Газовые горелки: классификация, характеристики и особенности. Газовые горелки, классификация и характеристики Газовые горелки по принципу смесеобразования делятся на


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

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

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

2 А. с. Иссерлин

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

1. В зависимости от области применения газовые горелки подразделяют на два основных типа:

а) газовые смесеобразователи общего назначения, когда их можно устанавливать на большинстве печей, топок и других огневых установках;

б)горелки специального назначения, когда их устанавливают только в определенной конструкции печи или огневой установки и практически исключается установка их на других конструкциях.

2.В зависимости от теплотворности сжигаемого газообразнога продукта горелки можно подразделить на следующие типы:

а)для сжигания газов низкой теплотворности (Q* = 8 МДж/м3);

б)для сжигания газов средней теплотворности = 8-20 МДж/м3);

в)для сжигания газов высокой теплотворности ((?g = 20 МДж/м3).

3.По способу подвода воздуха, необходимого на горение, горелки можно подразделить на следующие типы:

а) диффузионные, когда воздух притекает к пламени из окружающей атмосферы;

б)инжекционные, когда воздух засасывается в горелку;

в)дутьевые, когда воздух в горелку нагнетается.

4.В зависимости от давления газы, поступающие в горелку, можно подразделять на следующие типы:

а)низкого давления (до 0,005 МПа);

б)среднего давления (от 0,005 до 0,3 МПа);

в)высокого давления (выше 0,3 МПа).

5.Газовые горелки могут быть комбинированными, если в них предусмотрена возможность сжигания дополнительного вида топлива.

Горелки без предвар смешения газа с возд. В дифф горелки возд, необх для сгорания газа, пост-т из орк-го пространства к фронту факела за счет дифф. Прим-ся в бытовых приборах. Газ подается в горелку без примеси первичного возд и смешивается с ним за пределами горелки => горелки внеш смешения. Предст собой тр с высверленными отверстиями. Расст м/у отверстиями выбир-ся с учетом ск-ти распростр-я пламени от одного отверстия к др. К пром горелкам дифф типа отн-ся подовые щелевые горелки. Предст собой тр d=50мм, в iй просверлены отверстия d=4 в 2 ряда. Коллектор горелки размещ-ся над колосниковой решеткой в кирпичном канале. Канал предст собой щель в поде котла – подовое щелевые. Из горелки газ выходит в топку, куда из-под колос-й решетки пост-т возд. Газовые струйки направл-ся под углом к потоку возд и равномерно распред-ся по его сечению. Процесс смешения газа с возд осущ-ся в спец щели, сделанной из огнеупорного кирпича. Колосниковая решетка заклад-ся огнеупорным кирпичом, оставляют несколько щелей, в i-х размещ-ся тр с просверленными отверстиями для выхода газа. Возд под колос-ю решетку подается вент-м или в рез-те разрежения в топке.Горелки с недоверш предвар смеш газа с возд . Процесс смесеобраз нач-ся в самой горелке и акт-но завер-ся в топочной камере. В топку газовозд смесь поступает част-но приготовленной. Горелки сост-т из сист раздельной подачи газа и всего возд, необх-го для горения, устр-ва в iм нач-ся процесс смесеобраз-я. Процессом смешения в топке упр-т смесительное устр-во горелки. Такие горелки наз турбулентного смешения или смесительными. Интенсификацию процесса смесеобразования достиг закручиванием потока возд: напр-ми лопатками, улитками, подачей газа в виде мелких струй под углом к потоку газа, расчленением потоков газа и возд на мелкие потоки. «+» возм-ть сжиг big колич газа при срав-но небольших габаритах горелки; широкий диапазон регул-я произ-ти горелки; возм-ть подогрева газа и возд до t-р превыш-х t-ру воспламенения; срав-но легкая возм-ть выполнения конструкций с комбин-ми сжиг-м топл (газ-мазут, газ- угольная пыль) «-» принуд подача возд, сжиг газа с меньшими объемными тепловыми напряжениями; сжиг газа с хим неполнотой большей чем при кинет горении. Данные горелки прим-ся для обогрева пром печей, котлов.Горелки предвар-го смеш-я газа с частью возд необх-го для горения. Здесь первичное смешение осущ-ся у горелок атмо-го типа. Первичный возд засасывается струей газа в эжектор, где протекает смесеобразование, т.о. горелки одновременно явл-ся эжекционными. Газовозд-я смесь выходит из горелки со ск-тью обесп-щей устойч-е горение. Вторич возд подсасывается к пламени непосредственно из атмосферы окр ср. Головка горелки имеют форму коллектора с большим числом выходных отверстий. Для обесп-я стабильной подачи первич и вторич возд топки с атм-ми горелками обычно обор-ся тягопрерывателями. «+»: Простота конструкции, Возм-ть работы на низк давл газа; Отсутствие необх-ти подачи возд под давл, Возм-ть полного сжигания газа, устойчивая работа горелки в широком диапазоне изменения нагрузок. Бесшумность раб.Надёжность и простота экспл. Такие горелки прим-ся в бытовых приборах, чугунных котлах и т д.Горелки предварительного смешения газа с воздухом . Процесс смесеобразования начинается в самой горелке и завершается в топочной камере. В тонизируешем газовоздушная смесь поступает частично подготовлена. Горелки состоят из систем раздельной подачи газа и систем воздуха необходимого для горения. Устройство в котором начинается процесс смеси образования воздуха с газом управляет горелки турбулентного смешения или смесительного. Дос-ва=вохм-ность сжигания газа большего объема при сравнит-но небольш разм-рах гор-ки,широкий диапазон регулирования горелки,возможность подогрева газа и воздуха до темпер.Превышающих темпер-ру воспламенения.Нед-тки=сжигания газа с хим.неполнотой больше чем при использоваании горелки,данные горелки имеют производит-ть 60квт-60 мвт,примен-ся в пром печи котлы.



