Газовые горелки: классификация, характеристики и особенности. Классификация горелок для котлов

Газовые горелки: классификация, характеристики и особенности

Газовое оборудование требует правильного выбора и установки, которая должна соответствовать принятым нормам. В этом случае оно будет работать правильно. Чтобы выбрать оптимальный тип подобных аппаратов, необходимо рассмотреть классификацию газовых горелок. Существует несколько основных характеристик, по которым отличается это оборудование. Виды газовых горелок будут рассмотрены далее.

Преимущества газового оборудования

Рассматривая характеристики и классификацию газовых горелок, необходимо отметить, что подобное оборудование сегодня очень популярно. Это объясняется массой преимуществ. Газ является одним из доступных видов топлива для населения. Его стоимость остается приемлемой для большинства потребителей. Если рядом с жилищем проходит газовая магистраль, нецелесообразно применять для бытовых нужд иные виды энергии.

Существует множество типов газовых горелок. Они применяются в разных сферах деятельности человечества. Можно подобрать прибор, который будет оптимально соответствовать существующим условиям эксплуатации. Мощность агрегата может быть разной.

Чтобы подобрать оптимальный вариант, нужно рассмотреть подробно классификацию и характеристики горелок. Их устройство довольно простое. Это делает представленное оборудование надежным в процессе эксплуатации. По этому показателю газовые приборы на порядок превосходят грелки на жидком топливе.

Современное оборудование представленного типа производится по инновационным технологиям. Их работа автоматизирована. Это гарантирует высокий комфорт в ходе эксплуатации горелки, отсутствие сбоев и неполадок в работе. Это значительно увеличивает безопасность эксплуатации оборудования.

Особенности горелок

Чтобы выбрать правильный тип оборудования, необходимо рассмотреть общее назначение газовых горелок. Классификация позволяет выделить несколько групп среди всего многообразия оборудования. Газовой горелкой называется прибор, который смешивает кислород и газ, а затем подает эту смесь к отверстию на выходе. При ее воспламенении образуется устойчивый факел.

Как устроены газовые горелки для котлов? Топливная смесь подается по трубопроводам под давлением. Воздух и кислород соединяются в единую субстанцию в специальном устройстве. При ее выходе из системы происходит воспламенение топливной смеси. Образуется постоянное, устойчивое пламя. Такое оборудование применяется для бытовых и промышленных целей. Оно устанавливается в различных котлах.

Сегодня в продаже представлено два основных типа горелок. Их разделяют по принципу приготовления горючего состава. Бывают атмосферные и надувные приборы. Первый тип горелок еще называют инжекторными. Надувные разновидности могут называть вентиляционными.

Инжекторные разновидности практически всегда являются частью отопительного агрегата. Они поставляются с ним в комплекте, входят в стоимость котла. Отдельно продаются надувные горелки. Они являются более эффективными, так как подача воздуха в конструкции проводится при помощи вентилятора.

Системы газовой горелки выполняют 4 функции. Они смешивают газ с воздухом в правильной пропорции, а затем подают их к фронту горения. Также важной функцией аппарата является стабилизация воспламененного факела. Он не должен отклоняться от установленного уровня. Горелка обеспечивает необходимую интенсивность выделения тепла. Поэтому выбор нужно осуществлять, ориентируясь на потребности в мощности оборудования.

Основные отличия

Классификация газовых котлов и горелок выполняется по разным признакам. Подобное оборудование различается по своей мощности. Для этого учитывают особенности эксплуатации горелки. Чем больший объем нужно обогреть, тем мощнее потребуется горелка.

Газовое оборудование отличается способом смешивания воздуха и горючего. От этого зависит показатель КПД оборудования. Наддувные модели эффективнее. Уровень КПД у них выше.

В разных моделях поток смеси неодинаков. Поэтому нужно перед покупкой ознакомиться с основными рабочими характеристиками прибора.

Горелки изготавливают из разных материалов. Чаще всего это сплавы или металлы. Они должны быть соответствующего качества.

Также в конструкцию многих горелок можно вносить определенные изменения, что должно соответствовать инструкции производителя. Выполняются они с помощью комплектующих для регулировки. При покупке на них обращают внимание. Выбор нужно делать в соответствии с личными предпочтениями. Выполнять регулировку должно быть комфортно.

Основные разновидности

Существует классификация газовых горелок по назначению. Они делятся на две группы. Это могут быть специальные или универсальные приборы. К первой категории относятся горелки, которые могут эксплуатироваться в котлах только определенной конструкции. Для прочих печей это оборудование не подойдет. Универсальные горелки отличаются широкой сферой применения. Они монтируются на большинство современных конструкций печей и котлов.

По способу создания топливной смеси выделяют три категории горелок. Кроме газа, в топливной смеси обязательно присутствует кислород. Смешивать эти ингредиенты оборудование может по-разному. Существуют дутьевые, инжекционные и диффузные горелки. В первую категорию входит оборудование, воздух в котором подается способом нагнетания. В инжекционных горелках воздух для создания топливной смеси подается засасыванием. Диффузные конструкции характеризуются естественным притоком воздуха, который поступает из окружающей среды.

В подобном оборудовании газ может подаваться тонкими струйками, поступать под определенным углом к потоку воздуха. Также в некоторых конструкциях применяется технология разделения горючего на множество мелких потоков или их закручивание.

Другие классификации

Рассматривая виды и принцип работы газовых горелок для котлов, следует выделить и другие классификации. Представленное оборудование может отличаться по показателям теплотворности топлива, которое сжигается в агрегате.

В первую группу по этому признаку входят высококалорийные горелки. Их теплота сгорания максимальная. Такое оборудование выделяет много энергии, позволяя обогревать большие объемы. Минимальная теплота сгорания топлива в таком оборудовании составляет 20 МДж/м³. представленная категория оборудования предназначена для работы на природном газе или попутных продуктах нефтяных газообразных субстанций.

