Отличается простая газовая горелка от с терморегулятором. Разновидности газовых горелок для отопительных котлов. Уличный газовый обогреватель Прораб: недорогой вариант

16.02.2024

В дачном домике или полноценном частном , если не проживать в нем круглый год или по близости нет труб центрального отопления, чтобы подключить к ним здание, то установка компактного обогревателя на газе – подходящий вариант. Он пригодится, в холодное время года время от времени. Да и летом случается прохладная погода. для дачи пригодится, когда требуется просушить помещение. Слишком трудозатратно затевать сооружение полноценного контура отопления, если домик невелик. Газовый обогреватель, питающийся от баллона, легко перемещающийся с места на место, подходит для таких условий куда лучше. Чаще как переносной источник тепла приобретают агрегаты, работающие на природном газе.

Базовая комплектация среднестатистического из корпуса, горелки, теплообменника, элемента нагревания и баллона ля газа. Помимо этого обогреватель оснащают термостатом и автоматизированным механизмом отключения подачи газа.

Покупатели выбирают газовые обогреватели за небольшую цену, компактность, понятный принцип работы и хороший КПД. Существуют следующие типы газовых обогревателей:

Газовый каталитический обогреватель
Инфракрасное устройство

Нагревательные приборы подразделяются на уличные и приборы для помещений.

Газовый итальянский конвектор для дачи

Этот вид обогревателя напоминает типовую батарею, его тоже размещают под оконным проемом. Газовые конвекторы на природном газе используют в качестве топлива как газ из газопровода, так и сжиженный вариант. Газ горит в изолированной емкости, нагревая воздух, отделяющий камеру от корпуса аппарата. Конвектор нагревает небольшое помещение в считанные минуты, что удобно, если дачный домик посещают в прохладную погоду, и есть необходимость оперативно прогреть комнату. Конвектор самостоятельно поддерживает необходимый температурный режим. Когда нужная температура нагрева достигнута, горение становится менее интенсивным. Если огонь потухает, срабатывает защитная система, и прибор отключается.

Каталитический газовый обогреватель

Этот тип устройств питается газом либо бензином. С его помощью можно обогревать помещение любого размера: от маленькой избушки до большого склада. Выработка тепла происходит за счет процесса каталитического горения. Оно отличается отсутствием языков пламени и каких-либо звуков, но при этом активным выделением большого количества тепла. Тепло выделяется благодаря окислению топлива, оказавшегося на поверхности панели. Катализатор, входящий в состав материала поверхности, провоцирует окисление. Все процессы происходят на твердой поверхности панели, не перетекая в газообразные формы.

Такие приборы безопасны, не подвержены самовозгоранию, не загрязняют окружающую среду

Нагревательный элемент каталитического обогревателя – каталитическая панель, сделанная из стекловолокна с добавлением платины. На данный момент вместо платины применяют более актуальные катализаторы, которые способствуют глубокому окислению и не . Некоторые модели в целях увеличения мощности комплектуют тепловентилятором. Газовый обогреватель способен быстро нагреть воздух в помещении.

По своим характеристикам каталитические устройства близки к инфракрасным нагревательным приборам. Они уступают им в скорости прогрева помещения, но зато бесшумны.

Инфракрасная модель с терморегулятором и керамической горелкой: от баллона и магистрали

Инфракрасные или питаясь от газопровода. Модели, где присутствует инфракрасная керамическая газовая горелка, отличаются от других инфракрасных устройств наличием открытого пламени в процессе работы. Такие приборы служат долго и греют эффективно, в короткие сроки равномерно заполняя теплом все помещение. Несмотря на такие привлекательные характеристики, газовый керамический обогреватель – не самый популярный. Причина в высокой цене. Но с горелкой стоит того: он независим от электричества, не сушит воздух в помещении, легко устанавливается.

Инфракрасный прибор подойдет для отапливания масштабных помещений: ангаров, гипермаркетов. На рынке представлен широкий ассортимент устройств с различными комплектациями и креплениями. Не трудно подобрать инфракрасный керамический газовый обогреватель, который идеально впишется в интерьер и будет отвечать всем техническим запросам. Такой нагреватель можно установить как на полу, так и на стене или потолке.

Излучения, возникающего на поверхности нагревательного элемента. Если другие обогреватели для дачи прогревают сам воздух, то инфракрасное оборудование нагревает предметы, находящиеся в комнате, которые затем отдают тепло самому помещению.

На даче инфракрасный отопительный прибор удобен вдвойне: его можно использовать не только дома, но и поставить в беседке, чтобы обогреть ее в прохладную погоду.

Большинство уличных обогревателей, используемых в кафе или на остановочных комплексах, инфракрасные

Уличный газовый обогреватель Прораб: недорогой вариант

Уличный обогреватель незаменим для тех, кто любит много времени проводить на свежем воздухе, устраивать пикники, жарить шашлыки на открытом огне. С таким устройством можно не отказывать себе в удовольствии побыть на улице даже в очень прохладную погоду, продлить дачный сезон. Внешним видом уличный газовый обогреватель напоминает столб уличного освещения. Топливо находится в баке, который расположен в основании конструкции. Ее наполняют газом по мере необходимости.

Уличные источники тепла применяются не только на дачных участках, но и на летних верандах кафе, детских игровых зонах на свежем воздухе.

Помимо полноценных уличных отопительных приборов существует портативный газовый обогреватель. Чаще всего встречаются компактные устройства марки kovea. Малогабаритный газовый обогреватель идеально подойдет для палатки, чтобы согреться на рыбалке или охоте. Эта фирма также выпускает другие товары для туризма, например, такие, как инфракрасная горелка для приготовления пищи в походных условиях.

Печка на газовом баллоне: китайские и другие варианты

Газовая печь для дачи с баллоном – хорошая альтернатива классической печи из кирпича. По принципу работы такой устройство напоминает газовый котел. Конструкция печки включает в себя: горелку с топливником, отопительный щиток и сам корпус.

