Классификация газогорелочных устройств котла

Обновлено: 16.05.2024

Классификация газогорелочных устройств котла

Газовая горелка — это устройство, обеспечивающее устойчивое сгорание газового топлива и регулирование горения. Предназначена для подачи к месту горения газа и воздуха либо раздельно, либо в виде их смеси. Для сжигания топлива в топках котельных агрегатов используют большое число разнообразных горелочных устройств, которые можно классифицировать по ряду следующих признаков:

· по степени подготовки горючей смеси — без предварительного смешения, с полным предварительным смешением, с неполным предварительным смешением, с частичным предварительным смещением;

· по способу подачи воздуха — с принудительной подачей воздуха от вентилятора, путем инжектирования газовой струей; за счет разрежения в топке;

· по давлению газа перед горелками — низкого давления — до 5 кПа (500 мм вод. ст.); среднего давления — до критического перепада давлений (в горелке и топке), при котором скорость истечения газа, а следовательно, и расход газа достигают максимальных (критических) значений; высокого давления — при критическом и сверхкритическом перепаде давлений (скорость истечения и расход газа при этом равны максимальным, т.е. критическим, значениям);

· по степени автоматизации управления горелками — с ручным управлением, полуавтоматические, автоматические;

· по скорости истечения продуктов сгорания — низкая — до 20 м/с; средняя — 20. 70 м/с; высокая — более 70 м/с.

Разновидности газогорелочных устройств

Особенности и принципы организации процессов сжигания топлива в воздушном потоке. Классификация газогорелочных устройств и характерные способы смешения газа с первичным воздухом. Разновидности газовых горелок, их основные технические характеристики.

Рубрика	Производство и технологии
Вид	контрольная работа
Язык	русский
Дата добавления	19.12.2011
Размер файла	41,6 K

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

"Разновидности газогорелочных устройств"

сжигание топливо газовый горелка

Принципы работы газогорелочных устройств

Устройство газовых горелок

Основные технические характеристики горелок

Применение газа в качестве топлива исключительно выгодно, так как затраты на его добычу и доставку невелики по сравнению с затратами на другие виды топлива. Если в пересчете на условное топливо стоимость угля принять за 100 %,то для мазута она составит 29%,а для газа лишь 10%.Но даже при этих условиях возникает задача огромной важности экономить голубое топливо, причем не только проценты, но и доли процентов сжигаемого газа.

Газовая горелка способствует преобразованию химической энергии газа в тепловую. При этом назначение горелки сводится не только к полному сжиганию газа, но и к организации факела , отвечающего требованиям технологического процесса в промышленной установке(длина факела, температура и тепловыделения по длине факела, излучательная способность факела и др.).

Экономичное сжигание газа требует совершенствования газовых горелок всех конструкций , но в первую очередь наиболее распространенных типов высокопроизводительных горелок с принудительной подачей воздуха.

Существующие газогорелочные устройства, сконструированные на основе практического опыта без теоретического обоснования, в большин-стве случаев работают на режиме, характеризующемся неоднородностью среды из-за неравномерного распределения газа по сечению воздушного потока в горелке и в факеле. Это в ряде случаев приводит не только к потерям тепла от недожога даже при повышенных избытках воздуха в камере горения, но и к повреждению поверхностей нагрева труб вследствие газовой коррозии их при сжигании высокосернистых газов. Предупреждение и устранение этих отрицательных явлений может быть достигнуто лишь на основе изучения процессов, протекающих в различных горелках, создания и внедрения в практику научно обоснованного инженерного метода расчета и конструирования горелочных устройств, обеспечивающих полное сжигание газа при малых избытках воздуха.

Горение газов

Организация топочных процессов состоит в том, чтобы предельно использовать теплоту сгорания газа и получить наибольшее тепловыделение в топке, при обеспечении всех ее расчетных показателей. Иногда накладываются еще дополнительные условия по характеру тепловыделения в факеле: в одних случаях требуется короткое , а в других - длинное пламя. На процесс горения газа в факеле, особенно на полноту его сжигания , влияют внутренние условия (определяющиеся соотношением количеств и скоростей газа и воздуха, процессами взаимодействия потоков разных размеров в горелке и в факеле, начальными температурами обоих компонентов (температурной смеси), исходным составом газа и др.) и внешние условия (определяющиеся условиями зажигания ( подводом тепла к корню факела), габаритами камеры горения, температурой в камере горения, теплоотводом от факела и др.) Для успешного сжигания газа должны быть обеспечены необходимые внутренние и внешние условия.

Если внутренние условия для завершения полноты сжигания газа обеспечены, а внешние нет, например факел пламени в камере горения касается холодных поверхностей, то последние покрываются налетом, представляющем собой потери топлива в виде несгоревшего углерода.

