Классификация газовых горелок для котлов. Классификация горелок и основные требования, предъявляемые к ним

Газовой горелкой называется устройство, обеспечивающее устойчивое сжигание газообразного топлива и регулирования процесса горения.

Основные функции горелок:

· Подача газа и воздуха к фронту горения;

· Смесеобразование;

· Стабилизация фронта пламени;

· Обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.

Типы газовых горелок

1. Диффузионные горелки.

2. Инжекционные среднего и низкого давления.

3. Кинетические – с принудительной подачей воздуха низкого и среднего давления.

4. Комбинированные газомазутные горелки низкого и среднего давления.

Все горелки должны пройти государственные испытания в специальных испытательных центрах и иметь «Сертификат соответствия российским стандартам»

(Испытания: г.Шахты, Ростовской области, Свердловская область: «Уральский испытательный центр горелочных устройств».

Диффузионная горелка . Диффузия – процесс самопроизвольного проникновения одного вещества в другое.

В диффузионных горелках весь, необходимый для сгорания газа воздух – вторичный. Диффузионные горелки практически нигде не применяются. Диффузионная горелка представляет собой трубу с отверстиями для выхода газа, расстояние между отверстиями определяется с учетом распространения пламени от одного отверстия к другому. В такую горелку подается чистый газ без примеси воздуха. Горелки маломощные, требуют большой объем топочного пространства или подачу воздуха в топку вентилятором.

В промышленности на старых заводах применяется подово-щелевая диффузионная горелка, представляющая собой трубу Æ 57мм с высверленными на ней в 2 ряда отверстиями.

К преимуществам диффузионных горелок можно отнести простоту конструкции и устойчивое пламя.

Инжекционная горелка. Подсос воздуха за счет разряжения, создаваемого струей истекающего газа, называется инжекцией, или подсос воздуха осуществляется за счет энергии струи газа. Инжекционные горелки бывают с неполной (50…60%) инжекцией воздуха и полной инжекцией.

В инжекционных горелках в горении участвует воздух первичный (50…60%) и вторичный из объема топки. Горелки эти называются еще саморегулирующимися (т.е., чем больше подача газа, тем больше засасывается воздуха).

Недостатки этих горелок: нуждаются в стабилизации пламени от отрыва и проскока. Горение – с шумом при работе.

Достоинства горелок: простота конструкции, надежность в работе, возможность полного сжигания газа, возможность работы на низких и средних давлениях, подача воздуха за счет энергии струи газа, что экономит электрическую энергию (вентилятора).

Основными частями инжекционных горелок являются:

· Регулятор первичного воздуха (1);

· Сопло (2);

· Смеситель (3).

Регулятор первичного воздуха представляет собой вращающийся диск, шайбу или заслонку, с помощью которых регулируется подача первичного воздуха.

Сопло служит для превращения потенциальной энергии давления газа – в кинетическую (скоростную), т.е. для придания газовой струе такой скорости, которая обеспечивала бы необходимый поток воздуха.

Смеситель горелки состоит из 3-х частей:

· Инжектора (4);

· Конфузора (5);

· Диффузора (7).

В инжекторе создается разрежение и создается подсос первичного воздуха.

Самая узкая часть горелки – конфузор, в котором происходит выравнивание газо-воздушной смеси.

В диффузоре происходит окончательное перемешивание газовоздушной смеси и увеличение ее давления за счет снижения скорости.

Горелка с принудительной подачей воздуха. Это кинетическая или двухпроводная горелка. Воздух для сгорания газа подается в горелку принудительно вентилятором 100%, т.е. весь воздух первичный. Горелка эффективная, большой мощности, не требует большого топочного пространства. Работает на низком и среднем давлении газа, нуждается в стабилизации пламени от отрыва и проскока.

В горелке имеется завихритель воздуха, предназначенный для полного перемешивания газа с воздухом внутри горелки.

У горелки имеется керамический туннель, выполняющий функции стабилизатора.