Причин, чтобы ставить на даче газовые печки, может быть несколько:

Она быстро прогревает помещение
Не нужно чистить трубы дымохода, в отличие от кирпичной печи
Можно регулировать температуру
Легко переставить в другое место при необходимости
Безопасна в эксплуатации
Не требует электричества

Такая печь может работать постоянно или по мере необходимости

Модели бывают теплоемкими и не теплоемкими. Теплоёмкие аккумулируют в себе тепло, остывая медленнее.

Правила выбора лучшего обогревателя: цена и качество

Главное при выборе обогревателя – верно рассчитать требуемую мощность. Традиционно при определении этого параметра используют стандартный расход: 1 кВт на 10 кв. м. Лучше добавить к получившемуся при подсчете числу еще немного про запас. Чтобы покрыть теплопотери, которые невольно будут возникать при работе нагревателя.

Прямое или непрямое нагревание. От типа нагрева зависит, будет ли прибор брать воздух непосредственно из помещения и выпускать в него продукты, возникающие во время горения, или же агрегат подразумевает отвод продуктов горения. Для прямого типа нагрева требуется вентиляция. Их не рекомендуется использовать в закрытых помещениях.

Важно убедиться, что есть возможность удобно подключить обогреватель к сети. Если агрегат работает на баллонах, то вместе с ним приобретаются баллоны, проверяется их совместимость с устройством.

Дополнительные возможности. Присутствие термостата, механизма аварийного отключения подачи газа – то, что стоит иметь в виду при покупке. Некоторые устройства работают с несколькими вариантами топлива. Защитный алгоритм учитывает несколько факторов независимо друг от друга: наклон прибора, уровень пламени, прекращение подачи топлива.

ПОСМОТРЕТЬ ВИДЕО

Газовый дачи — это отличный способ отопления помещения.

За эффективную работу котла в первую очередь отвечают газовые горелки для котлов отопления.

Конструкцию и свойства горелки нужно изучить перед покупкой агрегата: от этого зависит будущий расход топлива, возможность регулировки интенсивности пламени, уровень автоматизации работы котла ().

Принцип работы и требования

В горелке сжигаемый газ соединяется с воздухом. При высокой температуре происходит химическая реакция с образованием углекислого газа и воды.

Процесс идет с выделением тепловой энергии. Энергия разогревает теплоноситель в следующем рабочем узле – теплообменнике. Продукты сгорания тем или иным способом отводятся на улицу.

Каким требованиям должна соответствовать горелка:

простая конструкция, надежность;
долгий эксплуатационный срок;
низкий уровень шума;
легкость переключения с одного топлива на другое (если она предусмотрена в конструкции котла);
низкое выделение окислов азота и угарных газов при горении делает котел почти безупречным в экологическом отношении. Разумеется, дымоход и вытяжка должны быть устроены грамотно.

Классификация по способу подачи воздуха

Этот способ зависит от конструкции топки.

Топка может быть открытой и закрытой.

В первом случае забор воздуха осуществляется прямо из комнаты, а газы сгорания уходят через стандартный дымоход.

Второй вариант предполагает, что и забор воздуха, и отвод дыма осуществляются посредством коаксиальных трубок, проходящих через сквозные отверстия в стене.

Низкотемпературная горелка

В открытых топках используются газовые атмосферные горелки для котлов отопления.

Принцип работы простой: газ поступает к фитилю через эжектор, воздух затягивается из помещения котельной.

Розжиг осуществляется небольшими низкотемпературными язычками пламени. Этот тип может использоваться в любых , от примитивных агрегатов старой конструкции до современных продвинутых моделей.

Кроме простоты, дешевизны и универсальности у атмосферных горелок есть еще один плюс: низкий уровень шума.

Возможности применения эжекторных горелок

Если у вас хватило средств на покупку комбинированного котла – вам повезло: две автономных топки, можно легко переключаться с дровяного на газовое и наоборот (). Но универсальные/комбинированные котлы – не бюджетный вариант.

Допустим, у вас уже есть дровяной котел, и вы хотите переделать его в газовый – больше возможностей для автоматизации, меньше проблем с подвозом горючего. Газовые горелки для твердотопливных котлов отопления обычно атмосферные: устройство простое, ломаться практически нечему.

Газовые горелки для котлов отопления своими руками работают по тому же принципу. Для использования такого устройства не требуется кардинальным образом переделывать весь отопительный агрегат.

Если вы, например, переоборудуете дровяной котел в газовый, для установки горелки можно использовать зольник, а для контроля и регулировки подключить снаружи автоматику.

Газовые горелки для старых котлов отопления российского производства тоже рекомендуется приобретать атмосферного типа: конструктивные особенности этих агрегатов не позволяют сделать топливные камеры полностью герметичными, и, следовательно, достаточно эффективными.

Некоторые твердотопливные котлы (например, пиролизные модели) уже оснащены газовыми горелками для розжига.

Вентиляторная горелка (наддувная)

В закрытых топках свободное поступление воздуха к фитилю невозможно, поэтому прибегают к искусственному нагнетанию. Топка включает в себя встроенный вентилятор, который нагоняет воздух в камеру принудительно.

Эта горелка не так универсальна, как предыдущая, но у нее есть другое преимущество: легче интегрируется в полностью автоматизированную систему управления котлом ().

Мультиблок горелки вентиляторной включает в себя следующие части:

газовый фильтр;
регулятор давления;
регулятор расхода;
редуктор;
реле для выключения и принудительного включения горелки при падении/повышении давления;
реле вентилятора (выключает горелку при остановке двигателя вентилятора).

Желательно, чтобы в системе присутствовал бесперебойник на случай внезапного отключения электричества.

Минусы этого типа горелок – дороговизна и сложность. Котлы под них нужно переделывать целиком, не для всех агрегатов они подходят.

Классификация по виду горючего

Газовый котел может работать на природном (магистральном) газе метане или на сжиженном из баллонов (пропан-бутан). На сегодняшний день разница в стоимости незначительна.

