Как работает проходная газовая горелка

Строй-справка.ру

Устройство и работа газовых горелок
Устройство и работа газовых горелок

Газовые горелки предназначены для тщательного перемешивания и подачи в топку газового топлива и воздуха в необходимом количестве, а также для зажигания образовавшейся газовоздушной смеси.

В зависимости от способа подачи в газовые горелки первичного воздуха различают четыре основные группы горелок:
1) диффузионные;
2) инжекционные;
3) с принудительной подачей воздуха от вентилятора (смесительные);
4) комбинированные.

Каждая из этих групп горелок может быть приспособлена к работе на газе низкого давления (избыточное давление в газопроводе до 5 кПа) и на газе среднего давления (избыточное давление в газопроводе от 5 до 300 кПа).

В зависимости от характера горения газового топлива в топке котла или печи различают длиннофакельные и короткофакельные (беспламенные) горелки.

Диффузионные горелки

Диффузионные горелки, как правило, выполняют из металлических труб с отверстиями диаметром 0,5—2,5 мм. Газ, поступающий в горелки под давлением, при истечении в топку через отверстия с большой скоростью подсасывает к себе воздух со всех сторон, перемешивается с ним и начинает быстро гореть слабосветящимся сине-голубым пламенем.

Горелки выпускают на подачу газа 1—10 м3/ч и на избыточное давление газа перед горелками 0,3—0,4 кПа (30—40 мм вод. ст.).

При поступлении в горелки увеличенного (по сравнению с расчетным) объема газа в результате недостачи подсасываемого воздуха факел пламени увеличивается и становится яркосветящимся золотисто-соломенного цвета (если пламя не касается стенок котла) или коптящим красноватого цвета (если пламя касается стенок котла, охлаждающих пламя). При значительном поступлении газа в горелку в связи с большой недостачей подсасываемого воздуха пламя становится коротким сине-голубого цвета, малосветящимся, горение делается неровным с недопустимым и опасным отрывом пламени от горелки; при этом горелка производит сильный шум.

Щелевая (или подовая) диффузионная горелка, предложенная Институтом использования газа АН УССР, предназначена для котлов, переводимых с твердого топлива на газ. В этом случае на колосниковую решетку укладывают огнеупорные блоки из высококачествениого шамотного кирпича (класса А), а между ними помещают горелку. Последняя представляет собой стальную трубу диаметром 50 мм, в которой высверлены под углом 30° два ряда отверстий (от 160 до 260 шт.) диаметром 12 мм. Воздух для горения подается вентилятором под избыточным давлением 0,6—1 кПа (60—100 мм вод. ст.) сквозь прозоры колосниковой решетки. Избыточное давление газа перед горелкой 0,9 кПа (90 мм вод. ст.); подача газа горелкой 40—63 м3/ч.

Рис. 1. Схемы диффузионных горелок:
а — с одним рядом отверстий; б — с двумя рядами отверстий; в-кольцевая горелка; г — подовая (щелевая) горелка

При переводе секционных котлов на газ установка подовых горелок дает равномерный обогрев секций, в то время как установка газовых горелок с фронта котла часто приводит к авариям от трещин и пережога металла. Потери от химической неполноты сгорания в подовых горелках почти отсутствуют при весьма малых коэффициентах избытка воздуха в топке порядка ост = 1,1.

На рис. 2 изображена схема внутренней диффузионной подовой горелки с кирпичными стабилизаторами горения, способствующими стабилизации пламени при случайном временном повышении давления газа или увеличении скорости газа, нередко приводящем к опасному срыву пламени. Между трубами для газа на колосниковой решетке установлены кирпичные разделительные стенки. Струйки газа вытекают из отверстий труб под углом к потоку воздуха, так что они ударяют в кирпичные стены. Раскаленный кирпич также способствует поддержанию устойчивого горения.

Рис. 2. Подовая горелка с кирпичными стабилизаторами горения
1 — короб для подачи воздуха; 2 — смотровое окно; 3— фланец запального отверстия; 4— привод шибера, регулирующего подачу воздуха; 5— фланец воздухопровода; 6—трубы для подачи газа

Рис. 3. Вертикально-щелевая горелка конструкции Ленги-проинжпроекта:

На рис. 3 изображена вертикально-щелевая газовая горелка конструкции Ленгипроинжпроекта, применяемая для экранизированных водотрубных котлов, в частности, Для котлов типа ДКВР.

Горелка представляет собой прямоугольный короб для подачи воздуха; из короба воздух поступает в вертикальную щель в обмуровке котла шириной 80—100 мм и высотой 450—950 мм. В коробе вмонтированы две вертикальные газораспределительные трубы диаметром 40—60 мм, имеющие по ряду отверстий диаметром 2,2—3,2 мм с шагом 17—25 мм. Струйки газа через эти отверстия с двух сторон поступают в поток воздуха, направляющегося в щель. Эта горелка рассчитана на минимальное избыточное давление природного газа 10 кПа (1000 мм вод ст.) и на подачу газа 53—215 м3/ч; горелка работает устойчиво при избыточном давлении газа 1,4—27 кПа (140—2700 мм вод. ст.).

Рис. 4. Диффузионная горелка с кольцевым выходом и закручиванием газа

Воздушное сопротивление горелки 0,6 кПа (60 мм вод. ст.). При коэффициенте избытка воздуха а= 1,1-5-1,2 потери от химической неполноты сгорания отсутствуют.

При избыточном давлении газа больше 27 кПа (2700 мм вод. ст.) факел отрывается от щели, а при давлении меньше 1,5 кПа (150 мм вод. ст.) факел удлиняется до 1,5—1,8 м и качество смещения газа с воздухом ухудшается.

На рис. 4 показана диффузионная горелка с кольцевым выходом и закручиванием газа, выпускаемая шести размеров на различные подачи природного газа от 35 до 350 м3/ч. Газ поступает через штуцер 3 в кольцевое пространство между стенками цилиндра 6 и корпуса 5 и вытекает в топку тонкими струями через тангенциально расположенные щели, в которых газ приобретает вращательное движение. Воздух частично («50%) поступает во внутренний цилиндр 6 и частично («50%) через окно 7 на выходе из горелки, где перемешивается с вращающимся газом. Поворотные шиберы — воздушные регистры 4 и 2-служат для регулирования количества поступающего воздуха.

Диффузионная горелка, изображенная на рис. 4, удовлетворительно работает и при низком избыточном давлении газа 0,6—1 кПа (60—100 мм вод. ст.), и при среднем избыточном давлении 10—30 кПа (1000—3000 мм вод. ст.). При коэффициенте избытка воздуха в топке а—1,2-7-1,5 потери от химической неполноты сгорания незначительны, если в топке поддерживается разрежение 10—15 Па (1—1,5 мм вод. ст.).

Основные преимущества горелки — простота устройства, устойчивость ее работы без проскока пламени в горелку и отрыва пламени от нее при изменении подачи горелки в 2,5 раза и легкость регулирования. Для снижения нагрузки уменьшают подачу газа и соответственно подачу воздуха. В противном случае при повышенных коэффициентах избытка воздуха происходит отрыв струей воздуха пламени от горелки. Увеличение подачи часто сопровождается недопустимым повышением давления газа (но сравнению с максимально допускаемым по инструкции) , что приводит к отрыву пламени от горелки.

Недостаток горелки — работа с повышенным коэффициентом избытка воздуха и в результате этого со сниженной температурой горения топлива.

Инжекционные горелки низкого давления

На рис. 5 изображена инжекционная горелка низкого давления частичного (или неполного) смешения конструкции Мосгазпроекта, предназначаемая для отопительных секционных котлов. Горелка состоит из газового сопла, смесителя и горелочной насадки. Топливо поступает из газопровода при избыточном давлении 0,3— 2 кПа (30—200 мм вод. ст.) в газовое сопло, установленное в сужающейся части 3 смесителя. При истечении газа из сопла его скорость увеличивается, а давление снижается, в результате чего вокруг газового сопла создается разрежение, и в это разреженное пространство инжектируется (подсасывается) первичный воздух из атмосферы, смешивающийся с вытекающим из сопла газом. Затем газовоздушная смесь проходит через наиболее узкую часть смесителя — головку, где скорость смеси максимальна, а давление минимально, и поступает в расширяющуюся часть смесителя — диффузор, где скорость газовоздушной смеси несколько уменьшается, а давление ее возрастает.

Рис. 5. Инжекционная газовая горелка низкого давления неполного (или частичного) смешения

Из диффузора газовоздушная смесь поступает в горелочную насадку, из которой она через круглые отверстия (диаметром 3—6 мм) поступает в топку, где сгорает в виде отдельных факелов.

Объем первичного воздуха может быть изменен перемещением воздушной регулировочной шайбы.

Б смеситель инжектируется первичный воздух в объеме 30—60% от минимального (теоретически необходимого) объема; остальной воздух, так называемый вторичный воздух, поступает из атмосферы непосредственно к факелам.

Подача ннжекционных горелок низкого давления невысокая — 0,2—25 м3/ч; тепловая мощность 2—230 кВт (2—200 Мкал/ч). Подачу горелки регулируют поворотом крана, устаповленного на газоподводящей линии, т. е. увеличением или уменьшением объема газа, поступающего в горелку.

Рис. 6. Установка инжекционных горелок низкого давления в чугунном котле Стреля:
1 — горелка; 2 — отверстие для розжига горелок; 3 — наблюдательный глазок; 4 — взрывной предохранительный клапан; 5 — газоходы котла; 6 — дымовая заслонка (шибер); 7 — дымоход между котлом и дымовой трубой

Эти горелки устанавливают в топках секционных отопительных котлов Стреля, Стребеля большой модели и котлов HP, а также в других установках с удлиненной топкой и высотой не менее 600—900 мм, котлов ВНИИСТО; кроме того, их применяют в качестве запальных горелок. Эти горелки характеризуются простотой устройства и обслуживания, но работают с повышенными коэффициентами избытка воздуха (ат = 1,2— 1,5 и более) и часто со значительной неполнотой сгорания.

Полное сгорание топлива в ипжекционных горелках низкого давления характеризуется голубовато-фиолетовым пламенем с внутренним конусом зеленовато-голубого цвета.

Рис. 7. Инжекцнонная газовая горелка пятисекционных котлов ВНИИСТО-Мч

Показателем неполного сгорания топлива с образованием окиси углерода и оседания сажи на газовой поверхности нагрева котла является потемнение пламени и появление на его концах красноватого оттенка.

Давление газа перед горелкой больше максимально допускаемого для данной горелки приводит к отрыву пламени от горелки. Следствием понижения давления перед горелкой по сравнению с минимально допускаемым его значением является проскок пламени в топку.

Регулирование объема первичного воздуха производится поворотом шайбы. При уменьшении подачи первичного воздуха( по сравнению с нормальной) снижается скорость горения смеси газа и воздуха и увеличивается длина пламени, а когда цвет кончиков факелов становится желтым, то пламя начинает светиться. При дальнейшем уменьшении подачи первичного воздуха пламя значительно удлиняется, делается полностью светящимся и приобретает желтовато-соломенный цвет.

Увеличение подачи первичного воздуха (по сравнению с нормальной) приводит к ускорению длины пламени (оно делается прозрачным и начинает отрываться от горелки); горение протекает с химическим недожогом и образованием окиси углерода и сажи вплоть до полного загазовыва-ния топки и дымоходов котла (при полном отрыве пламени).

Из сказанного следует, что при регулировании работы инжекционной горелки низкого давления для придания устойчивости пламени и для спокойной бесшумной работы горелки, повернув воздушную шайбу, необходимо изменить соотношение количеств первичного воздуха и расходуемого газа (так называемый коэффициент инжекции), а в отдельных случаях изменить и разрежение в топке.

Необходимо помнить, что инжекционные горелки низкого (как и среднего) давления при изменении давления газа обладают способностью поддерживать постоянство коэффициента инжекции, т. е. постоянство соотношения между количеством расходуемого газа и инжектируемым им в горелку первичного воздуха. Другими словами, инжекционные горелки обладают способностью саморегулирования.

При значительных изменениях низшей объемной теплоты сгорания газообразного топлива необходимо изменить его давление перед горелкой (с повышением теплоты сгорания давление газа увеличивают) с соответствующим изменением диаметра сопла, а в отдельных случаях и с изменением диаметра смесителя. При небольших изменениях объемной теплоты сгорания регулируют только объем вторичного воздуха, а при увеличении плотности газа повышают его давление перед горелкой.

Инжекционные горелки низкого давления широко применяют в качестве переносных и стационарных запальников для розжига основных газовых горелок. К переносным газовым запальникам предъявляются следующие основные требования:
1) устойчивость факела запальника как при вводе его в запальное отверстие топки, так и в самой топочной камере, работающей под разрежением до 50 Па (5 мм вод. ст.) либо под избыточным давлением до 20 Па (2 мм вод. ст.);
2) возможность применения газа, используемого в основных горелках;
3) простота конструкции, небольшая масса п достаточная длина для зажигания основных горелок.

При зажигании запальника газовоздушная смесь, выходя из отверстий огневого насадка, горит, образуя огненный «ерш». При внесении запальника в запальное отверстие топки насадок попадает в разреженное пространство. В результате этого увеличивается количество инжектируемого воздуха, происходит проскок пламени в насадок, раскаляющийся до ярко-красного цвета; снаружи насадка горит лишь факел из торцевого отверстия. Затем при вводе насадка и инжектора запальника в топку увеличивается количество инжектируемого воздуха, горение факелов опять происходит на боковой поверхности насадка и снова образуется огненный «ерш», поджигающий газ основной горелки. Длина факела регулируется краном на питающем штуцере газопровода (до шланга). Крючок служит для подвешивания запальника.

Тепловая мощность запальника Мосгазпроекта 0,7— 3,5 кВт (600—3000 ккал/ч). На рис. 9, а, б изображены переносные однофакельный и многофакельный инжекци-онные запальники конструкции Ленгипроинжпроекта для топок с разрежением, предназначаемые для работы на природном газе, на смеси природного газа со сланцевым и на сжиженном газе (смеси пропана с бутаном) как при низком избыточном давлении газа перед запальником 0,5—5 кПа (50—500 мм вод. ст.), так и при среднем избыточном давлении газа 10—100 кПа (1000—10 000 мм вод. ст.).