Во вторую группу входят горелки средней калорийности. Они предназначены для кокосового газа или его аналогов. Теплота сгорания в таком оборудовании составляет 8-20 МДж/м³.

К низкокалорийным горелкам относятся приборы, теплота сгорания топлива в которых не превышает 8 МДж/м³. Их применяют в процессах сжигания доменного или генераторного газа.

Кроме того, оборудование отличается избыточным давлением. Оно может быть низким, средним и высоким. Последний вариант встречается довольно редко. Избыточное давление таких агрегатов составляет более 30 кПа. Гораздо чаще применяются горелки среднего и низкого давления. Они подходят для высококалорийных газов. Избыточное давление средних горелок составляет 5-30 кПа. Приборы низкого давления характеризуются этим показателем, находящимся на уровне менее 5 кПа.

Локализация пламени

Рассматривая классификации и конструкции газовых горелок, нужно отметить еще один принцип отличия оборудования. Такие приборы могут иметь разную локализацию пламени. Огонь может формироваться в свободном факеле. В некоторых конструкциях пламя локализуется в зернистой, пористой или перфорированной массе. Этот материал не подвержен горению.

Локализация пламени может наблюдаться также в специальном тоннеле или камере сгорания из огнеупорного материала. Существуют конструкции горелок, в которых огонь появляется непосредственно на огнеупорной поверхности.

В зависимости от типа подобного приспособления определяется и сфера применения оборудования. Так, горелки, в которых пламя образуется в огнеупорном тоннеле и свободном факеле, устанавливаются в котлах для теплоносителей (вода, специальные жидкости на основе антифриза, воздух и т. д.).

Если приспособление сжигает газ в пористой массе или на поверхности из огнеупорного материала, они устанавливаются в обогревателях иного типа. Принцип их работы основан на инфракрасном излучении для обогрева.

Зная существующие классификации, можно правильно выбрать тип оборудования для того или иного котла. При этом учитывают условия эксплуатации обогревателя. Правильно выбранная горелка будет работать много лет, не требуя ремонта или замены.

Требования к горелкам

Существующие классификации газовых горелок для котлов отопления позволяют подобрать подходящее оборудование. Нужно также знать основные требования, которые выдвигаются к таким изделиям. Приобретать горелку можно только при наличии у продукта соответствующего сертификата. Основные их типы изготавливают серийно, они должны соответствовать существующим стандартам.

Газ в них должен пропускаться в определенном количестве. Он должен полностью сжигаться. Коэффициент расхода воздуха у большинства видов горелок минимальный. В процессе эксплуатации оборудование должно обеспечить количество выбросов на минимально допустимом уровне.

Рассматривая классификации горелок и основные требования к подобной технике, следует отметить, что уровень шума при работе не должен превышать 85 дБ. Пламя не должно проскакивать, отрывы также недопустимы.

Если система работает по принципу полного предварительного смешения, скорость подачи смеси должна превышать скорость распространения пламени. Также стоит обратить внимание на конструкцию. Она должна быть простой. Это позволяет выполнить при необходимости ревизию или ремонт.

Диффузные горелки

Изучив классификацию газовых горелок для котлов, можно выделить основные три группы представленного оборудования. Одним из популярных видов является изделие диффузного типа. В этом приборе воздух поступает для смешения с газом из окружающей среды. Этот процесс обеспечивается за счет диффузии.

В бытовых приборах часто устанавливают диффузные горелки. Этот тип оборудования позволяет распределить пламя по значительной поверхности. Воздух не поступает в корпус горелки. Он смешивается с газом за пределами оборудования. Поэтому вторым названием диффузных разновидностей является «горелка внешнего смешивания».

Простая конструкция состоит из трубы, в которой высверлены на определенном расстоянии отверстия. Тепловая мощность подобной конструкции небольшая. Горелки диффузного типа предназначены для сжигания природного газа. Они установлены в небольших водонагревателях, которые используются в быту. Более сложные конструкции применяются в промышленном процессе обогрева.

Горелки инжекционные

В классификации газовых горелок важное место принадлежит инжекционным разновидностям. Газовоздушная смесь формируется в этом случае под воздействием струи топлива. Основным элементом конструкции является инжектор. Он всасывает воздух из окружающей среды.

Основными элементами конструкции являются форсунка, регулятор первичного воздуха, а также коллектор и смеситель. Каждый из этих элементов выполняет определенную функцию. Так, форсунка нужна для превращения потенциальной энергии в кинетическую. Регулятор управляет количеством первичного воздуха, который подается в горелку.

Подсос воздуха и разрежение создает инжектор. Конфузор является самой узкой частью смесителя. Он служит для выравнивания струи смеси. Окончательное перемешивание ее ингредиентов происходит в диффузоре. За счет снижения скорости увеличивается ее давление.

Коллектор распределяет смесь по всем отверстиям системы. Форма этой детали и расстояние между отверстиями зависят от назначения оборудования.

Горелки дутьевые

В классификации газовых горелок самыми экономными являются дутьевые конструкции. Они отличаются возможностью плавно регулировать уровень мощности. Это позволяет увеличить КПД. Газ в этом случае расходуется рациональнее. Такое оборудование работает довольно шумно, но для потребителей одним из основных требований является экономичность горелки. Поэтому именно дутьевые разновидности сегодня наиболее популярны.

Существует три вида дутьевых горелок. В первой группе применяется полное предварительное смешивание газа и воздуха. Второй тип дутьевых горелок обладает частичным предварительным смешиванием. Третьей категорией является оборудование без предварительного смешивания.

Рассмотрев классификацию газовых горелок, можно подобрать оптимальный тип оборудования для своих нужд.

fb.ru

Классификация газовых горелок | Реалэнерго

Газовые горелки заслуженно считаются самыми востребованными среди подобного оборудования. Их преимущества вполне очевидны:

1.       Газ доступен: цена этого топлива приемлема, при наличии газовой магистрали нет никаких проблем с его доставкой.

2.       Все виды газовых горелок более просты и надежны в эксплуатации, чем, например, горелки на мазуте или жидком топливе.