Комбинированные газомазутные горелки. У этих горелок помимо газовой части имеется форсунка для распыливания жидкого топлива. Одновременное сжигание газа и жидкого топлива разрешается кратковременно при переходе с одного вида топлива на другой.

Форсунка представляет собой конструкцию типа труба в трубе. По центральной трубе подается жидкое топливо, по межкольцевому пространству подается распыливающий воздух или пар.

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:

• для сжигания газов низкой теплотворности (Q* = 8 МДж/м3);
• для сжигания газов средней теплотворности = 8—20 МДж/м3);
• для сжигания газов высокой теплотворности ((?g = 20 МДж/м3).

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

• диффузионные, когда воздух притекает к пламени из окружающей атмосферы;
• инжекционные, когда воздух засасывается в горелку;
• дутьевые, когда воздух в горелку нагнетается.

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

• низкого давления (до 0,005 МПа);
• среднего давления (от 0,005 до 0,3 МПа);
• высокого давления (выше 0,3 МПа).

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

60. Расчет продуктов сгорания.

Состав продуктов сгорания 1 г моля серы согласно реакции S Oj SOj: кислорода 1 7 - 10 7 г-моль, азота 6 42 г-моль, сернистого газа 1 г. мель. Принимаем температуру взрыва 1800 К. Состав продуктов сгорания подсчитывается отдельно для каждого компонента смеси и потом суммируется. Состав продуктов сгорания с учетом диссоциации должен определяться для случая химического равновесия. Такой состав называется равновесным. Для его расчета необходимо составить и решить систему уравнений химического равновесия. С математической точки зрения это будет система нелинейных алгебраических уравнений, которая может состоять (в зависимости от числа учитываемых компонентов) из нескольких десятков уравнений. Полный и подробный расчет диссоциированных продуктов сгорания сложен и трудоемок. В настоящее время выполнение расчета облегчается при использовании ЭВМ . Состав продуктов сгорания зависит от состава горящего вещества, условий, в которых происходит горение, и главным образом полноты сгорания. В продуктах сгорания могут содержаться многие неорганические вещества (углерод , азот , водород , сера , фосфор и др.) и их окислы, а также спирты, кетоны , альдегиды и другие органические соединения. Образующийся в процессе горения дым состоит из мельчайших твердых частиц размером от 0 01 до 1 мкм. Состав продуктов сгорания зависит от полноты сгорания топлива. При полном его сгорании, как было указано выше, продукты сгорания состоят из углекислоты СО2, сернистого ангидрида SO2 , водяных паров Н О, азота N2 и кислорода О2, не использованного при горении, так называемого избыточного кислорода. Состав продуктов сгорания определяется с помощью газоанализаторов . Состав продуктов сгорания при работе таких двигателей определяется составом компонентов топлива, температурой сгорания, процессами диссоциации и рекомбинации молекул. Количество продуктов сгорания зависит от мощности (тяги) двигательных установок.

Объем продуктов сгорания в газовом тракте, работающем под разрежением, определяют с учетом нарастания избытка воздуха по тракту. Расчеты проводят для каждого газохода при среднем значении в нем коэффициента избытка воздуха, так как все расчеты конвективного теплообмена выполняют при средней скорости газового потока. Рост объема продуктов сгорания вызывает уменьшение их парциального давления. Это непосредственно сказывается на теплоотдаче излучением трехатомных газов и водяных паров.

При производстве земляных работ для ремонта газопроводов необходимо оградить место работы по всему его периметру, в дневное время установить в 5 м от ограждения со стороны движения транспорта предупредительный знак, в ночное время прикрепить на ограждение на высоте 1,5 м сигнальный фонарь с красной линзой, место работы осветить электрическими лампочками или прожекторами.

Кроме перечисленных основных положений при работах, связанных с эксплуатацией газопровода, следует выполнять общие правила техники безопасности при производстве земляных, изоляционных, сварочных и транспортных работ.