В однофакельном запальнике струя газа, вытекая из сопла, инжектирует воздух в инжектор через четыре отверстия диаметром 10 мм. Сгорает газовоздушная смесь на выходе из огневого насадка. Защитный кожух с отбортовкой защищает факел от срыва его воздухом.

При погасании запальника в топке следует открыть отверстия для подачи в топку вторичного воздуха.

В многофакельном запальнике вместо защитного кожуха применяют огневой насадок 2 с 40 отверстиями диаметром 4 мм, расположенными по всей его боковой поверхности, и одним отверстием в торцевой заглушке кожуха диаметром 6 мм. Длина торцевого факела 80—180 мм; диаметр огневого кольца 60—180 мм. Пламя образует огненный «ерш» по всему периметру огневого насадка.

На рис. 10 изображен стационарный запальник, предназначаемый для зажигания основной горелки. Газ низкого давления поступает по трубе диаметром 6 мм в газовое сопло (диаметр 0,7 мм для природного газа и 0,3 мм для сжиженного газа); по выходе из сопла газ через отверстие инжектирует первичный воздух. Газовоздушная смесь направляется в наконечник и вытекает наружу через отверстия 5 шб диаметром 2,5 мм. Факел из отверстия направляется в топку для зажигания основной горелки. Запальник зажигается спичкой, подносимой к наклоненному вниз под углом 30° отверстию. Горением газовоздушной смеси, вытекающей из щели шириной 0,3 мм, пламя передается от одного отверстия к другому.

Рис. 9. Инжекционный запальник для топок с разрежением
а — однофакельный: 1 — защитный кожух; 2 — огневой насадок; 3 — патрубок; 4 — крючок; 5 — обойма; 6 — сопло; 7— корпус инжектора; 8 — прокладка; 9 — удлинитель-рукоятка; 10 — дюритовый шланг: б — многофакельный: 1 — заглушка; 2 — огневой насадок; 3 — штуцер; 4 — крючок; 5 — патрубок; 6 — обойма; 7 — корпус инжектора; 8 — сопло; 9 — прокладка; 10 — удлинитель- рукоятка; 11 — дюритовый шланг

Рис. 10. Стационарный запальник

Инжекционные горелки среднего давления

Инжекционные горелки среднего давления предназначаются для сжигания газа с избыточным давлением 10— 50 кПа (0,1—0, 5 кгс/см2). По своему конструктивному устройству и принципу работы они мало отличаются от инжекционных горелок низкого давления.

Работая на повышенном давлении, они способны подсасывать в смеситель весь необходимый для горения топлива воздух. В связи с этим иижекционные горелки среднего давления называются также горелками полного смешения.

Различают два основных типа инжекционных горелок среднего давления: факельные и коротко факельные (беспламенные). В факельных горелках горение протекает в топочном объеме с видимым факелом горения. В короткофакельных горелках в инжекциопной части заканчивается подготовка газовоздушной смеси, сгорающей затем в раскаленном огнеупорном туннеле (или в раскаленном топочном объеме) без видимого факела или с коротким факелом.

Для обеспечения надежного поджигания газовоздушной смеси, устойчивости процесса горения топлива и защиты от проскока пламени из топки в горелку (обратного удара пламени) в горел очной насадке инжекционной горелки среднего давления устанавливают металлический пластинчатый стабилизатор горения конструкции Ф. Ф. Казанцева (Мосгазпроект) или кольцевой стабилизатор горения. Для борьбы с шумом применяют глушители.

Инжекционные горелки среднего давления факельного тина с пластинчатым стабилизатором горения показаны на рис. 81. Смеситель, в котором установлены сопло и регулятор воздуха, изготовляется сварным аз стали (или литым из чугуна). В выходном сечении диффузора (горелочной насадки) квадратной формы установлен пластинчатый стабилизатор горения, собранный на шпильках и состоящий из пакета стальных пластин шириной 16 мм и толщиной 0,5 мм, скрепленных между собой на расстоянии 1,5 мм. Небольшие щели между пластинами предотвращают проскакивание пламени из топки в горелку. Кроме того, пластинчатый стабилизатор способствует образованию вихревых зон горящей газовоздушной смеси и обеспечивает непрерывное зажигание ее по выходе из горелки. Выходные сечения горелки должны находиться в одной плоскости с внутренней стенкой топки.

Рис. 11. Инжекционная газовая горелка среднего давления с пластинчатым стабилизатором горения системы Ф. Ф. Казанцева: о —типа ИГК-120 тепловой мощности 665 кВт (570 Мкал/ч); б — типа ИГК-250 (с глушителем) тепловой мощностью 2000 кВт (1750 Мкал/ч)

Глушители в, устанавливаемые в месте поступления воздуха в горелки и применяемые для уменьшения шума, создаваемого горелками, одновременно служат регуляторами воздуха.

Для предохранения стабилизаторов горения от перегрева при включении горелок через них продолжают пропускать холодный воздух с целью охлаждения стабилизаторов.

Инжекционные горелки среднего давления выпускаются тепловой мощностью 140—1400 кВт (120— 1200 Мкал/ч), а угловые горелки, более компактные и требующие меньше места для установки, тепловой мощностью 140—840 кВт (120—720 Мкал/ч). Длина пламени составляет в среднем 1 м (при установке в огнеупорном туннеле длина пламени может быть уменьшена).

Для снижения габаритных размеров вместо одной горелки применяют блоки из нескольких горелок.

Инжекционные горелки среднего давления работают достаточно устойчиво при резком изменении их нагрузки или давления газа; сгорание газа полное при небольших коэффициентах избытка воздуха в топке (ат —1,04— 1,10).

Инжекционные горелки полного смешения при разогретом рассекателе или туннеле нормально работают с бесцветным коротким пламенем при полном сгорании топлива. При недостатке воздуха пламя темнеет и принимает желтую и даже красноватую окраску. При больших избытках воздуха усиливается гудение горелки.

Основное преимущество этих горелок, способствующее их широкому использованию в котельных и печных установках малой и средней мощности, — свойство саморегулирования. При сохранении теплоты сгорания газа, при достаточном его давлении перед горелкой и при нормальных его нагрузках с увеличением подачи газа повышается нагрузка горелки и, наоборот, с уменьшением подачи газа снижается ее нагрузка.

Горелки чувствительны к изменению объемной теплоты сгорапия топлива: при ее увеличении газ не полностью сгорает, а при ее уменьшении возрастает коэффициент избытка воздуха. С изменением объемной теплоты сгорания изменяется коэффициент инжекции, т. е. отношение массы воздуха к массе газообразного топлива.

Горелки внутреннего смешения с принудительной подачей воздуха (смесительные горелки)

Такие горелки применяют главным образом в котлах сравнительно большой паропроизводительности. Весь необходимый для горения воздух подается в горелки вентиляторами под избыточным давлением 0,5—3 кПа (50— 300 мм вод. ст.). Это позволяет сжигать относительно большой объем газообразного топлива, поступающего в горелки при избыточном давлении 0,5—2 кПа (50— 200 мм вод. ст.). Тепловая мощность смесительных горелок 400—10 000 кВт (350—9 000 Мкал/ч). В последних конструкциях горелок для удобства автоматического регулирования применяют воздух и газ одинакового давления.

Рис. 12. Многоструйная смесительная короткофакедьная газовая горелка низкого давления конструкции Мосгазпроекта

На рис. 12 изображена многоструйная короткофакедьная вихревая горелка с принудительной подачей воздуха конструкции Мосгазпроекта. Газ поступает пз газопровода по патрубку в газовую камеру, откуда он распределяется по газопроводным трубкам, имеющим на выходе чугунные горелочные насадки с рядом выходных отверстий малого диаметра. Воздух подается вентилятором в воздухопровод, откуда он направляется по воздушному патрубку к горелочным насадкам, где установлены лопатки, создающие вихревое движение воздуха. Здесь происходит интенсивное смешение газа с воздухом. Из горелочной насадки смесь газа с воздухом поступает в топку. Передняя часть горелки для предохранения от разрушительного действия топочных газов обычно футеруется огнеупорным бетоном. Для розжига (ввода переносного запальника) и наблюдения за горением служит центральная труба с откидной крышкой. Кроме того, эту трубу используют для установки мазутной форсунки в случае перерывов в газоснабжении.

Рис. 13. Схема смесительной газовой горелки конструкции Мосгазпроекта

При коэффициенте избытка воздуха ат=1Д-т-1,2 горение протекает с относительно небольшими потерями от химической неполноты сгорания.

На рис. 13 изображена короткофакельная смесительная горелка Мосгазпроекта низкого давления, применяемая для котлов большой мощности; тепловая мощность горелки 2,9—5,8 МВт (2,5—5 Гкал/ч). Газ поступает в центральную трубу горелки и выходит из двенадцати отверстий (диаметром 13—18,5 мм), просверленных под углом 30° в центральном конусе. Воздух поступает из воздухопровода в воздушный патрубок, омывает снаружи центральную трубу и выходит из воздушной камеры между двенадцатью лопастями, где приобретает вихревое вращательное движение. При встрече завихренного воздуха со струями газа в смесительной камере происходит интенсивное их перемешивание — образование однородной газовоздушной смеси, что обеспечивает короткофакельное ее сгорание. Эти горелкп могут работать при пониженном избыточном давлении газа 0,8— 2 кПа [80—120 мм вод. ст.) и воздуха 0,1—2,5 кПа НО—25 мм вод. ст.).

На рис. 14 изображена инжекционная горелка среднего давления с кольцевым стабилизатором горения (Ленгипроинжпроекта), обеспечивающим устойчивую работу горелки без отрыва от нее факела. Часть газовоздушной смеси сквозь отверстия попадает в кольцевой стабилизатор 1 с площадью поперечного сечения, значительно превышающей общую площадь всех отверстий. В связи с этим часть газовоздушной смеси выходит из горелки с малой скоростью, что поддерживает устойчивое горение газа, поджигающего основной поток газа.

Рис. 14. Инжекционная горелка среднего давления с кольцевым стабилизатором горения Ленгипроинжнроекта

На рис. 15 изображена горелка внутреннего смешения с принудительным вращательным движением воздуха, рассчитанная на сжигание коксового газа плотностью рн=0,5 кг/м3 и низкой объемной теплотой сгорания 17 МДж/м3 (4000 ккал/м3). Избыточное давление газа перед рабочей газовой задвижкой 0,8—1 кПа (80—100 мм вод. ст.). Избыточное давление воздуха перед воздушной дроссельной заслонкой 1,5—2 кПа (150—200 мм вод. ст.). Подача газа горелкой 20—400 м3/ч; тепловая мощность 90-1800 кВт (80-1600 Мкал/ч).

Газ поступает через газоподводящий тройник в газовое сопло, а из него через кольцевую щель в смесительную камеру, окруженную огнеупорной футеровкой. Воздух вентилятором подается в горелку сбоку че-рез улитку, в которой он приобретает вращательное Движение вокруг сопла. Из улитки воздух поступает Далее через кольцевую щель в смесительную камеру, где интенсивно смешивается с поступающим в нее газом. Горелка снабжена смотровым окном.

Для избежания проскока пламени в горелку нельзя уменьшать давление газа ниже минимального (по инструкции), зажигать газ на вторичном воздухе (без первичного воздуха) и пускать первичный воздух после зажигания газа; при выключении горелок следует уменьшить поступление газа до минимально допускаемого по инструкции, закрыть поступление первичного воздуха и затем прекратить поступление газа. При повышении нагрузки горелки сначала следует увеличить поступление газа, а затем воздуха; при снижении нагрузки сначала надо уменьшить поступление воздуха, а затем газа. Уменьшать разрежение в топке следует осторожно, непрерывно наблюдая за работой горелки. При появлении проскока пламени в горелку необходимо прекратить поступление газа в нее и пускать горелку снова лишь после полного ее охлаждения.

Рис. 15. Горелка с вращательным движением воздуха

Во избежание отрыва пламени от горелки надо не повышать давление газа и воздуха перед ней больше максимальных значений (по инструкции); попеременно увеличивать поступление первичного воздуха и газа небольшими порциями; осторожно и не резко увеличивать разрежение в топке; не допускать избытка первичного воздуха или большой выходной скорости газовоздушной смеси, на что указывает отрывающееся неровное пламя и гудение горелки. При отрыве пламени от горелки следует немедленно прекратить поступление газа в горелку и пускать горелку снова после 10—15-минутной вентиляции топки.

Беспламенные горелки

Под беспламенным сжиганием газа понимается надежный и экономичный процесс полного сгорания газообразного топлива в огнеупорных туннелях при относительно небольших коэффициентах избытка воздуха.

Рис. 16. Инжекционная туннельная горелка для газа среднего давления и тепловой мощностью 100 кВт (яг 85000 ккал/ч)

На рис. 16 приведена туннельная горелка инжекционного типа, работающая на газе среднего давления. Горючий газ поступает в инжектор, из которого через сопло вытекает с большой скоростью (а следовательно, с пониженным давлением) в смесительную камеру. Через воздушную щель, размер которой может быть изменен перемещением воздушной регулировочной шайбы, из окружающего горелку пространства засасывается воздух в смесительную камеру.

Образующаяся в смесительной камере газовоздушная смесь поступает через горелочную насадку в длинный раскаленный цилиндрический туннель, изготовленный из огнеупорного кирпича. Здесь происходит быстрое и полное сгорание этой смеси с высокими тепловыми напряжениями, во много раз превышающими тепловые напряжения топочного пространства обычных камерных топок.

Недостатком такого способа сжигания газа является то, что передача тепла излучением от газа, сгорающего в туннелях, и от образовавшихся при сгорании топлива проз-зрачных газообразных продуктов сгорания, выходящих из туннелей, к радиационной поверхности нагрева, расположенной в топке, значительно меньше передачи тепла излучением от светящегося пламени в обычных камерных топках к той же радиационной поверхности. В результате котлы, оборудованные беспламенными горелками с длинными туннелями, воспринимают тепла меньше чем котлы, оборудованные газовыми горелками с факельным способом сжигания топлива.