3.       Широкий диапазон мощностей: существуют типы газовых горелок, которые полностью соответствуют потребностям крупных промышленных предприятий, а также модели, подходящие для домашнего использования.

4.       Многие модели газовых горелок оснащаются современными системами, автоматизирующими их работу. Это позволяет добиться максимального удобства, безопасности и безотказности в работе.

Чтобы газовая горелка эффективно работала, при выборе нужно учитывать несколько основных параметров. Сориентироваться в большом ассортименте помогает классификация этого оборудования.

По области применения

Классификация газовых горелок в зависимости от области применения:

1.       Специальные горелки, разработанные для применения в печах определенной конструкции. Такие модели нельзя использовать с огневыми установками других типов.

2.       Универсальные устройства, которые могут быть установлены на большинство типов топок и печей.

По способу образования топливной смеси

Газ сжигается не в чистом виде. Он включается в состав топливной смеси, вторым компонентом которой является воздух. Топливная смесь может образовываться различными способами. В связи с этим выделяют три основных вида газовых горелок:

1.       Дутьевые. В горелках такого типа воздух подается нагнетанием.

2.       Инжекционные. Воздух подается засасыванием.

3.       Диффузионные. Воздух в таких горелках притекает к пламени естественным образом из окружающей среды.

Инжекционные горелки, как правило, являются частью самого котла, а вентиляционные обычно приобретаются как отдельное оборудование. Дутьевая горелка позволяет осуществлять довольно точную и плавную регулировку мощности работы. Благодаря этому, появляется возможность увеличения КПД оборудования за счет рационального использования газа. Работа в оптимальном режиме позволяет экономить топливо, а также снижать выбросы в окружающую среду углекислого газа. Единственным недостатком горелки дутьевого типа можно считать более высокую шумность работы.

Дутьевые газовые горелки различаются по типу подачи воздуха и способу образования топливной смеси:

1.       Принудительная подача воздуха и полное предварительное смешивание.

2.       Принудительная подача и частичное предварительное смешивание.

3.       Принудительная подача воздуха без предварительного смешивания.

Для того чтобы увеличить интенсивность образования воздушно-газовой горючей смеси, в установках применяются различные технологии смешения: подача газа в виде тонких струек, направленных под углом к потоку воздуха; разделение на множество мелких потоков, в которых и осуществляется смешивание; закручивание потоков газа и воздуха при помощи различных встроенных устройств.

Искусственная подача воздуха позволяет увеличивать интенсивность сжигания топливной смеси. Соответственно, выбор газовой горелки с принудительной подачей топлива позволяет достичь большей мощности.

Классификация газовых горелок по теплотворности сжигаемого топлива:

1.       Высококалорийные газовые горелки. Минимальная теплота сгорания газа составляет 20 МДж/м3. Такие горелки предназначены для сжигания природных и попутных нефтяных газов.

2.       Среднекалорийные горелки. Теплота сгорания топлива в таком виде газовых горелок находится в диапазоне от 8 до 20 МДж/м3 (коксовый газ).

3.       Низкокалорийные газовые горелки. Такой тип используется для сжигания газа, характеризующегося теплотой сгорания ниже 8 МДж/м3 (генераторный и доменный газ).

Виды газовых горелок по избыточному давлению:

1.       Высокого давления (более 30 кПа).

2.       Среднего давления (от 5 до 30 кПа).

3.       Низкого давления (до 5 кПа).

Наибольшее распространение получили горелки низкого и среднего давления. Горелки высокого давления часто применяются для сжигания низкокалорийных газов.

По локализации пламени:

1.       В свободном факеле.

2.       В перфорированной, пористой или зернистой огнеупорной массе.

3.       В огнеупорной камере сгорания или тоннеле.

4.       На огнеупорной поверхности.

Горелки, сжигающие топливную смесь в свободном факеле или огнеупорном тоннеле, используются в котлах для нагрева теплоносителя (воды, воздуха и т. п.). Модели, сжигающие газ в пористой массе или на огнеупорной поверхности, применяются для обогрева методом инфракрасного излучения.

Классификация газовых горелок позволяет даже неспециалистам сориентироваться в многообразии этого оборудования. Так как выбрать газовую горелку, спросите Вы? Следует выбирать тот вариант, в котором оптимально сочетаются все необходимые характеристики. При этом важно учитывать, в каких условиях предполагается использовать оборудование и какие нагрузки оно должно выдерживать. Правильно выбранная горелка способна эффективно работать как в бытовой, так и в промышленной сфере в течение долгого времени.

www.realenergo.com.ua

Классификация промышленных горелок

Классификация газовых горелокГазовая горелка - устройство, обеспечивающее подачу определенного количества горючего газа и окислителя (воздуха или кислорода), создание условий смешения их, транспортировку образовавшейся смеси к месту сжигания и сгорания газа. Есть горелки, у которых к месту сгорания подается только газ или газ и воздух, но без их предварительного смешения внутри горелки.

Требования, предъявляемые к горелкам:

· создание условий для полного сгорания газа с минимальными избытком воздуха и выходом вредных веществ в продуктах сгорания;

· обеспечение необходимой теплопередачи и максимального использования теплоты газового топлива;

· наличие пределов регулирования, не меньших чем требуемое изменение тепловой мощности агрегата;

· отсутствие сильного шума, уровень которого не должен превышать 85 дБ;

· простота конструкции, удобство ремонта и безопасность эксплуатации;

· возможность применения автоматики регулирования и безопасности;

· соответствие современным требованиям промышленной эстетики.

Основные функции газовых горелок: подача газа и воздуха к фронту горения газа, смесеобразование, стабилизация фронта воспламенения, обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.

По методу сжигания газа все горелки можно разделить на три группы:

· без предварительного смешения газа с воздухом - диффузионные;

· с неполным предварительным смешением газа с воздухом - диффузионно-кинетические;

· с полным предварительным смешением газа с воздухом - кинетические.