Заслуженно считаются самыми востребованными среди подобного оборудования. Их преимущества вполне очевидны:

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

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

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

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

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

По области применения

Классификация газовых горелок в зависимости от области применения:

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

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

По способу образования топливной смеси

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

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

2. Инжекционные. Воздух подается засасыванием.

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

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

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

1. Принудительная подача воздуха и полное предварительное смешивание.

2. Принудительная подача и частичное предварительное смешивание.

3. Принудительная подача воздуха без предварительного смешивания.

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

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

Классификация газовых горелок по теплотворности сжигаемого топлива:

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

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

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

Виды газовых горелок по избыточному давлению:

1. Высокого давления (более 30 кПа).

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

3. Низкого давления (до 5 кПа).

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

По локализации пламени:

1. В свободном факеле.

2. В перфорированной, пористой или зернистой огнеупорной массе.

3. В огнеупорной камере сгорания или тоннеле.

4. На огнеупорной поверхности.

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

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

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.

Существующая классификация, которую имеют газовые горелки для котлов отопления, учитывает принцип работы, подачи воздуха и формирования огненного факела. От конструкции горелочного устройства, зависит мощность котла, основные и дополнительные функции, допустимый тип топлива.

Виды и типы горелок газовых отопительных котлов

В газовом котле, лучше использовать горелку, указанную производителем в инструкции по эксплуатации. Теплообменник, конструкция котельного оборудования, разрабатываются с учетом типа установленного горелочного устройства.

По своему предназначению, различают два типа газовых горелок:

• Горелочные устройства для бытового применения – производительность ограничена 120 кВт. Чаще всего, под категорию попадают атмосферные горелки для газовых котлов, эксплуатация и сервисное обслуживание которых, сопряжены с минимальным количеством проблем.
  Недостаток устройств – большой расход топлива и высокие требования, связанные с установкой котельного оборудования.
  В современных моделях, все чаще используют вентиляторные газогорелочные устройства, применяемые на газовых бытовых котлах, с закрытой камерой сгорания.
• Газовые горелки для промышленных котлов отопления большой мощности. В промышленном отопительном оборудовании, устанавливаются инжекторные вентиляторные (дутьевые) горелочные устройства. Производительность варьируется от 120 до 250 кВт.

Помимо предназначения, классификация учитывает тип топлива, поступающего в камеру сгорания. Различают горелочные устройства двух типов:

1. Для природного газа.
2. Для сжиженного газа.

Различие между оборудованием, состоит в диаметре газовых форсунок и рабочем давлении газа. В бытовых котлах известных европейских производителей, зачастую, устанавливают универсальные горелки, способные быстро перестраиваться под природный и сжиженный газ.

Основная классификация связана с принципом работы горелочных устройств: изготовлением газо-воздушной горючей смеси, подачей газа в камеру сгорания и другими особенностями.

Газовые наддувные-вентиляторные горелки (дутьевые)

Устройство дутьевой горелки, имеет сложную конструкцию, включающую встроенный вентилятор или турбину. Газовоздушная смесь готовится в точных пропорциях, благодаря принудительному и контролируемому нагнетанию воздуха.

Газовый котел с наддувной горелкой, отличается экономичностью и высокой производительностью.

Дутьевое горелочное устройство отличают следующие особенности:

• Сфера применения – вентиляторные горелки, устанавливают в котельное оборудование с закрытой камерой сгорания: низкотемпературные газовые котлы конденсационного типа и турбированные модели.
• Производительность – буквально несколько десятилетий назад, вентиляторные газовые горелки, устанавливались исключительно для котлов большой мощности. С тех пор, появились бытовые модели отопительного оборудования, работа которых связана с принудительной подачей воздуха и отводов продуктов сгорания.
  Котлы малой мощности с вентиляторными газовыми горелками, предназначены для подключения к радиаторным системам отопления и теплым полам.
• Принцип работы – существует три базовых модификации горелочных устройств, отличающиеся принципом изготовления газовоздушной смеси. Смешивание газа и воздуха происходит непосредственно в процессе сжигания или перед поступлением на форсунки.
  В некоторых современных моделях котлов с дутьевой горелкой, газовоздушная смесь выполняется с равномерным частичным смешиванием в специальной камере и на горелочном устройстве.
• Удаление продуктов горения от вентиляторной горелки, производится принудительным способом. В систему дымоудаления встраивается дополнительный вентилятор (турбина). Особенности конструкции (наличие двух турбин), влияет на шумовые характеристики горелки.
  Во время работы, издается равномерный гул. Вентилятор шумит настолько сильно, что потребуется провести дополнительную звукоизоляцию помещения, используемого под котельную.
  В конденсационных котлах, предусмотрена защита от шума. Звукоизоляционный корпус снижает интенсивность шумового загрязнения.
• Автоматизация – дутьевая горелка подключается к автоматике котла. Микропроцессорный контроллер считывает информацию, поступающую от различных датчиков: давления газа, поступающего воздуха и отходящих газов, температуры на насадке горелки. Блок управления автоматически изменяет производительность горелочного устройства, ориентируясь на получаемые параметры.
  При необходимости, предусмотрена функция самостоятельного выбора рабочего режима. Так, можно снизить интенсивность шума, выставив скорость вращения вентиляторов на допустимый минимум.

Дутьевые горелочные устройства, устранили основную причину отрыва пламени от горелки, часто встречающуюся в атмосферных котлах, по причине резкого повышения давления в трубопроводе. Интенсивность горения меняется, в зависимости от рабочих показателей в автоматическом режиме.

Диффузные горелки для сжигания газа

Принцип работы диффузной горелки, связан с раздельной подачей воздуха непосредственно в камеру сгорания и частичного предварительного смешения газовоздушной смеси. Особенности работы позволяют увеличить и стабилизировать давление газа перед горелкой, и добиться устойчивого факела пламени даже при снижении рабочих параметров.

Диффузные горелки не получили широкого применения и в основном, устанавливаются в котлах промышленного типа большой мощности. В бытовых котлах, диффузно-кинетические горелочные устройства, не встречаются.

Инжекционные газовые горелочные устройства (инжекторные)

Инжекционные горелки, в основном устанавливаются в бытовых котлах отопления. Название связано с используемым принципом работы.

Изготовление газо-воздушной смеси происходит в несколько этапов:

• Устройство инжекционной газовой горелки, представляет собой несколько полых стержней, по которым подается газ под давлением, с размещенными на них инжекторами. Система подключена к газовой магистрали.
• Газ, под давлением, проходя через форсунки, инжектирует воздух, находящийся в камере сгорания, изготавливая газо-воздушную смесь. Сжигается газ в виде небольших факелов пламени. По этой причине, инжекционные горелочные устройства также называются факельные или микрофакельные горелки.

Факельные горелки поддерживают необходимую температуру теплоносителя, принципом включения и отключения. В камере сгорания, в постоянном режиме работает запальник или пилотная горелка, от которой поджигается основное горелочное устройство. Инжекторные горелки, устанавливаются в тепловых агрегатах малой и средней мощности.

Температура ядра факела, остается стабильной, вне зависимости от внешних факторов и нагрева теплоносителя, что часто приводит к перерасходу топлива. По сравнению с дутьевыми горелочными устройствами, инжекторные модели, сжигают газа на 15-20% больше.

Классификация газовых горелок по типу регулировки

Кроме принципа работы, газовые горелочные устройства для отопительных котлов, классифицируют по типу регулировки и особенностям конструкции. Рабочие параметры влияют на теплоэффективность, экономичность и надежность.

На данный момент, изготавливаются четыре базовых модификации горелочных устройств:

• Одноступенчатые.
• Двухступенчатые.
• Двухступенчатые с плавной модуляцией.
• Модулируемые.

От типа регулировки, зависит, закрытая или открытая горелка будет использоваться. Соответственно, вид устройства окажет влияние на требования, предъявляемые к монтажу и эксплуатации отопительного котла.