Внутренние условия являются основными для организации и завершения процесса горения газа. Степень совершенства горения устанавливается анализом продуктов сгорания. При полном сжигании топлива, горючие составляющие в продуктах сгорания не обнаруживаются, при неполном - выявляется окись углерода, а при определенных условиях - и составляющие исходного горючего газа.

Удельное тепловыделение достигает своего предела при полном сгорании и коэффициенте избытка воздуха , равном единице. Как при меньшем, так и при большем его значении уменьшается выделение тепла.

На практике процесс горения газообразного топлива происходит в устройствах поточного типа (топки котлов , печи, различные камеры горения и т.д.), отличающихся весьма сложными аэродинамическими характеристиками. При высоких температурах и концентрациях , которые обычно обеспечиваются в таких устройствах, при достаточной активности составляющих горючей смеси химическая реакция протекает со столь значительной скоростью, что процессы смесеобразования отстают по скорости протекания от химической реакции горения и тем самым тормозят процесс сжигания.

В общем случае полное время сгорания складывается из времени, необходимого для возникновения физического контакта между окислителем и горючим, времени нагрева горючей смеси до температуры воспламенения и времени протекания самой химической реакции. В случае газообразного состояния горючего и окислителя, время их контакта называется временем смесеобразования. Если это время несоизмеримо больше времени, необходимого для прогрева и протекания химической реакции, то практически время сгорания приблизительно равно времени смесеобразования. Это означает, что процесс протекает в диффузионной области. Примером такого процесса является горение газообразного топлива, вводимого в топку не перемешанным с окислителем. В этом случае время смешения значительно превышает скорость химической реакции. Обычно при смесях с большим удельным тепловыделением (к которым вполне можно отнести природные газы) в топочной камере удается поддерживать достаточно высокую температуру процесса, при которой химическая реакция протекает практически мгновенно.

Если время смесеобразования и времени на прогрев смеси, наоборот, оказываются несоизмеримо меньшими времени, необходимого для протекания химической реакции, то практически время нагрева горючей смеси до температуры воспламенения практически равно времени протекания самой химической реакции. Это означает , что процесс протекает в кинетической области. Примером такого процесса является введение в топку заранее приготовленной гомогенной горючей смеси (смеси газообразного топлива с газообразным окислителем) при температуре , близкой к температуре воспламенения.

Следовательно организация процессов сжигания топлива в воздушном потоке может основываться на двух различных принципах :

кинетическом и диффузионном.

Принципы работы газогорелочных устройств

В случае применения кинетического принципа предварительно создается однородная (гомогенная) смесь топлива и воздуха, которая вводится в готовом виде в топочное устройство. Отличительной особенностью приготовленной таким способом горючей смеси является однородность и постоянство всех ее основных характеристик. Горение протекает в однородной среде при постоянном избытке воздуха и с постоянной теплопроизводительносью.

В стационарных процессах предварительное образование однородной горючей смеси получило широкое распространение при сжигании газа в печах и котлах небольшой производительности. Горелочные устройства , в которых происходит сжигание таких газовоздушных смесей, носят название горелки предварительного смешения или беспламенные.

При диффузионном сжигании создают такие условия для протекания процесса, при которых смесь сгорает медленно по мере ее образования , т.е. при соприкосновении топлива и окислителя в соответствующих количественных соотношениях. Поскольку при высоких температурах развиваемого очага горения скорость химической реакции значительно больше скорости смесеобразования, то фактическая скорость сгорания топлива равна скорости смесеобразования. Такой метод сжигания топлива получил широкое распространение при сжигании газа в котлах и печах.Интенсивность смесеобразования в горелке и факеле регулирует процесс сжигания газа в диффузионной области. Эта регулировка может быть подразделена на установочную и эксплуатационную.

Кроме рассмотренных выше двух принципов существует еще смешанный принцип сжигания. Горелки , работающие по смешанному принципу, где газ предварительно смешивается лишь с частью воздуха, широко распространенны в топочно-печной технике.

При некоторых условиях недостаточного смесеобразования в горелке и в факеле может создаться такое положение, когда процесс нагрева горючего будет идти параллельно с процессом его смешения с воздухом, а иногда и опережать процесс смешения. При этом оказывается, что огневой процесс развивается различно в зависимости от того, каково отношение горючего газа к нагреву без доступа воздуха. По этому признаку горючие газы можно подразделить на две группы- теплоустойчивые ( которые не претерпевают каких либо химических изменений при нагревании в широком диапазоне температур. К таким газам относятся , например , водород и окись углерода, которые сохраняют свою молекулярную структуру до температуры примерно 2500-3000° С и лишь при этих температурах начинают распадаться на атомарный водород, углерод и кислород.) и теплонеустойчивые (такие газы, которые легко разлагаются при сравнительно небольшом нагревании без доступа воздуха. К таким газам принадлежат все легкие углеводороды и в первую очередь их наиболее характерный представитель- метан, который начинает разлагаться при температуре около 300°С. При температуре порядка 900°С метан без доступа воздуха распадается на атомарный углерод и водород)

Перечисленные требования к газогорелочным устройствам позволили сформулировать общие исходные принципиальные позиции (принципы), которые желательно положить в основу разработки метода расчета газовых горелок.