Горелки полного предварительного смешения газа с воздухом .

Бывают 2 типов: с огнеупор-и насадками и безогнеупор-х насадок но с металл-ми насадками. Исполь-з для прогрева промыш-х печей и производ-х отоп котлов. Производ-ь горелки до 2МВт. Оно связано: с ложностью борьбы с проскоком пламени при больших диаметрах кратера горелки; производ-ь смесителей им-х большую производ-ь. Для увелич-я кол-ва радиац тепла передав-о поверх-м нагрева примен-т вторичные излучатели. Это тв тела к –рые воспринимают тепло от продуктов сгорания и излуч его на тепловосприним-е поверхности. Здесь исполь-т огнеупор-е стенки каналов и туннелей, своды и стенки топок спец дырчатые перегородки устан-е на пути движ газов. У большин-ва горелок полного предварит-го смешения приготовление однородной газовоздуш-й смеси осущ-ся с помощью эжекционных смесителей. Эжекторы просты по констру-и надежны в экспл-и, обычной раб средой яв-ся горюч газ.

1. По способу смешивания газа с воздухом горелки подразделяются на три группы:

· Горелки без предварительного смешивания газа с воздухом, газ и воздух подаются в топку (зону горения) раздельно – диффузионные горелки .

· Газовые горелки, в которых происходит частичное смешивание газа с воздухом. В этих горелках газ с воздухом смешивается как в горелке, так и в рабочем пространстве топки, происходит это одновременно с процессом горения – инжекционные горелки низкого давления .

· Горелки полного смешивания, внутри которых происходит перемешивание газа с воздухом, т.е. предварительная переработка газовоздушной смеси до выхода её из горелки в зону горения – инжекционные горелки среднего давления и смесительные.

2. По устройству:

· Диффузионные;

· Инжекционные;

· Смесительные;

· Комбинированные.

3. По давлению:

· Низкого давления (газ до 500 мм в.ст., воздух до 100 мм в.ст.);

· Среднего давления (газ 500-15000мм в.ст., воздух 100-300 мм в.ст.)

4. В зависимости от истечения газовоздушной смеси:

· Однофакельные – в которых смесь выходит через одно отверстие;

· Многофакельные – смесь выходит через большое количество отверстий.

