Термодинамика

Газовая горелка является сердцем любого котла. От ее регулировки зависят важные показатели агрегата: мощность и коэффициент полезного действия. Правильная настройка газовой горелки котла позволит сэкономить немало топлива и повлияет на снижение образования сажи и копоти.

Типы газовых горелок

Газовые котлы отличаются типом камеры сгорания. Бывает открытая топка – которая должна оснащаться дымоходом для вывода продуктов сгорания. Воздух для процесса горения в открытой топке поступает из окружающей среды. Поэтому агрегаты с такой камерой сгорания устанавливают в специально выделенную топочную.

Газовые котлы с закрытой топкой отличаются от открытого варианта. Горелка находится внутри закрытого корпуса. Поступление воздуха к горелке и вывод дыма наружу обеспечивается за счет небольшого коаксиального дымохода.

Газовые горелки различают по типу топлива, на котором они работают:

• для природного газа;
• для сжиженного топлива;
• универсальные.

Большинство газовых котлов оборудованы универсальной горелкой, которая может работать как на природном, так и на сжиженном топливе.

По количеству уровней мощности горелочные устройства делятся на:

• одноступенчатые – способны работать только в одном режиме;
• двухступенчатые – имеют два уровня мощности;
• модуляционные – способны плавно регулировать силу пламени в нескольких режимах.

Как настроить газовую горелку?

Настройку газового котла пламени горелки рекомендуется производить с помощью газоанализатора. Он фиксирует показатели воздуха, который участвует в процессе сгорания топлива: концентрацию СО, уровень кислорода, коэффициент избытка воздуха. Концентрация СО не должна превышать 50 промилле, кислород в норме находится в пределах 3,6-5,3%. Меньшее содержание кислорода приведет к тому, что топливо сгорит не полностью, большее – к высокой концентрации СО2. Избыток воздуха способен привести к взрывоопасной ситуации, а его недостаток к неполному сгоранию топлива, образованию копоти, сажи и низкому КПД.

За силой огня можно наблюдать в смотровое отверстие. Пламя оранжевого цвета – слишком большое, можно убавить его до момента, когда оно станет почти невидимым, и будет иметь голубоватый оттенок. Такой огонь обеспечивает оптимальный режим работы газового котла. Если еще уменьшить пламя, то оно станет совсем невидимым, а потом погаснет.

Регуляция стартовой подачи топлива работает только в момент поджига и на эффективность работы не влияет. Но при желании ее тоже можно настроить: необходимо постепенно уменьшать стартовую подачу, включая горелку пока она не перестанет загораться; затем нужно увеличить стартовую подачу, прокрутив регулятор в обратную сторону. Настройка заканчивается проверкой включения горелки.

Если пламя горит с шумом, следует уменьшить его с помощью регулятора.

Почему коптит газовый котел – причины и методы решения

Как правильно отрегулировать мощность газового котла?

Почему гаснет газовый котел – причины и методы устранения

Перевод горелки на другой тип газа

Только универсальные горелочные устройства с легкостью адаптируются под другой тип топлива и не требуют замены составляющих частей. Остальным горелкам для перехода на иной вид газа необходима замена рампы, диафрагмы, форсунок или коллектора. С помощью рампы можно регулировать подачу газа в довольно широких диапазонах. В некоторых случаях удается отрегулировать горелку, работающую на одном виде топлива, на горение на другом виде газа. Например, перейти с пропана на метан и наоборот. При замене пропана метаном вначале стартовую подачу увеличивают, чтобы газ зажегся, а затем постепенно снижают, как подробно описано в предыдущем разделе.

Метановая горелка при переходе на пропан на стартовом запуске с максимальной подачей топлива будет коптить. Ее регулируют, постепенно уменьшая подачу топлива.

При переводе горелочного устройства с одного вида топлива на другой следует учитывать, что удельная теплота сгорания пропана в 1,5 раза больше, чем у природного газа – метана. Так что мощность метановой горелки, работающей на пропане без замены элементов, увеличится. Например, газовый котел, имеющий мощность 10-30 кВт, при переводе на пропан способен выдать производительность 15-45 кВт. Однако горелка вырабатывать более 30 кВт долго не сможет, так как быстро перегреется и выйдет из строя. Поэтому рабочий диапазон мощности агрегата составит 15-30 кВт.

При переводе аналогичного котла с пропана на метан мощность уменьшится и составит 6 -18 кВт.

Поделиться:

Принцип работы газового котла базируется на нагревании циркулирующей жидкости, проходящей по теплообменнику. Тепло образуется в камере сгорания как результат работы газовой горелки обогревательного устройства. Именно от качественной настройки, а затем работы горелки зависит производительная мощность котла, его КПД. Рассмотрим основные аспекты выбора и настройки горелки газового котла подробнее.