Кроме того, горелки можно классифицировать по способу подачи воздуха, расположению горелки в топочном пространстве, излучающей способности горелки, давлению газа.

Широкое распространение имеет классификация горелок по способу подачи воздуха. По этому признаку горелки подразделяют следующим образом:

· бездутьевые, у которых воздух поступает в топку за счет разрежения в ней;

· инжекционные, в которых воздух засасывается за счет энергии струи газа;

· дутьевые, у которых воздух подается в горелку или топку с помощью вентилятора.

Горелки могут работать при различных давлениях газа: низком - до 5000 Па, среднем - от 5000 Па до 0,3 МПа и высоком - более 0,3 МПа. Наибольшее распространение имеют горелки, работающие на низком и среднем давлениях газа.

Важная характеристика горелки - ее тепловая мощность, кДж/ч:

где QН - низшая теплотворная способность газа, кДж/м3; VЧ - часовой расход газа горелкой, м3/ч.

Различают максимальную, минимальную и номинальную тепловые мощности газовых горелок. Максимальная тепловая мощность достигается при длительной работе горелки с большим расходом газа и без отрыва пламени. Минимальная тепловая мощность возникает при устойчивой работе горелки при наименьших расходах газа без проскока пламени. Номинальная тепловая мощность горелки соответствует режиму работы с номинальным расходом газа, т. е. расходу, обеспечивающему наибольший КПД при наибольшей полноте сжигания газа. В паспортах горелок указывают номинальную тепловую мощность.

Максимальная тепловая мощность горелки должна превышать номинальную не более чем на 20 %. Если номинальная тепловая мощность горелки по паспорту 10000 кДж/ч, то максимальная должна быть 1 2 000 кДж/ч.

Еще одна важная характеристика горелки - предел регулирования тепловой мощности п = 2 ... 5:

n = Qr min / Qr max,

где Qr min - минимальная тепловая мощность горелки; Qr max - максимальная тепловая мощность горелки.

В эксплуатации находится большое количество горелок различных конструкций. Общие требования для всех горелок: обеспечение полноты сгорания газа, устойчивость при изменениях тепловой мощности, надежность в эксплуатации, компактность, удобство при обслуживании.

Существует много разных классификаций газогорелочных устройств, которые мы можем видеть в Таблице 1.Таблица 1. Классификация газовых горелок

Диффузионные горелкиВ диффузионные горелки воздух, необходимый для сгорания газа, поступает из окружающего пространства к фронту факела за счет диффузии.

Такие горелки применяют обычно в бытовых приборах. Их можно использовать также при увеличении расхода 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 смешения.

Наиболее простые по конструкции диффузионные горелки (рис. 1) представляют собой трубу с высверленными отверстиями. Расстояние между отверстиями выбирают с учетом скорости распространения пламени от одного отверстия к другому. Эти горелки имеют небольшие тепловые мощности, и их применяют при сжигании природных и низкокалорийных искусственных газов под небольшими водонагревательными устройствами.

Рис. 1. Возможные варианты диффузионных горелокК промышленным горелкам диффузионного типа относят подовые щелевые горелки (рис. 2). Обычно они представляют собой трубу диаметром до 50 мм, в которой просверлены отверстия диаметром до 4 мм в два ряда. Коллектор горелки размещают над колосниковой решеткой в кирпичном канале. Канал представляет собой щель в поде котла, откуда и название горелок - подовые щелевые.

Рис. 2. Подовая диффузионная горелка:

- регулятор воздуха; 2 - горелка; 3 - смотровое окно; 4 - центрирующий стакан; 5- горизонтальный тоннель; 6- выкладка из кирпича; 7 - колосниковая решеткаИз горелки 2 газ выходит в топку, куда из-под колосников 7 поступает воздух. Газовые струйки направляются под углом к потоку воздуха и равномерно распределяются по его сечению. Процесс смешения газа с воздухом осуществляется в специальной щели, выполненной из огнеупорного кирпича. Благодаря такому устройству усиливается процесс смешивания газа с воздухом и обеспечивается устойчивое зажигание газовоздушной смеси.

Колосниковую решетку закладывают огнеупорным кирпичом и оставляют несколько щелей, в которых размещают трубы с просверленными отверстиями для выхода газа. Воздух под колосниковую решетку подается вентилятором или в результате разрежения в топке. Огнеупорные стенки щели - стабилизаторы горения - предотвращают отрыв пламени и одновременно повышают процесс теплоотдачи в топке.

При раздельной подаче газа и воздуха в диффузионных горелках можно подогревать воздух, что обеспечивает получение высоких температур в топке.

Инжекционные горелкиГорелки, в которых образование газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа, называют инжекционными. Основной элемент инжекционной горелки - инжектор, подсасывающий воздух из окружающего пространства внутрь горелок.В зависимости от количества инжектируемого воздуха горелки могут быть с неполной инжекцией воздуха и с полным предварительным смешением газа с воздухом.

Горелки с неполной инжекцией воздуха. К фронту горения поступает только часть необходимого для сгорания воздуха, остальной воздух поступает из окружающего пространства. Такие горелки работают при низком давлении газа. Их называют инжекционными горелками низкого давления (рис. 3, а).

Основными частями инжекционных горелок являются регулятор первичного воздуха, форсунка, смеситель и коллектор (см. рис. 3).

Рис.

Рис. 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 воздухаРегулятор 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 происходят окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение ее давления за счет снижения скорости.

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

Распределительный коллектор горелок емкостных водонагревателей имеет форму окружности; у горелок проточных водонагревателей коллектор состоит из параллельно расположенных трубок; у агрегатов, имеющих удлиненную топку, коллектор удлиненной формы; у горелок для чугунного котла (рис. 3, б) коллектор в виде прямоугольника с большим числом мелких отверстий.

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

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.