Рис. 17. Панельная горелка Гипронефтемаша

На рис. 17 изображена оправдавшая себя на практике инжекционная беспламенная панельная горелка высокого избыточного давления 0,1—0,25 МПа (1,0—2,5 кгс/см2) ВНИИнефтемаша конструкции Ц. А, Бахшияна.

Газообразное топливо поступает из газопровода по трубе через сопло в смесительную камеру инжектора. Атмосферный воздух подсасывается в смесительную камеру через воздушные отверстия, размер которых можно изменять регулятором воздуха. Из инжектора газовоздушная смесь поступает в закрытую стальную распределительную камеру, а из нее расходится по многочисленным (от 100 до 196) стальным трубкам (ниппелям) 3, прикрепленным к днищу корпуса камеры. На каждую трубку надета керамическая призма с туннелем, где и происходит беспламенное сгорание газовоздупшой смеси.

Передача теплоты радиацией осуществляется в основном от высокотемпературной керамической поверхности панели горелки, а также от прозрачного газового факела.

Топочные стенки котла или печи собирают из отдельных панельных горелок. Газовые горелки выпускаются двух размеров: 500X500 и 605X605 мм. Масса горелки (без керамики) 26,9—38,5 кг.

ВНИИнефтемашем разработаны шесть типоразмеров панельных горелок тепловой мощностью 40—325 кВт (35—280 Мкал/ч).

Для снижения температуры наружной поверхности горелок и уменьшения, таким образом, потерь теплоты от охлаждения кладки служат изоляционные подушки. По данным испытаний, температура излучающей поверхности панельной горелки 800—1100° С, наружной поверхности панели 50—90 °С. При увеличении нагрузки горелки температура излучающей поверхности повышается, а температуры газовоздушной смеси и наружной поверхности панели соответственно понижаются.

Тепловую мощность горелок можно регулировать двумя способами; повышать или снижать давление газа без изменения размера воздушных отверстий (качественное регулирование), повышать, или снижать давление газа с одновременным изменением размера воздушных отверстий (количественное регулирование). При повышении давления газа увеличивается его расход, а заданный (оптимальный) коэффициент избытка воздуха сохраняется.

Промышленные испытания панельных горелок ВНИИнефтемаша, проведенные при сжигании крекинг-газа в отопительных котлах и нефтезаводских трубчатых печах, показали их надежность в работе, большие пределы регулирования (по топливу), почти полное отсутствие потерь от химической неполноты сгорания (^хим= = 0—0,5%) при малых коэффициентах избытка воздуха (ат = 1,05—1,1), а также взрывобезопасность, удобство транспорта, монтажа и ремонта. Горелки обеспечивают малые потери тепла от наружного охлаждения кладки (благодаря уменьшенным размерам последней и низкой температуре ее наружной поверхности) и с уходящими газами (благодаря низкому коэффициенту избытка воздуха и относительно невысокой температуре уходящих газов).

Комбинированные газомазутные горелки

Комбинированные газомазутные горелки предназначены для совместного и раздельного сжигания газа и мазута. Кроме того, они обладают способностью при необходимости быстро переходить с газа на мазут и, наоборот, с мазута на газ. Газомазутные комбинированные горелки системы ОЭН (Оргэнергонефти), простые в изготовлении и надежные в эксплуатации, выпускаются на подачу топлива 75, 125, 150, 250, 350, 500, 750 и 1000 кг/ч; соответствующая тепловая мощность горелок 800—10 700 кВт (0,7-9,2 Гкал/ч).

Конструктивное устройство мазутной и воздушной частей комбинированных газомазутных горелок такое же, как и у форсунок низконапорного воздушного распыливания ОЭН с завихрителем; отличаются они только наличием газовой части. В первоначальных конструкциях применялся внутренний подвод газа и использовалась для этого часть воздушного объема корпуса форсунки, В более поздних конструкциях с внешним подводом газа последний подводится к газовой камере форсунки по самостоятельному газопроводу.

Газ поступает из газопровода в газопитающий узел, из которого он вытекает через два ряда отверстий в амбразуру. Воздух под избыточным давлением вентилятора 2 кПа (200 мм вод. ст.) движется внутри кожуха горелки и для лучшего перемешивания с газом (мазутом или смесью газа и мазута) проходит через завихритель с профилирующими лопатками. Масса мазута, поступающего по мазутному стволу, регулируется степенью открытия регулировочного вентиля.

При аварийной остановке вентилятора предусмотрено распыливание мазута паром, поступающим по паровому стволу 6; при этом воздух для горения подводится из котельного помещения.

Основные данные горелки ОЭН-250-ГМВ6: расход топлива 250 кг/ч; тепловая мощность 2700 кВт (2,3 Гкал/ч); часовой расход воздуха 3300 м3/ч (в том числе первичного воздуха через форсунки 2300 м3/ч); масса всей горелки с корпусом 123 кг.

Рис. 18. Комбинированная газомазутная горелка воздушного распыливания ОЭН-250-ГМВ6 с внешним подводом газа:
1 — кожух горелки; 2 — газопитающий узел; 3 — завихритель; 4 — регистр; 5 — регулировочный мазутный вентиль; 6 — паровой ствол; 7 — мазутный ствол; 8 — наконечник парового ствола; 9 — наконечник мазутного ствола

Комбинированная газомазутная горелка типа ОЭН с внутренним подводом газа отличается от горелки ОЭН-250-ГМВ6 главным образом использованием части внутреннего объема воздушной части горелки для подвода газа.

Рис. 19. Комбинированная газомазутная горелка ФГМ-4 воздушного распыливания конструкции Гипронефтемаша

При коэффициенте избытка воздуха ат=1,15—1,20 химическая неполнота сгорания в комбинированных газомазутных горелках типа ОЭН составляет 0—1%.

В газомазутных комбинированных горелках типа ФГМ конструкции ВНИИнефтемаша мазут распыливается воздухом низкого давления, поступающим от вентилятора, воздухом повышенного давления, поступающим от компрессора, или водяным паром.

На рис. 19 изображена комбинированная газомазутная горелка ФГМ-4 конструкции ВНИИнефтемаша. Горелка состоит из трех частей: газовой, мазутной и воздушной.

Мазут поступает под избыточным давлением 0,1 МПа (| кгс/см2) во внутреннюю трубку, заканчивающуюся соплом, и вытекает из наконечника наружной трубки. Масса подаваемого мазута регулируется шпинделем в результате его перемещения вдоль оси паромазутной головки. Газ при избыточном давлении 1—10 кПа поступает в коллектор горелки

(полое кольцо с подводящим штуцером диаметром 50 мм) и далее в восемь трубок для распыливания газа. Штуцер диаметром, равным 25 мм, служит для дренажа. Воздух поступает во внутреннюю часть корпуса под давлением 2—3 кПа (200—300 мм вод. ст.) от вентилятора и далее проходит через регулирующую заслонку, передвигаемую по трубе ручкой, и завихритель, подхватывая и завихряя струю мазута, выходящего из наконечника. Объемный расход воздуха, подаваемого для сжигания газа, можно регулировать поворотным шибером.

На основе горелки ФГМ-4 ВНИИнефтемаш разработал конструкции нормализованных, выпускаемых серийно, газомазутных горелок ФГМ-95ВП, ФГМ-120 и ФГМ-120М на подачу мазута 100, 120 и 200 кг/ч и на подачу газа 100—160 м3/ч; соответствующая тепловая мощность горелок 1100 и 2300 кВт (1 и 2 Гкал/ч). В этих горелках мазут поступает по наружной трубе, а пар — по внутренней. Удельная масса пара, расходуемая на паровое распылива-ние мазута массой 1 кг, составляет 0,45 кг.

Кроме того, ВНИИнефтемашем разработаны:
1) факельные горелки типа ФНЩУ с паровым или воздушным (от компрессора) распыливанием мазута (подача мазута 70—120 кг/ч и природного газа 80—145 м3/ч);
2) факельные комбинированные газомазутные горелки ГИК-2 парового распыливания мазута (подача мазута 70—170 кг/ч и газа 90—200 м3/ч; избыточное давление газа 30—200 кПа, мазута 10—50 кПа и пара 0,2—0,6 МПа; тепловая мощность 1400 кВт);
3) комбинированные газомазутные плоскофакельные горелки ПФ-2 с паровым распыливанием мазута (подача мазута 80—150 кг/ч, газа 95—180 кг/ч; тепловая мощность 900—1700 кВт.

На рис. 20 изображена комбинированная газомазутная кольцевая турбулентная горелка Ленгипроинжпроекта.

Воздух подается вентилятором под избыточным давлением 1 кПа (100 мм вод. ст.) в корпус улиткообразной формы- Здесь воздух завихривается и через центральное окно поступает в амбразуру топки.

Рис. 20. Комбинированная газомазутная кольцевая турбулентная горелка Ленгипроинжпроекта с периферийной подачей газа

Газ под давлением 0,2—3,5 кПа (20—350 мм вод. ст.) направляется из газового патрубка в кольцевой газовый коллектор, из которого он поступает периферийно через два ряда отверстий диаметром 5 мм, расположенных в шахматном порядке, в воздушный турбулентный поток, с которым он тщательно перемешивается. При переходе на сжигание мазута газовый коллектор прикрывают защитным устройством и в центральную трубку горелки вводят паровую мазутную форсунку.

Горелка газовая. Виды, характеристики и устройство

Горелка газовая – это специальное устройство, предназначенное для контролируемого использования направленного под давлением открытого огня.

Источником топлива самых популярных горелок являются специальные баллоны, наполненные газовой горючей смесью.

Большинство моделей таких устройств являются переносными, что позволяет их легко транспортировать и использовать в походных условиях, в саду, на охоте или рыбалке.

Назначение и принцип действия

Газовые горелки могут быть устройством для приготовления или разогрева пищи, либо инструментом, предназначенным для выполнения определенных работ, требующих огненного воздействия.

Каждый отдельный экземпляр имеет свое специализированное назначение, а некоторые варианты бывают универсальными, которые можно использовать для разных целей.

Газовые горелки подразделяются на три основных типа:

1. высокотемпературные, у которых температура факела может быть до 3500 градусов;
2. среднетемпературные у них жар пламени бывает от 1100 до 2050 градусов;
3. низкотемпературные, не превышающие 1100 градусов Цельсия (в данной статье мы их не рассматриваем).

Высокотемпературные (сварочные)

Высокотемпературные газовые горелки предназначены для сварки и пайки металла, их называют газосварочными, работают с таким инструментом в основном только профессиональные газосварщики.

Большие температуры исходящего факела достигаются благодаря специальным конструкционным особенностям устройства, которые обеспечивают смешивание кислорода с ацетиленом или его аналогом.

Для образования горючей газовой смеси используют кислородные и газовые баллоны с высоким давлением – около 16 атмосфер (примерно 16 Паскаль) или ацетиленовый генератор с карбидом.

Объем баллонов для сварочного оборудования может быть от 2 до 40 литров.

Среднетемпературные (паяльные и походные)

Среднетемпературные газовые горелки предназначены для использования направленного пламени для паяльных, строительных, ремонтных и других работ.

Поэтому такой инструмент называют паяльной горелкой, а также пламенным или огненным пистолетом (flame gun), иногда его называют бытовым огнеметом.

Устройство работает от сменных или одноразовых газовых баллончиков объемом 200-750 мл, давление в которых не превышает 3-х атмосфер (примерно 3 Паскаля).

Пламенные пистолеты очень популярны среди охотников, рыбаков, туристов, фермеров и строителей, которые используют их для:

• розжига мангала, костров;
• растопки дровяных печей;
• обжига деревянных изделий;
• опаливания перьев и пуха птиц;
• нагрева термоусадочных трубок и муфт;
• сварочно-паяльных работ, и для выполнения других задач, где требуется огненный нагрев чего-либо.

Кроме этого с помощью бытовых огнеметов жарят шашлыки, и готовят разную пищу, в том числе и профессиональные повара.

Также среднетемпературные пламенные пистолеты используют в изобразительном искусстве для раздувания и сушки картин из акриловой заливки.

К числу среднетемпературных газовых горелок относятся переносные мини-плитки, предназначенные только для разогрева и приготовления еды в походных условиях.

Низкотемпературные

Низкотемпературные газовые горелки используют для паяльных работ с маленькими деталями, где требуется большая точность и достаточно температуры 500-1100 градусов Цельсия.

Газовые горелки, в зависимости от их назначения, имеют различное устройство, но принцип действия, в большинстве случаев, можно сказать одинаковый.

Принцип действия газовых горелок

По внутренним коммуникациям устройства горючая смесь под регулируемым давлением поступает к краю сопла, на пути к которому происходит ее возгорание от пьезоэлектрического поджига или от другого источника огня.

Выходящим из сопла факелом производят необходимые действия для решения определенных задач, описанных выше.

Большинство газовых горелок в своем устройстве имеют регулятор пламени, с помощью которого можно увеличивать или уменьшать огненный поток.

Устройство газовых горелок и их характеристики

Самая сложная конструкция у газосварочных горелок, которая может быть с инжектором или без инжектора.

Кроме того газовые горелки для сварки и резки металла имеют в своем ассортименте множество отличительных особенностей в устройстве, такой инструмент очень специфический, он предназначен для профессиональной работы в высоких температурных режимах, поэтому в данной статье мы касаемся его только в общих чертах.

Как устроена газовая горелка на баллон?

Наиболее востребованными и распространенными являются среднетемпературные газовые горелки, которые устанавливаются на баллон или баллон крепят к ним.

Конструкция таких устройств довольно простая, они состоят из следующих основных элементов:

• сопло;
• газопровод;
• форсунка;
• регулятор пламени;
• курок;
• штуцер;
• крепление к газовому баллону.

Внешние элементы показаны на картинке, внутреннее устройство скрыто за корпусом.

Важно обращать внимание на тип крепления пламенного пистолета к газовому баллону, чтобы они подходили друг к другу.

Типы креплений газовых горелок к баллонам и картриджам

В зависимости от конструкционных особенностей газовой горелки типа мини плита, в нижней ее части или сбоку, имеются специальные пазы (место соединения), которые предназначены для установки в них газового баллона или картриджа.

На некоторых моделях место соединения газового баллона может располагаться на шланге, который является неотъемлемой частью горелки.

