Как настроить инжекционную горелку

Как настроить горелку для газового котла?

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 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:

1. инжекционные/атмосферные. Работают при подаче воздуха из помещения. Устанавливаются соответственно в открытых камерах сгорания. Использовались также и для моделей котла старого образца.
2. вентиляторные/наддувные. Работают в камерах сгорания изолированного типа. Воздух для горения подается вентилятором. По своим конструктивным особенностям делятся на:
   — вихревые (отверстия форсунок круглой формы)
   — прямоточные (форма узкой щели круглого/прямоугольного сечения).
3. диффузно-кенетические. Воздух поступает двумя одновременно: один смешивается с газовым топливом, второй добавляется непосредственно в камере при горении.

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:

1. двигателя;
2. вентилятора;
3. автоматического блока управления;
4. редуктора;
5. реле давления воздуха;
6. 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:

1. Установить устройство на котле.
2. Подсоединить к газопроводному патрубку.
3. Проверить на абсолютную герметичность.
4. Снять корпус горелочного оборудования.
5. С помощью манометра сделать замеры давления газа на входе.
6. Подсоединить к электричеству. Проследить, чтобы перемычки, фазы были подключены верно.
7. В дымоходной трубе разместить газоанализатор.
8. Запустить устройство.
9. С помощью манометра снять показания давления на выходе из горелочного блока. Показания давления должны соответствовать параметрам, обозначенным в техпаспорте.
10. Приток воздуха отрегулировать воздушной заслонкой.
11. 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.

Источник

Настройка инжекционных горелок по цвету пламени

Настройка осуществляется при включении горелки в работу. Если горелка хорошо отрегулирована, то факел имеет несветящийся вид и совершенно прозрачен. Пламя имеет голубовато-фиолетовый цвет с внутренним зелено-голубым конусом. Факел устойчив и не стремится к отрыву или проскоку. При уменьшении подачи первичного воздуха (вращением шайба приближается к корпусу) размеры факела увеличиваются, изменяется его цвет на соломенно-желтый. При дальнейшем уменьшении подачи первичного воздуха пламя становится желтым с красными и темными пятнами, что указывает на неполноту горения. Для полного сгорания газа в этом случае необходимо значительно увеличить подачу вторичного воздуха, при этом увеличивается .

При увеличении подачи первичного воздуха выше расчетного (шайба удаляется от корпуса горелки) размеры факела уменьшаются, он становится абсолютно прозрачным, затем появляется шум, указывающий на начало отрыва пламени, однако полного отрыва в горелках низкого давления не происходит, т.к. количество первичного воздуха обычно не превышает 70%.

Инжекционные горелки среднего давления

Инжекционные горелки среднего давления работают с полным предварительным смешиванием газа и воздуха и кинетическим методом сжигания газа. Благодаря среднему давлению газа скорость выхода газа из сопла может достичь 200 м/с, при этом в камере смешения создается глубокое разрежение и происходит подсос всего объема воздуха, необходимого для полного сгорания газа. На выходе из диффузора смесь имеет очень высокую скорость до 20 м/с, что значительно превышает скорость распространения пламени. Для предотвращения отрыва пламени горелки среднего давления должны обязательно снабжаться стабилизаторами против отрыва пламени. Наиболее часто употребляется туннельный и пластинчатый стабилизаторы. Ими оборудуются горелки типа ИГК (инжекционные горелки Казанцева).

В туннельных горелках для устойчивой работы требуется определенная длина туннеля, которая зависит от вида газа и диаметра устья d. Для природных газов L_m 12d, для искусственных газов L_m 6d. При меньшей длине туннеля сжигание газа завершается в топке и при большой нагрузке возможен химический недожог и отрыв пламени от горелки.

Пуск и останов туннельной горелки осуществляется при закрытой воздушной шайбе. При пуске немного открывается газовый кран, газ воспламеняется и в течение определенного времени постепенно разогревается туннель. По мере разогрева туннеля также постепенно открывается воздушная шайба.

Рисунок 5.2.4. Схема ИГК с туннельным стабилизатором

Быстрый разогрев туннеля не желателен, т.к. огнеупоры при этом растрескиваются и выходят из строя. После разогрева туннеля производится настройка горелки по цвету пламени. Факел должен быть прозрачным на фоне раскаленных огнеупоров. После настройки положение воздушной шайбы не изменяется. При останове горелки прекращается подача газа и закрывается воздушная шайба, что обеспечивает медленное остывание туннеля. Если шайба будет открыта, то холодный воздух, проходящий через туннель, за счет разряжения в топке, быстро охлаждает туннель, что приводит к растрескиванию туннеля и выходу его из строя.

В горелках с пластинчатым стабилизатором достигается устойчивая работа без отрыва и проскока пламени. Стабилизатор устанавливается в выходном сечении диффузора.

Рисунок 5.2.5. Схема ИГК с пластинчатым стабилизатором

Он выполняется из листовой стали. Небольшой шаг пластин предотвращает проскок пламени внутрь горелки. Стальные пластины скрепляются стержнями, диаметр которых превышает размеры, необходимые для скрепления пластин; стержни увеличенного диаметра можно рассматривать, как тела плохо обтекаемой формы. За стержнями создаются зоны разрежения, куда возвращаются продукты сгорания, которые нагревают и поджигают смесь. При эксплуатации этих горелок необходимо следить за чистотой стабилизатора. Если зазоры между пластинами будут забиты грязью, пылью, то пластины не будут охлаждаться проходящей через них смесью и быстро сгорят под действием высокой температуры в топке.

Пуск и останов горелки осуществляется при открытой воздушной шайбе. При пуске можно сразу достаточно быстро увеличивать мощность горелки, т.к. стержни, скрепляющие пластины, предотвращают отрыв пламени. При выключении горелки шайба должна быть открыта и охлаждаться воздухом, проходящим в топку. Если шайба будет закрыта, то стабилизатор сгорит под действием излучения раскаленных стен топки.

Инжекционные горелки среднего давления применяются в котлах небольшой мощности, а также в промышленных печах, где требуется высокая температура (кузнечные, плавильные и др. печи). ИГК выпускаются серийно и имеют несколько типоразмеров. Они работают на газе с давлением в пределах Р = 500 – 10000 мм вод.ст., имеют коэффициент избытка воздуха  =1,02 – 1,1 , расход газа В =100-500 м 3 /ч(при Q_ном). Горелки среднего давления имеют высокий уровень шума.

Достоинством всех инжекционных горелок является способность их саморегулирования, они не требуют вентиляторного дутья. В тоже время они обладают малой мощностью и большими линейными размерами. Хорошее перемешивание газа и воздуха достигается за счет большой длины инжектора. Для уменьшения места, занимаемого инжектором, часто он изготавливается изогнутым на угол 90 о . В этом случае инжектор устанавливается вдоль фронта топки и не занимает много места.

Для увеличения мощности инжекционных горелок они изготавливаются многосопловыми, т.е. несколько горелок объединяются в 1 общий блок.

Источник