Важная характеристика инжекционных горелок неполного смешения - коэффициент инжекции - отношение объема инжектируемого воздуха к объему воздуха, необходимого для полного сгорания газа. Так, если для полного сгорания 1 м3 газа необходимо 10 м3 воздуха, а первичный воздух составляет 4 м3, 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 м3 сжигаемого газа инжектируется 4 м3 воздуха, кратность инжекции равна 4.

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

Пределы устойчивой работы инжекционных горелок ограничены возможностями отрыва и проскока пламени. Это значит, что увеличить или уменьшить давление газа перед горелкой можно только в определенных пределах.

Горелки с полным предварительным смешением газа с воздухом. Инжекция всего воздуха, необходимого для полного сгорания газа, обеспечивается повышенным давлением газа. Горелки полного смешения газа работают в диапазоне давлений от 5000 Па до 0,5 МПа. Их называют инжекционными горелками среднего давления и применяют в основном в отопительных котлах и для обогрева промышленных печей. Тепловая мощность горелок обычно не превышает 2 МВт. Основные трудности повышения их мощности - сложность борьбы с проскоком пламени и громоздкость смесителей.Эти горелки дают малосветящийся факел, что уменьшает количество радиационной теплоты, передаваемой нагреваемым поверхностям. Для увеличения количества радиационной теплоты эффективно применение в топках котлов и печей твердых тел, которые воспринимают теплоту от продуктов горения и излучают ее на тепловоспринимающие поверхности. Эти тела называют вторичными излучателями. В качестве вторичных излучателей используют огнеупорные стенки тоннелей, стенки топок, а также специальные дырчатые перегородки, установленные на пути движения продуктов сгорания.Горелки с полным предварительным смешением газа с воздухом подразделяют на два типа: с металлическими стабилизаторами и огнеупорными насадками.Инжекционная горелка конструкции Казанцева (ИГК) состоит из регулятора первичного воздуха, форсунки, конфузора, смесителя, насадка и пластинчатого стабилизатора (рис. 4).

Рис. 4. Инжекционная горелка ИГК:

- стабилизатор; 2 - насадок; 3 - конфузор; 4 - форсунка; 5 - регулятор первичного воздухаРегулятор первичного воздуха 5 горелки одновременно выполняет функции глушителя шума, который создается за счет повышенных скоростей движения газовоздушной смеси. Пластинчатый стабилизатор и проскока пламени в широком диапазоне 7 обеспечивает устойчивую работу горелки без отрыва и проскока пламени в широком диапазоне нагрузок. Стабилизатор состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм при расстоянии между ними 1,5 мм. Пластины стабилизатора стягивают между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов сгорания и непрерывно поджигают газовоздушную смесь.В горелках с огнеупорными насадками природный газ сгорает с образованием малосветящегося пламени. В связи с этим передача теплоты излучением от факела горящего газа оказывается недостаточной. В современных конструкциях газовых горелок значительно повысилась эффективность использования газа. Малая светимость факела газа компенсируется излучением раскаленных огнеупорных материалов при сжигании газа методом беспламенного горения.

Газовоздушная смесь у этих горелок приготовляется с небольшим избытком воздуха и поступает в раскаленные огнеупорные каналы, где она интенсивно нагревается и сгорает. Пламя не вы ходит из канала, поэтому такой процесс сжигания газа называется беспламенным. Это название условное, так как в каналах пламя имеется.

Газовоздушная смесь подогревается от раскаленных стенок канала. В местах расширения каналов и вблизи от плохо обтекаемых тел создаются зоны задержки горячих продуктов сгорания. Такие зоны - устойчивые источники постоянного подогрева и зажигания газовоздушной смеси. На рис. 5 показана беспламенная панельная горелка. Поступающий в сопло 5 из газопровода 7 газ инжектирует необходимое количество воздуха, регулируемое регулятором первичного воздуха 6. Образовавшаяся газовоздушная смесь через инжектор 4 поступает в распределительную камеру 3, проходит по ниппелям 2 и поступает в керамические тоннели 1. В этих тоннелях происходит сжигание газовоздушной смеси. Распределительная камера 3 от керамических призм 8 теплоизолирована слоем диатомовой крошки, что сокращает теплоотвод из реакционной зоны.

Беспламенное сжигание газа имеет следующие преимущества: полное сгорание газа; возможность сжигания газа при малых избытках воздуха; возможность достижения высоких температур горения; сжигание газа с высоким тепловым напряжением объема горения; передача значительного количества теплоты инфракрасными лучами.

Существующие конструкции беспламенных горелок с огнеупорными насадками по конструкции их огневой части подразделяют на горелки с насадками, имеющие каналы неправильной геометрической формы; горелки с насадками, имеющие каналы правильной геометрической формы; горелки, у которых пламя стабилизируется на огнеупорных поверхностях топки.

Рис. 5. Беспламенная панельная горелка:

- тоннель; 2 - ниппель; 3 - распределительная камера; 4 - инжектор; 5 - сопло; 6 - регулятор воздуха; 7 - газопровод; 8 - керамические призмыНаиболее распространены горелки с насадками правильной геометрической формы. Огнеупорные насадки таких горелок состоят из керамических плиток размером 65 х 45 х 12 мм. Беспламенные горелки называют также горелками инфракрасного излучения.

Все тела - источники теплового излучения, возникающего за счет колебательного движения атомов. При излучении тепловая энергия веществ превращается в энергию электромагнитных волн, которые распространяются от источника со скоростью, равной скорости света. Эти электромагнитные волны, распространяясь в окружающем пространстве, наталкиваются на различные предметы и легко превращаются в тепловую энергию. Величина ее зависит от температуры излучающих тел. Каждой температуре соответствует определенный интервал длин волн, излучаемых телом. В данном случае передача теплоты излучением происходит в инфракрасной области спектра, а горелки, работающие по этому принципу, называются горелками инфракрасного излучения (рис. 6).