Поскольку в загородных условиях не всегда есть возможность подключиться к магистрали, вам, скорее всего, потребуется пропан бутановая газовая горелка в котел отопления.

Конструктивно эти котлы одинаковы, есть свои нюансы у горелок. Горелки под природный и жидкий газ отличаются конструкцией форсунок. Многие агрегаты комплектуются форсунками под оба вида топлива.

Благодаря этому газовые горелки для котлов отопления на пропане легко перенастроить на работу с магистральным газом и наоборот.

Классификация по типу розжига

Розжиг у котлов может быть электронный и пьезо. Пьезорозжиг осуществляется единожды, дальше запальник постоянно горит, независимо от подачи газа. Электронный – зависит. Срабатывает при открытии подающего клапана: топливо зажигается от электростатической искры.

Более экономичным считается второй вариант. Он же продлевает срок службы горелки. Но это способ энергозависимый: при частых и продолжительных перебоях в электросети котел будет простаивать.

Как выбрать горелку

При выборе имеют значение следующие характеристики: диапазон, мощность и способ регулировки. Мощность должна быть больше, чем аналогичный показатель у камеры сгорания: это позволит в дальнейшем регулировать работу котла в большом диапазоне.

Регулировка различается по числу ступеней мощности. Может быть одна или две ступени, а также модулируемая регулировка (плавная по всему диапазону).

Среди марок особым спросом пользуются немецкие (Buderus, Vaillant), итальянские (Lamborghini), словацкие (Protherm). Газовые горелки для российского производства представлены продукцией фирм Жуковский машиностроительный завод, Лемаркс, Конорд.

Следует также отметить газовые горелки для котлов отопления Вакула. Предприятие специализируется на изготовлении автоматики для горелок.

Особенности газовых горелок с автоматикой для котлов отопления производства Вакула :

пьезоэлектрический розжиг;
регулировка температуры теплоносителя – от 40 до 90?;
регулировка подачи газа к запалу;
регулировка газового потока;
возможность работы при пониженном давлении газа;
автоматическое отключение при обратной тяге или внезапном прекращении подачи газа.

Газовые горелки для напольных котлов отопления бывают всех типов: атмосферные и наддувные, электронные и с пьезоэлектрическим розжигом.

Какой тип розжига лучше – зависит от того, хотите вы сделать систему полностью автоматизированной или предпочитаете ручное регулирование и энергонезависимое оборудование.

Выбор между атмосферной и вентиляторной горелкой во многом определяется мощностью. Напольный котел с атмосферной горелкой выдает от 10 до 80 кВт или больше.

Мощность котла с наддувной горелкой достигает нескольких тысяч кВт. Нужно ли переплачивать большие деньги за котел с такими характеристиками – решать вам.

Если Вы собираетесь добавить в систему отопления теплый пол, то смотрите .

Видео газовые горелки для котлов отопления. Переделка.

Принцип работы газового котла базируется на нагревании циркулирующей жидкости, проходящей по теплообменнику. Тепло образуется в камере сгорания как результат работы газовой горелки обогревательного устройства. Именно от качественной настройки, а затем работы горелки зависит производительная мощность котла, его КПД. Рассмотрим основные аспекты выбора и настройки горелки газового котла подробнее.

Как выбрать?

На что нужно обратить внимание при выборе горелочного устройства для котла:

— производительная мощность
— уровень шума при работе (касается наддувных моделей)
— тип обогревательного оборудования, для которого приобретается горелка
— разновидность топлива
— плюсы и минусы данного устройства
— предусмотреть возможные сбои в работе местной линии газоснабжения.

Учитывая эти факторы, можно выбрать наиболее подходящее горелочное устройство для котла так, чтобы он работал максимально эффективно, не обременяя частым профилактическим обслуживанием.

Камера сгорания отопительного оборудования

Газовые котлы отличаются прежде всего конструкцией камеры сгорания. Она бывает двух типов:

открытая;
закрытая.

Открытая камера представляет собой достаточно простое устройство сгорания. Выглядит так: над горелкой располагается теплообменник в виде змеевика из тонких медных трубок. Благодаря открытой конструкции воздух, необходимый для реакции горения, поступает к месту воспламенения газа из окружающей среды.

Как правило, хватает воздуха из помещения (при условии организации хорошей вентиляции). Но есть настенные модели с забором воздуха извне, для чего монтируется специальное отверстие в стене. Открытые камеры сгорания требуют обязательного наличия дымохода.

Чаще всего устанавливается для моделей напольных газовых котлов, а также использовалась для комплектации котла старого образца (при этом розжиг производила запальная горелка).

Схемы устройства камеры згорания

Закрытая камера сгорания отличается конструкцией нагревательного блока. Теплообменник расположен над горелкой. Корпус блока закрыт, воздух для горения нагнетается вентилятором, установленным в камере. Через двойные стенки камеры пропускается теплоноситель, нагревая его, увеличивая КПД котла. Газ сжигается почти полностью, продукты горения отводятся каоксиальной трубой под давлением воздуха.

Виды горелок

По своим конструктивным, функциональным отличиям горелочные устройства делятся:

По назначению :

для промышленного оборудования большой мощности
для оборудования бытового назначения.

По используемому типу топлива :

устройства для природного газа;
устройства для сжиженного газа;
универсальные устройства.

По регулировке пламени :

одноступенчатые – способны работать на включение/выключение;
двухступенчатые (как разновидность – модели с плавной модуляцией) – работают на полную мощность, при достижении нужной температуры пламя уменьшается вполовину;
модулируемые – котлы с модулируемой горелкой отличаются плавной регулировкой силы пламени.

По принципу работы :

Устройство газовой горелки для котла

Атмосферные и вентиляторные горелочные устройства отличаются своим строением. Это обусловлено разным способом подачи кислорода в камеру при сжигании топлива.

Устройство атмосферной горелки.