Одноступенчатые горелки

В большинстве случаев, это атмосферные газовые горелки для бытовых котлов отопления. Принцип работы заключается в попеременном включении и отключении горелочного устройства. Периодичность включения горелки, зависит от скорости остывания теплоносителя и выставленного с помощью механического терморегулятора, режима работы.

Главные особенности одноступенчатых горелок:

• Работают независимо от наличия электропитания – регулирование рабочего режима, выполняется с помощью термопары, при нагревании, продуцирующей низкопотенциальное напряжение, достаточное для обеспечения работоспособности устройства.
• Больший расход газа – особенность работы котлов с атмосферными газовыми горелками, это необходимость в постоянном горении запальника. Пламя пилотной горелки, воздействует на термопару. При затухании, отключается подача газа. От огня запальника, зажигается основная горелка при остывании теплоносителя.
  Определенное количество газа, расходуется на поддержание работы запальника. Перерасход наблюдается и по причине отсутствия точной регулировки рабочей температуры.
• Надежность – газовые энергонезависимые горелки, имеют простую конструкцию, в которой практически нечему ломаться. По этой причине, устройства редко выходят из строя и служат весь срок заявленной производителем эксплуатации.
• Розжиг – запальник поджигается пьезоэлементом или вручную, с помощью спичек, через специальный люк в корпусе котла.

Котлы с одноступенчатыми атмосферными горелками, устанавливают в местности, где происходят регулярные отключения электричества.

Двухступенчатые горелки

Двухступенчатые виды газовых горелок, подходят для бытовых котлов с точной регулировкой минимального и максимального потока газа. Название говорит о том, что устройство работает в двух установленных производителем режимах, обычно, на 30% и 100% от номинальной мощности.

Принцип работы двухступенчатой горелки заключается в следующем:

• Горение происходит в постоянном режиме. Запальник отсутствует.
• Нагрев теплоносителя выполняется на 100% мощности. После достижения заданной температуры, горелка не выключается полностью, как в случае одноступенчатого аналога, а переключается в режим поддержания нагрева. Производительность горелочного устройства снижается до 30 или 40%.
• Переход с одного режима в другой, контролирует автоматика, на базе микропроцессорного контроллера.

Даже первые модели двухступенчатых горелок, позволили снизить расход газа, приблизительно на 10%. В современном оборудование, затраты уменьшились по сравнению с атмосферными одноступенчатыми устройствами, еще на 10-15%.

Плавно-двухступенчатые горелки

Принцип работы плавно переключающихся устройств, идентичен двухступенчатым горелкам. Единственное отличие – переключение, выполняемое без резких рывков, что приводит к следующим преимуществам:

• Точная и эффективная регулировка температуры нагрева теплоносителя.
• Экономичность сжигания топлива.
• Универсальность – плавные двухступенчатые газовые горелки, подходят для котлов отопления на сжиженном газе. После небольшого переоборудования, допускается подключение теплогенератора к газгольдеру или баллонной установке.
• Зависимость от электричества – газовая энергозависимая горелка с двумя рабочими режимами мощности, работает только при наличии стабильного напряжения в сети.

Количество ступеней, указывает на число рабочих режимов горелочного устройства. Одноступенчатые модели, работают только на полной мощности, двухступенчатые, попеременно на 30% и 100% производительности.

Модулируемые горелки

Наиболее экономичные горелки – модулируемые. Рабочий диапазон, от 10 до 100%. Уменьшение или увеличение мощности горелки, осуществляется в полностью автоматическом режиме. Работу контролирует микропроцессорная автоматика, считывающая показания различных датчиков и подбирающая оптимальный режим, основываясь на получаемой информации.

Накопление сажи на горелке, практически исключается. Автоматика регулирует подачу воздуха и газа на горелку, подбирая такое соотношение газо-воздушной смеси, которое бы обеспечило максимально полное выжигание топлива.

Модуляционная газовая горелка работает как автономное устройство с широким диапазоном возможностей. Горение осуществляется в постоянном режиме. Запальник не требуется.