Через сопло 4 (см. рис. 6, а) газ поступает в горелку и инжектирует весь воздух, необходимый для полного сгорания газа. Из горелки газовоздушная смесь поступает в сборную камеру 6 и далее направляется в огневые отверстия керамической плитки 2. Во избежание проскока пламени диаметр огневых отверстий должен быть меньше критической величины и составлять 1,5 мм. Выходящая из огневых камер газовоздушная смесь поджигается при малой скорости ее вылета, чтобы избежать отрыва пламени. В дальнейшем скорость вылета газовоздушной смеси можно увеличить (полностью открыть кран), так как керамические плитки нагреваются до 1000°С и отдают часть теплоты газовоздушной смеси, что приводит к увеличению скорости распространения пламени и предотвращению его отрыва.

ecogas-ufa.ru

Горелки: виды и классификация

Если проводить аналогии между устройством человеческого организма и отопительной системой, то не случайно именно горелку называют сердцем последней. Именно горелка обеспечивает равномерное сгорание определенного вида топлива в котле с достижением максимального КПД и минимизацией вредных выбросов в окружающую среду.

Достичь этого удается путем оснащения любых типов горелок системой автоматики, управляющей всем процессом горения и контролирующей его безопасность. Если происходит какой-то сбой в работе устройства, автоматика блокирует процесс и не позволяет возобновить его до устранения источника неисправности.

В настоящее время рынок переполнен самыми разнообразными предложениями. Чтобы не ошибиться с выбором, в первую очередь, следует четко представлять специфику каждого вида горелок и особенности их работы.

Изначально классификация горелок производится по типу применяемого топлива:

• Газовые горелки;
• Жидкотопливные, где в качестве горючего в первую очередь используют дизельное топливо;
• Мультитопливные (комбинированные), которые благодаря своим конструктивным особенностям могут работать как на газообразном, так и на жидком топливе.

Газовые горелки

Газовые горелки наиболее распространены на территории РФ, прежде всего, ввиду невысокой стоимости природного газа и его оптимальных потребительских качеств. По способу подачи воздуха в рабочую часть газовые горелки делятся на два вида.

Инжекторные (атмосферные), входящие, как правило, в основную комплектацию котла. Подача воздуха в зону сгорания происходит благодаря эффекту инжекции: требуемое для поддержания процесса горения количество воздуха «захватывается» подаваемым под давлением потоком газа. Изначально в заводских условиях осуществляется настройка работы газовой горелки на природном газе. При необходимости перевода котла на работу на сжиженном газе необходима установка и настройка специального, несложного комплекта. Ключевыми достоинствами инжекторных горелок считают их конструктивную простоту, минимальный уровень шума, безопасность, надежность и длительный срок эксплуатации.

Наддувные газовые горелки. Основное их конструктивное отличие – наличие встроенного вентилятора для принудительной подачи воздуха. Подобное устройство обеспечивает возможность регулировки мощности работы горелки. Таким образом достигается оптимизация процесса горения – значительно повышается КПД, снижается расход газа и выброс СО2 в атмосферу. Единственным недостатком можно назвать более высокий уровень шума при работе, который удается устранить путем разработки и внедрения премиксных наддувных горелок.

Жидкотопливные горелки

В качестве топлива для жидкотопливных горелок используют нефтепродукты различных стадий перегонки, отработанное масло или биотопливо. Наиболее распространенными остаются горелки, работающие на дизельном топливе, причем все они относятся к вентиляторному типу. Дизельные горелки не уступают по производительности газовым системам и требуют при этом значительно меньших капитальных затрат, обладают стабильной мощностью работы, способны эффективно функционировать в условиях сильных морозов.

Мазутные горелки позволяют использовать более дешевое сырье, весьма надежны и долговечны. В отличие от дизельных, часто используемых в быту, их основная сфера применения – промышленные предприятия и котельные центрального отопления. По эксплуатационным и качественным характеристикам жидкотопливные горелки ни в чем не уступают газовым, однако ввиду разницы в стоимости энергоносителей их предпочитают применять при невозможности использования природного газа.

Комбинированные горелки

Данный вид горелок позволяет использовать в одном котле несколько альтернативных видов топлива (газ и солярку, газ и мазут) без монтажа дополнительных устройств. По сути, в комбинированных горелках объединены сразу два вида – жидкотопливная и газовая. В результате не требуется производить их замену при переходе на иной вид топлива. Однако стоимость таких устройств значительно выше, а КПД – ниже. Кроме того, данный тип горелок требует довольно сложного и высококачественного технического обслуживания.

Каждый из существующих видов горелок имеет свои конкурентные преимущества, достоинства и определенные недостатки. Делая окончательный выбор, следует, прежде всего, ориентироваться на уровень задач, предъявляемых к системе отопления в целом и к горелке в частности. Главным же критерием остается возможность использования того, либо иного вида топлива, что в наибольшей мере предопределяет уровень эксплуатационных затрат.

www.snabteplo.ru

Классификация горелок для котлов по виду топлива

Принцип работы всех отопительных котлов практически одинаков, они сжигают топливо за счет чего нагревают теплоноситель. 

Главную роль в этом процессе играет горелка, именно от нее зависит насколько производительной, стабильной и безопасной будет работа агрегата. Чтобы правильно купить газовые горелки для котлов надо пригласить специалиста, но все же понимать, как они работают, нужно всем.

Газовая горелка

Ее конструкция самая простая и эффективная. Газ под давлением поступает в смесительное устройство, где смешивается с кислородом, образуя горючую смесь, которая и горит ярким устойчивым пламенем. При этом смешивание осуществляется разными методами, что разделяет газовые горелки на такие виды:

Инжекционные – газ и кислород смешиваются перед топочной камерой.

Диффузионные - смешивание происходит в процессе горения.

Рекуперативные - перед смесительным отсеком газ дополнительно разогревается.

Регенеративные - наряду с топливом разогревается и кислород.

Наддувные – кислород нагнетается вентилятором.

Газовая горелка обладает рядом достоинств, она:

·         простой конструкции;

·         безотказная;

·         надежная;

·         быстро запускается;

·         газ - доступное топливо.

