива: вугілля, нафти з її похідними, природного газу, а також торфу, сланців і т.п. Вивільнення хімічної теплоти палива здійснюється в процесі спалювання його в суміші з окислювачем, у більшості випадків - з киснем повітря, рідше - із чистим (технічним) киснем. Для спалювання палива застосовуються різні пальники.

Класифікація пальників

Для ефективного спалювання палива горелочное пристрій виконує наступні функції:

підготовляє паливо й повітря для горіння, надаючи їм необхідні напрямки й швидкості руху (у деяких випадках у пальнику відбувається попередній підігрів газу або повітря)

підготовляє горючу суміш (змішує газове паливо й повітря або розпорошує рідке паливо й змішує його з повітрям)

здійснює подачу підготовленої горючої суміші в робочий простір або топлення

стабілізує запалення

Залежно від типу горелочное пристрій може призначатися для виконання тільки частини перерахованих функцій.

Процес спалювання газоподібного палива можна умовно розділити на три основні стадії:

змішання палива з повітрям для горіння

підігрів топливовоздушной суміші до температури запалення;

властиво процес горіння, тобто реакція окислювання горючих компонентів палива киснем повітря, що протікає практично миттєво.

Перші дві стадії вимагають набагато більше часу, і із цієї причини організація змішання в значній мірі визначає весь процес спалювання, характеристики смолоскипа, а отже - розподіл температур у робочому просторі топкової камери.

Оскільки при розробці систем опалення перевага віддається вимогам технології, в основу класифікації горелочних пристроїв покладений ступінь розвитку в них процесу змішання палива з повітрям для горіння, способи подачі палива й повітря, характер стікаючих потоків і інші технологічні особливості.

Класифікаційні ознаки пальників і їхні характеристики, регламентовані стандартом, можна представити в наступному виді:

Пальники діляться по способі подачі повітря й палива. Розрізняють инжекционние грілки, у яких струменя газу инжектируют повітря, і дутьевие (або напірні), у яких повітря подається примусово, за допомогою автономного дутьевого вентилятора або убудованого вентилятора (у так званих блокових пальниках). У досить рідких і специфічних випадках (наприклад, у барабанних сушарках на цементних або металургійних підприємствах) зустрічаються пальники, у яких повітря подається за рахунок розрідження в робочому обсязі (у барабанній сушарці). Однак в опалювальних і промислових казанах використовують, як правило, дутьевие або инжекционние (атмосферні) пальника.

По ступені підготовок горючої суміші всі горелочние пристрою можна розділити на пальники без попереднього змішання (повітря змішується з паливом після виходу з пальника, в обсязі топкової камери; у Європі вони називаються пальниками типу jet), з неповним попереднім змішанням (у пальнику з паливом змішується тільки частина повітря, називаного первинним) і з повним попереднім змішанням (у топлення надходить уже перемішана газовоздушная суміш; premix). Зрозуміло, що в останньому випадку мова йде тільки про газові пальники, а всі види рідкого палива припускають використання пальників без попереднього змішання.

Пальники різняться по характері потоку, що випливає в топкову камеру. Цей потік може бути прямоточним або закрученим. В останньому випадку розрізняють нерозімкнутий і розімкнутий смолоскип, у якому є приосевая зона рециркулирующих продуктів згоряння. Крім того, вихрові грілки відрізняються по типі розміщення соплових отворів: є пальники із центральною, периферійною й комбінованою подачею газу.

Класифікаційною ознакою пальника можна вважати також можливість (або відсутність можливості) регулювати характеристики смолоскипа (його довжина, крутку й т.д.).

Більшість конструкцій великих пальників для промислових казанів допускають можливість зміни коефіцієнта надлишку повітря (тобто співвідношення повітря-паливо). Однак опалювальні казани невеликої потужності обладнають, як правило, пальниками з нерегульованим (оптимальним за умовами горіння) коефіцієнтом надлишку повітря. Цей параметр (тобто можливість або неможливість регулювати надлишок повітря) також є важливою класифікаційною ознакою горелочних пристроїв.

Разом з паливом у пальники подається повітря, що може бути холодним (коли він подається безпосередньо від дутьевого вентилятора) або підігрітим (при подачі його також від високонапорного дутьевого вентилятора, але тільки через трубчастий або регенеративний повітропідігрівник). Таким чином, можна класифікувати пальника й по температурі повітря на вході.

Ще одна класифікаційна ознака - ступінь автоматизації пальника. Можна говорити про повністю автоматизовані пристрої, на яких всі пускові операції відбуваються від натискання кнопки; про пальники з ручним керуванням, коли оператор всі операції по пуску й останову казана повинен виконувати самостійно, у строго певній послідовності; і про пальники напівавтоматичних, де обсяг ручного керування зведений до мінімуму, але все-таки перевершує просте натискання кнопки «пуск» або «останов».

И звичайно, головна класифікаційна ознака будь-якого пальника - це вид палива, на який вона розрахована. Невеликі опалювальні казани обладнають найчастіше газовими або дизельними горелочними пристроями. На більші опалювальні й промислові казани встановлюють мазутні пальники. Часто зустрічаються двухтопливние пальника (наприклад, солярка-газ або газ^-газ-мазут-газ). Великі промислові й енергетичні казани обладнають не тільки газовими або мазутними пальниками, але й пиловугільними, через які в топлення надходить здрібнене тверде паливо (вугілля, торф, сланці).