У огненных пистолетов крепеж топливных резервуаров, всегда находится в нижней части устройства, поэтому их иногда называют насадка-горелка на баллон.

При этом аналогично могут называть и газовые походные мини-плитки, т.к. много экземпляров, которые как бы насаживаются на баллон.

Крепление газового баллона или картриджа к горелке может быть следующих типов (систем):

• цанговое (дихлофосник);
• резьбовое (закручивается по резьбе);
• Easy Clic (легкий клик).

Некоторые модели газовых горелок заправляются по аналогии с обычными зажигалками, поэтому соединение с газовым баллоном у них так и называется – для зажигалок.

Важно!

Разные типы соединений на расходнике и на горелке не подходят друг к другу.

Для использования баллонов с газом, имеющих неподходящее для горелки крепление можно воспользоваться специальными переходниками, которые приобретаются отдельно.

Пьезоподжиг

Практически все современные среднетемпературные газовые горелки имеют в своем устройстве пьезоэлектрический поджиг, который может быть встроен в регулятор давления или срабатывать от нажатия на курок.

Также в устройстве некоторых образцов могут быть незначительные конструкционные особенности, отличающиеся от стандартных вариантов.

Размеры

Размеры самых компактных газовых горелок типа супер мини-плита:

• в разложенном виде: 85×68,5 мм;
• в сложенном виде: 37×52 мм.

Габариты больших моделей могут достигать 26 сантиметров по диаметру.

Размеры пламенных пистолетов бывают примерно следующими:

• 150*65*45 мм.
• 153*45*72 мм.

В некоторых случаях может быть удлиненное сопло.

Газовых мини-паяльники по своим габаритам могут быть очень похожи на карандаши, например: длина может быть 12 см, толщина 1,3см.

Вес самых маленьких газовых горелок типа супер мини-плита всего 25 грамм.

Большие экземпляры могут весить до двух и более килограмм.

Пламенные пистолеты в среднем весят 100-250 грамм, некоторые экземпляры профессионального уровня могут весить до 750 грамм.

Материал

Простые газовые горелки производят из медных, цинковых и алюминиевых сплавов, а также из нержавеющей стали, с использованием АБС-пластика (ударопрочная техническая термопластическая смола на основе сополимера акрилонитрила с бутадиеном и стиролом).

Дорогие экземпляры производят из титана.

Используемое топливо

В качестве топлива для горелок используются баллоны и картриджи, содержащие следующие газы:

• пропан;
• бутан;
• изобутан;
• пропан-бутан;
• МАПП-газ (М – метил, А –ацетилен, П – пропадиен, П – пропан).

Нередко в качестве горючего в баллонах содержатся различные смести газов, которые могут быть все сезонными или предназначенными для использования только в определенных климатических условиях.

Расход топлива

Расход топлива зависит от конструктивных особенностей устройства, от климатических условий, в которых оно используется, от регулировки давления выхода газа и от его характеристик.

В среднем расход топлива может быть 60-80 грамм в час, при этом на разогрев 250-ти граммовой кружки воды и доведения ее до кипения может уходить примерно 5-10 минут.

В отдельных экземплярах расход топлива может достигать 120 г/ч.

Тип пламени

От типа пламени зависит рабочая температура факела и спектр работ, которые возможно проводить с использованием среднетемпературной газовой горелки.

Вихревой тип пламени благодаря завихрениям, по типу смерча, позволяет достигать рабочей температуры 1600 – 2000 градусов Цельсия, что обеспечивает возможность проводить паяльные работы с изделиями из железа, никеля, кобальта, углеродистых сталей и других металлов.

Клиновидный тип пламени (классический, например , как горит спичка) обеспечивает температуру факела до 1600 градусов Цельсия, которой более, чем достаточно для паяльных работ с медью, бронзой, латунью и др.

При вихревом типе пламени расход топлива заметно выше и может быть около 120 г/ч, в то время, как при клиновидном типе пламени расход топлива в среднем 75 г/ч.

Карандашный тип пламени – это маленький факел, которым удобно выполнять паяльные работы, требующие большой точности.

Виды газовых горелок

Каждый вид газовой горелки имеет свои специализированные конструктивные и комплектующие особенности, которые облегчают выполнение определенных задач.

Газосварочная горелка

Газосварочная горелка – это профессиональный инструмент, предназначенный для проведения сварочных работ практически с любыми металлами.

Такие агрегаты подразумевает использование кислородных и газовых баллонов большого объема, поэтому работают с ними преимущественно на производственных предприятиях и в строительных организациях.

Кровельная газовоздушная горелка

Кровельные газовоздушные горелки предназначены для проведения ремонтно-строительных работ на крышах зданий и технических помещений, где требуется производить сушку литейных форм, расплавление битумного покрытия, пайку и нагрев металлических изделий.

К отличительным особенностям этого инструмента относятся: рычажная система подачи газа, расширение на краю сопла, которое называют «стаканом», и возможность замены носика (ствола) с подходящей длиной.

Этот инструмент работает от газовоздушной смеси, некоторые его варианты походят для использования дизельного топлива.

Горелка газовая на баллон (пламенный пистолет)

Горелка газовая на баллон – это самый популярный и универсальный вид газовых горелок, которым легко и просто пользоваться для выполнения различных задач именно такие модели называют пламенным пистолетом.

Модификаций по внешнему виду этого инструмента очень много, некоторые из них называют газовая горелка-насадка на баллон, также насадкой именуют и туристические модели.

Горелка газовая туристическая

Газовая горелка туристическая (походная) – это по сути газовая мини-плита, предназначенная для разогрева или приготовления пищи, устроена она аналогично пламенному пистолету, за исключением того, что имеет конструкцию подставки, предназначенной для установки на нее посуды.

Кроме этого, походные газовые горелки имеют рассекатель пламени с целью нагрева более широкой площади, установленной на нее кастрюли, чашки, кружки и др.

Туристические газовые горелки выдают пламя меньшей мощности, по сравнению с огненными пистолетами, и температура нагрева тоже ниже, благодаря этому устанавливаемая посуда не плавится, а только нагревается, как на обычной конфорке.

Отдельные модели имеют шланг, наличие которого позволяет размещать газовый баллон на безопасном расстоянии от открытого огня, исходящего из горелки.

Горелка газовая походная с чугунной плитой

Это обычная походная газовая горелка, в комплекте которой идет чугунная плита.

Чугунная плитка предназначена для более длительного сохранения тепловой энергии, что позволяет экономно расходовать топливо.

Такой вариант устройства больше подходит для автомобильных походов, где дополнительный вес чугуна не играет особой роли.

Горелка газовая портативная

Портативная газовая горелка – это маленькие варианты туристических мини-плиток, устройство которых имеет раскладную конструкцию.

В сложенном состоянии портативные мини-плитки становятся более компактными, и занимают меньше места, что очень удобно в походных условиях.

Самая компактная модель в сложенном виде легко помещается в ладони взрослого человека.

Такие экземпляры очень хорошо подходят для кемпинга и для пеших туристических походов.

На портативных горелках также удобно приготовить или разогреть еду.

К разновидностям портативных газовых горелок относятся также некоторые компактные экземпляры пламенных пистолетов, например, газовая горелка-карандаш.

Газовая горелка-карандаш

Газовая горелка-карандаш – это инструмент компактных размеров, создающий тонкое, клиновидное, устойчивое пламя, которое оптимально подходит для работы с мелкими металлическими деталями.

Используют такие «карандаши» для точечных паяльных работ, маленькие размеры инструмента позволяют носить его с собой, поэтому его называют портативным газовым мини-паяльником.

Горелка газовая с ручным поджигом

Газовые горелки с ручным поджигом – это самые простые и дешевые устройства, для поджигания которых используют внешний источник огня, например: спички, зажигалка и т.п.

Горелка газовая с пьезоподжигом

Газовые горелки с пъезоподжигом – это практически все современные модели, в устройстве которых имеется пьезоэлектрический элемент.

С помощью встроенного в конструкцию горелки пьезоэлемента горючий газ воспламеняется буквально после одного-двух нажатий на курок или при открытии газа регулятором (вентилем).

Для использования горелок с пьезоподжигом не требуется сторонних источников огня, например, таких как: спички, зажигалки, огниво, при этом на всякий непредвиденный случай рекомендуется все равно брать их с собой в путешествия.

Очевидно, что экземпляры с автоматическим поджигом более удобные, по сравнению с моделями, требующими ручного поджигания.

Газовая горелка кассетная

Газовая горелка кассетная или мини-горелка с перезаправкой – это компактный прибор, предназначенный для быстрого рожзига огня, нагрева термоусадочных трубок и муфт, разогрева замерзших замков и т.п.

Устройство отличается от других видов горелок тем, что горючая газовая смесь заправляется в так называемую кассету, по аналогии с обычными зажигалками.

Кроме этого, в некоторых кассетных экземплярах имеется предохранительный тумблер, защищающий устройство от случайного включения.

Портативная газовая турбо-горелка

Портативная газовая турбо-горелка – это универсальный, компактный прибор, который можно использовать как обычную зажигалку или как горелку для быстрого розжига костра, мангала и т.п.

Компактные размеры всего 12* 9*3 сантиметров, и малый вес позволяют легко уложить ее в рюкзак или сумку.

При этом маленький объем резервуара сокращает время использования устройства, но для выполнения основных задач оно вполне подходит.

Чем отличается профессиональный пламенный пистолет от бытового?

Профессиональный пламенный пистолет отличается от бытовых вариантов тем, что в его конструкции, пьезоподжиг происходит у самого края сопла, а у бытовых вариантов пьезоискра возникает в начале сопла.

Таким образом, у бытовых моделей пламя нагревает всю трубку-сопло по всей ее длине, а у профессиональных огненных пистолетов сопло нагревается только с самого края.

Кроме этого, в профессиональных экземплярах в области сопла имеется специальная керамическая вставка, которая предотвращает перегрев инструмента.

С таким керамическим предохранителем в виде широкополого кольца или цилиндра, время работы в безопасном режиме увеличивается, что позволяет решать более сложные задачи.

Заключение

Газовая горелка – это современный инструмент, позволяющий использовать свойства огня для выполнения различных профессиональных и бытовых задач.

Всегда помните и соблюдайте правила пожарной безопасности при работе с открытым огнем!

Устройство газовой горелки: конструкция, виды и принцип работы прибора

Газовой горелкой называется устройство для смешивания кислорода и топлива в газообразной фракции с целью перемещения смеси к выходу и ее непосредственному сжиганию на том же месте. В итоге работы горелки образуется устойчивый факел пламени. Горелка дает возможность получить контролируемый вид пламени, которым можно воспользоваться в процессе сварки, пайки, ремонта и бытовых процедур, во время готовки еды в полевых условиях. Чтобы газовое приспособление качественно выполняло свои функции, а также было безопасным для человека, его изготовление строго регламентируется ГОСТ 21204-97. Главными преимуществами таких приспособлений можно назвать следующие:

• отсутствие надобности в предварительном прогревании;
• простоту конструкции;
• высокий показатель мощности;
• легкость регулировки пламени;
• отсутствие неприятного запаха;
• низкую шумность;
• компактные размеры переносных моделей;
• малое количество нагара;
• отсутствие надобности в частой очистке.

К недостаткам газовой горелки потребители относят малую мощность, невысокий КПД, чувствительность к перепадам давления газа. Возможность загустевания газа приводит к снижению давления. Ко всему прочему, помещение, где хранится и функционирует агрегат, должно постоянно убираться, чтобы прибор не засорился пылью и мусором.

Простой вариант газовой горелки состоит из следующих элементов:

• редуктора;
• вентиля;
• корпуса из металла;
• жиклера;
• головки;
• узла крепления.

Чтобы приспособление правильно функционировало, должно произойти качественное перемешивание топлива и воздуха. Если в конструкции предусмотрены дополнительные элементы, то розжиг может быть автоматизирован. Принцип действия упрощенной горелки состоит в следующем:

• подготовке – газ и воздух получают определенную скорость, температуру, а также направление;
• соединении воздуха и нужного объема газа, чтобы в результате получить горючую смесь;
• горении – в топке происходит процесс окисления, а из сопла на выходе выделяется тепло и свет.

Классификация ручных горелок на газовый баллон довольно обширная. У этих приспособлений бывает разное устройство, установка, пламя, а также техника, по которой они работают. В специализированных магазинах реализуется каталитическая, ювелирная, автоматическая, уличная, газокислородная, чугунная и многие другие виды устройств. Удобным в использовании считается приспособление «карандаш и плита». Довольно часто потребители отдают предпочтение профессиональной блочной, ацетиленовой, переносной, карманной, настольной, рычажной, модулируемой, компактной отопительной, беспламенной напольной газовой горелкам.

Туристические

Туристические горелки в настоящее время считаются довольно востребованными. Газовое приспособление используется для кемпинга и туризма. С его помощью готовят еду, разжигают костер. Горелке несвойственно выделение неприятных запахов и дыма. Для ее использования по назначению в ветреную погоду нужно отойти в укромное место. Туристическая горелка может фиксироваться на баллоне, подсоединяться к нему с боковой части, а также крепиться с помощью длинного шланга. На устойчивость данного приспособления оказывает влияние ширина баллона.

Резак

У газового резака Г-образная форма, он напоминает пистолет. Этот инструмент фиксируют к баллону, в результате чего получается узкопламенный факел. Из-за невысокой фактической мощности устройство не может применяться как настоящий резак, которым делят черный металл. Зачастую оно используется для прожигания алюминиевых консервных банок или аналогичных предметов. Резак относится к недорогим горелкам. Этим приспособлением часто нагревают трубы из пластика в месте изгиба и подогревают жало крупных паяльников. Большинство резаков оснащены пьезорозжигом. У них довольно высокий температурный показатель и узкий факел, поэтому агрегат способствует экономии горючего.

Паяльная лампа

Паяльные лампы довольно часто встречаются у домашних мастеров. Их насаживают непосредственно на баллон, в результате получая рассеянный вид пламени. Данными устройствами пользуются для равномерного нагревания заготовочного материала, обжига туш животных и птиц, дезинфекции ульев и клеток для питомцев. У данного вида горелки нет пьезорозжига, поэтому для ее использования стоит иметь при себе спички. В конструкции паяльной лампы предусмотрена длинная трубка, благодаря которой огонь не обжигает руки. Данная особенность также способствует длительной работе без перегрева устройства.

