Останнім часом в енергетичній промисловості найбільше застосування отримали жаротрубні водогрійні котли. Вони знаходять широке застосування в районних, заводських і комунально – побутових опалювальних котельних, прийшовши на зміну чавунним водогрійним котлам. Їх виготовляють для нагріву води до 100 – 110 0С при тиску, рідко перевищуючому 0,2 Мпа. Ці казани мають невеликі по висоті димарі (8 – 12 м) і незначні об'єми продуктів згорання.
В жаротрубних котлах газ згоряє в топці, а потім димові гази проходять по системі труб, занурених у воду, що нагрівається, і з'єднаним загальним корпусом.
Недоліками цих котлів є висока температура відходящих газів, прогар задньої стінки котла, пережог труб газотрубного пучка в місці кріплення їх в трубних решітках поворотної камери. Пережог труб можливий через високу температуру газів на виході з поворотної камери (1200 – 1300 0С), підвищеного об'ємного і поверхневого тепловиділення в поворотній камері, а також через низьку якість підготовки живильної води, що погіршує відведення теплоти від труб і трубних решіток. Щоб цього уникнути необхідно або якісно очищати воду від домішок, або уникати їх відкладення за рахунок виключення кипіння на поверхні котла.В жаротрубних котлах звичайно встановлюють двохпровідні пальники часткового або незавершеного попереднього змішування газу і повітря з примусовою подачею повітря.
До недоліків пальників даного типа відносять: а) наявність частин, що рухаються, надійність роботи яких може бути порушений при їх нагріві від теплового випромінювання топки; б) обмежений діапазон допустимої зміни теплової потужності; в) складність виготовлення; г) різке збільшення розмірів із зростанням теплової потужності; д) значні витрати елекроенергії на дутьові вентилятори; е) відсутність оптимальних умов для нормального перемішування газу і повітря, яке закінчується в топці котельного агрегату, внаслідок чого полум'я має значно велику довжину.
Достоїнствами пальників з незавершеним змішенням, крім необмеженої продуктивності, є можливість створення факела потрібної довжини, конфігурації і небезпека проскакування полум'я навіть при дуже широких межах регулювання і їх малі габарити. Прогар задньої стінки труби виникає через розвиток довгого полум'я, обумовленого поганим перемішуванням газу з повітрям, яке спричиняє втрати з хімічним недожегом. Ці втрати збільшують температуру відходящих газів, тим самим знижуючи КПД котла і збільшуючи витрату палива, що неприйнятно.
В даних пальниках характер газового факела визначається основною роллю пальника як смєсєобразователя заданої інтенсивності. При частковому попередньому змішенні газу з повітрям в пальнику горіння факела відбувається не по зовнішній полум'яній оболонці. Горіння за допомогою мікродифузії відбувається по всьому перетину факела з приблизно рівною інтенсивністю (у міру утворення горючої суміші) на поверхні роздроблених газових частинок, оточених повітрям. Характерним для факельного процесу є те, що елементарні об'єми газу, що потрапили в найсприятливіші умови, і визначають зрештою довжину факела і необхідні для повного вигоряння газу розміри топки.Для прискорення процесу змішення газ частіше за все подається через ряд щілин або отворів, осі яких направлені під кутом до потоку повітря. Досліди показали, що такий процес дійсно характеризується підвищеною інтенсивністю змішення, значною стійкістю горіння при широких межах зміни коефіцієнта надлишку повітря.
ТаблицЯ 1 - Розрахунок конструктивних параметрів пальника
| Найменування параметра | Варіант 1 | Варіант 2 | Варіант 3 |
| Діаметр сопла, мм | 7 | 10 | 13 |
| Швидкість газоповітряної суміші, м/с | 44,9 | 34,5 | 26,6 |
| Швидкість повітря, м/с | 11,06 | 11,06 | 11,06 |
| Відстань між осями, мм | 16,63 | 33,94 | 57,36 |
| 0,0141 | 0,00691 | 0,0041 | |
| Кількість газовипускних отворів, шт. | 16 | 8 | 5 |
| Довжина факела, мм | 1717 | 2453 | 3188 |
Самий оптимальний варіант – це варіант 1, який має параметри, представлені в таблиці 2.
Таблиця 2
| Варіант 1 | |
| Діаметр сопла, мм | 7 |
| Швидкість газоповітряної суміші, м/с | 44,9 |
| Швидкість повітря, м/с | 11,06 |
| Відстань між осями, мм | 16,63 |
| Площа поперечного перетину сопла, м2 | 0,0141 |
| Кількість газовипускних отворів, шт. | 16 |
| Довжина факела, мм | 1717 |
Упровадження даного пальника дозволяє понизити хімічний недожег і шкідливі викиди азоту.