В основном их можно свести к следующим:

1) Метод должен быть единым для расчета всех типов горелочных устройств с принудительной подачей воздуха, сжигающих любые горючие газы;

2) Метод расчета должен быть основан на едином процессе, характерном для всех типов горелочных устройств, сжигающих в распыленном состоянии жидкие, твердые и газообразные топлива;

3) Желательно, чтобы создаваемый метод был основан на расчете процесса , происходящего в горелке и определяющего все последующие процессы перемешивания горючих с окислителем, включая процесс собственно сжигания газа в факеле;

4) Метод расчета должен быть предельно простым для практического использования широкими кругами технических специалистов и в то же время научно обоснованным;

5) Метод расчета должен быть устойчивым во времени с тем, чтобы естественный ход развития науки и техники позволял его совершенствовать и уточнять, но не заменять или отменять.

Возникает вопрос можно ли найти или есть ли принцип, характерный для работы горелочных устройств, сжигающих различные газообразные топлива? Тем более неясно, есть ли вообще возможность создать метод расчета общий для всех типов горелочных устройств, сжигающих жидкие, твердые и газообразные топлива. Это возможно лишь при условии , что главный принцип , положенный в основу работы горелочных устройств, соответствует физической сущности процессов, определяющих смесеобразование в горелке, факеле и горение топлив любого типа.

Газогорелочные устройства

До сих пор еще не установлена единая классификация горелочных устройств. Их можно классифицировать по различным признакам, например по теплоте сгорания газа, теплопроизводительности, давлению газа, давлению воздуха, длине пламени, способам подачи горючего и окислителя, эффективности теплоотдачи факела пламени, целям применения, месту организации смешения газа с воздухом, закрученному или прямопоточному потоку воздуха и газа, методу смешения газа с воздухом - вот далеко не полный перечень этих признаков.

Более правильная классификация газогорелочных устройств будет по таким определяющим характеристикам, которые могут бытьположены в основу физической сущности протекающих процессов и использованы для их расчетов. Внутриэтой классификации горелки можно подразделять еще по отдельным признакам, например давлению газа, характеру факела, длине пламени, конструктивному оформлению и др.

Такими определяющими характеристиками газогорелочных устройств, лежащими в основе физической сущности их работы, являются относитель -ное количество первичного воздуха и процесс смешения газа с первичным воздухом. Воздух, подаваемый в газовые горелки, называется первичным, а поступающий для горения из топочного пространства - вторичным ( в пылевых горелках под вторичным воздухом подразумевается оановное количество воздуха, подаваемого через горелку для сжигания топлива) .

Отметим наиболее характерные способы смешения газа с первичнымттвоздухом в различных его количествах.

2. Газ, смешанный с частью эжектируемого(первичного) воздуха подается в камеру горения, а остальная часть ( в виде вторичного воздуха) подводится к горелке за счет диффузии у амбразуры;

В соответствии с этим горелки можно классифицировать на четыре основных типа с подгруппами в каждом из них.

1.Горелки диффузионного типа низкого и среднего давлений

2. Горелки атмосферного типа

3. Горелки эжекционные среднего и высокого давлений

4. Горелки с принудительной подачей воздуха комбинированные и газовые низкого и среднего давлений

В горелках первых трех типов воздух поступает под действием разрежения, созданного газовыми струями и тягой в камере горения. В горелках четвертого типа весь воздух, участвующий в горении,подается принудительно.

Горелки третьего и четвертого типов могут иметь одинаковое количество первичного воздуха, но они принципиально различаются процессамисмешения воздуха с газом. В горелках третьего типа имеется полное предварительное смешение. В горелках четвертого типа процесс смешения чаще всего только начинается, а развивается в объеме камеры горения. В специальных случаях процесс смешения может завершиться в горелке.

Приведенная классификация горелочных устройств позволяет разделить по характерным признакам все многообразие конструкций на четыре основных типа.Это существенно упрощает рассмотрение различных горелок, облегчает анализ их работы и разработку метода расчета.

Газовые горелки подразделяются на следующие разновидности :

- диффузные горелки (особенность этих горелок в образовании горюей смеси за счет медленного процесса молекулярной диффузии , возникающей от подсасывающего действия газовой струи.

- атмосферные горелки ( или эжекционные горелки низкогодавления газа с частиным предварительным смешением, где первичный воздух подсасыва -ется в горелку за счет эжектирующего действия газовой струи , а вторичный воздух ,необходимый для полного сжигания газа, поступает к факелам пламени из окружающего пространства за счет эжектирующего действия самого факела и за сет разрежения в топке.