Воздух поступает в камеру горения непосредственно из помещения. Внутри канала горелочного устройства расположены сопла. Газ подается в сопла, смешиваясь с воздухом, который также имеет сюда доступ. На небольшом расстоянии от сопел располагаются выходные прорези, через которые подается готовая топливная смесь. Между соплами и выходными отверстиями создается область пониженного давления, что способствует постоянному нагнетанию воздуха для смешивания.

В камере сгорания постоянно работает запальная горелка для розжига основного устройства.

Устройство вентиляторной горелки.

Блок устройства состоит из:

двигателя;
вентилятора;
автоматического блока управления;
редуктора;
реле давления воздуха;
смесителя топливной массы.

Воздух нагнетается извне вентилятором, подается в камеру сгорания для образования топливного вещества. Соотношение воздуха и газа возможно регулировать с помощью заслонки и вентилятора.

Пламя горелки

Одним из индикаторов правильной работы горелки является цвет пламени. Для газового оборудования характерно ровное голубоватое пламя без примесей других цветов. Наличие вкраплений желтого, красного говорит о том, что горелка работает плохо, это снижает эффективность обогревательного оборудования.

В первую очередь, это касается инжекционных горелочных устройств, но и для вентиляторных иногда характерно тоже. Пламени элементарно может не хватать кислорода. Также вместе с воздухом может попадать пыль, другой мелкий мусор, который будет засорять устройство, снижая КПД котла. Все это непосредственно сказывается на пламени. Если оно гудит, горелка работает громко, огонь изменил цвет – необходимо настроить правильную работу устройства.

В каких случаях требуется регулировка пламени горелки?

Атмосферная газовая горелка для обогревательного оборудования чаще выходит из строя. Ею оснащаются модели как настенного, так и напольного котла. Инжекционная горелка напольного оборудования снижает свою эффективность по разным причинам:

Мощность горелки завышена. Случается, когда для маленького обогревательного оборудования приобретается горелка высокой мощности. При этом для горения недостаточно места, приток воздуха для такой мощности слабый, что приводит к переходу пламени от голубого к желтому, закопчению камеры сгорания, дымохода.
Если дымоход плохо прочищен, ухудшается тяга котла. При этом отработанные продукты горения слабо выводятся, приток воздуха малый. Это ухудшает горение, пламя желтеет.
Дефект самой горелки не дает возможность правильно настроить полное сгорание топлива.
Из-за перепадов давления в системе газоснабжения хорошо отрегулированное оборудование может выбрасывать большое количество неотработанного газа в дымоходную трубу. Частично он оседает копотью, сажей. Большой слой сажи снижает тягу, увеличивает расход топлива.
Запуск отопительного оборудования после ремонта.
Наличие посторонних шумов при работе котла, газовой горелки.
Смена вида топлива.

Настройка оборудования

Напольные газовые котлы с атмосферной горелкой можно настроить самостоятельно. Наддувные же системы регулируются автоматическим блоком управления, не требуют дополнительной настройки.

Схема действий при настройке одноступенчатого оборудования:

Установить устройство на котле.
Подсоединить к газопроводному патрубку.
Проверить на абсолютную герметичность.
Снять корпус горелочного оборудования.
С помощью манометра сделать замеры давления газа на входе.
Подсоединить к электричеству. Проследить, чтобы перемычки, фазы были подключены верно.
В дымоходной трубе разместить газоанализатор.
Запустить устройство.
С помощью манометра снять показания давления на выходе из горелочного блока. Показания давления должны соответствовать параметрам, обозначенным в техпаспорте.
Приток воздуха отрегулировать воздушной заслонкой.
Показания газоанализатора также должны соответствовать всем нормам установки газового оборудования.

Настройка газового оборудования должна проводиться специалистами. Самые простые котлы открытого типа возможно настроить самостоятельно при наличии определенных навыков, знаний устройства горелочного блока. От качества работы горелки зависит эффективность котла, уровень его КПД, расход топлива. Поверхностно определить, что оборудование работает неисправно можно по изменившемуся пламени горелки.

Жизнь вдали от экватора диктует свои законы. Вслед за понижением уличной температуры остывают и дома внутри. В этом обзоре рассмотрим вариант решения проблемы путём выбора лучших газовых обогревателей — от портативных (для палатки) до конвекторов для дома или дачи, которые могут заменить газовый котел.

Виды газовых обогревателей

Газовые конвекторы

Такие обогреватели могут иметь закрытую и открытую камеру сгорания. Модели закрытого типа для сжигания газа забирают воздух с улицы и выводят продукты сгорания туда же по специальной трубе, проложенной сквозь стену. Они неплохо подходят для дома или дачи и способны стать альтернативой газовому котлу. Модели с открытой камерой горения не очень подходят для жилых помещений или требуют использования вертикального дымохода.

Каталитические газовые обогреватели

Приборы такого типа работают за счёт окисления веществ на поверхности катализатора, при котором выделяется большое количество тепла. Процесс происходит практически бесшумно и без пламени. Каталитический метод сжигания более надёжен, эффективен и безопасен по сравнению с применяемым у обычных инфракрасных обогревателей.

Керамические газовые обогреватели

По аналогии с электрическими собратьями такие обогреватели работают за счёт направленного теплового излучения и греют не воздух, а поверхности стен, предметов, а также присутствующих в помещении людей. Только в качестве источника нагрева выступает газовая горелка. Использование керамических пластин позволяет добиться полного сгорания топлива и исключить вредные выбросы.

Тепловые газовые пушки

Имеют цилиндрическую форму и работают по принципу тепловентилятора, в котором роль нагревательного элемента выполняет газовый тепловой генератор. Работают от баллонного газа, а мощность обычно регулируется редуктором.

Основные элементы горелки газовой: смеситель и горелочная насадка со стабилизирующим устройством. В зависимости от назначения и условий эксплуатации горелки газовой её элементы имеют различное конструктивное исполнение.

