Газовые горелки нашли широкое применение в жилых домах, коммерческих организациях и промышленных предприятиях. Они образуют пламя путем смешивания кислорода и топлива, что позволяет эффективно и относительно недорого обогревать помещения. В нашей статье мы подробно рассмотрим принцип работы газовой горелки, какие бывают виды оборудования и как правильно его настроить.
Устройство газовой горелки
Работа оборудования основана на подаче топлива. В камере происходит смешивание газа с воздухом, после чего топливная смесь направляется к специальным отверстиям. На данной стадии происходит поджигание газа искрой, которая появляется за счет электрического импульса.
В моделях с электрическим розжигом существует два компонента, отвечающих за появление и контроль пламени. Термопара обеспечивает поступление газа. При отказе данного устройства, возникают перебои с подачей топлива или мгновенное затухание пламени. Вторым компонентом служит пъезоэлемент, являющийся источником искры для розжига. Поэтому при отсутствии огня, неисправность котла в основном связана с одним из этих узлов.
Чтобы избежать отказа и продлить срок службы оборудования, необходимо регулярно проводить ТО. Плановое обслуживание потребуется один раз в год или перед началом отопительного сезона.
Виды газовых горелок
По воздухоподаче агрегаты бывают трех видов:
- Дутьевые. Подача воздуха происходит в принудительном режиме с помощью вентилятора;
- Бездутьевые. Кислород направляется в камеру сгорания за счет разрежения под воздействием дымососа или дымовой трубы. Данное оборудование ставят на выходе газового тракта обогревательного прибора;
- Инжекционные. Захват воздуха происходит благодаря скорости истечения газовой струи из сопла.
По принципу работы различают три типа горелок: инжекционные, диффузионные и комбинированные. По назначению устройства бывают бытовыми и промышленными. Они имеют практически одинаковую конструкцию. Отличаются только размерами, мощностью и расходом горючего. Далее подробно рассмотрим конструктивные особенности и общий принцип работы горелки каждого типа.
Инжекционные
Ключевым элементом выступает инжектор, который всасывает кислород в горелку из окружающей среды. Данные устройства делятся на два подвида:
- С неполной инжекцией воздуха. На горение направляется только определенная часть воздуха, необходимого для получения пламени. Остальной кислород захватывается из окружающего пространства. Работают горелки на низком давлении. Они получили широкое применение в быту, на предприятиях общепита и в коммунальных организациях. Популярность моделей связана, в том числе, с наличием функции саморегулирования. Ее присутствие позволяет оптимизировать соотношение газа и кислорода при стабильном газовом давлении;
- С предварительным смешением газа и кислорода. Подача воздуха для сгорания топлива достигается за счет высокого давления газа. Оборудование функционирует в диапазоне давления 5000 Па…0,5 МПа. Модели нашли широкое применение в бытовых котлах и системах обогрева промышленных печей. Изделия образуют факел со слабым свечением, что приводит к снижению количества радиационной теплоты, воздействующей на нагреваемые поверхности. Для ее повышения используются теплые тела (вторичные излучатели), излучающие теплоту на поверхности. Эти элементы имеют огнеупорные стенки и перегородки с отверстиями, предусмотренные на магистрали, по которой перемещаются продукты сгорания.
Инжекторные горелки рассчитаны на работу исключительно с природным газом. Если хотите использовать другой тип газа (например, сжиженный), оборудование нужно комплектовать дополнительными приспособлениями.
Многие современные модели отличаются беспламенным горением. Малое свечение факела нивелируется излучением, создаваемым раскаленными огнеупорными материалами. Они контактируют с незначительным избытком воздушных масс, что приводит к сгоранию. Пламя всегда находится внутри канала. Хоть устройство и называют беспламенным, но пламя все же присутствует. Подогрев топливной смеси происходит за счет раскаленных стенок канала. Работа горелки сопровождается образованием зон задержки горячих продуктов сгорания – они появляются рядом с плохо обтекаемыми телами и на участках, где расширяются каналы. Преимуществом беспламенных горелок является высокое КПД за счет полного сгорания газа, возможность сжигания топлива при незначительных убытках воздуха и достижение высоких температур.