Как выбрать?

На что нужно обратить внимание при выборе горелочного устройства для котла:

Учитывая эти факторы, можно выбрать наиболее подходящее горелочное устройство для котла так, чтобы он работал максимально эффективно, не обременяя частым профилактическим обслуживанием.

Камера сгорания отопительного оборудования

Газовые котлы отличаются прежде всего конструкцией камеры сгорания. Она бывает двух типов:

• открытая;
• закрытая.

Открытая камера представляет собой достаточно простое устройство сгорания. Выглядит так: над горелкой располагается теплообменник в виде змеевика из тонких медных трубок. Благодаря открытой конструкции воздух, необходимый для реакции горения, поступает к месту воспламенения газа из окружающей среды.

Как правило, хватает воздуха из помещения (при условии организации хорошей вентиляции). Но есть настенные модели с забором воздуха извне, для чего монтируется специальное отверстие в стене. Открытые камеры сгорания требуют обязательного наличия дымохода.

Чаще всего устанавливается для моделей напольных газовых котлов, а также использовалась для комплектации котла старого образца (при этом розжиг производила запальная горелка).

Закрытая камера сгорания отличается конструкцией нагревательного блока. Теплообменник расположен над горелкой. Корпус блока закрыт, воздух для горения нагнетается вентилятором, установленным в камере. Через двойные стенки камеры пропускается теплоноситель, нагревая его, увеличивая КПД котла. Газ сжигается почти полностью, продукты горения отводятся каоксиальной трубой под давлением воздуха.

Виды горелок

По своим конструктивным, функциональным отличиям горелочные устройства делятся:

По назначению:

• для промышленного оборудования большой мощности
• для оборудования бытового назначения.

По используемому типу топлива:

• устройства для природного газа;
• устройства для сжиженного газа;
• универсальные устройства.

По регулировке пламени:

• одноступенчатые – способны работать на включение/выключение;
• двухступенчатые (как разновидность – модели с плавной модуляцией) – работают на полную мощность, при достижении нужной температуры пламя уменьшается вполовину;
• модулируемые – котлы с модулируемой горелкой отличаются плавной регулировкой силы пламени.

По принципу работы:

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

Устройство газовой горелки для котла

Атмосферные и вентиляторные горелочные устройства отличаются своим строением. Это обусловлено разным способом подачи кислорода в камеру при сжигании топлива.

Устройство атмосферной горелки.

Воздух поступает в камеру горения непосредственно из помещения. Внутри канала горелочного устройства расположены сопла. Газ подается в сопла, смешиваясь с воздухом, который также имеет сюда доступ. На небольшом расстоянии от сопел располагаются выходные прорези, через которые подается готовая топливная смесь. Между соплами и выходными отверстиями создается область пониженного давления, что способствует постоянному нагнетанию воздуха для смешивания.

В камере сгорания постоянно работает запальная горелка для розжига основного устройства.

Устройство вентиляторной горелки.

Блок устройства состоит из:

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

Воздух нагнетается извне вентилятором, подается в камеру сгорания для образования топливного вещества. Соотношение воздуха и газа возможно регулировать с помощью заслонки и вентилятора.

Пламя горелки

Одним из индикаторов правильной работы горелки является цвет пламени. Для газового оборудования характерно ровное голубоватое пламя без примесей других цветов. Наличие вкраплений желтого, красного говорит о том, что горелка работает плохо, это снижает эффективность обогревательного оборудования.

В первую очередь, это касается инжекционных горелочных устройств, но и для вентиляторных иногда характерно тоже. Пламени элементарно может не хватать кислорода. Также вместе с воздухом может попадать пыль, другой мелкий мусор, который будет засорять устройство, снижая КПД котла. Все это непосредственно сказывается на пламени. Если оно гудит, горелка работает громко, огонь изменил цвет – необходимо настроить правильную работу устройства.

В каких случаях требуется регулировка пламени горелки?

Атмосферная газовая горелка для обогревательного оборудования чаще выходит из строя. Ею оснащаются модели как настенного, так и напольного котла.  Инжекционная горелка напольного оборудования снижает свою эффективность по разным причинам:

• Мощность горелки завышена. Случается, когда для маленького обогревательного оборудования приобретается горелка высокой мощности. При этом для горения недостаточно места, приток воздуха для такой мощности слабый, что приводит к переходу пламени от голубого к желтому, закопчению камеры сгорания, дымохода.
• Если дымоход плохо прочищен, ухудшается тяга котла. При этом отработанные продукты горения слабо выводятся, приток воздуха малый. Это ухудшает горение, пламя желтеет.
• Дефект самой горелки не дает возможность правильно настроить полное сгорание топлива.
• Из-за перепадов давления в системе газоснабжения хорошо отрегулированное оборудование может выбрасывать большое количество неотработанного газа в дымоходную трубу. Частично он оседает копотью, сажей. Большой слой сажи снижает тягу, увеличивает расход топлива.
• Запуск отопительного оборудования после ремонта.
• Наличие посторонних шумов при работе котла, газовой горелки.
• Смена вида топлива.