Многоступенчатые модулируемые газовые горелки, имеют несколько особенностей и рабочих параметров, влияющих на теплотехнические характеристики:

• Автоматика управления модулируемыми горелками – практически, это мини компьютер, рассчитывающий оптимальную мощность, исходя из полученной информации. Автоматика одновременно подключается к датчику давления газа на горелке, комнатным термодатчикам, турбине, нагнетающей воздух и т.п.
  Модуляция горелки осуществляется в полностью автоматическом режиме. Для работы автоматики, требуется специальное программное обеспечение, предоставляемое заводом изготовителем при покупке котла.
• Универсальность – газовый котел с модуляционной горелкой, изначально настроен на параметры природного газа. Для перехода на сжиженный газ, потребуется сделать небольшие изменения в рабочих настройках, занимающие не более 10-15 минут времени. Модуляционное устройство автоматически приспособится к изменению давления газа на горелке.
• Экономичность – достигается благодаря нескольким особенностям, связанным с модуляцией. Регулировка горелки, выполняемая автоматикой, одновременно учитывает все рабочие параметры: давление и нагрев теплоносителя, качество топлива, характеристики магистрали, заданный режим обогрева. В процессе отопления, обеспечивается практически 100% догорание газа и максимально полное и эффективное использование продуцируемого тепла.

На данный момент, модуляционные горелки выпускаются закрытого и атмосферного типа. Появились универсальные устройства, способные помимо природного и баллонного газа, работать на жидком топливе.

Как правильно подобрать газовое горелочное устройство для котла

Правильно подобрать горелку самостоятельно, без специальных навыков, практически нереально. Перед выбором, стоит получить грамотную консультацию специалиста.

При подборе обращают внимание на следующие аспекты и технические характеристики:

• Производительность – мощность котла отопления зависит от мощности горелки. По этой причине, горелочное устройство подбирают идентичным, по мощности отопительному агрегату.
• Шумовые характеристики горелки – данный фактор учитывают при подборе дутьевого устройства. Во время работы, вентиляторы создают шум высокой интенсивности. Учитывая эту особенность, ведущие европейские производители, оснастили конструкцию горелки звукоизоляционным кожухом. При подборе, обращают внимание на коэффициент шума, параметр в дБ указан в технической документации.
• Преимущества и недостатки – у каждого горелочного устройства, есть свои минусы и плюсы. Модулируемые горелки, стоят дорого и требуют точной первоначальной настройки, что требует привлечения специалиста. Атмосферные, имеют привлекательную стоимость, но в процессе эксплуатации, тратят на 15-20% больше «голубого» топлива.
• Тип котельного оборудования – настенные котлы, оборудуются исключительно встраиваемыми горелочными устройствами. Модели с закрытой камерой сгорания, оснащаются турбированными горелками. На напольный котел, можно поставить как встроенную, так и навесную горелку (большей мощности).
• Тип топлива – атмосферные горелки разработаны для сжигания природного газа. Чтобы пользоваться топливом от газового баллона, придется сделать существенное переоборудование. Во время модификации, меняют форсунки газовых горелок (для пропан-бутановой смеси, нужны инжекторы с меньшим сечением отверстия). Автоматику дополнительно регулируют под низкое давление газа.
  Как показывает практика, одноступенчатые горелки, переоборудовать получается далеко не всегда. Если планируется подключать газобаллонную установку, лучше выбрать двухступенчатую или модулируемую горелку.
• Адаптация к отечественным условиям газоснабжения – еще один важный фактор, влияющий на выбор отопительного оборудования. На «Западе», в странах ЕС, давление магистрального газа значительно отличается от отечественных параметров.
  Не редко бывает, что после подключения устройства даже именитых брендов, наблюдаются неисправности: срывает пламя с горелки, автоматика постоянно выдает ошибки и отказывается выводить котел в рабочий режим.

После подбора по рабочим параметрам и техническим характеристикам, выбирают модуль по производителю и стоимости.