Бытовые

Бытовые горелки для отопления должны не только иметь прочную конструкцию, но и качественно выполнять свои задачи. В таких агрегатах газ хорошо смешивается с воздухом, надежно возгорается и целиком сгорает. Сегодня бытовые горелки характеризуются малой токсичностью сгорания. Атмосферные приспособления работают без необходимости в дутьевом вентиляторе. Вентиляторные варианты оснащены принудительной подачей воздуха, поэтому их часто применяют в котлах с закрытой системой сгорания.

Газовый паяльник

В отличие от газовых ламп, паяльники характеризуются меньшей универсальностью. Однако этот вид приспособления более удобен в работе. В данном устройстве не предусмотрен крепеж для фиксации к баллону. Ко всему прочему, газовый паяльник требуется регулярно заправлять аналогично обычной зажигалке. У паяльника имеется пара насадок, первая из которых создает пламя как у резака, а вторая имеет вид жала. Данная модель горелки довольно экономично расходует топливо. Таким устройством можно создать пламя для мангала или припой для укладки микросхемы. Газовые паяльники имеют вид карандаша, поэтому ими довольно удобно пользоваться.

Особенности оборудования

Отопительные котлы, работающие с помощью газа, имеют высокий КПД. Немаловажную роль в них играют правильно подобранные горелки. Они отличаются по видам и принципу работы. По своему предназначению горелки подразделяются на бытовые и промышленные. В первом случае приборы имеют малую мощность. Именно они ставятся в частных домах для котлов. Вторая разновидность оборудования предназначается для:

• котельных;
• обогрева крупных помещений или сразу нескольких жилых домов;
• предприятий.

В каждом случае нужны разные газовые горелки. Их принцип работы и устройство могут при этом отличаться.

Однако основная задача приборов заключается в обеспечении беспрерывного сжигания топлива в топке котла.

Устройство горелки и ее разновидности

Все отопительные котлы отличаются между собой по типу топлива, которое в них применяется. Самым доступным, конечно же, является газ. Этот вид топлива наиболее распространенный и от него меньше всего отходов горения. При этом уровень КПД достаточно высокий.

А стандартная газовая горелка – это основной элемент в отопительной системе, который осуществляет подачу и розжиг топлива в газовом котле. Именно об устройстве и принципе работы горелки мы подробно поговорим далее.

Как устроена и работает газовая горелка?

Газовая горелка предназначена для того, чтобы подавать горючую смесь вместе с воздухом, далее эти компоненты смешиваются в камере сгорания. Дальнейший процесс заключается в том, чтобы поддерживать равномерное горение топлива.

Принцип работы газовой горелки заключается в том, что топливо в неё попадает через эжектор. Затем газ смешивается с воздухом и поступает по трубкам к специальным отверстиям. На этом этапе газ поджигается при помощи искры, которая образуется путем подачи электрического импульса

Принцип работы предположительно разделим на такие этапы:

• подготовка;
• соединение;
• горение.

Так, сначала все необходимые составляющие горючей смеси проходят подготовительный процесс. Они набирают определенную скорость, температуру и нужное направление движения частиц. Далее топливо совмещается с воздухом и попадает в камеру сгорания топлива. После этого происходит его возгорание.

Основные конструкционные элементы газовой горелки рассмотрены на схеме, приведенной ниже.

Турбированные газовые горелки отличаются от инжекторных тем, что воздух подается в камеру горения при помощи турбины с вентилятором. Такие устройства проще регулировать, но от них больше шума. Чтобы избавиться от нежелательных звуков, можно использовать специальные устройства для поглощения звука
Инжекционные горелки работают без дополнительной турбины, которая создает давление для пламени. После того как газ смешивается с воздухом, создается достаточное давление для розжига пламени

Что касается возможных поломок горелки и безопасности использования газового оборудования при этом, то производители котлов не забыли учесть этот момент. Так, во всех современных котлах есть дополнительные конструктивные элементы, которые обеспечивают более безопасную работу и автоматическую остановку при поломке горелки или прочих аварийных ситуациях.

Когда некоторые элементы оборудования выходят из строя, то в случае их поломки прибор самостоятельно отключается.

В газовых горелках с электрическим розжигом, есть два специальных элемента, которые предназначены для розжига и контроля пламени. Термопара предназначена для обеспечения подачи газа, если она будет неисправна, то могут быть перебои в подаче топлива или затухание пламени после розжига. Второй элемент – пьезоэлемент, он подает искру для розжига. Если ваш котел не загорается или тухнет, то причина может быть в неисправности термопары или пьезоэлемента

Есть модели, в которых розжиг происходит путём подачи искры от электрического пьезоэлемента. Но и в таких котлах также есть составляющие элементы, которые способны обеспечить безопасность использования оборудования в случае поломки газовой горелки или при прочих неисправностях.

Чтобы при розжиге горелки не возникали проблемы, важно своевременно проводить ТО. Обязательную проверку и обслуживание газового котла необходимо выполнять перед отопительным сезоном, но не реже чем один раз в год.

Основные виды горелок для газового котла

Для максимальной эффективности работы отопительной системы в частном доме в газовый котел устанавливают горелку. Подобное оборудование облегчает регулирование процессов горения в системе. Вследствие этого топливо равномерно сгорает.

Горелки по принципу работы делят на:

• инжекционные;
• турбированные;
• комбинированные.

Инжекторный (инжекционный) тип газовых горелок – составная часть газового котла. Она работает таким образом, что воздух проникает в рабочую зону путем инжекции. Чтобы равномерно поддерживать процесс горения, окислитель поступает в резервуар под определенным давлением и смешивается с газообразным топливом.

Этот тип прибора предназначен исключительно для работы с природным газом. Для другого типа газа, например, сжиженного, необходимо устанавливать дополнительные элементы.

Газовая горелка предназначена для того, чтобы обеспечить подачу газа и его розжига, для дальнейшего нагрева теплообменного оборудования, которое передает тепло дальше по отопительной системе. Газовые горелки бывают нескольких видов: инжекционные и турбированные (работают за счет вентилятора)

Второй тип горелок (турбированный) работает по другому принципу. Здесь воздух поступает в рабочую зону и смешивается с горючим топливом при помощи вентилятора. Благодаря системе управления можно регулировать скорость вращения лопастей, тем самым регулировать подачу окислителя. Такое устройство позволяет качественно повысить КПД котла.

Несмотря на шум, который доносится от вентилятора, такие приборы довольно эффективны, а нежелательные звуки можно устранить путем установки дополнительных шумоподавляющих приспособлений. Они более производительные. Но, как известно, турбины часто выходят из строя при несоблюдении правил эксплуатации.

Но, есть и горелки комбинированного типа. Они также предназначены для котлов и работают не только на газу, но и на других видах топлива. Для таких систем отопления не нужны дополнительные конструктивные элементы, так как они установлены изначально. Эти виды оборудования стоят намного дороже.

Также горелки разделяют на промышленные и бытовые. Разницы между их принципом работы практически нет.

Для промышленных целей используют котлы повышенной мощности. Такое оборудование не только гораздо больше, чем бытовой прибор, но и потребление топлива будет значительно выше

Но, несмотря на различия в устройстве газовых горелок, все они предназначены для качественного сжигания топлива.

Классификация горелок

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,
• 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 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 = Qrmin/Qrmax (2)

где Qrmin – минимальная тепловая мощность горелки; Qrmax – максимальная тепловая мощность горелки.

Общие требования для всех горелок: обеспечение полноты сгорания газа, устойчивость при изменениях тепловой мощности, надежность в эксплуатации, компактность, удобство обслуживания.

Диффузионные горелки

В таких горелках воздух, необходимый для сгорания газа, поступает из окружающего пространства к фронту факела за счет диффузии. Газ подается в горелку без примеси первичного воздуха и смешивается с ним за пределами горелки. Поэтому эти горелки называют горелками внешнего смешения.

Наиболее простые по конструкции диффузионные горелки представляют собой трубу с высверленными отверстиями. Расстояние между отверстиями выбирают с учетом скорости распространения пламени от одного отверстия к другому.

К промышленным горелкам диффузионного типа относят подовые щелевые горелки (рис. 1). Они представляют собой трубу диаметром до 50 мм, в которой в два ряда просверлены отверстия диаметром до 4 мм. Коллектор горелки размещают над колосниковой решеткой в кирпичном канале. Канал представляет собой щель в поде котла, откуда и название горелок – подовые щелевые.

Рис. 1. Подовая диффузионная горелка: 1– регулятор воздуха; 2 – горелка; 3 – смотровое окно; 4 – центрирующий стакан; 5 – горизонтальный тоннель; 6 – выкладка из кирпича; 7 – колосниковая решетка

Из 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.

Инжекционные горелки

Основной элемент инжекционной горелки – инжектор, подсасывающий воздух из окружающего пространства внутрь горелок. В зависимости от количества воздуха горелки могут быть с неполной инжекцией воздуха и с полным предварительным смешением газа с воздухом.

Горелки с неполной инжекцией воздуха. В таких горелках к фронту горения поступает только часть необходимого для сгорания воздуха, остальной воздух поступает из окружающего пространства. Такие горелки работают при низком давлении газа и называются инжекционными горелками низкого давления.

Основными частями инжекционных горелок являются регулятор первичного воздуха, форсунка, смеситель и коллектор.

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.

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.

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.

Достоинство инжекционных горелок – это их свойство саморегулирования, то есть поддержание постоянной пропорции между

количеством подаваемого в горелку газа и количеством инжектируемого воздуха при постоянном давлении газа.

Горелки с полным предварительным смешением газа с воздухом. Инжекция 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.

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 с огнеупорными насадками.

Инжекционная горелка конструкции Казанцева состоит из регулятора первичного воздуха, форсунки, конфузора, смесителя, насадка и пластинчатого стабилизатора (рис. 2).

Рис. 2. Инжекционная горелка Казанцева: 1 – стабилизатор; 2 – насадок; 3 – конфузор; 4 – форсунка; 5 – регулятор первичного воздуха

Регулятор первичного воздуха 5 горелки одновременно выполняет функции глушителя шума, который создается за счет повышенных скоростей движения газовоздушной смеси. Пластинчатый стабилизатор 1 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 приготавливается с небольшим избытком воздуха и поступает в раскаленные огнеупорные каналы, где она интенсивно нагревается и сгорает. Пламя не выходит 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. 3 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 теплоизолирована от керамических призм 8 слоем диатомовой крошки, что сокращает теплоотвод из реакционной зоны.

Рис. 3. Беспламенная панельная горелка: 1 – тоннель; 2 – ниппель; 3 – распределительная камера; 4 – инжектор; 5 – сопло; 6 – регулятор воздуха; 7 – газопровод; 8 – керамические призмы

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.

Наиболее распространены горелки с насадками правильной геометрической формы. Огнеупорные насадки таких горелок состоят из керамических плиток размером 65x45x12 мм. Беспламенные горелки называют также горелками инфракрасного излучения.

Все тела – источники теплового излучения, возникающего за счет колебательного движения атомов. 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. 4).

Рис. 4. Горелки инфракрасного излучения: а – схема горелки: 1 – рефлектор; 2 – керамическая плитка; 3 – смеситель; 4 – сопло; 5 – корпус; 6 – сборная камера; б, в и г – соответственно горелки ГИИ-1, ГИИ-8 и ГК-1-38

Через сопло 4 (рис. 4, 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.

Керамические плитки имеют около 600 огневых цилиндрических каналов, что составляет около 40 % поверхности плиток.

Плитки соединяют друг с другом специальной замазкой, состоящей из смеси шамотного порошка с цементом.

Если инфракрасные горелки работают на газе среднего давления, то применяют специальные плиты из жаропрочных пористых материалов. Вместо цилиндрических каналов у них узкие искривленные каналы, которые заканчиваются расширяющимися камерами сгорания.

При сжигании газа в многочисленных каналах различных насадок происходит нагрев внешних поверхностей каналов до температуры примерно 1000 °С. В результате поверхности приобретают оранжево-красный цвет и становятся источниками инфракрасных лучей, которые поглощаются различными предметами и вызывают их нагрев.

На рис. 4, б – г показаны наиболее распространенные типы инфракрасных горелок. У горелок ГИИ-1 имеются 21 керамическая плитка, рефлектор и распределительная коробка. С помощью горелок ГИИ можно обогревать помещения и различное оборудование. Горелки используют и для обогрева открытых площадок (спортивные площадки, кафе, помещения летнего типа и т. д.).

Горелку ГК-1-38 успешно применяют для подогрева строящихся стен и штукатурки, обогрева людей, работающих в зимних условиях. Горелка может работать на природном и сжиженном газах.

Горелки с принудительной подачей воздуха

В этих горелках воздух, необходимый для сгорания газа, подается в горелку с помощью вентилятора, процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке, газ сгорает коротким и несветящимся пламенем. Горелки с принудительной подачей воздуха часто называют двухпроводными и смесительными, так как в них происходит полное перемешивание газовоздушной смеси.

Наиболее распространенные конструкции этих горелок работают на низком давлении газа и воздуха (рис. 5). Однако некоторые конструкции можно использовать и при среднем давлении газа.

Рис. 5. Горелка с принудительной подачей воздуха низкого давления: 1 – сопло; 2 – корпус; 3 – фронтальная плита; 4 – керамический тоннель

Горелки предназначены для установки в топках котлов и в других агрегатах с небольшим объемом топки, а также в нагревательных и сушильных печах.

Газ давлением до 1200 Па поступает в сопло 1 и выходит из него через восемь отверстий диаметром 4,5 мм. Отверстия расположены под углом 30° к оси горелки. В корпусе 2 горелки устроены специальные лопатки, придающие потоку воздуха вращательное движение. Таким образом, газ в виде мелких струек пересекается в закрученном потоке воздуха и создается хорошо перемешанная газовоздушная смесь. Горелка заканчивается керамическим тоннелем 4, имеющим запальное отверстие.