В диффузионных горелках газовых в камеру сжигания подводится газ и воздух. Смешение газа и воздуха происходит в камере горения. Большинство диффузионных горелок газовых монтируют на стенках топки или печи. В котлах получили распространение т. н. подовые горелки газовые, которые размещаются внутри топки, в нижней её части. Подовая горелка газовая состоит из одной или нескольких газораспределительных труб, в которых просверлены отверстия. Труба с отверстиями устанавливается на колосниковой решётке или поду топки в щелевом канале, выложенным из огнеупорного кирпича. Через огнеупорный щелевой канал поступает требуемое количество воздуха. При таком устройстве горение струек газа, выходящих из отверстий в трубе, начинается в огнеупорном канале и заканчивается в топочном объёме. Подовые горелки создают малое сопротивление прохождению газа, поэтому они могут работать без принудительного дутья.

Диффузионные горелки газовые характеризуются более равномерной температурой по длине факела.

Однако эти горелки газовые требуют повышенного коэффициента избытка воздуха (по сравнению с инжекционными), а также создают более низкие тепловые напряжения топочного объёма и худшие условия для догорания газа в хвостовой части факела, что может приводить к неполному сгоранию газа.

Диффузионные горелки газовые применяют в промышленных печах и котлах, где требуется равномерная температура по длине факела. В некоторых процессах диффузионные горелки газовые незаменимы. Например, в стекловаренных, мартеновских и др. печах, когда идущий на горение воздух подогревается до температур, превышающих температуру воспламенения горючего газа с воздухом. Успешно применяются диффузионные горелки газовые и в некоторых водогрейных котлах.

В инжекционных горелках воздух для горения засасывается (инжектируется) за счёт энергии струи газа и их взаимное смешение происходит внутри корпуса горелки. Иногда в инжекционных горелках газовых подсасывание необходимого количества горючего газа, давление которого близко к атмосферному, осуществляется энергией струи воздуха. В горелках полного смешения (с газом перемешивается весь необходимый для горения воздух), работающих на газе среднего давления, образуется короткий факел пламени, а горение завершается в минимальном топочном объёме. В инжекционные горелках газовых частичного смешения поступает только часть (40 ÷ 60%) требующегося для горения воздуха (т. н. первичный воздух), который и смешивается с газом. Остальное количество воздуха (т. н. вторичный воздух) поступает к факелу пламени из атмосферы за счёт инжектирующего действия газо-воздушных струй и разрежения в топках. В отличие от инжекционных горелок газовых среднего давления, в горелках низкого давления образуется однородная газо-воздушная смесь с содержанием газа больше верхнего предела воспламенения; эти горелки газовые устойчивы в работе и имеют широкий диапазон тепловой нагрузки.

Для устойчивого горения газовоздушной смеси в инжекционных горелках газовых среднего и высокого давления применяют стабилизаторы: дополнительные поджигающие факелы вокруг основного потока (горелки с кольцевым стабилизатором), керамические туннели, внутри которых происходит горение газовоздушной смеси, и пластинчатые стабилизаторы, создающие завихрение на пути потока.

В топках значительных размеров инжекционные горелки газовые собирают в блоки из 2 и более горелок.

Широкое применение получили инжекционные горелки газовые инфракрасного излучения (т. н. беспламенные горелки), в которых основное количество получаемого при горении тепла передаётся излучением, т.к. газ сгорает на излучающей поверхности тонким слоем, без видимого факела. Излучающей поверхностью служат керамические насадки или металлические сетки. Эти горелки применяют для обогрева помещений с большой кратностью обмена воздуха (спортивные залы, торговые помещения, теплицы и др.), для сушки окрашенных поверхностей (тканей, бумаги и др.), разогрева мёрзлого грунта и сыпучих материалов, в промышленных печах. Для равномерного нагрева больших поверхностей (печей нефтеперерабатывающих заводов и др. промышленных печей) применяют т. н. панельные инжекционные излучающие горелки. В этих горелках газо-воздушная смесь из смесителя попадает в общий короб, а далее по трубкам смесь распределяется по отдельным туннелям, в которых и происходит её сгорание. Панельные горелки имеют малые габариты и широкий диапазон регулирования, малочувствительны к противодавлению в топочной камере.

Увеличивается применение газотурбинных горелок, в которых подача воздуха осуществляется осевым вентилятором, приводимым в движение газовой турбиной. Эти горелки предложены в начале 20 века (турбогорелка Эйкарта). Под действием реактивной силы вытекающего газа турбинка, вал и вентилятор приводятся во вращение в сторону, противоположную истечению газа. Производительность горелки регулируется величиной давления поступающего газа. Газотурбинные горелки могут применяться в топках котлов. Перспективными являются высоконапорные турбинные горелки газовые с самоподачей воздуха через рекуператоры и воздушные экономайзеры: газо-мазутные горелки газовые большой производительности, работающие на подогретом и холодном воздухе.

К горелкам предьявляют следующие требования:

1. Основные типы горелок должны изготавливаться на заводах серийно по техническим условиям. Если горелки изготовляют по индивидуальному проекту, то при вводе в эксплуатацию они должны пройти испытания для определения основных характеристик;

2. Горелки должны обеспечивать пропуск заданного количества газа и полноту его сжигания с минимальным коэффициентом расхода воздуха α, за исключением горелок специального назначения (например, для печей, в которых поддерживается восстановительная среда);

3. При обеспечении заданного технологического режима горелки должны обеспечить минимальное количество вредных выбросов в атмосферу;

4. Уровень шума, создаваемого горелкой, не должен превышать 85 дБ при измерении шумомером на расстоянии 1 м от горелки и на высоте 1,5 м от пола;

5. Горелки должны устойчиво работать без отрыва и проскока пламени в пределах расчетного диапазона регулирования тепловой мощности;

6. У горелок с предварительным полным смешением газа с воздухом скорость истечения газовоздушной смеси должна превышать скорость распространения пламени;

7. Для сокращения расхода электроэнергии на собственные нужды при использовании горелок с принудительной подачей воздуха сопротивление воздушного тракта должно быть минимальным;

8. Для уменьшения эксплуатационных расходов конструкция горелки и стабилизирующие устройства должны быть достаточно просты в обслуживании, удобны для ревизии и ремонта;

9. При необходимости сохранения резервного топлива горелки должны обеспечивать быстрый перевод агрегата с одного топлива на другое без нарушения технологического режима;

10. Комбинированные газомазутные горелки должны обеспечивать примерно одинаковое качество сжигания обоих видов топлива – газового и жидкого (мазута).