- эжекционные горелки (горелки среднего и высокого давлений чаще всего являются горелками полного смешения.

- эжекционные газовихревые горелки

- горелки с принудительной подачей воздуха ( по принятой классификации эти горелки относятся к четвертому типу ) которые подразделяются на :

а) газовые горелки

б) турбинные горелки

в) подовые горелки

Устройство газовых горелок

Газовые горелки всех типов имеют общие элементы:

- сопло(сопла), которое предназначено для подачи определенного количества газа , а иногда воздуха с определенной скоростью в сместитель- ную часть горелки

- сместитель ,который предназнаен для образования горючей смеси, необходимой для воспламенения факела, а также предназначены для обеспечения устойчивого процесса горения, предотвращения отрыва пламени и проскока его в смеситель.

- горелочная насадка (кратер горелки) со стабилизирующим устройством которая служит для выравнивания скорости по сечению после диффузора ,так как слой потока, прилегающий к твердой поверхности, подтормаживается и имеет сниженную скорость, в результате чего по периферии горелки возможен проскок пламени. Кратер, имеющий форму конфузора, выравнивает поле скоростей горючей смеси, что и предотвращает проскок пламени в горелку.

В зависимости от типа горелки или условий ее эксплуатации элементы принимают различное конструктивное оформление, но в основном они имеют одно и то же назначение.

Диффузионная горелка состоит из сопла (являющегося одновременно горелочной насадкой) обычно из металлической или керамической трубки со стабилизирующим устройством в виде приливов у газовыпускных отверстий. В чисто диффузионных горелках смеситель отсутствует и его заменяет объем топки. В ней и протекают паралельно смешение с образованием горючей смеси и сгорание газа.

В атмосферной эжекционной горелке , называемой иногдав обиходе однопроводной, имеются сопла, сместитель, горелочная насадка и на выходе из неестабилизирующее устройство. Сместитель состоит из входного патрубка, камеры смешения и диффузора.

Камера смешения(горловина) служит для выравнивания скорости смешивающихся потоков перед дифузором, наибольший коэффициент полезного действия которого соответствует равномерному полю скоростей перед ним. Кроме того , в камере смешения выравниваются до некоторой степени концентрации газа и эжектируемого воздуха( при создании горючей смеси).Камере смешения целесообразно придавать цилиндриескую или слегка суживающуюся форму.

Диффузор служит для увеличения разрежения в камере смешения, способствует лушей эжекции воздуха и преобразует скоростной напор смеси в давление, необходимое для преодоления сопротивления огневой насадки. В нем происходит выравнивание полей концентраций с образованием газовоз -душной смеси. Угол раскрытия диффузора должен быть не более 9°, исходя из условий течения потока без отрыва от стен диффузора.

Основные технические характеристики горелок

Работа каждой горелки характеризуется :

- часовой пропускной способностью (часовой производительностью) газа, считают то количество газа в куб. метрах,которое подается из сопел или отверстий за один час ее работы, при соответствующем избыточном давлении газа и при условии полного его сгорания.

- тепловой нагрузкой (теплопроизводительностью), под которой понимается количество тепла ( в ккал) которое выделяется при сгорании количества газа, соответствующего ее часовой пропускной способности. Различают три теплопроизводительности горелки( минимальная, номинальная, максимальная)

- удельным тепловым напряжением выходных отверстий,

- коэффициентом эжекции, называется количество первичного воздуха эжектируемого в смеситель горелки струей газа, вытекающего из сопла, характеризует эжекционную способность горелки.

- коэффициент первичного воздуха ,показывает, какая часть воздуха , теоретически необходимого для горения эжектируется в смеситель горелки.

- постоянством соотношения между газом и воздухом и др.

Заключение

Физико-химические процессы, протекающие в реальных теплотехнических агрегатах, сравнительно сложны и разнообразны, поэтому на пути достижения высоких показателей, например, работы топочных устройств , имеется много препятствий, главным образом из-за трудности сжигания твердого и жидкого топлив, являющихся основными или резервными. На специальных газовых котлах уже сейчас имеется вполне реальная возможность осуществить сжигание газа без потерь тепла от химической неполноты сгорания в топках с теплонапряжением объема на порядок выше, чем в существующих топках котельных установок.

Скорость горения газа весьма велика в результате того, что это топливо допускает наиболее совершенное - молекулярное перемешивание с окислителем. Химические реакции горения обладают цепным характером, при благоприятных условиях (высокие температуры и концентрации) скорости их достигают очень высоких значений. Газообразное топливо, перемешанное с воздухом, отличается тем преимуществом, что скорость сгорания (например, в топках котлов и высокотемпературных печах при температуре выше 1000°С) можно считать практически неограниченной. Форсировка установок может лимитироваться лишь условиями воспламенения и стабилизацией факела пламени.