Основные достоинства таких горелок: возможность сжигания большого количества газа; широкий диапазон регулирования производительности; возможность подогрева воздуха и газа до температур, превышающих температуру воспламенения.

Комбинированные горелки

Такие горелки применяют при:

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

Наибольшее распространение получили газомазутные горелки (рис. 6) 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.

Рис. 6. Комбинированная газомазутная горелка с принудительной подачей воздуха: 1 – мазутная форсунка; 2 – воздушная камера; 3 – завихритель; 4 – трубка выхода газа; 5 – воздушная регулировочная заслонка; 6 – корпус

Жидкостная часть горелки состоит из мазутной головки и внутренней трубки, заканчивающейся форсункой 1. Подача мазута в горелку регулируется вентилем. Воздушная часть горелки состоит из корпуса 6, 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.

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

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

Принцип действия комбинированной пылегазовой горелки с центральной подачей газа иллюстрируется рис. 7. При работе на угольной пыли в топку по кольцевому каналу 4 центральной трубы подается смесь первичного воздуха с угольной пылью, а вторичный воздух поступает в топку через улитку 1.

Рис. 7. Комбинированная пылегазовая горелка с центральной подачей газа: 1 – улитка для закручивания воздушного потока; 2 – наконечник газоподводящих труб; 3 – кольцевой канал для подачи газа; 4 – кольцевой канал для подачи смеси первичного воздуха с угольной пылью

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

В центральной части канала установлена труба с чугунным наконечником 2. В наконечнике 24 косые щели, через которые выходит газ, пересекающийся 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 увеличилась почти в два раза (до 150 м/с).

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 их перемешивание, в результате чего газовоздушная смесь сгорает с минимальными потерями.

Технические характеристики горелок приведены в табл. 1.

Таблица 1. Технические характеристики горелок БГ-Г

номинальной тепловой мощности, не более

избытка воздуха в диапазоне рабочего

регулирования тепловой мощности, не более

Блочные газовые горелки БГ-Г (рис. 8) предназначены для использования в камерах сгорания тепловых агрегатов различного назначения (паровые и водогрейные котлы, печи, асфальтосмесительные установки и т. д.).

Во входной части корпуса 1 расположен воздухозаборник 14, в котором на оси 13 установлена воздушная заслонка 15 с приводом. Привод воздушной заслонки состоит из электромагнита 17 и системы рычагов, связанных с осью заслонки. К корпусу 1 крепится электродвигатель 25, на вал которого насажен центробежный вентилятор 24.

К фланцу корпуса крепится смеситель 8, внутри которого установлен газовый насадок 7 с завихрителем 9 и электродами 20, 27 и 28. К торцу смесителя крепится горловина.

Рис. 8. Горелка блочная газовая БГ-Г: 1 – корпус; 2 – глазок смотровой; 3 – генератор импульсный; 4 – датчик реле давления воздуха; 5 – палец быстросъемный; 6 – провод высоковольтный; 7 – насадок газовый; 8 – переходник (смеситель) с соплом; 9 – завихритель; 10 – кольцо уплотнительное; 11 – прокладка; 12 – разводка газовая; 13 – ось; 14 – воздухозаборник; 15 – заслонка воздушная; 16 – кронштейн; 17 – электромагнит; 18 – пульт управления; 19 – клапан электромагнитный; 20 – датчик ионизационный (электрод контрольный); 21 – вентиль газовый; 22 – датчик реле давления газа; 23 – кран; 24 – вентилятор; 25 – электродвигатель; 26 – реле; 27 – электрод нулевой; 28 – электрод запальный

Для доступа к газовому насадку и подводящим высоковольтным проводам 6 электродов смеситель при помощи двух быстросъемных пальцев 5 может откидываться в одну или другую сторону.

Газовый насадок 7 соединен с газовой разводкой 12, на которой установлена – в зависимости от типоразмера горелки – необходимая газовая арматура. Места соединений газового насадка 7 с газовой разводкой 12 и газовой разводки со смесителем горелки уплотнены уплотнительным кольцом 10 и прокладкой 11.

Управляют работой горелки с пульта управления 18, который крепится к корпусу с помощью кронштейна 16.

Воздух в горелку подается электровентилятором. Количество воздуха, поступающего в зону горения, регулируют воздушной заслонкой 15.

При номинальной тепловой мощности горелки электромагнит обесточен, и воздушная заслонка открыта (положение 0 на лимбе воздухосборника). В режиме «малый огонь» на электромагнит подается питание, он срабатывает, и воздушная заслонка, поворачиваясь на оси, перекрывает воздухосборник (положение 3 на лимбе воздухосборника).

Газ поступает по газовой разводке 12 в газовый насадок 7 и через его отверстия попадает в поток воздуха, закрученный завихрителем 9. Количество газа, подаваемого на горение, регулируют электромагнитными вентилями.

Газовоздушная смесь поджигается искрой, возникающей между запальным электродом 28 и газовым насадком 7 при подаче тока высокого напряжения от импульсного генератора 3.

Давление газа перед горелкой контролируют датчиком-реле 22, а давление воздуха для горения – датчиком-реле 4. Наличие пламени контролируют блоком контроля пламени, расположенным в пульте управления и получающим импульс от датчика контроля пламени 20. Для наблюдения за горением на корпусе горелки имеется смотровой глазок 2.

Режим продувки. Включают электровентилятор, подающий воздух в горелку. Привод обесточен, заслонка 15 полностью открыта, подается максимальное количество воздуха для обеспечения продувки. Электромагнитные вентили на газовой разводке обесточены, что препятствует подаче газа в горелку.

Режим розжига. По окончании продувки горелка переходит в режим розжига: на привод подается питание, он поворачивает ось 13 заслонки 15, уменьшая подачу воздуха для обеспечения розжига горелки. Одновременно включается клапан 19 (на горелках БГ-Г-0,5 и БГ-Г-0,65 включаются два электромагнитных вентиля), подавая газ в горелку, и импульсный генератор 3, подавая высокое напряжение на запальный электрод 28. Искра, возникающая между газовым насадком 7 и запальным электродом 28, поджигает газовоздушную смесь.

Режим розжига горелки одновременно является режимом «малый огонь».

Режим эксплуатации. При нормальном розжиге с появлением пламени и устойчивом горении дополнительно включается электромагнитный вентиль 21, отключается электромагнит 17, обеспечивая максимальное открытие воздушной заслонки 15. Горелка переходит в режим «большой огонь». Тепловую мощность регулируют с помощью регулятора температуры (для паровых котлов – давления пара, который при необходимости подает сигнал на пульт управления для изменения расхода газа и воздуха).

Горелка работает в режиме нормальной эксплуатации с трехступенчатым регулированием тепловой мощности.

Горелка БГ-Г-0,12, в зависимости от варианта изготовления, работает в режиме трехступенчатого или двухступенчатого регулирования.

Настройка пламени газовой горелки

Чтобы качественно настроить горелку газового котла, в первую очередь необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации газового прибора. Далее поговорим, как правильно выполнить запуск и настроить газовую горелку, и в каких случаях необходима регулировка пламени. Но, обо всем по порядку.

Особенности настройки горелки котла

Рекомендуется настраивать пламя горелки, используя газоанализатор. Он показывает сведения о количестве воздуха, который смешивается с газом, а именно уровень кислорода, участвующего в процессе, и количество CO.

Как правило, CO должно быть не больше чем 50 промилле, концентрация кислорода должна быть примерно от 3 до 5%. Если его будет меньше, то вероятнее всего, что газ не будет успевать сгорать, вследствие чего, будет накапливаться много сажи, уровень СО2 будет выше нормы, а КПД оборудования будет снижаться.

Если же воздуха будет больше нормы, то температура бытовой горелки газового котла будет слишком высокой, а это может привести к трагическим последствиям, вплоть до взрыва оборудования.

Чтобы обеспечить максимальную эффективность работы оборудования, убедитесь, что пламя газовой горелки синего цвета. Если оно желтое или сине-оранжевое, значит, необходимо провести регулировку, в противном случае газ будет сгорать не полностью и оставлять много копоти. Это в свою очередь приведет к поломке прибора

Пламя в газовой горелке должно быть синего цвета. Если вы обнаружили, что цвет имеет оранжевый оттенок, значит, попробуйте снизить количество газа. Снижайте до тех пор, пока цвет не станет синего (голубого) цвета. Такой цвет – признак оптимальной работы газового прибора. Главное, не уменьшать подачу топлива до того момента, когда пламя становится почти бесцветным. В этом случае оно очень быстро погаснет.

Настройка стартовой подачи газа необходима только при розжиге и на производительность прибора не влияет. Но при необходимости есть возможность отрегулировать и его. Для начала следует уменьшить стартовую подачу топлива. Уменьшайте до того момента, пока горелка не перестанет включаться. После этого можно повернуть регулятор до тех пор, пока розжиг не возобновится. Более детально о настройке пламени бытовой газовой горелки, можете посмотреть в видеоролике в конце этой статьи.

Также рекомендуем ознакомиться с тонкостями регулировки газового котла.

Когда необходима регулировка пламени?

Газовая горелка атмосферного типа, которая работает без встроенного вентилятора, очень часто выходит из строя, гораздо реже ломается турбированная. Во время длительной эксплуатации прибора, его составные элементы могут сломаться или перестать работать на полную мощность.

Газовый котел напольного типа занимает полезную площадь вашего помещения, поэтому такие отопительные системы подходят для частных домов. Чаще всего для таких устройств выделяют специальное помещение – котельную, в которой устанавливается котел. Настенные котлы экономят пространство, поэтому предпочтительно их устанавливают в квартирах или домах с маленькой площадью

Например, у газового котла могут снизиться показатели эффективности или может наблюдаться уменьшение пламени.

И это может происходить по следующим причинам:

• Большая мощность горелки, установленной для оборудования, которое предназначено для менее мощных горелок. В таком случае для правильного сгорания топлива не хватает места, топливо сгорает неравномерно, что приводит к тому, что на деталях оборудования быстро накапливается нагар.
• Много нагара в дымоходе может плохо влиять на тягу газового котла. Из-за этого последующий вывод продуктов горения очень слабый, воздуха поступает мало, и пламя становится желтого цвета.
• Наличие дефектов горелки – одна из причин снижения эффективности котла, но в таком случае настройка пламени не поможет не исправить проблему.
• Перепады давления при подаче газа тоже могут способствовать образованию копоти и нагара, а это существенно снизит продуктивность оборудования.

Все эти причины могут повлиять на температуру пламени в газовой горелке, в таком случае потребуется ремонт.

Настенные котлы отопления и газовые колонки устанавливают, чаще всего, в многоквартирных домах. Но им также может потребоваться настройка пламени горелки

Преимущества и недостатки

Газовые горелки для отопительных котлов имеют свои положительные и негативные стороны. В числе преимуществ можно отметить следующее:

конструкция прибора очень проста, поэтому в эксплуатации с ней проблем не будет;

• мероприятия по подготовке не особо сложные;
• можно добиться высоких показателей мощности;
• пламя можно регулировать;
• приборы не потребуется чистить;
• элементы горелки дополнительно обслуживать не нужно, после сгорания топлива нагар не остается;
• малая себестоимость.

Но есть у устройства и свои минусы. Например, пополнить топливные запасы естественным путем не получится. Также нельзя перевезти баллоны с газом в общественном транспорте, если появится такая необходимость.

Когда температура будет отрицательной, топливо будет густеть, что негативно скажется на показателе давления. В итоге горелка сломается.

Рекомендации по выбору

При покупке прибора нужно обращать внимание на его мощность. Ее нужно выбирать в зависимости от количества потребителей. Максимальная мощность нужна тогда, когда их порядка 5—6. Если же их будет больше, то потребуется купить несколько устройств.

При выборе конструкции нужно ориентироваться на свои потребности. Одним нужен крупный прибор, а другим важнее скорость приготовления. Чтобы процесс эксплуатации был проще, рекомендуется покупать модель, оснащенную пъезоподжигом.

Можно подумать и о дополнительных конструктивных элементах прибора. Это касается чехла, который станет полезен в случае транспортировки. Можно приобрести также держатель посуды. Еще одним аксессуаром является защита от порывов ветра, позволяющая сэкономить топливо. Не рекомендуется покупать модели, при производстве которых использовался пластик.

Наиболее выигрышным вариантом являются горелки мультитопливного типа. Они имеют мощность 3500 Вт и могут работать как на газе, так и на нефтепродуктах. Желательно, чтобы прибор продавался в комплекте с инструментами для профилактических работ и запчастями для мелкого ремонта.

Советы по эксплуатации

Длительность эксплуатации горелки напрямую зависит от правильности ее использования. Если соблюдать соответствующие правила, то проблем не будет даже у новичков. Обходиться с ней нужно предельно осторожно, поскольку это прибор высокой опасности. Правила применения горелки:

• устанавливается она на ровной поверхности, если расположить ее под наклоном, это можно привести к аварии;

запрещено с ее помощью сушить обувь и одежду;

• если имеется в наличии дополнительный баллон, его нужно беречь от солнца;
• пополнять баллон самостоятельно нельзя, это нужно делать на специальных станциях, газ при этом соединяется с другими добавками в строгих пропорциях;
• во время работы запрещается касаться нагреваемой части прибора, так как можно получить ожог;
• нельзя прикасаться к предохранительным частям прибора;
• эксплуатация допускается в местах с хорошей вентиляцией и на безопасном расстоянии от огнеопасных предметов;
• во время работы запрещено оставлять устройство без наблюдения;
• перед началом работы нужно проверить, насколько правильно соединены топливо и баллон.

За горелкой нужно регулярно ухаживать. В частности, периодически чистить изнутри.

Если это прибор мультитопливного типа, то изнутри он оснащен тонким металлическим тросом, который не только прогревает топливное вещество, но и способствует лучшей чистке. Когда загрязнения обильные, в процессе эксплуатации устройства можно столкнуться со сложностями, поскольку вытащить трос будет сложно. Для этого нужно использовать захват.

Когда имеются проблемы с очисткой прибора, потребуется прогреть топливный трубопровод. Сначала достают трос и выполняют его прогрев, пока тот не раскалится. За счет этого удалится весь скопленный кокс. Если нужна более тщательная чистка, то выкручивается форсунка, а система промывается топливом. В этом случае потребуется специальная игла.