Диффузионные горелки

В диффузионные горелки воздух, необходимый для горения газа, поступает из окружающего пространства к фронту факела за счет диффузии.

Такие горелки применяются обычно в бытовых приборах. Их можно использовать также при увеличении расходе газа, если необходимо распределить пламя по большой поверхности. Во всех случаях газ подается в горелку без примеси первичного воздуха и смешивается с ним за пределами горелки. Поэтому иногда эти горелки называют горелками внешнего смешивания.

Наиболее простые по конструкции диффузионные горелки (рис. 7.1) представляют собой трубу с высверленными отверстиями. Расстояние между отверстиями выбирается с учетом скорости распространения пламени от одного отверстия к другому. Эти горелки имеют небольшие тепловые мощности и применяются при сжигании природных и низкокалорийных газов под небольшими водонагревательными устройствами.

Рис. 7.1. Диффузионные горелки :

Рис.7.2. Подовая диффузионная горелка :

1 – регулятор воздуха; 2 – горелка; 3 – смотровое окно; 4 – центрующий стакан; 5 – горизонтальный тоннель; 6 – выкладки из кирпича; 7 – колосниковая решетка

К промышленным горелкам диффузионного типа относятся подовые щелевые горелки (рис. 7.2). Обычно они представляют собой трубу диаметром до 50 мм, в которой просверлены отверстия диаметром до 4 мм в два ряда. Канал представляет собой щель в поде котла, откуда и название горелок – подовые щелевые.

Из горелки 2 газ выходит в топку, куда из-под колосников 7 поступает воздух. Газовые струйки направляются под углом к потоку воздуха и равномерно распределяется по его сечению. Процесс смешения газа с воздухом осуществляется в специальной щели, сделанной из огнеупорного кирпича. Благодаря такому устройству усиливается процесс смешивания газа с воздухом и обеспечивается устойчивое зажигание газовоздушной смеси.

Колосниковая решетка закладывается огнеупорным кирпичом и оставляются несколько щелей, в которых размещаются трубы с просверленными отверстиями для выхода газа. Воздух под колосниковую решетку подается вентилятором или в результате разряжения в топке. Огнеупорные стенки щели являются стабилизаторами горения, предотвращают отрыв пламени и одновременно повышают процесс теплоотдачи в топке.

Инжекционные горелки.

Инжекционными называются горелки, в которых образование газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа. Основной элемент инжекционной горелки – инжектор, подсасывающий воздух из окружающего пространства внутрь горелок.

В зависимости от количества инжектируемого воздуха горелки могут быть полного предварительного смешения газа с воздухом или с неполной инжекцией воздуха.

Горелки с неполной инжекцией воздуха. К фронту горения поступает только часть необходимого для сгорания воздуха, остальной воздух поступает из окружающего пространства. Такие горелки работают на низком давлении газа. Их называют инжекционными горелками низкого давления.

Основными частями инжекционных горелок (рис. 7.3) являются регулятор первичного воздуха, форсунка, смеситель и коллектор.

Регулятор первичного воздуха 7 представляет собой вращающийся диск или шайбу и регулирует количество первичного воздуха, поступающего в горелку. Форсунка 1 служит для превращения потенциальной энергии давления газа в кинетическую, т.е. для придания газовой струе такой скорости, которая обеспечивает подсос необходимого воздуха. Смеситель горелки состоит из трех частей: инжектора, конфузора и диффузора. Инжектор 2 создает разрежение и подсос воздуха. Самая узкая часть смесителя – конфузор 3, выравнивающий струю газовоздушной смеси. В диффузоре 4 происходит окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение ее давления за счет снижения скорости.

Из диффузора газовоздушная смесь поступает в коллектор 5, который и распределяет газовоздушную смесь по отверстиям 6. Форма коллектора и расположение отверстий зависит от типа горелок и их назначения.

Инжекционные горелки низкого давления имеют ряд положительных качеств, благодаря которым их широко применяют в бытовых газовых приборах, а также в газовых приборах для предприятий общественного питания и других коммунально-бытовых потребителей газа. Горелки используют также в чугунных отопительных котлах.

Рис. 7.3. Инжекционные атмосферные газовые горелки :

а – низкого давления; б – горелка для чугунного котла; 1 –форсунка. 2 – инжектор, 3 – конфузор, 4 – диффузор, 5 – коллектор. 6 – отверстия, 7 – регулятор первичного воздуха

Основные преимущества инжекционных горелок низкого давления: простота конструкции, устойчивая работа горелок при изменении нагрузок; надежность и простота обслуживания; бесшумность работы; возможность полного сжигания газа и работа на низких давлениях газа; отсутствие подачи воздуха под давлением.

Важной характеристикой инжекционных горелок неполного смешения является коэффициент инжекции – отношение объема инжектируемого воздуха к объему воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Так, если для полного сгорания 1 м 3 газа необходимо 10 м 3 воздуха, а первичный воздух составляет 4 м 3 , то коэффициент инжекции равен 4:10=0,4.

Характеристикой горелок является также кратность инжекции – отношение первичного воздуха к расходу газа горелкой. В данном случае, когда на 1 м 3 сжигаемого газа инжектируется 4 м 3 воздуха, кратность инжекции равна 4.

Достоинство инжекционных горелок: свойство их саморегулирования, т.е. поддержание постоянной пропорции между количеством подаваемого в горелку газа и количеством инжектируемого воздуха при постоянном давлении газа.