Доля газа в топливном балансе страны на ближайший период времени будет возрастать. Одновременно все увеличивающееся количество газа будет использоваться в быту, химии, черной металлургии и других отраслях промышленности. Следовательно газ не только резервное, но и постоянное высококалорийное топливо для ряда крупных потребителей( печей, котлов и др.). В настоящее время замена природным газом других, более дорогих видов топлива. Однако простая замена природным газом дорогих видов топлива- это только один и далеко не единственный путь достижения экономического эффекта. При использовании газообразного топлива в различных печах и котлах следует иметь в виду, что наибольший эффект от замены твердого топлива газом может быть получен в установках., которые до перевода на газ имели низкий коэффициент полезного действия (КПД) при большом количестве обслуживающего персонала. Если говорить о котельных, то в первую очередь это касается малой энергетики крупных городов. Такие котельные , как правило, распределенные по всем районам городов, являются источниками больших загрязнений окружающей атмосферы . При переводе на газ эти котельные, во-первых перестанут загрязнять окружающую среду, а во-вторых при правильной эксплуатации КПД установок возрастет на 85%, что позволит экономить до 20% топлива.

При решении вопроса о выборе горелок при переводе печей на газовое топливо или при разработке новых конструкций необходимо учитывать ряд одновременно действующих факторов : характер работы печи (периодическая или непрерывно действующая); размеры печи (ширина, длина и высота); технологический режим и характер факела пламени ; необходимость подогрева воздуха; пределы регулирования производительности горелок; конструкцию печи и возможные места установок горелочных устройств ( в рабочей камере или в отдельных топочных устройствах); давления газа и ряд др.

Используемая литература

1.Газогорелочные устройства. Профессор, доктор техн наук Иванов Ю.В., изд. 2-е переработанное и дополненное. М., издательство «Недра», 1972 г.

2.Горелки кинетического типа. Профессор Л.Н.Хитрин., Ленинград. изд. «Красный печатник», 1985 г.

Газовая горелка для котла: типы, устройство, чистка и помощь с выбором

Газовая горелка для котла реализует процесс сжигания газа, перемешивая его в нужном объеме с кислородом из воздуха, тем самым создавая газовоздушную смесь для полноты сжигания.

В результате топочного процесса агрегат способен вырабатывать тепловую энергию в виде воды или пара. Такое устройство и внутренние поверхности нагрева котла считаются его базовыми узлами.

Собственнику котла подбор горелки выполнять самостоятельно не потребуется, поскольку они поступают в комплекте с котельным оборудованием.

Содержание Показать

Устройство и принцип работы

Принцип функционирования такого устройства прост — газ с использованием эжектора переходит во внутреннюю полость с высокой скоростью, что позволяет затягивать в свой объем воздух, перемешивая его с газом.

По распределительным трубкам готовая газовоздушная смесь поступает к отверстиям, на выходе из которых поджигается с применением специального запального устройства. В большинстве бытовых нагревательных котлов используется пьезозапальник

форсуночное устройство;
запальник или пьезорозжиг;
первичный датчик, контролирующий наличие пламени.

Виды газовых горелок для котлов

Конструкция котла и горелочные устройства тесно связаны. Производитель котла обычно самостоятельно выпускает ее к котлу или комплектует его строго определенной моделью, которая работает для обеспечения теплового баланса.

Менять или реконструировать такие устройства не допустимо, поскольку это может вызвать создание аварийной взрывоопасной ситуации при работе газового оборудования.

Классификация газогорелочных устройств:

атмосферного типа, обычно применяются в агрегатах с открытой топочной камерой небольшой тепловой мощности;
вентиляторные или с наддувом для закрытой топки, применяются в мощных котлоагрегатах;
с постоянно работающим запальным устройством;
с пьезоросжигом.

Кроме того существуют комбинированные мазутные горелки для котла способные работать на двух видах топлива на газе и мазуте, например, горелка газомазутная ГМГ.

Вентиляторные

Такие устройства являются энергозависимыми и функционируют с принудительной подачей кислорода из воздуха. Конструкции таких горелок позволяют более точно выполнять смешивание двух сред, поэтому процесс сжигания протекает наиболее качественно.

Горелки устанавливаются в бытовых агрегатах со значительной тепловой нагрузкой и в промышленных производствах, используемых для центрального теплоснабжения, например в качестве мазутной горелки для котла.

В основном они применяются на котлах ДЕ 16 14, вырабатывающих насыщенный пар Такие устройства среднего давления комплектуются автоматикой, позволяющей управлять работой. Например, горелки ГМГ 4 или 4м и горелка ГМГ 5 оборудованы датчиками контроля пламени. Во время отрыва факела, такой агрегат отключается автоматически.

Газомазутные горелки работающие на двух видах топлива, имеют дополнительный блок, который выполняет предварительную подготовку мазута: очищает его от взвешенных веществ и разогревает примерно до температуры 70 С, тем самым снижая степень его вязкости.