Производители горелок для котлов

Лучшие газовые горелки для котлов, изготавливают немецкие компании. Отличительными чертами продукции, остается максимальная автоматизация, надежность и качество сборки. Отдельно можно выделить экономичность, достигаемую точностью заводских настроек.

Свою продукцию, кроме концернов Германии, предлагают заводы, расположенные в Италии, России, Корее и других странах:

• Немецкие горелки – оптимальный вариант, единственным недостатком которого, считается высокая стоимость модулей. Продукция выпускается под следующими брендами:
  • Buderus Logatop,
  • Giersch Intercal (комплектует котлы Buderus).
• Итальянские горелки – более дешевый вариант по сравнению с немецкими аналогами. Практически не уступают по своим теплотехническим характеристикам. Модули отличаются функциональностью и автоматизацией. Продукцию предлагают следующие заводы:
  • Ferroli Sun,
  • Lamborghini,
  • F.B.R. GAS,
  • Baltur,
  • Ecoflam.
• Газовые горелки для котлов отопления российского производства – главное достоинство отечественных устройств, это неприхотливость к качеству топлива и тонкостями эксплуатации. Продукция выпускается с полной адаптацией и учетом особенностей русской зимы. Отдельного внимания, заслуживают следующие бренды:
  • Теплодар,
  • Дон АГУ-Т-М.

Конечно, в данном списке приведен далеко не полный перечень брендов газовых горелок. Популярностью пользуются модули, выпускаемые и в других странах. Согласно статистике продаж, постоянный спрос существует на следующую продукцию:

• ACV BG (Бельгия),
• De Dietrich G (Франция),
• Elco (Финляндия),
• Bentone (Швеция),
• Kiturami (Корея).

Стоимость газовой горелки

Современные конструкции автоматических газовых горелок для бытовых водогрейных котлов, имеют большую стоимость, за счет использования микропроцессорного управления. На цену влияет территориальный признак, производительность устройства и рост курса валют.

На стоимость оказывают влияние еще несколько факторов:

• Марка стали для изготовления газовых горелок – европейские производители, используют жаропрочную нержавеющую сталь. Материал долговечный, но увеличивает себестоимость продукции. В отечественных модулях, нередко встречается конструкционная сталь, имеющая меньший срок службы, но и стоящая приблизительно вдвое дешевле.
• Производство газовых горелок для котлов – изготовленные в Германии, имеют цену, начинающуюся от 50 тыс. руб. Итальянские аналоги, обойдутся от 15 тыс. руб. Российская продукция, стоит 8-10 тыс. руб.

Еще один фактор, влияющий на стоимость замены, цена, которую придется заплатить за установку и дальнейшую регулировку горелочного устройства. Специалист компании, продающей горелки, выполнит точные настройки и регулировку пламени, чтобы обеспечить минимальный процент недожига газа.

Сделать настройки самостоятельно можно, в случае атмосферных одноступенчатых горелок. Подачу газа регулируют, пока цвет пламени не станет синим. Самостоятельно отрегулировать модуляционные горелочные устройства, без должной специализированной подготовки, не получится.

Нужно ли разрешение на замену горелки

Эффективность замены горелки в газовом котле, зависит от многих составляющих и не всегда является успешной. Причины этому – элементарное несоблюдение условий смены горелочного устройства, указанных заводом изготовителем котельного оборудования.

Чтобы заменить горелку потребуются, следующие документы:

1. Разрешение завода изготовителя – в технической документации прописываются все виды горелочных устройств, которые совместимы с конструкцией котла.
2. Проект установки.
3. Проект на обвязку котла по газу.

Если модуль меняют на идентичный по мощности и конструкции, в связи с выходом старого горелочного устройства из строя, то работы по замене, расцениваются как сервисное обслуживание. Оформление разрешительных документов и получение согласований не требуется. Установка новой горелки с увеличением мощности или конфигурации, требует обязательной перерегистрации отопительного оборудования.