Диффузионные горелки

У диффузионных горелок (атмосферные), газ и воздух поступает в топку раздельно и смесеобразование происходит за счет диффузии (медленного проникновения одного вещества в другое) при их соприкосновении. Они представляют собой заглушенный в торце отрезок трубы диаметром 50-70 мм, возле которого просверлено два ряда отверстий в шахматном порядке диаметром 0,5-3мм, с расстоянием (шагом) 4-16 диаметр отверст. Ряды отверстий расположены под углом 60-120 о. Количество отверстий зависит от производительности линии.

Воздух поступает в топку из окружающего пространства вследствие разряжения, создаваемого дымовой трубой и инжектирующего действия газовой струи. Газ поступает под давлением внутрь горелки, выходит через горелочные отверстия в топку, смешивается с окружающим воздухом и сгорает в виде отдельных маленьких факелов. При небольшой тепловой нагрузке струйки газа подсасывают к себе со всех сторон воздух и, перемешиваясь с ним, быстро сгорают синеголубым светящимся пламенем. Такая горелка может работать при давлении газа 30-120 мм в.ст. с К (коэффициент избытка воздуха) 1,2-1,6.

Производительность горелок 1-10 м 3 /час, есть до 100 м 3 /час, но это не выгодно. Горелки могут работать и на среднем давлении газа до 3000 мм.в.ст.

Диффузионные горелки просты по конструкции, имеют небольшие габариты, просты в обслуживании, имеют устойчивое пламя при переменных нагрузках, просты в регулировании путем изменения подачи газа, исключают проскок пламени.


Диффузное горение – это горение, при котором отсутствует предварительное смешивание газа с воздухом. Это горение достаточно устойчиво при следующих условиях:

1. Если скорость истечения струи газа не превышает заданного предела.

2. Если отсутствуют потоки воздуха, способные сорвать горение струи газа.

Недостаток – большой избыток воздуха, факел длинный и требует большой высоты топки.

В топке необходимо постоянно поддерживать сравнительно высокое разряжение, это требует тщательной обмуровки всего котла.

Инжекционные горелки

Горелки, в которых образование газовоздушной смеси происходит за счет струи газа (частичного предварительного неполного смешивания). Основной элемент инжекционной горелки – инжектор, подсасывающий воздух из окружающего пространства во внутрь горелки.

В зависимости от количества подаваемого воздуха горелки могут быть:

· Полного предварительного смешивания газа с воздухом;

· Неполной инжекции воздуха.

В этих горелках первичный воздух подсасывается за счет инжекции газа, выходящего из сопла. Для улучшения инжекции горелка имеет суживающуюся часть КОНФУЗОР (горловина) и расширенную цилиндрическую ДИФФУЗОР. В диффузоре скорость падает, а давление увеличивается. Из диффузора газовоздушная смесь поступает в горелочную насадку, а оттуда через отверстие 3-6 мм выходит в топку в виде небольших факелов. Регулирование подачи первичного воздуха происходит вращением регулировочной шайбы, т.е. регулируется степень открытия воздушного зазора. Вторичный воздух подается через поддувальные дверцы, которые так же регулируются степенью открытия.

При нормальной работе горелок и полном сгорании газа, образуется голубовато-фиолетовый факел .

При недостатке первичного воздуха, скорость горения уменьшается, пламя вытягивается, цвет пламени становится желто-соломенным .

При чрезмерном увеличении подачи первичного воздуха, в горелке появляется сильный шум и возможен отрыв пламени. Оператор должен умело регулировать подачу первичного и вторичного воздуха, ориентируясь по цвету пламени.

Достоинства саморегулируется, не требуется устройств для подачи воздуха.

Недостаток сильный шум и неустойчивость работы при малых нагрузках.

Принцип работы этой горелки заключается в том, что газ из газопровода поступает с избыточным давлением в сопло горелки. При выходе из сопла скорость его увеличивается, а давление падает. Струя газа с большой скоростью входит в инжектор, образуя вокруг себя разряжение и тем самым засасывает с атмосферы первичный воздух.

Горелка с принудительной подачей воздуха

Эти горелки имеют неограниченную область применения. Расход газа от нескольких м 3 до 5000 и более. У этих горелок процесс образования газовоздушной смеси начинается в самой горелке и заканчивается в топке. Газ сгорает коротким, несветящим пламенем.