Атмосферные газовые горелки

Этот конструкционный тип горелочного устройства наиболее простой, что значительно облегчает эксплуатацию котла. Функционируют они благодаря естественному подсосу и перемешиванию воздуха.

Удаление продуктов сгорания топливной смеси происходит через дымоходы. Воздух в них поступает непосредственно из помещения, которое должно иметь хорошую приточно-вытяжную вентиляцию, с 3-х кратной циркуляцией воздуха в топочной.

Такие устройства обладают главным своим достоинством — энергонезависимость работы, то есть они могут функционировать без электроснабжения. Они имеют самый низкий КПД из всех доступных моделей, поскольку обладают низкой способностью эффективно смешивать газ и воздух.

Диффузионно кинетические

Диффузионно-кинетические устройства — это промежуточный вариант между атмосферными и вентиляторными. Эксплуатируются они в основном в промышленных газовых котельных.

Комбинированные горелочные устройства применяются для агрегатов использующих два вида топлива — газ и мазут или печное топливо. Они считаются более эффективными, имеют хороший диапазон по регулированию нагрузки агрегата от 15 до 105 % и оборудованы автоматикой безопасности.

Классификация по способу подачи воздуха

Подача, объем и качество смешения воздуха с газом является основой эффективной работы устройства, а от этого будет зависеть, может ли оно выйти на свои нормативные показатели по тепловой мощности и КПД.

По способу подачи воздуха устройства группируются:

бездутьевые — воздушные массы поступает к устью горелки за счет разрежения в топочной камере;
инжекционные, в них воздушные потоки втягиваются к устью горелки для котлов отопления, струей газа;
дутьевые, топочный воздух поступает в топку с использованием центробежного вентилятора.

Низкотемпературная

В котлах с открытыми топками монтируют устройства атмосферного типа. Принцип их функционирования довольно прост. Газ под давлением в магистрали поступает к запальнику через эжекторное устройство, тем самым затягивая воздух из топочной.

Розжиг производится малым объемом низкотемпературного пламени от фитиля запальника. Такой вариант используется для маломощных бытовых отопителей. Они обладают низким стоимостным показателем, простой эксплуатацией и работают с малым уровнем шумности.

Инжекционная горелка для котла

Это конструкции газовых горелок имеют повышенные показатели тепловой мощности. Эффективность их работы связана с тем, что еще до поступления газа в камеру, он обогащается кислородом из воздуха.

Получение рабочей смеси осуществляется в несколько стадий. По данному принципу работает жидкотопливная кровельная горелка.

Конструкция подобного газогорелочного аппарата выполнена из ряда пустотелых каналов — форсунок, по которым поступает с огромным давлением газ, тем самым инжектирует (подсасывает) воздушные массы, имеющиеся в топочной камере.

Сгорает подобная смесь в виде малогабаритных факелов, поэтому они еще именуются микрофакельными. В топке, все время функционирует запальник либо пилотная форсунка. В сравнении с дутьевыми вариантами, такая модель, потребляет газа до 20% больше.

Дутьевая

В закрытых топках воздух подается дутьевыми вентиляторами. Такие горелочные варианты не являются универсальными, а рассчитываются под конкретный котел, например, как газовая горелка ГГС.

Для собственника индивидуального отопления — это огромное преимущество, потому что такое устройство идет с базовой комплектацией котла и его не нужно специально устанавливать и настраивать.

Горелочный блок оборудован такими узлами:

фильтр очистки газа;
регулятор по давлению газа;
регулятор по расходу газа;
газовый редуктор;
первичные датчики;
электрореле для автоматического отключения/включения горелочного устройства по результатам настройки котла;
электрореле вентилятора, останавливает подачу газа при отключении двигателя дутьевого устройства.

Такая система энергозависима, поэтому специалисты рекомендуют при ее работе устанавливать резервное электропитание в виде бесперебойника.

Как почистить газовую горелку

Форсунка на газовом котле считается одним из основных его узлов. Для того, чтобы технологический процесс протекал без нарушений, нужно поддерживать рабочие элементы горелки для котлов в чистоте, иначе потребуется выполнять серьезный ремонт газовой горелки котла. Эти мероприятия выполняют в профилактических целях, а также когда она не зажигается.

До того, как ее очистить, требуется закрыть подачу газа.

Алгоритм выполнения чистки горелочного устройства от сажи:

Отключают провод кнопки розжига.
Снимают зажимное устройство термопары.
Отмечают маркером уровень входа форсунки в горелочное устройство, чтобы позже установить ее в нужном расположении.
Выкручивают гаечку, обеспечивающую соединение клапана с устройством.
Точно также отключают пьезозапальник.
Извлекают форсунку.
Переходят к процессу очистки ершиком и жесткой щеткой.
Когда нагар будет снят, продувают отверстия пылесосом.
Далее производят установку горелки в котел.