Смесительные горелки. Горелки с принудительной подачей воздуха.

Горелки с принудительной подачей воздуха широко применяют в различных тепловых устройствах коммунальных и промышленных предприятий.

По принципу действия эти горелки подразделяются на горелки с предварительным смешением газа (рис.7.4)и топлива и на горелки без предварительной подготовки газовоздушной смеси. Горелки обоих типов могут работать на природном, коксовом, доменном, смешанном и других горючих газах низкого и среднего давления. Диапазон рабочего регулирования - 0,1 ÷ 5000 м 3 /ч.

Воздух в горелки подается центробежными или осевыми вентиляторами низкого и среднего давления. Вентиляторы могут быть установлены на каждой горелке или один вентилятор на определенную группу горелок. При этом, как правило, весь первичный воздух подается вентиляторами, вторичный же практически не влияет на качество горения и определяется только подсосом воздуха в топочную камеру через неплотности топочной арматуры и лючки.

Преимуществами горелок с принудительной подачей воздуха являются: возможность применения в топочных камерах с различным противодавлением, значительный диапазон регулирования тепловой мощности и соотношения газ - воздух, сравнительно небольшие размеры факела, незначительный шум при работе, простота конструкции, возможность предварительного подогрева газа или воздуха и использования горелок большой единичной мощности.

Горелки низкого давления применяют при расходе газа 50 ÷ 100 м 3 /ч, при расходе 100 ÷ 5000 целесообразно использовать горелки среднего давления.

Давление воздуха в зависимости от конструкции горелки и необходимой тепловой мощности принимается равным 0,5 ÷ 5кПа.

Для лучшего перемешивания топливно-воздушной смеси в большинство горелок газ подается небольшими струями под различным углом к потоку первичного дутьевого воздуха. С целью интенсификации смесеобразования потоку воздуха придают турбулентное движение при помощи специально установленных завихряющих лопаток, тангенциальных направляющих и т.д.

К наиболее распространенным горелкам с принудительной подачей воздуха внутреннего смешения относят горелки с расходом газа до 5000 м3/ч и более. В них можно обеспечить заранее заданное качество подготовки топливно-воздушной смеси до ее подачи в топочную камеру.

В зависимости от конструкции горелки процессы смешения топлива и воздуха могут быть различными: первый - подготовка топливно-воздушной смеси непосредственно в камере смешения горелки, когда в топку поступает готовая газовоздушная смесь, второй - когда процесс смешения начинается в горелке, а заканчивается в топочной камере. Во всех случаях скорость истечения газовоздушной смеси разна 16...60 м/с. Интенсификации смесеобразования газа и воздуха достигают путем струйной подачи газа, применения регулируемых лопаток, тангенциального подвода воздуха и пр. При струйной подаче газа используют горелки с центральной подачей газа (от центра горелки к периферии) и с периферийной.

Максимальное давление воздуха на входе в горелку - 5 кПа. Она может работать при противодавлении и разрежении в топочной камере. В данных горелках в отличие от горелок внешнего смешения пламя менее светящееся и относительно небольших размеров. В качестве стабилизаторов наиболее часто применяют керамические тоннели. Однако могут быть использованы все рассмотренные выше способы.

Горелка типа ГНП с принудительной подачей воздуха и центральной подачей газа, сконструированная специалистами института Теплопроект, предназначена для использования в топочных устройствах со значительными тепловыми напряжениями. В этих горелках предусмотрено закручивание потока воздуха с помощью лопаток. В комплект горелки входят два сопла: сопло типа А, применяемое для короткофакельного сжигания газа с 4÷6 отверстиями для выхода газа, направленными перпендикулярно или под углом 45° к потоку воздуха, и сопло типа Б, используемое для получения удлиненного факела и имеющее одно центральное отверстие, направленное параллельно потоку воздуха. В последнем случае предварительное смешение газа и воздуха происходит значительно хуже, что приводит к удлинению факела.

Стабилизация факела, обеспечивается применением огнеупорного тоннеля из шамотного кирпича класса А. Горелки могут работать на холодном и подогретом воздухе. Коэффициент избытка воздуха - 1,05. Горелки такого типа применяют в паровых котлах, хлебопекарной промышленности.

Двухпроводная газомазутная горелка ГМГ предназначена для сжигания природного газа или малосернистых видов жидкого топлива типа дизельного, бытового, мазутов флотских Ф5, Ф12 и пр. Допускается совместное сжигание газа и жидкого топлива.

Газовое сопло горелки имеет два ряда отверстий, направленных под углом 90° друг к другу. Отверстия на боковой поверхности сопла позволяют подавать газ в закрученный поток вторичного дутьевого воздуха, отверстия на торцевой поверхности - в закрученный поток первичного воздуха.

Процесс образования газовоздушной смеси в горелках с принудительной подачей воздуха начинается непосредственной в самой горелке, а завершается уже в топке. В процессе сжигания газ сгорает коротким и несветящимся пламенем. Требующийся для сгорания газа воздух, подается в горелку принудительно с помощью вентилятора. Газ и воздух подаются по отдельным трубам.

Данный вид горелок еще называют двухпроводными или смесительными горелками. Чаще всего используются горелки, работающие на низком давлении газа и воздуха. Также некоторые конструкции горелок используются и при среднем давлении.

Устанавливаются горелки в топках котлов, в нагревательных и сушильных печах и т.д.

Принцип работы горелки с принудительной подачей воздуха:

Газ поступает в сопло 1 с давлением до 1 200 Па и выходит из него через восемь отверстий диаметром 4,5 мм. Эти отверстия должны быть расположены под углом 30° к оси горелки. Специальные лопатки, которые задают вращательное движение потоку воздуха, расположены в корпусе 2 горелки. В процессе работы газ в виде мелких струек поступает в закрученный поток воздуха, который помогает хорошему смешиванию. Горелка заканчивается керамическим тоннелем 4, имеющим запальное отверстие 5.