Воздух, необходимый для горения, подается принудительно с помощью вентилятора. Подача газа и воздуха проводится по отдельным трубам, поэтому горелки называются двухпроводными или смесительными, т. к. в них происходит полное перемешивание газовоздушной смеси. Эти горелки работают на низком и среднем давлении. Газ с давлением до 1200Па поступает в сопло 1 и выходит из него через 8 отверстий, диаметром 4,5 мм. Отверстия расположены под углом 30 о к оси горелки, в корпусе 2, горелки, устроены специальные лопатки, придающие потоку воздуха вращательные движения. Таким образом, газ в виде мелких струек пересекается с закрученным потоком воздуха и создается хорошо перемешенная газовоздушная смесь. Горелка заканчивается керамическим тоннелем 4 имеющим запальные отверстия.

Достоинства: широкий диапазон автоматического регулирования, возможность сжигания большого количества газа, предварительный прогрев воздуха, горелка работает с минимальным коэффициентом избытка воздуха.

Недостаток: затраты электрической энергии на работу вентилятора.

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

Преимущества газового оборудования

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

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

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

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

Особенности горелок

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

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

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

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

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

Основные отличия

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

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

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

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

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

Основные разновидности

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

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

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

Другие классификации

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

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

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

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

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

Локализация пламени

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

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

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

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

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

Требования к горелкам

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

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

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

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

Диффузные горелки

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

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

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

Горелки инжекционные

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

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

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

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

Горелки дутьевые

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

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

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

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

Требования, предъявляемые к горелкам:

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

· обеспечение необходимой теплопередачи и максимального использования теплоты газового топлива;

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

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

· простота конструкции, удобство ремонта и безопасность эксплуатации;

· возможность применения автоматики регулирования и безопасности;

· соответствие современным требованиям промышленной эстетики.

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

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

· без предварительного смешения газа с воздухом - диффузионные;

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

· с полным предварительным смешением газа с воздухом - кинетические.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

n = Qr min / Qr max,

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

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

Существует много разных классификаций газогорелочных устройств, которые мы можем видеть в Таблице 1.

Таблица 1. Классификация газовых горелок

Классификационный признак

Характеристика классификационного признака

Способ подачи компонентов

Подача воздуха за счет свободной конвекции

Подача воздуха за счет разрежения в рабочем пространстве

Инжекция воздуха газом

Принудительная подача воздуха от постороннего источника

Принудительная подача воздуха от встроенного вентилятора (блочные горелки)

Принудительная подача воздуха за счет давления газа (турбинные горелки)

Инжекция газа воздухом (принудительная подача воздуха, инжектирующего газ)

Принудительная подача газовоздушной смеси от постороннего источника

Степень подготовки горючей смеси

Без предварительного смешения

С частичной подачей первичного воздуха

С неполным предварительным смешением

С полным предварительным смешением

Скорость истечения продуктов сгорания, м/с

До 20 (низкая)

Св. 20 до 70 (средняя)

Св. 70 (высокая, скоростные горелки)

Характер потока, истекающего из горелки

Прямоточный

Закрученный неразомкнутый

Закрученный разомкнутый

Номинальное давление газа перед горелкой, Па

До 5000 (низкое)

Среднее давление (до критического перепада давлений)

Высокое давление (критический или сверхкритический перепад давлений)

Возможность регулирования характеристик факела

С нерегулируемыми характеристиками факела

С регулируемыми характеристиками факела

Необходимость регулирования коэффициента избытка воздуха

С нерегулируемым (минимальным или оптимальным) коэффициентом избытка воздуха

С регулируемым (переменным или повышенным) коэффициентом избытка воздуха

Локализация зоны горения

В огнеупорном туннеле или в камере горения горелки

Н поверхности катализатора, в слое катализатора

В зернистой огнеупорной массе

На керамических или металлических насадках

В камере горения агрегата или в открытом пространстве

Возможность использования тепла продуктов сгорания

Без подогрева воздуха и газа

С подогревом в автономном рекуператоре или регенераторе

С подогревом воздуха во встроенном рекуператоре или регенераторе

С подогревом воздуха и газа

Степень автоматизации

С ручным управлением

Полуавтоматические






2024 © fealta.ru.