Чистить горелку нужно даже тогда, когда она исправна, так как профилактические мероприятия тоже очень важны. Собирать и разбирать ее нужно очень аккуратно и с использованием инструментов. Нельзя допускать повреждения резьбовых элементов.

Неисправности и самостоятельная починка

Газовая горелка имеет простую конструкцию и ломается очень редко. Но в редких случаях это происходит. Починить ее при этом можно и самостоятельно. К числу наиболее распространенных причин поломок относятся:

• засорение форсунки при заправке устройства;
• вследствие использования кухонной утвари или большой ветрозащиты некоторые детали могут плавиться;
• механические повреждения прибора;
• появление грязи на рассекателе;
• повреждения прокладок, влекущие топливную утечку или шлангов.

Многие горелки китайского производства имеют низкое качество и быстро ломаются. По этой причине нужно выбирать продукцию с оптимальными показателями цены и качества. Очень хороши модели производства Южной Кореи.

Для самостоятельно починки нужно иметь набор специальных инструментов, с их помощью можно демонтировать прибор, чтобы добраться до форсунки. Но есть модели, которые для починки разбирать не потребуется. Чтобы произвести очистку, нужна тонкая проволока или игла. Выбирать их следует так, чтобы в процессе работы детали не повредились.

Иногда нужно форсунку продуть. Но делать это необходимо в сторону, противоположную стороне прохождения газа. Эти действия проводить следует строго по инструкции к устройству.

Более серьезные виды поломок самостоятельно не решить. В этом случае требуется вызывать специалистов. Конечно же, это обойдется человеку в определенную сумму, но лучше заплатить, чем иметь проблемы с газом.

Фото

Устройство и работа горелок для газовых плит

Основная задача газовой горелки — преобразование химической энергии газа в тепловую. Газогорелочные устройства должны быть: надёжны в эксплуатации, регулироваться во время работы, устойчиво работать на разных режимах, устойчивы (длительное время) при включении и выключении; экономичны в работе.

Газовая горелка выполняет подачу газа и воздуха в зону горения, обеспечивая смесеобразование, воспламенение и стабилизацию факела. Общие требования к газовым горелкам определяется по ГОСТ 21204-97.

Независимо от типа все горелки имеют общие конструктивные элементы:

• устройства для подвода газа (сопло) и воздуха (воздуховод);
• смеситель и горелочную насадку со стабилизирующим устройством.

Широко распространена классификация горелок по способу подачи воздуха:

• инжекционные — воздух в которые засасывается за счёт энергии струи газа;
• бездутьевые — воздух у которых поступает в топку за счёт разрежения в ней;
• дутьевые — у которых воздух подаётся в горелку или топку с помощью вентилятора (с принудительной подачей воздуха).

По методу сгорания газа все горелки подразделяются на три группы:

• диффузионные горелки — без предварительного смешения газа с воздухом
• диффузионно-кинетические горелки — с полным предварительным смешением газа с воздухом (рис.0-1 поз.»Б»);
• кинетические горелки — с полным предварительным смешением газа с воздухом.

В бытовых газовых плитах применяют инжекционные горелки с предварительным смешиванием газа с частью воздуха.

В зависимости от типа горелки или условий эксплуатации её конструктивные элементы имеют различное оформление. В некоторых конструкциях горелок отдельные элементы могут отсутствовать или компоноваться в одной детали.

Варочные горелки газовых плит

Все виды газовых плит снабжены горелками стола (варочными горелками). Размещённые (1…4 горелки) на верхней рабочей поверхности плиты (стол плиты), они являются главным органом любой газовой печки.

Во всех конструкциях бытовых газовых плит в качестве варочных конфорок применяются пламенные многофакельные инжекционные горелки низкого давления. Основными элементами таких горелок являются:

• сопло — регламентирующее расход газа при номинальном давлении (номинальной тепловой мощности горелки);
• диффузор-смеситель — где происходит смешение выходящего из сопла газа с инжектируемым первичным воздухом (при надобности диффузор снабжается шиберным устройством для регулирования доступа первичного воздуха);
• корпус горелки — полость, где завершается смешение газа с воздухом.

Корпус горелки снабжён по верхнему краю огневыми отверстиями для вывода газовоздушной смеси в зону сжигания.

Корпус горелки (огневой насадок) — обычно это полая завершающая часть смесителя, размещённая соосно с ним или под углом в зависимости от конструкции горелки и её размещения в плите.

Практика показала, что наилучшие результаты даёт соосное расположение по вертикали. Корпус и огневой насадок при этом выполняются как единая деталь.

Щелевые огневые отверстия, размещённые на верхнем срезе литого корпуса, перекрываются отбуртованной стальной крышкой.

Периферийная кольцевая отбуртовка крышки должна обеспечивать как беглость распространения пламени, так и известную стабилизацию его — защиту от отрыва — за счёт порции газовоздушной смеси, задерживаемой буртиком на выходе из основных огневых отверстий.

Варианты устройства для стабилизации пламени газовых горелок бытовых газовых плит

Защита от проскока пламени достигается приближением живых сечений огневых отверстий к критическим и частичным отводом смеси через дросселирующие отверстия.

Регулирование первичного воздуха на входе в смеситель с помощью шибера с введением стабилизирующих устройств потеряло своё значение и на ряде современных конструкций горелок не применяется.

ВНИМАНИЕ! Верхние горелки газовой плиты имеют одинаковое устройство и стандартные габариты. Отличаются только горелки для работы плит на природном газе и для работы плит на сжиженном газе.

Газовые конфорочные горелки с торцевым регулируемым шибером

На первых моделях газовых плит, работающих на искусственных газах, регулирование первичного воздуха почти не применялось. В новых конструкциях газовых горелок, создававшихся с учётом применения природного и сжиженного газа, были установлены шиберные устройства.

Особенность этих горелок — двусторонний подвод вторичного воздуха — центральный и периферийный. Схема газовой конфорочной горелки с торцевым регулируемым шибером — с периферийным и центральным подводом вторичного воздуха показана на рис.3.

Горелки имеют торцевой шибер — подвижная часть (рис.3 поз.1) для регулирования первичного воздуха, раструб конфузора (рис.3 поз.3) с неподвижной частью шибера (рис.3 поз.2) и распределитель с центральным каналом (рис.3 поз.4) и огневым насадком (рис.3 поз.5) — для двустороннего подвода вторичного воздуха.

Регулятор первичного воздуха (рис.3 поз.1) встроенный в горелку позволяет регулировать его количество в газовоздушной смеси.

Рассекатель горелки (рис.3 поз.5) уменьшает высоту факела пламени и облегчает доступ вторичного воздуха внутрь пламени, что способствует полноте сгорания газа. Корпус её выполняет функцию смесителя воздуха с газом.

Горелки установлены на большинстве старых моделей отечественных газовых плит. К недостаткам горелок относится торцевое расположение шибера, для его поворота горелку надо снимать с плиты.

Газовые конфорочные горелки с горизонтальным шибером

Этот недостаток устранён в горелках С.-Петербургского завода газовой аппаратуры.

Схема газовой конфорочной литой горелки с горизонтальным цилиндрическим или кольцевым шибером для природного газа показана на рис.4.

Горелка («ленинградская») с цилиндрическим или кольцевым шибером (рис.4 поз.1) первичного воздуха размещены на корпусе сопла (рис.4 поз.3). Горелка имеет сменный ниппель (рис.4 поз.6).

Эти горелки по эксплуатационным параметрам были оптимальны до 1979г., а позже сняты с производства.

Регулируемые горелки с горизонтальным трубчатым смесителем.

На базе огневого насадка с верхним пилотным пламенем были разработаны регулируемые горелки с горизонтальным трубчатым смесителем.

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки с горизонтальным трубчатым смесителем и регулируемая по высоте показана на рис.5.

В этих горелках применяется регулирование подсоса первичного воздуха с помощью мундштука- диффузора (рис.5 поз.1).

Особенностью этих горелок, кроме развитого по длине трубчатого смесителя (рис.5 поз.3), является новый способ регулирования подсоса первичного воздуха с помощью мундштука-диффузора. В связи с этим отпала необходимость в регуляторе первичного воздуха.

Горелки с горизонтальным трубчатым смесителем без регулятора первичного воздуха

С введением на конфорочных горелках пилотного пламени регулирование первичного воздуха шибером стало практически нецелесообразным, т.к. это требует каждый раз поднятия стола газовой плиты.

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки с горизонтальным трубчатым смесителем без регулятора первичного воздуха показана на рис.6.

Взамен шибера, регулирующего подсос первичного воздуха, на входном конце трубки-смесителя (рис.6 поз.3) есть два отверстия, которые обеспечивают инжектирование необходимого количества первичного воздуха. Это исключает возможность появления удлинённого коптящего пламени.

Конструкция огневой насадки (рис.6 поз.4) исключает возможность проскока или отрыва пламени.

К конструкции газовой плиты было предъявлено требование по снижению потенциальных неплотностей (при старении уплотняющих прокладок) внутренних газоводов плиты, транспортирующих газ, что обусловило конструкцию горелок с развитым трубчатым смесителем (рис.6 поз.3), берущим начало непосредственно от коллектора плиты (рис.6 поз.7). Это снизило протяжённость разводки газа внутри плиты и уменьшило число соединений в два раза.

Однако конструкция таких горелок также имела ряд недостатков при изготовлении и ухудшала инжекторную способность горелок, особенно для двух задних горелок 4-горелочной плиты, поэтому начиная с 1979г. конструкция данных горелок была снята с производства.

Газовые конфорочные горелки с вертикальным шибером.

В универсальных газовых плитах применена новая модель горелок — вертикальная.

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки с вертикальным цилиндрическим шибером показана на рис.7.

В этих горелках сопло (рис.7 поз.6) и диффузор (рис.7 поз.3) вместе с колпачком-рассекателем огня (рис.7 поз.5) расположены по одной вертикальной оси.

Горелку, вставляемую в цилиндрическую выточку корпуса (рис.7 поз.3), снимают через круглое отверстие в столе плиты.

Для обеспечения полноты сжигания газа изменена конструкция огневого насадка (рис.7 поз.4) — распределителя горелки, что значительно улучшает подвод вторичного воздуха к факелам и предотвращает их слияние.

Газовые конфорочные вертикальные горелки с пилотным пламенем.

Введение кольцевого пламени исключило отрыв пламени, а уменьшение ширины щелей снизило вероятность проскока пламени. На базе огневого насадка были разработаны регулируемые горелки с верхним пилотным пламенем.

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки с вертикальным шибером-мундштуком показана на рис.8.

Горелку, вставляемую в цилиндрическую выточку корпуса (рис.8 поз.3), снимают через круглое отверстие в столе плиты.

Для обеспечения полноты сжигания газа конструкция огневого насадка (рис.8 поз.4) — распределителя горелки изменена. Огневой насадок выполнен как одно целое со смесителем и размещён вертикально по оси сопла.

Диффузор (рис.8 поз.3) насаживают на шибер-мундштук (рис.8 поз.1) с подачей газа в горелку через вертикальный ниппель-сопло (рис.8 поз.6), что значительно улучшает подвод вторичного воздуха к факелам и предотвращает их слияние. Ниппель сопла укреплён на резьбе в корпусе, к которому по алюминиевой трубке подаётся газ.

Особенностью этих горелок, является новый способ регулирования подсоса первичного воздуха с помощью мундштука-диффузора (рис.8 поз.1). В связи с этим отпала необходимость в регуляторе первичного воздуха.

Газовые конфорочные вертикальные горелки для плит повышенного класса

Для плит повышенного класса применяется горелка, разработанная Воронежским механическим заводом (рис.9).

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки с вертикальным шибером-мундштуком для плит повышенного класса показана на рис.9.

Горелка имеет огневой насадок (рис.9 поз.4) с двумя рядами огневых отверстий, расположенных в шахматном порядке. Верхний ряд служит для создания основного пламени, нижний — для малого пламени стабилизирующего назначения.

Смесительная часть горелки (рис.9 поз.3) удлинена за счёт продолжения канала в корпусе регулятора (рис.9 поз.1).

На рис.10 показана горелка стола газовой плиты производства французской фирмы «ЭНСА», применяемая для газовых плит ПГ4-П-14, выпускаемых Брестским ЗГА.

Схема газовой унифицированной конфорочной горелки без шибера-мундштука для плит повышенного класса показана на рис.10.

Горелка имеет огневой насадок (рис.10 поз.4) с круглыми огневыми отверстиями и кольцевое стабилизирующее пламя, размещённое под основным пламенем и питаемое через малые отверстия в основании крышки (рис.10 поз.5).

Горелки для духовых шкафов напольных газовых плит

Духовой шкаф или просто духовка в напольных плитах является непременной их принадлежностью и призвана обеспечивать выпечку различных изделий из теста, тушение пищи, обжаривание мяса и птицы и т.п.

Процессы выпечки различных изделий, жарения и разогрева пищи в духовом шкафу с газовой горелкой протекают за счёт конвективной передачи теплоты потокам циркулирующих в полости шкафа горячих продуктов сгорания газа и воздуха.

Конструкция духового шкафа газовой плиты должна обеспечивать нагрев запекаемого изделия потоком циркулирующих газов со всех сторон.

Для этого подовая горелка духовки размещается под её дном, а потоки горячих продуктов сгорания и нагретого воздуха направляются так, чтобы они омывали противень. Тепловая мощность горелок духовки зависит от объёма духовки.

Схемы циркулирующих потоков горячих газов в духовых шкафах для старых и современных напольных плит показаны на рис.11.

В конструкциях плит ранних моделей потоки горячих газов из духового шкафа направлялись к верхней части духового шкафа и, омывая стенки шкафа снаружи, опускались до выхода через отверстие в боковых стенках плиты.

Трубчатые инжекционные горелки расположены по боковым сторонам духового шкафа перед смотровыми окнами около дверцы. Нерегулируемые форсунки установлены в задней части духового шкафа. Площадь сечения сопла этих форсунок и, следовательно, пропускная способность больше, чем форсунок верхних горелок.

