Характерной особенностью сжигания природного газа является образование горючей смеси из различных по объему количеств газа и воздуха: на 1 м³ природного газа расходуется около 20 м³ горячего воздуха. Поэтому в горелке необходимое сечение для подвода газа невелико. Обеспечить хорошее перемешивание с воздухом в этих условиях можно только путем ввода газа в поток воздуха большим числом отдельных тонких струй с высокой проникающей способностью.

Газовые горелки являются горелками с частичным внутренним смешением, поскольку в пределах горелки не достигается полное перемешивание газа и воздуха, оно завершается уже в топочной камере. В результате небольшая часть газа в зонах высоких температур при нехватке кислорода подвергается термическому разложению с образованием сажистых частиц.

В большинстве случаев ввод газа в воздушный поток выполняют перпендикулярно направлению движения воздуха. Возможен ввод газа и под некоторым углом к линии токов воздуха.

Глубина внедрения струи определяется главным образом ее диаметром и отношением скоростей струи газа и воздуха. При выполнении газовых отверстий вдоль потока воздуха в несколько рядов, равномерное распределение газа в воздушном потоке достигается путем уменьшения диаметра отверстий по направлению движения воздуха.

Определяющими параметрами газовой горелки являются:

1. Относительная длина зоны внутреннего смешения. Она характеризует условия частичного внутреннего смешения потоков.

2. Аэродинамический параметр, характеризующий интенсивность турбулентного смешения.

3. Размер, форма и расположение газовых отверстий, определяемые общей конструкцией горелки. По способу смешения газа с воздухом применяемые в котельных установках газовые горелки делятся на две основные группы:

§ Горелки с принудительной подачей воздуха от вентилятора, в которых смешение газа с воздухом происходит в факеле.

§ Горелки инжекционного типа, в которых газ со всем эжектируемым воздухом подается через горелку, при этом процесс смешения газа с воздухом осуществляется до выхода горючей смеси.

На рисунке 2.12 показана горелка с принудительной подачей воздуха. Природный газ под давлением проходит по газовым трубам, на конце которых имеются литые конические наконечники с соплами для выхода газов. Наконечники снабжены ребрами для турбулизации воздуха. Воздух под давлением поступает в горелку, проходит кольцевой канал с ребрами и попадает в амбразуру, где смешивается с газом. Со стороны топки пространство между наконечниками горелки футеровано огнеупорной массой. В центральной части газовой горелки расположена смотровая труба, которая в случае отсутствия газа может быть использована для установки мазутной горелки.

Рисунок 2.12 – Газовая горелка с принудительной подачей воздуха типа ГА-110:

1 – воздушная камера; 2 – газовая камера; 3 – футеровка амбразуры; 4 – кольцевой канал с ребрами.