Возможно Вам будет интересно узнать о принципе работы двухконтурного газового котла >>>

Настройка оборудования

Напольные газовые котлы с атмосферной горелкой можно настроить самостоятельно. Наддувные же системы регулируются автоматическим блоком управления, не требуют дополнительной настройки.

Схема действий при настройке одноступенчатого оборудования:

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

Настройка газового оборудования должна проводиться специалистами. Самые простые котлы открытого типа возможно настроить самостоятельно при наличии определенных навыков, знаний устройства горелочного блока. От качества работы горелки зависит эффективность котла, уровень его КПД, расход топлива. Поверхностно определить, что оборудование работает неисправно можно по изменившемуся пламени горелки.

Пусконаладка газовых горелок. Настройка горелок в газовых и дизельных котельных.

Пусконаладка — эта важный этап работы, который обязательно выполняется при адекватном  вводе котельной в эксплуатацию. В ста процентах случаев, настройка отопительных горелок является обязательной для мощных промышленных котельных, но и в ряде случаев вполне может понадобиться и для бытовой котельной частного дома.

Газовая горелка мощностью 1,2 МВт после завершения пусконаладочных работ.

Зачем нужна настройка газовой или дизельной горелки?

Напомню, что основными элементами любой котельной являются отопительные котлы с горелочными устройствами, насосы, теплообменники, арматура и система управления. Тепло образуется в котле, посредством сжигания топлива, это может быть газ, дизель, отработанное масло или любые другие виды горючего топлива. Очевидно, что для максимально эффективного сжигания топлива в котле, его необходимо смешать с кислородом воздуха в определенной, правильной для каждого вида топлива, пропорции. При этом смешивание должно быть равномерным. Процесс смешивания топлива с кислородом и его дозировка осуществляется в горелочных устройствах, в быту горелках (газовых горелках, дизельных горелках и т. п.).  Любая промышленная горелка, да и большая часть бытовых, изготавливается производителем под некоторый диапазон тепловой мощности. Например, газовую горелку с механической модуляцией и максимальной тепловой мощностью 1,2 МВт можно настроить на эффективную работу с тепловой мощностью от 600 кВт до 1,2 МВт. Очевидно, что для каждой конкретной тепловой мощности понадобится сжечь строго определенное количество топлива и смешать это топливо с оптимальным для горения количеством воздуха. В обеспечении этой пропорции и заключается необходимость настройки горелок перед вводом в эксплуатацию.

Наддувная газовая горелка, количество подаваемого воздуха регулируется степенью открытия воздушной заслонки.

Эффективное сжигание топлива

Проиллюстрируем эту тему на примере газовой горелки, работающей на природном газе. Для сжигания определенного объема природного газа необходимо  определенное количество воздуха, которое зависит от типа газа. В горелочных устройствах, всегда настраивается небольшой избыток воздуха на сгорание топлива. В процессе настройки следует ориентироваться на состав выхлопных газов после сгорания топлива. Контролируется содержание угарного, углекислого газа и остаточного кислорода. При настройке газовой горелки задают расход сжигаемого газа в соответствии с необходимой тепловой мощностью, при этом настраивают количество воздуха на горение таким образом, чтобы в выхлопных газах содержалось порядка 10% углекислого газа, 3-5% остаточного кислорода и отсутствовал угарный газ. Данные показатели должны быть достигнуты во всем диапазоне работы горелки, от розжига до выхода на максимальную мощность.

Зависимость КПД работы отопительного котла от содержания остаточного кислорода.

О квалификации наладчика и инструменте

На сегодняшний день применяется большое количество разновидностей горелок, с различным типом модуляции и количеством ступеней. Для правильной их настройки просто необходимо знать методику настройки каждого типа горелок, пройдя профильное обучение. Для настройки необходим газоанализатор, электронный манометр, прибор для контроля утечек газа.

Детектор утечки

Манометр

Газоанализатор

Специалисты компании «Термодинамика» обладают обширным опытом по наладке различных типов отопительных горелок, имеется весь спектр необходимого оборудования и инструментов. Готовы выполнить пусконаладочные работы на вашем объекте.

Используемые источники:

• http://oteple.com/kak-nastroit-gazovuyu-gorelku-kotla/
• https://foundmaster.ru/heating/kak-nastroit-gorelku-dlya-gazovogo-kotla.html
• http://tdm-group.ru/puskonaladka-gazovyx-gorelok-nastrojka-gorelok-v-gazovyx-i-dizelnyx-kotelnyx