Жидкотопливные горелки

Как видно из названия, такая горелка работает на жидком топливе, получаемом из нефти. В этом случае за счет высокого давления происходит распыление топлива и смешивание его с кислородом. Жидкотопливными горелками чаще всего оснащаются промышленные котлы, встречаются они и в бытовых приборах, поскольку они востребованы там, где отсутствует газ.

Существует два типа таких горелок:

Дизельные. Если купить дизельные горелки вы получите простое в обслуживании и устойчивое к сильным морозам оборудование.

Мазутные. Долго и экономно работают, но сильно при этом загрязняют окружающую среду. Больше используются в котельных центрального отопления.

Комбинированные горелки

Устройство, которое одновременно может работать как на жидком, так и на газообразном топливе. Такие системы компактны и универсальны, но обладают и своими минусами:

·         стоят дорого;

·         обладают низким КПД;

·         требовательны к обслуживанию.

Тем не менее комбинированные горелки очень хорошо работают в сложных условиях.

Все названные нами конструкции горелок вы сможете найти на сайте компании Блоутерм. Это представитель, который официально продает отопительное газовое оборудование для производств и промышленных зданий. 

Комментарии:

mir24.net

Классификация горелок

11 мая 2016 г.

Основные функции газовых горелок:

• подача газа и воздуха к фронту горения газа;
• смесеобразование;
• стабилизация фронта воспламенения;
• обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.

Горелки можно классифицировать по методу сжигания газа, способу подачи воздуха, давлению газа, излучающей способности горелки, расположению горелки в топочном пространстве.

По способу подачи воздуха горелки подразделяются:

• на бездутьевые, в которых воздух поступает в топку за счет разрежения в ней;
• инжекционные, в которые воздух засасывается за счет энергии струи газа;
• дутьевые, в которых воздух подается в горелку или топку с помощью вентилятора.

Горелки могут работать при различных давлениях газа: низком - до 5000 Па, среднем - от 5000 Па до 0,3 МПа и высоком - более 0,3 МПа. Наибольшее распространение имеют горелки, работающие на низком и среднем давлениях газа.

Важная характеристика горелки - ее тепловая мощность, кДж/ч:

QT = QHVч ,

где QH - низшая теплотворная способность газа, кДж/м3; Vч - часовой расход газа горелкой, м3/ч.

Различают максимальную, минимальную и номинальную тепловые мощности газовых горелок.

Максимальная тепловая мощность достигается при длительной работе горелки с большим расходом газа и без отрыва пламени.

Минимальная тепловая мощность возникает при устойчивой работе горелки при наименьших расходах газа без проскока пламени.

Номинальная тепловая мощность горелки соответствует режиму работы с номинальным расходом газа, то есть расходу, обеспечивающему наибольший КПД при наибольшей полноте сжигания газа.

В паспортах горелок указывают номинальную тепловую мощность. Максимальная тепловая мощность горелки должна превышать номинальную не более чем на 20%. Если номинальная тепловая мощность горелки по паспорту 10000 кДж/ч, то максимальная должна быть 12000 кДж/ч.

Важная характеристика горелки - предел регулирования тепловой мощности n = 2-5:

n = Qr min/Qr max

где Qr min - минимальная тепловая мощность горелки; Qr max - максимальная тепловая мощность горелки.

ros-pipe.ru

КЛАССИФИКАЦИЯ ГОРЕЛОК И ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ, ПРЕДЪЯВЛЯЕМЫЕ К НИМ

Газовые горелки

В литературе газовые горелки классифицируются по: а) теп­лоте сгорания газа; б) давлению газа в сети; в) назначению; г) ме­тоду сжигания газа; д) способу подвода воздуха; е) конструктив­ным особенностям и т. д.

Наиболее целесообразно, по мнению автора, классифицировать газовые горелки по способу подвода воздуха для горения, учиты­вая конструктивные особенности горелок.

Диффузионные горелки. У них весь необходимый воздух прите­кает к пламени из окружающей атмосферы. Эти горелки малочув­ствительны к колебанию давления газа, имеют большой диапазон регулирования, но требуют значительного объема топочной камеры

Я завершения процесса горения. Это объясняется малой ско­ростью перемешивания газа с воздухом, что приводит к увеличе­нию длины факела. Для газов с большой теплотой сгсрания, тре­бующих для полного сжигания больших количеств воздуха, такие горелки применяются редко.

2 А. с. Иссерлин

Инспекционные горелки. Образование газовоздушной смеси ча­стично или полностью происходит внутри самой горелки, поэтому они делятся на горелки частичного-и полного смешения. У горелок полного смешения горение завершается в минимальном объеме. В горелках частичного смешения только часть воздуха, необходи­мого для горения, поступает внутрь горелки в качестве первич­ного, а остальной воздух (вторичный) поступает к горелке извне. В этом случае процесс смешения затягивается и факел получается более длинным. Поступление воздуха и образование газовоздуш­ной смеси в инжекционных горелках происходит подсасыванием (эжектированием) воздуха за счет энергии струи газа.

Инжекционная горелка (рис. 3) состоит из четырех основных частей: газового сопла, смесителя, горелочного насадка и регуля­тора первичного воздуха.

Соплом называют калиброванное отверстие, через которое го­рючий газ подается в горелку. Оно выполняет две задачи: пропу­скает в горелку определенное количество газа и преобразовывает потенциальную энергию газа в кинетическую энергию газовой струи, причем скорость истечения газа из сопла получается до­вольно значительной. Так, перепад давления в сопле 150 мм вод. ст. создает скорость вытекающей струи порядка 50 м/сек.

Основным размером, характеризующим сопло, является его диаметр. Диаметр сопла должен строго соответствовать расчетным данным, так как от этого зависят производительность горелки и ее инжекционная способность. Сопло придает вытекающей струе определенную форму и направление.

Смеситель горелки служит для смешения газа с воздухом, т. е. получения однородной газовоздушной смеси, и выравнивания ско­рости по сечению горелки. Смесители в зависимости от типа го­релки выполняются либо в виде системы, состоящей из инжектора, цилиндрического горла и диффузора, либо в виде цилиндрической трубы.

