Газообразное топливо наиболее удобно для применения в кузнечных
нагревательных печах и обладает многими положительными качествами. К
основным преимуществам газового топлива, по сравнению с твердым и даже
жидким, относятся следующие:
1) газ легко перемешивается с воздухом, поэтому полностью сжигается при
небольшом избытке воздуха. Это обеспечивает высокую температуру горения
и уменьшает потери физического тепла с отходящими газами (дымом);
2) при отоплении газом легко регулировать температуру в печи;
3) реакция горения газа происходит очень быстро, поэтому нет
необходимости устраивать в печах специальные топки. Газ сжигается
непосредственно в рабочем пространстве печи. Этим достигается хорошая
отдача тепла горячих газов нагреваемому металлу;
4) газовые печи по своей конструкции отличаются простотой и стоят
дешевле, так как нет необходимости устраивать специальные топки для
сжигания топлива;
5) газ легко транспортируется от места его производства до места
потребления; подача газа осуществляется по специально проложенным трубам
— газопроводам;
6) при отоплении печей газом достигаются высокие температуры, так как
можно одновременно подогревать и газ, и воздух;
7) газовое отопление позволяет легко устанавливать и автоматически
регулировать тепловой режим работы печи;
8) газ способствует более гигиеническим условиям работы печи.
Недостаток газового топлива, в частности генераторного газа, т. е. газа,
специально приготовленного из твердого топлива— его высокая стоимость.
Но использование природного газа к этот недостаток исключает. Простота
добычи и высокая теплотворная способность этого газа позволяют считать
его наиболее дешевым и лучшим газообразным топливом. Существует
несколько способов сжигания газа. Из всех способов, применяемых в
кузнечных печах, основными являются следующие: 1) газ и воздух подаются
одновременно в горелку с низким давлением; 2) газ поступает в горелку с
большим давлением и засасывает воздух из атмосферы; 3) газ и воздух
подаются под большим давлением, причем смешиваются до поступления в
горелку. Каждый из перечисленных способов имеет свои достоинства и
недостатки. В настоящее время наиболее распространен первый способ как
наиболее простой; для применения этого способа нужны более простые
горелки, а подача воздуха осуществляется вентилятором.
Существует очень много горелок разнообразных конструкций Остановимся на
описании только наиболее распространенных горелок, применяемых в
кузнечных печах.
Газовые горелки так же, как и форсунки для жидкого топлива, бывают
высокого и низкого давления. Горелки высокого давления работают на газе
с давлением от 700 до 2500 мм вод. ст. и выше. Для сжатия газа до таких
давлений устраиваются специальные газодувные установки.
Инжекционная горелка с индивидуальным смесителем, работающая на газе с
давлением 1500—1600 мм вод. ст. Применяя эту горелку, работают по
второму способу сжигания газа, т. е. газ подается в горелку под высоким
давлением, а воздух засасывается из атмосферы. Горелки этого типа иначе
называются инжекционными горелками поверхностного или беспламенного
горения. Газ поступает в горелку через сопло 3, инжектирует (всасывает)
потребный для горения воздух через щель 2, образованную воздушной шайбой
4 и корпусом 5 (смесителя). Воздушная шайба 4 устанавливается на
соединительной трубе 1. Количество воздуха, необходимое для горения,
регулируется перемещением воздушной шайбы по соединительной трубе.
Приближая или отдаляя воздушную шайбу, можно увеличить или уменьшить
щель для подсоса воздуха, а тем самым увеличить или уменьшить его
количество.
Смеситель 5 представляет собой трубу, где происходит смешение газа с
воздухом. Смесь газа и воздуха подается в горелку 6, которая
оканчивается носиком или соплом 7. Горючая смесь через носик горелки
выходит в тоннель 8, где происходит горение газа. Тоннель выкладывается
в стенке печи из фасонного кирпича или формуется из огнеупорной массы 9.
Благодаря тому, что в горелку вводится уже готовая смесь газа и воздуха,
горение происходит очень быстро, без видимого пламени. Поэтому
инжекционные горелки называются горелками беспламенного горения.
В горелках низкого давления (факельные горелки) газ с воздухом начинают
смешиваться в самой горелке и окончательно становятся смесью в рабочем
пространстве печи. Воздух и газ к этим горелкам подводятся под небольшим
давлением. Давление газа перед горелками должно быть равно 100—300 мм
вод. ст., а давление воздуха 150—400 мм вод. ст.