Диффузионные
Рассмотрим подробнее назначение устройство и принцип работы горелок данного типа. Кислород для сгорания топлива поступает из окружающей среды к фронту факела. Это происходит посредством диффузии. Сначала подается газ в чистом виде, а затем смешивается с кислородом за пределами горелочного устройства. Поэтому модели имеют второе название – внешнего смешения.
Агрегаты простой конструкции представлены в виде трубы, где проделаны отверстия. Расстояние между ними подбирается исходя из скорости движения пламени между отверстия.
В промышленности обычно используются подовые щелевые модели. Это труба диаметром не более 50 мм, где имеются отверстия маленького диаметра, просверленные в два ряда. В кирпичном канале, который выглядит как щель в поде котла, устанавливают коллектор. Отсюда устройство и получило свое название.
Комбинированные
Получили свое названия из-за сочетания газа с другими видами топлива. Различают два типа: газоугольные и газомазутные. Второй вариант более востребован и оснащается принудительной воздухоподачей с использованием дутьевого вентилятора. Топливная смесь формируется непосредственно в аппарате, а процесс образования заканчивается в топочной камере, в результате чего образуется короткое и несветящееся пламя. Такая конструкция обеспечивает подачу топлива как на среднем, так и высоком давлении.
Комбинированные модели более эффективные, чем при отдельном использовании газовых и мазутных или газовых и пылеугольных агрегатов. Они применяются только в котлах большой мощности, когда нужно одновременно сжигать несколько видов топлива. Это необходимо в следующих случаях:
- Наличие перебоев в газоснабжении или подача газа под низким давлением;
- Требуется оперативный перевод оборудования на резервное топливо;
- Котел не способен обеспечить оптимальный температурный режим из-за низкого качества газа;
- Ночная оптимизация суточного потребления газа.
Горелки с принудительной подачей воздуха
Конструкции отличаются наличием вентилятора, который нагнетает кислород для сгорания топлива. Газовоздушная масса формируется в горелке, а весь процесс заканчивается в топке. Процесс горения сопровождается несветящимся пламенем.
Большинство моделей функционируют при низком давлении кислорода и газа, но некоторые устройства рассчитаны на средние показатели. Обычно их применяют в топочных камерах котлов и прочих агрегатах, имеющих малый объем топки. Возможно применение в сушильных печах.
Как настроить пламя газовой горелки?
Важно знать не только устройство и принцип работы горелок, но и правила их настройки для безопасной работы. Регулировка выполняется для повышения эффективности оборудования. Ее снижение может произойти по ряду причин:
- В котле установлена горелка слишком высокой мощности, что становится причиной неравномерного сгорания газа и образования нагара;
- Много сажи на стенках дымохода затрудняет высвобождение продуктов горения, в результате чего пламя приобретает нехарактерный желтый цвет;
- Повреждение горелки, что решается заменой устройства;
- Накопление копоти и нагара, вызванное разностью давление в момент подачи газа.
Вы сможете настроить горелку самостоятельно при помощи газоанализатора. Аппарат отображает количество кислорода, которое смешивается с топливом, и объем CO. Второй показатель не должен превышать 50 промилле, а пропорция воздуха в смеси – в диапазоне 3%…5%. При меньшем количестве кислорода существует высокий риск того, что устройство не будет успевать сжигать газовоздушную смесь. Это приведет к оседанию сажи и снижению КПД. При большом объеме воздуха, агрегат будет разогревать до сверхвысоких температур. Это станет причиной пожара и неблагоприятных последствий.
Для поддержания оптимальной работоспособности устройства, постоянно следите за тем, чтобы пламя имело синий цвет. Если огонь сине-оранжевый или желтый, срочно отрегулируйте агрегат. Например, уменьшите подачу газа до того момента, пока пламя не приобретет синий цвет. Главное не снижать его до состояния, когда пламя будет бесцветным, поскольку в этом случае огонь быстро погаснет.
Стартовую подачу топлива нужно настраивать исключительно при розжиге, она никак не сказывается на производительности оборудования. Чтобы отрегулировать параметр, снижайте стартовую подачу до тех пор, пока горелка не перестанет включаться. Затем необходимо повернуть регулятор до момента возобновления розжига.