Инжектор расширяющейся частью обращен к соплу. При исте­чении из сопла газа с большой скоростью в инжекторе создается разрежение, за счет которого происходит подсасывание воздуха из окружающей атмосферы. Воздух, поступающий в горелку, смеши­

Вается с газом, при этом скорость по сечению инжектора распреде­ляется весьма неравномерно.

Для выравнивания скорости потока газовоздушной смеси по сечению служит средняя цилиндрическая часть смесителя — горло. Оно является самой узкой его частью. Диаметр горла — суще­ственный фактор для инжекционных горелок. От величины отноше­ния диаметра горла к диаметру сопла зависит коэффициент ин- жекции горелки, т. е. количество воздуха, засасываемого через смеситель. Если, например, коэффициент эжекции А равен 8,0, то это значит, что на каждый кубометр газа горелка эжектирует

8,0 м3 воздуха. Следовательно, коэффициент избытка воздуха опре­делится как отношение коэффициента эжекции к количеству воз­духа, теоретически необходимому для горения, т. е.

А

А=------

Диффузор служит для преобразования части скоростного на­пора потока в статический, необходимый для преодоления после­дующего сопротивления горелки. В диффузоре заканчивается сме­шение газа с воздухом, и на выходе из него наблюдается полное выравнивание концентраций по сечению.

Насадок горелки предназначен для выдачи газовоздушной смеси и может иметь различную форму. Он часто конструктивно совмещается со стабилизатором (например, в пластинчатом или кольцевом стабилизаторе). Иногда горелка крепится насадком к газовому прибору или топочной камере.

Регулятор первичного воздуха служит для регулирования коли­чества воздуха, поступающего в горелку. Наиболее часто он вы­полняется в виде воздушно-регулировочной шайбы или заслонки. Иногда он конструктивно совмещается с устройством для глуше­ния шума (например, у инжекционных горелок среднего давле­ния с пластинчатыми стабилизаторами конструкции Мосгазпро - екта).

Инжекционные горелки полного смешения рассчитываются обычно на работу с коэффициентом избытка воздуха 1,05—1,15. В инжекционных горелках частичного смешения коэффициент из­бытка первичного воздуха находится в пределах 0,3—0,6.

В инжекционных горелках полного смешения можно сжигать всю газовоздушную смесь на огнеупорных поверхностях, которые, накаляясь, дают концентрированное тепловое излучение. Эта раз­новидность инжекционных горелок называется горелками инфра­красного излучения.

Горелки с принудительной подачей воздуха. Весь необходимый Для горения воздух нагнетается вентилятором. Эти горелки часто называют также двухпроводными. На рис. 4 показаны схемы наи­более распространенных горелок с принудительной подачей воз­духа. Горелка на рис. 4,а имеет периферийную подачу газа, т. е. газ подается в виде струй в поперечный воздушный поток. В го­релке на рис. 4, Б осуществляется центральная подача газа в поток воздуха.

В горелках с принудительной подачей воздуха для лучшего смешения газа с воздухом используются различные конструктив­ные приемы. Например, можно закручивать воздушный поток в специальных устройствах, разбивать поток газа на мелкие струи или подавать газ под углом к воздушному потоку.

В зависимости от конструкции горелки весь воздух может пода­ваться в качестве первичного либо часть его как первичный, часть — как вторичный.

Рис, 4. Принципиальная схема горелки с принудительной подачей воздуха. а — периферийная; б — центральная подача газа.

Комбинированные горелки. В них возможно поочередное сжига­ние нескольких видов топлива. Существуют горелки, рассчитанные на сжигание трех видов топлива. Некоторые конструкции комбини­рованных горелок допускают одновременное сжигание двух видов топлива. Более широкое распространение получили пылегазовые и газомазутные горелки.

* *

#

Из-за отсутствия нормативных данных на газовые горелки при­ходится оценивать их качество по определенным требованиям, ко­торые сводятся к следующему:

1) горелки должны обеспечивать полное сжигание газа при минимальном избытке воздуха;

2) горелки должны работать устойчиво (без отрыва и проскока пламени) в необходимом диапазоне изменения тепловых нагрузок;

3) конструкция и компоновка горелки должны полностью пре­дохранять ее детали от перегрева и обгорания;

4) потери напора в горелке по воздушному и газовому (для низкого давления) трактам должны быть минимальными;

5) при работе горелки на двух видах топлива оба топлива при раздельном их сжигании должны использоваться с максимальнойэффективностью, а переход с одного топлива на другое осуществ­ляться в короткий срок;

6) горелки должны быть просты в изготовлении, надежны и безопасны в эксплуатации, удобны для ремонта и осмотра.

В случае отсутствия в доме или квартире горячей воды либо нестабильной работы системы водоснабжения жильцам приходится устанавливать оборудования для подогрева воды. Одним из самых популярных вариантов является газовая колонка.

Наладка работы газовых горелок производится специализиро­ванной организацией или инженерно-техническими работниками предприятия, прошедшими специальную подготовку. Наладка га­зовых горелок является газоопасной работой, а поэтому должны выполняться все требования правил техники безопасности, преду­смотренные …

На" рис. 88 показана схема установки двух комбинированных газомазутных горелок на котле ДКВР-6,5-13. Газомазутная го­релка состоит из газовой части (см. рис. 56) и низконапорной ма­зутной щелевой форсунки с паровым распылом. …

msd.com.ua

• 
  Термостойкие прокладки для котлов
• 
  Механическая автоматика газового котла
• 
  Котел roca cpa 130
• 
  Экспофорум котлы и горелки
• 
  Схема газовоздушного тракта котла
• 
  Пиролизные котлы без вентилятора
• 
  Пиролизные котлы без вентилятора
• 
  Одноконтурный газовый котел термо
• 
  Котлы и горелки экспофорум
• 
  Котел protherm 50 klo
• 
  Напольный котел logano g124ws