Рис. 7.4. Горелка с принудительной подачей воздуха :

1 - сопло; 2 - корпус; 3 - фронтальная плита; 4 – керамический тоннель.

Горелки с принудительной подачей воздуха обладают рядом достоинств:

–высокая производительность;

–широкий диапазон регулирования производительности;

–возможность работы на подогретом воздухе.

В существующих разнообразных конструкциях горелок интенсификация процесса образования газовоздушной смеси достигается следующими способами:

–разбиением потоков газа и воздуха на мелкие потоки, в которых проходит смесеобразование;

–подачей газа в виде мелких струек под углом к потоку воздуха;

–закручиванием потока воздуха различными приспособлениями, встроенными внутрь горелок.

Комбинированные горелки.

Комбинированными называются горелки, работающие одновременно или раздельно на газе и мазуте или на газе и угольной пыли.

Их применяют при перебоях в подаче газа, когда необходимо срочно найти другой вид топлива, когда газовое топливо не обеспечивает необходимого температурного режима топки; подача газа на данный производится только в определенное время (ночью) для выравнивания суточной неравномерности газопотребления.

Наибольшее распространение получили газомазутные горелки с принудительной подачей воздуха. Горелка состоит из газовой, воздушной и жидкостной частей. Газовая часть представляет собой полое кольцо, имеющее штуцер для подвода газа и восемь трубочек для распыления газа.

Жидкостная часть горелки состоит из мазутной головки и внутренней трубки, заканчивающейся форсункой 1 (рис. 7.5).

Подача мазута в горелку регулируется вентилем. Воздушная часть горелки состоит из корпуса, завихрителя 3, воздушной заслонки 5, с помощью которой можно регулировать подачу воздуха. Завихритель служит для лучшего перемешивания струи мазута с воздухом. Давление воздуха 2÷3 кПа, давление газа до 50 кПа, а давление мазута до 0,1 МПа.

Рис. 7.5. Комбинированная газомазутная горелка :

1 – мазутная форсунка, 2 – воздушная камера, 3 – завихритель, 4 – трубки выхода газа, 5 – воздушная регулировочная заслонка.

Применение комбинированных горелок дает более высокий эффект, чем одновременное использование газовых горелок и мазутных форсунок или газовых пылеугольных горелок.

Комбинированные горелки необходимы для надежной и бесперебойной работы газоиспользующего оборудования и установок крупных промышленных предприятий, электростанций и других потребителей, для которых перерыв в работе недопустим.

Рассмотрим принцип действия комбинированной пылегазовой горелки конструкции Мосэнерго (рис. 7.6)

При работе на угольной пыли в топку по кольцевому каналу 3 центральной трубы подается смесь первичного воздуха с угольной пылью, а вторичный воздух поступает в топку через улитку 1.

В качестве резервного топлива служит мазут, в этом случае в центральной трубе устанавливается мазутная форсунка. При переводе горелки на газовое топливо мазутную форсунку заменяются кольцевым каналом, по которому подается газовое топливо.

В центральной части канала устанавливается труба с чугунным наконечником 2. Наконечнике 2 косые щели, через которые выходит газ и пересекается с потоком закрученного воздуха, выходящего из улитки 1. В усовершенствованных конструкциях горелок в наконечнике вместо щелей предусмотрено 115 отверстий диаметром 7 мм. В результате скорость выхода газа увеличивается почти в два раза (150 м/с).

Рис. 7.6. Комбинированная пылегазовая горелка с центральной подачей газа :

1 – улитка для закручивания воздушного потока, 2 – наконечник газоподводящих труб,

3 – кольцевой канал для подачи смеси первичного воздуха с угольной пылью.

В новых конструкциях горелки применяется периферийная подача газа, при которой газовые струйки, имеющие более высокую скорость, чем воздушные, пересекают закрученный поток воздуха, движущийся со скоростью 30 м/с, под прямым углом. Такое взаимодействие потоков газа и воздуха обеспечивает быстрое и полное перемешивание, в результате чего газовоздушная смесь сгорает с минимальными потерями.

7.3. Автоматизация процессов сжигания газа .

Свойства газового топлива и современные конструкции газовых горелок создают благоприятные условия для автоматизации процессов сжигания газа. Автоматическое регулирование процесса горения повышает надежность и безопасность эксплуатации газоиспользующих агрегатов и обеспечивает их работу в соответствии с наиболее оптимальным режимом.

Сегодня в газоиспользующих установках применяются системы частичной или комплексной автоматизации.

Комплексная газовая автоматика состоит из следующих основных систем:

– автоматика регулирования;

– автоматика безопасности;

– аварийной сигнализации;

–телотехнического контроля.

Регулирование и управление процессом горения определяется работой газовых приборов и агрегатов в заданном режиме и обеспечением оптимального режима сгорания газа. Для этого регулирование процесса горения предназначена автоматика регулирования бытовых, коммунальных и промышленных газовых приборов и агрегатов. Таким образом, поддерживается постоянная температура воды в баке у емкостных водонагревателей, постоянное давление пара у паровых котлов.

Подача газа к горелкам газоиспользующих установок прекращается автоматикой безопасности в случае:

– погасание факела в топке;

– понижении давления воздуха перед горелками;

– овышении давления пара в котла;

– повышении температуры воды в котле;

– понижении разряжения в топке.

Отключение этих установок сопровождается соответственными звуковыми и световыми сигналами. Не менее важен и контроль загазованности помещения, в котором расположены все газовые приборы и агрегаты. Для этих целей устанавливают электромагнитные клапаны, которые прекращают подачу газа в случаях превышения ПДК в окружающем воздухе СН 4 и СО 2 .

Добиться оптимального режима в условиях технологического процесса можно при помощи приборов теплотехнического контроля

Условия эксплуатации газоиспользующего оборудования определяют степень его автоматизации.

Дистанционное управление газоиспользующих установок достигается путем использования приборов контроля и сигнализации.