Горелка для газового котла своими руками

Выполнить горелку самостоятельно не сложно, но специалисты это делать не рекомендуют, а особенно для котлов заводского изготовления, в которых расчет газовой горелки для котла выполнен профессионально производителем оборудования.

Данный процесс требует выполнения очень тщательных расчетов поскольку, любая самая незначительная ошибка приведет к плохому качеству сгорания топлива и даже к взрыву котла.

Иногда, когда у пользователя имеется твердотопливный агрегат, работающий на дровах, и имеется конструктивная возможность, в него устанавливают газовое устройство атмосферного типа.

Для применения данного модуля не нужно кардинальным способом переустраивать агрегат, а используют зольную камеру. Для процессов контроля и регулировки устанавливают автоматику. Горелку лучше подобрать по тепловой мощности, заводского изготовления.

Советы по выбору

Правильный выбор газогорелочного устройства может рассматриваться совместно с правильным выбором котлоагрегата. Все заводские отопители бытового назначения комплектуются такими устройствами, которые в максимальной степени подходят для данной конструкции.

Тем не менее, нужно разбираться в маркировке газовых горелок для котлов, чтобы понимать, какой процесс нагрева она может обеспечить.

К примеру, буква "Г" в маркировке ориентирует пользователя на то, что она специализирована только для работы на газовом топливе, как в видах газовых горелок "Пламя 1", "Данко" "Ферроли" и "Прометей". "ГМ" - сообщает о том, что эта марка специализирована для котлоагрегатов, работающих на газовом и мазутном топливе. Буква "Р" - ротационная модель. Перед тем как подобрать горелку для котла потребуется учитывать конструкцию существующей системы дымовентиляции, чтобы не выполнять позже реконструкцию котла.

Существуют и более сложные модификации, например, горелка для котла КЧМ — оснащается тремя форсунками. Наиболее часто применяется при переходе котлов с твердого на природный/сжиженный газ.

«Купер» - горелочный аппарат комбинированного типа, работающий на разнообразных видах топлива и имеет простой вариант монтажа.

Из всего вышесказанного можно сделать одно очень важное заключение — горелка для газовых котлов считается "сердцем" любого агрегата. Ее не возможно рассматривать отдельно или заменять на другие модификации самостоятельно, поскольку котлы и горелки — одно конструктивное целое.

Использование самодельной горелки в заводских котлах не допускается. Собственнику котла нужно разбираться в принципах работы горелочного устройства, чтобы обеспечить максимальную и продолжительную работоспособность оборудования.

Устройство и принцип действия газовой горелки

Устройство горелки обеспечивает эффективность работы котла и полноту сжигания топлива. Как правило, газовые горелочные устройства для бытовых и промышленных агрегатов реализуются вместе с котлом. Это оптимальное решение, поскольку изготовитель котла не только профессионально рассчитает, изготовит и установить горелку, но и откалибруют ее работу.

Такой агрегат будет готов к работе с лучшими заводскими настройками. В том случае, когда приобретается и устанавливается горелка самостоятельно, могут появиться некоторые трудности, способны нарушить тепловой баланс и работоспособность источника тепловой энергии.

Для того чтобы этого не произошло, собственник должен тщательным образом подобрать ее под габариты топки и тепловую мощность котла.

Содержание Показать

Классификация горелок

Классификация горелочных устройств выполняют по способу сжигания и давлению газового топлива перед горелкой, варианту топливоподачи воздуха и месторасположению устройства в топочном пространстве.

По способу воздухоподачи они группируются:

бездутьевого типа, когда воздух поступает в топочную камеру благодаря разряжению создаваемого дымовой трубой или дымососом, устанавливаемого на выходе газового тракта из котла;
инжекционные, захватывают воздушные потоки благодаря скорости истечения струи газа из сопла;
дутьевые, использующие принцип принудительной воздухоподачи в топочную камеру центробежным вентилятором.

Горелочные устройства выпускают с работой для разных показателей по давлению газового топлива:

горелки низкого давления — до 6000 Па;
среднего — от 6000 Па до 0.3 МПа;
высокого — свыше 0.3 МПа.

Современные горелки, особенно работающие на котлах промышленного назначения, выпускаются с возможностью регулирования нагрузки от 10 до 100 %, поэтому для каждого устройства различают:

номинальную, для расчетной тепловой нагрузки;
максимальную;
минимальную.

При этом максимальная теплопроизводительность должна гарантировать устойчивую работу котлоагрегата и не допускать отрыв факела, а минимальная — стабильное горение с самой малой нагрузкой, не допускающей проскока пламени.

Кроме того горелки могут быть только газовые или газомазутные, которые способны работать на мазуте или другом жидком топливе.

Как устроена газовая горелка

Самыми распространёнными типами котловых горелок являются диффузионные, инжекционные, фитильные и комбинированные.