Регуляторы первичного воздуха в ранних конструкциях духовых шкафов установлены с задней стороны духовки, что позволяет регулировать горелки в таких духовках без опасности ожогов руки. В настоящее время газовые плиты выпускают преимущественно с неповоротными горелками.

Подводящие газовые трубки отходят от одного крана на рампе (передней панели), поэтому при открывании крана газ идёт сразу в обе горелки духового шкафа. Устройство крана духового шкафа аналогично устройству кранов верхних горелок.

Отверстия для вторичного воздуха расположены с боков и снизу духового шкафа, они облегчают доступ вторичного воздуха к пламени и циркуляцию горячего воздуха между стенками духового шкафа.

Биметаллический указатель температуры смонтирован в верхней части духового шкафа. При нагреве спираль из биметалла начинает вращаться, поворачивая ось со стрелкой, которая показывает температуру в духовке.

Варианты горелок для духовых шкафов напольных бытовых газовых плит показаны на рис.12.

Горелки (рис.12 поз.1-2) использовались на старых моделях плит ленинградского производства. Они были раздельными, устанавливались параллельно с каждой стороны пода духовки, были съёмными и питались газом от общего газопровода плиты и общего крана.

Трубчатые П-образные горелки (рис.12 поз.3) и штампованные горелки (рис.12 поз.4) применялись для плит московского производства.

Спиральные горелки (рис.12 поз.5) пришли на смену парным горелкам (рис.12 поз.1) на плитах ленинградского производства.

В современных конструкциях плит высшего класса духовой шкаф снабжается дополнительно жарочной горелкой, размещённой в верхней части шкафа. Таким образом, пища подвергается обработке потоком лучевой теплоты, направленной на неё сверху.

В газовых плитах повышенного класса иногда устанавливают вторую, жарочную горелку «грилл», располагая её в верхней части полости духовки. Иногда в духовках устанавливают горелки, в которых источником излучения являются специальные металлические сетки. На всех унифицированных плитах отечественного производства устанавливают дисковые штампованные горелки с пилотным пламенем. Дисковые горелки унифицированных плит собирают из двух штампованных дисков.

Схема дисковой штампованной горелки для духовых шкафов напольных унифицированных газовых плит показана на рис.13.

На отогнутой кромке одного из дисков (нижнего) образованы прямоугольные огневые отверстия. Верхний диск (рис.13 поз.5) снабжён отбуртовкой, обеспечивающей кольцевое стабилизирующее (пилотное) пламя, расположенное над огневыми отверстиями горелки.

Основная горелка духового шкафа плиты ПГ4-II-14 оборудована термопарой и трубкой розжига. Жарочная горелка, подвешиваемая в самом верху духового шкафа, оборудована излучателем и экраном излучателя.

Жарочные горелки, встроенные в духовку или устанавливаемые над плитой, работают по принципу теплового, или инфракрасного, излучения. Здесь используется свойство инфракрасного излучения поглощаться поверхностью тела и даже проникать внутрь облучаемого тела на небольшую глубину, повышая его температуру, качество жарения при этом повышается. Именно поэтому для жарения мясных продуктов предпочтительнее использовать горелки инфракрасного излучения.

Однако надо заметить, что горелки инфракрасного излучения обеспечивают полноту сгорания только при работе в среде с нормальным содержанием кислорода, иначе происходит избыточное выделение продуктов неполного сгорания, в том числе и оксида углерода. Следовательно, их эффективное использование требует интенсивной вентиляции.

Правила производства и приёмки работ по газоснабжению и внутренним устройствам, работы по эксплуатации, реконструкции, капитальному ремонту и расширению сетей газораспределения, газопотребления и объектов сжиженных углеводородных газов (СУГ), потребителей, использующих газ в качестве топлива, а также требования к безопасности систем газоснабжения определяются требованиями СНиП 42-01-2002 — «Газораспределительные системы», а также правилами ПБ 12-609 и ОСТ 153-393-052-2003.

Регламент о безопасности сетей газораспределения и газопотребления регулируется Федеральным законом от 30.12.2009г. № 384-ФЗ «Технический регламент о безопасности зданий и сооружений», а также требованиями СНиП 2.04.08-8 «Газоснабжение».

Материалы и технические изделия, предусматриваемые в проектах систем газоснабжения, должны быть экономичными, надёжными и соответствовать требованиям государственных стандартов или технических условий, утвержденных в установленном порядке и прошедших государственную регистрацию в соответствии с ГОСТ 2.114-70.

Устройство газовой горелки, особенности запуска и настройки пламени + нюансы разборки и хранения

Каждый владелец квартиры или частного дома, где установлено газовое оборудование для отопительной системы, сталкивался с проблемами, связанными с его настройкой или перебоями в работе, не так ли? Чтобы обеспечить правильную работу отопительной системы, необходимо знать нюансы работы газовых приборов и особенности их настройки, а вся эта информация собрана в данной статье.

Также в этой публикации собрана исчерпывающая информация о видах и устройстве газовой горелки. Кроме этого вы найдете информацию о настройке пламени в газовых горелках и основных причинах, по которым ваше оборудование дает сбои или вовсе не работает.

Устройство горелки и ее разновидности

Все отопительные котлы отличаются между собой по типу топлива, которое в них применяется. Самым доступным, конечно же, является газ. Этот вид топлива наиболее распространенный и от него меньше всего отходов горения. При этом уровень КПД достаточно высокий.

А стандартная газовая горелка – это основной элемент в отопительной системе, который осуществляет подачу и розжиг топлива в газовом котле. Именно об устройстве и принципе работы горелки мы подробно поговорим далее.

Как устроена и работает газовая горелка?

Газовая горелка предназначена для того, чтобы подавать горючую смесь вместе с воздухом, далее эти компоненты смешиваются в камере сгорания. Дальнейший процесс заключается в том, чтобы поддерживать равномерное горение топлива.

Принцип работы предположительно разделим на такие этапы:

• подготовка;
• соединение;
• горение.

Так, сначала все необходимые составляющие горючей смеси проходят подготовительный процесс. Они набирают определенную скорость, температуру и нужное направление движения частиц. Далее топливо совмещается с воздухом и попадает в камеру сгорания топлива. После этого происходит его возгорание.

Основные конструкционные элементы газовой горелки рассмотрены на схеме, приведенной ниже.

Что касается возможных поломок горелки и безопасности использования газового оборудования при этом, то производители котлов не забыли учесть этот момент. Так, во всех современных котлах есть дополнительные конструктивные элементы, которые обеспечивают более безопасную работу и автоматическую остановку при поломке горелки или прочих аварийных ситуациях.

Когда некоторые элементы оборудования выходят из строя, то в случае их поломки прибор самостоятельно отключается.

Есть модели, в которых розжиг происходит путём подачи искры от электрического пьезоэлемента. Но и в таких котлах также есть составляющие элементы, которые способны обеспечить безопасность использования оборудования в случае поломки газовой горелки или при прочих неисправностях.

Чтобы при розжиге горелки не возникали проблемы, важно своевременно проводить ТО. Обязательную проверку и обслуживание газового котла необходимо выполнять перед отопительным сезоном, но не реже чем один раз в год.

Основные виды горелок для газового котла

Для максимальной эффективности работы отопительной системы в частном доме в газовый котел устанавливают горелку. Подобное оборудование облегчает регулирование процессов горения в системе. Вследствие этого топливо равномерно сгорает.

Горелки по принципу работы делят на:

• инжекционные;
• турбированные;
• комбинированные.

Инжекторный (инжекционный) тип газовых горелок – составная часть газового котла. Она работает таким образом, что воздух проникает в рабочую зону путем инжекции. Чтобы равномерно поддерживать процесс горения, окислитель поступает в резервуар под определенным давлением и смешивается с газообразным топливом.

Этот тип прибора предназначен исключительно для работы с природным газом. Для другого типа газа, например, сжиженного, необходимо устанавливать дополнительные элементы.

Второй тип горелок (турбированный) работает по другому принципу. Здесь воздух поступает в рабочую зону и смешивается с горючим топливом при помощи вентилятора. Благодаря системе управления можно регулировать скорость вращения лопастей, тем самым регулировать подачу окислителя. Такое устройство позволяет качественно повысить КПД котла.

Несмотря на шум, который доносится от вентилятора, такие приборы довольно эффективны, а нежелательные звуки можно устранить путем установки дополнительных шумоподавляющих приспособлений. Они более производительные. Но, как известно, турбины часто выходят из строя при несоблюдении правил эксплуатации.

Но, есть и горелки комбинированного типа. Они также предназначены для котлов и работают не только на газу, но и на других видах топлива. Для таких систем отопления не нужны дополнительные конструктивные элементы, так как они установлены изначально. Эти виды оборудования стоят намного дороже.

Также горелки разделяют на промышленные и бытовые. Разницы между их принципом работы практически нет.

Но, несмотря на различия в устройстве газовых горелок, все они предназначены для качественного сжигания топлива.

Настройка пламени газовой горелки

Чтобы качественно настроить горелку газового котла, в первую очередь необходимо руководствоваться инструкцией по эксплуатации газового прибора. Далее поговорим, как правильно выполнить запуск и настроить газовую горелку, и в каких случаях необходима регулировка пламени. Но, обо всем по порядку.

Особенности настройки горелки котла

Рекомендуется настраивать пламя горелки, используя газоанализатор. Он показывает сведения о количестве воздуха, который смешивается с газом, а именно уровень кислорода, участвующего в процессе, и количество CO.

Как правило, CO должно быть не больше чем 50 промилле, концентрация кислорода должна быть примерно от 3 до 5%. Если его будет меньше, то вероятнее всего, что газ не будет успевать сгорать, вследствие чего, будет накапливаться много сажи, уровень СО₂ будет выше нормы, а КПД оборудования будет снижаться.

Если же воздуха будет больше нормы, то температура бытовой горелки газового котла будет слишком высокой, а это может привести к трагическим последствиям, вплоть до взрыва оборудования.

Пламя в газовой горелке должно быть синего цвета. Если вы обнаружили, что цвет имеет оранжевый оттенок, значит, попробуйте снизить количество газа. Снижайте до тех пор, пока цвет не станет синего (голубого) цвета. Такой цвет — признак оптимальной работы газового прибора. Главное, не уменьшать подачу топлива до того момента, когда пламя становится почти бесцветным. В этом случае оно очень быстро погаснет.

Настройка стартовой подачи газа необходима только при розжиге и на производительность прибора не влияет. Но при необходимости есть возможность отрегулировать и его. Для начала следует уменьшить стартовую подачу топлива. Уменьшайте до того момента, пока горелка не перестанет включаться. После этого можно повернуть регулятор до тех пор, пока розжиг не возобновится. Более детально о настройке пламени бытовой газовой горелки, можете посмотреть в видеоролике в конце этой статьи.

Также рекомендуем ознакомиться с тонкостями регулировки газового котла.

Когда необходима регулировка пламени?

Газовая горелка атмосферного типа, которая работает без встроенного вентилятора, очень часто выходит из строя, гораздо реже ломается турбированная. Во время длительной эксплуатации прибора, его составные элементы могут сломаться или перестать работать на полную мощность.

Например, у газового котла могут снизиться показатели эффективности или может наблюдаться уменьшение пламени.

И это может происходить по следующим причинам:

• Большая мощность горелки, установленной для оборудования, которое предназначено для менее мощных горелок. В таком случае для правильного сгорания топлива не хватает места, топливо сгорает неравномерно, что приводит к тому, что на деталях оборудования быстро накапливается нагар.
• Много нагара в дымоходе может плохо влиять на тягу газового котла. Из-за этого последующий вывод продуктов горения очень слабый, воздуха поступает мало, и пламя становится желтого цвета.
• Наличие дефектов горелки — одна из причин снижения эффективности котла, но в таком случае настройка пламени не поможет не исправить проблему.
• Перепады давления при подаче газа тоже могут способствовать образованию копоти и нагара, а это существенно снизит продуктивность оборудования.

Все эти причины могут повлиять на температуру пламени в газовой горелке, в таком случае потребуется ремонт.

Рекомендации по хранению и разборке

Все газовые приборы требуют бережного обращения и соблюдения правил безопасной эксплуатации. Поэтому не рекомендуется самовольно устранять неисправности или выполнять разборку горелки и самого газового котла.

Для того чтобы избежать аварийных ситуаций, а также для обеспечения правильной и эффективной работы устройства, лучше всего обратиться в газовую компанию, с которой у вас заключен договор на ТО. Вызов специалиста будет самым разумным решением, ведь цена вашей жизни и жизни окружающих людей, намного выше, чем обращение к специалисту.

Что касается хранения бытовых газовых горелок, так тут все просто. Их необходимо хранить в сухом и проветриваемом помещении, чтобы избежать коррозии металлических частей.

Для хранения самого котла, необходимо убедится, что на выходах для подключения труб отопления отсутствуют заглушки.

Также нужно удостовериться, что внутри отсутствует вода. Если не слить воду, то резервуар поржавеет и котел будет непригоден к использованию.

Выводы и полезное видео по теме

Советуем посмотреть тематическое видео по настройке пламени в газовой горелке. В данном видео, рассказывается об основных проблемах газовой горелки, когда требуется настройка пламени.

Посмотрите следующий видео ролик, в котором подробно рассказаны основные причины, по которым ваша газовая горелка работает не должным образом, или вовсе перестала разжигаться. Самая распространенная причина — накопление большого количества сажи, которая образовывается от неполного сгорания газа:

Старайтесь правильно пользоваться собственным оборудованием, если запуск горелки газового котла происходит с какими-то перебоями, значит нужно срочно выполнить диагностику и выяснить причину перебоев, в противном случае прибор может навредить вашему имуществу или жизни.

Также стоит помнить о хранении и транспортировке газовых горелок. Для этого необходимо изучить правила эксплуатации, которые написаны в документации. Такие документы должны входить в комплект при покупке оборудования. В любом случае, при выяснении каких-то неисправностей, срочно обратитесь в газовую службу или надежным специалистам, которые помогут вам решить сложившуюся ситуацию.

Хотите дополнить изложенную выше информацию полезными сведениями по теме статьи? Или желаете поделиться с другими пользователями собственным опытом настройки бытовой газовой горелки? Пишите свои комментарии, делитесь опытом, участвуйте в обсуждении — форма обратной связи расположена ниже.