Khí tự nhiên là loại khí có nhiệt trị cao vì nhiệt trị của CH4, C9H6, C3H8, C4Hi 0 đều rất lớn so với phần cháy được của khí nhân tạo (CO, H2 và một phần khí CH4, C2H6...). Các thành phần không cháy của khí tự nhiên như C02, N9
thường nhỏ nên trong buồng đốt khí tự nhiên cháy với không khí chỉ tạo ra ngọn lửa ngắn. Vì ngọn lửa ngắn nên sự trộn lẫn khí thiên nhiên với không khí cũng như quá trình cháy được tiến hành ở không gian của buồng lửa gần vòi phun khí.
Vòi phun khí thiên nhiên thường sử dụng cho lò hơi có sản lượng lớn vì nhiệt trị khí cao. Vì vậy, cấu tạo miệng vòi phun và vị trí đặt của nó phải đảm
bảo các yêu cầu sau:
- Có khả năng cho dòng hỗn hợp nhiên liệu bốc cháy nhanh và ổn định. - Đảm bảo hiệu suất của quá trình cháy cao.
- Buồng lửa vận hành ổn định và chắc chắn.
Để đảm bảo cho hỗn hợp khí thiên nhiên và không khí cháy được nhanh và ổn định cần:
+ Tạo ra vùng xoáy mạnh của dòng sản phẩm cháy trước miệng vòi phun, đưa được dòng khói nóng tới dòng nhiên liệu.
+ Hướng được dòng khói nóng vào tâm ngọn lửa
+ Giới hạn lượng không khí cấp I và đốt nóng nhanh tới nhiệt độ cao
+ Tăng cường độ khuếch tán tới dòng nhiên liệu đế tăng sự truyền nhiệt giữa các lớp của ngọn lửa.
Muốn có hiệu suất của quá trình cao thì:
+ Phân bố ngọn lửa đồng đều trong buồng lửa và đảm bảo cháy hết khí thiên nhiên đưa vào lò
+ Đảm bảo hỗn hợp khí có thành phần đúng quy định. Yêu cầu buồng lửa vận hành ổn định và chắc chắn thì:
+ Vòi phun phải có cấu tạo đơn giản, dễ dàng điều chỉnh sản lượng của vòi phun trong phạm vi rộng.
+ Không tạo nên bồ hóng tại mặt trong buồng đốt. II. CẤU TẠO CỦA VÒI PHUN
Sơ đồ cấu tạo vòi phun khí gồm
1. Rãnh vành khăn của khí thiên nhiên 2. Rãnh thoát khí thiên nhiên
3. Đầu vòi phun bằng gang chịu nhiệt 4. Rãnh vành khăn của không khí.
5. Bộ phận tạo chuyển động xoáy cho không khí. 6. Ong dân mazut
7. Không gian thoát khí thiên nhiên và không khí. 8. Ống nhóm lửa
Đặc điểm cơ bản của loại vòi phun này là có thể dùng nhiên liệu là khí thiên nhiên hoặc dầu mazut, do đó rất tiện lợi cho cơ sở sản xuất, tuỳ thuộc và điều kiện có sẵn loại nhiên liệu nào mà có thể sử dụng nhiên liệu khí hoặc nhiên liệu lỏng.