Первые модификации выполняют забор воздушных масс из окружающего пространства, который попадает в горелочное устройство за счет диффузии без поступления первичных потоков воздуха.

Процесс перемешивания происходит за пределами диффузионной горелки, то есть они работают по принципу газовой плиты. По конструкции это труба с просверленными отверстиями. Промежуток между отверстиями подбирают расчетным путем по скорости распределения огня от одного техотверстия к другому.

В конструкции инжекционных горелок вмонтирован инжектор — устройство подсасывающее воздух из топочной или котельного зала в рабочую полость горелки.

Немаловажная характеристика такой модификации аппаратов — коэффициент инжекции, который определяется как отношение объема воздуха, способного затягиваться горелкой к объему полного воздуха, необходимого для полноты сгорания топливовоздушной смеси.

Например, в случае, когда для полного сжигания 1 м3 газового топлива в инжекционной горелке требуется 8 м3 воздуха, а первичный воздушный объем равен 4 м3, то коэффициент инжекции будет равен: 4/8 = 0,5.

Устройство газовой горелки с принудительной воздухоподачей, выполнено таким образом, что воздух, нужный для процесса горения, поступает в камеру смешения при помощи дутьевого вентилятора. При этом газовоздушная смесь начинает образовываться в аппарате, а завершаются в топке котла и горит в коротком и не светящемся пламени.

Такие модификации зачастую называются двухпроводными или смесительными. Наиболее часто они работают на низком давлении как магистрального газа, так и системы воздухоподачи. Очень редко, такие конструкции рассчитываются для работы при среднем давлении в газовой магистрали.

Такая модификация горелочных конструкций предназначается для монтирования в топках котлоагрегатов, имеющий небольшой его объемом. Магистральный газ с давлением до 1400 Па следует в распылительное сопло и истекает из него через 8 отверстий Д= 4-5 мм.

Отверстия в такой конструкции располагают под углом 30 градусов к горелочной оси. В корпусе выполнены специализированные лопатки, закручивающие поток воздуха.

Поэтому, создает хорошую газовоздушную смесь, закручиваясь тонкими струйками с воздухом. Конструкция оборудована керамическим тоннелем с запальным отверстием.

Принцип работы комбинированных горелок

Комбинированные горелки — это наиболее совершенные устройства, используются только в агрегатах большой мощности и энергетических котлах, когда по технологии необходимо сжигать несколько видов энергетического топлива.

Они устанавливаются в случаях, когда имеется нестабильные поставки какого-то одного вида топлива:

имеются перебои в подаче магистрального газа либо транспортировка его осуществляется потребителям с низким давлением, и требуются срочно выполнить перевод котла на резервное топливо;
низкое потребительское качество газа, не способно обеспечить нужный температурный режим;
при ночном графике подачи газа в энергоустановке, когда существует режим ночного выравнивания суточного газопотребления в районе размещения источника тепловой энергии.

Различают несколько видов комбинированных горелок: газомазутные и газоугольные. Первые получили наибольшее распространение и, как правило, выпускаются с принудительной воздухоподачей как для среднего, так и высокого давления газа. Установка таких комбинированных аппаратов обеспечивает наибольший эффект, чем параллельная эксплуатация газовых и мазутных форсунок либо газовых и пылеугольных устройств в отдельности.

Такие модификации универсальных горелок устанавливаются по требованиям надежной и бесперебойной эксплуатации мощных промышленных или энергетических котельных, в которых остановка выработки тепловой энергии недопустима.

Эксплуатация бытовых горелочных устройств

В бытовой теплоэнергетике собственники, эксплуатирующие котлы зачастую сталкиваются с трудностью, когда не горит газогорелочное устройство агрегата, хотя параметры магистрального газа на вводе к абоненту соответствуют необходимым параметрам.

Зачастую это случается вследствие некачественного очищения подающего газового топлива. Он зачастую подается совместно с разнообразными мелкими частичками, которые забивают сопла .

На больших тепловых объектах эта проблема разрешается путем установки специальных фильтров, которые время от времени нужно обслуживать.

В бытовом секторе фильтры в магистральную систему газоснабжения могут устанавливать только газовые службы и контроля за их работой со стороны абонента нет. Поэтому в индивидуальных домовых котельных проблема разрешается путем ежегодной профилактической очистки горелки.

Эта процедура обязательная и по требованию завода-изготовителя проводится в процессе технического обслуживания газового котла обычно перед началом осенне-зимнего отопительного сезона.

Процедура очистки отнимает немало времени, поскольку требует существенной разборки котла, что должно быть выполнено в строгом соответствии с инструкцией изготовителя.

Процессы регулировки и замены газогорелочного устройства для котла, который находится на гарантийном обслуживании, выполняется соответствующим сервисным центром. Неправильное обслуживание горелки способно вывести из строя не только ее, но и отопительный котел в целом.

Читайте также: