Принцип работы дизельной горелки: преимущества, принцип работы, разновидности. Ремонт и диагностика. Советы по выбору дизельной горелки.

Дизельная горелка. Принцип работы — Компания ТГВ

Дизельная горелка предназначена для сжигания лёгкого дизельного топлива (см. ниже). Она является горелкой с принудительной подачей как воздуха для горения (см. ниже «дутьевая горелка»), так и топлива. Топливо подаётся, для улучшения его смешения с воздухом и ускорения всех стадий процесса его сжигания в распыленном виде. В дизельных горелках используется только механическое распыливание (см. форсунка дизельная), с помощью шестерёнчатых насосов, соединённых с валом электродвигателя воздушного вентилятора горелки и развивающих перед узлом распыливания – форсункой требуемое давление на уровне 10… 25 бар.

Бытовые дизельные горелки являются простейшими одноступенчатыми (работают в режиме «вкл-выкл»), а их рабочая мощность определяется исключительно пропускной способностью установленной на горелке форсунки. Отметим, что такая горелка является, по сравнению с более сложными вариантами регулирования мощности, наименее эффективной, т.

к. наибольшие потери сжигания жидкого топлива, с химической и механической неполнотой сгорания (недожогом), присущи именно розжигу «холодного» дизельного топлива. С целью компенсации, хотя бы частичной, этого недостатка горелки мощностью до 60 кВт изготавливаются двух видов – стандартные (Н) и с предварительным подогревом топлива (R). Последний выполнен в виде компактного нагревательного элемента, расположенного на подающем топливопроводе форсунки. После «команды» на пуск горелки напряжение 220В/50Гц подаётся только на подогреватель топлива, а включение в работу электродвигателя вентилятора для обязательной продувки топки котла (с целью удаления из неё перед розжигом каких-либо газообразных горючих продуктов) происходит только после «команды» термодатчика нагревателя о его разогреве до 50… 60°С. Следует отметить, что при использовании дизельного отопительного котла для индивидуального жилого помещения, без постоянной работы котла в зимнее время, применение дизельной горелки без подогрева крайне нежелательно и даже опасно, т. к. холодное дизельное топливо тяжело поджигается даже высоковольтной электрической дугой. Поэтому в результате нескольких последовательных неудачных попыток розжига в топке может скопиться достаточное количество продуктов испарения топлива, возгорание которого будет взрывным – «хлопком», крайне опасным для целостности котла и его системы дымоудаления.

Дизельные горелки с регулированием мощности бывают двухступенчатыми, с одной форсункой, работающей на двух разных давлениях топлива, 11… 12 бар на первой ступени и 25 бар на второй, или с двумя форсунками, трёхступенчатыми (с двумя форсунками и с таким же «скачкообразным» изменением давления топлива с помощью топливного электроклапана, установленного на линии сброса топлива из насоса) или плавно-двухступенчатыми, с плавным регулированием давления топлива непосредственно перед соплом форсунки с помощью игольчатого штока, передвигаемого вдоль оси горелки регулирующим приводом, установленным на переднем фланце горелки. Последняя система регулирования, сложная и дорогая, применяется только в самых мощных дизельных горелках.

Отметим, что во всех схемах регулирования мощности дизельная горелка работает, для обеспечения надлежащего срока службы топливного насоса, только с постоянным сливом «излишка» топлива, для чего все дизельные горелки при поставке комплектуются двумя гибкими присоединительными топливными шлангами. Это, в свою очередь позволяет использовать для подачи дизельного топлива в горелку две схемы:

• двухтрубную, с возвратом топлива непосредственно в топливную ёмкость. Данная схема используется преимущественно при «верхнем» топливном баке, т. е. когда уровень топлива выше оси насоса;
• однотрубную, без возврата «лишней» подачи насоса в бак, – наиболее применимую при «нижнем» баке (вариант наружной «подземной» топливной ёмкости), когда неизбежна «дегазация топлива» -появление в его потоке пузырьков воздуха из-за падения давления топлива в подающем трубопроводе по сравнению с «атмосферным» (в баке). Для борьбы с «завоздушиванием» насоса, приводящего к неизбежному срыву подачи топлива и автоматической аварийной остановке горелки, оба топливных шланга должны быть подключены к соответствующим патрубкам 3/8” топливного фильтра для однотрубной системы (с деаэратором), обеспечивающего «замыкание» контура циркуляции избытка топлива.

Попутно отметим, что оптимальным вариантом прокладки подающего трубопровода при «нижнем» баке является использование целиковой трубки, медной или пластмассовой, т. к. никакие конструкции разборных стыков на этом трубопроводе не могут исключить опасность «подсоса» в него атмосферного воздуха.

Дизельная горелка, по сравнению с дутьевой газовой, имеет более «узкую» рабочую зону, характеризуемую отсутствием ухудшения нормального сжигания, т. е. без роста концентрации CO и сажеобразования на поверхностях нагрева котла при изменении соотношения «топливо-воздух». Поэтому дизельная горелка остро нуждается в «приборной» проверке режима работы (см. «анализ продуктов сгорания»). Мы не рекомендуем в этом плане «горе-наладчикам» настраивать дизельную горелку лишь по визуальной оценке светимости факела.

Компания «ТГВ Инженерный Сервис» является авторизованным сервисным центром европейских производителей дутьевых горелок – компаний ELCO, F.B.R. и других.

Обзор дизельных горелок для котлов

Содержание

1. Типы дизельных горелочных устройств
2. Одноступенчатые
3. Двухступенчатые
4. Плавно-двухступенчатые
5. Модулируемые
6. Как подобрать горелку к котлу на дизеле
7. Как рассчитать мощность дизельной горелки
8. Производители горелок для сжигания солярки
9. Требования к дизельному топливу для горелок
10. Техническое обслуживание дизельной горелки

От того, насколько правильно подобрана дизельная горелка для котла, зависит экономичность и теплоэффективность котельного оборудования. По причине постоянного внедрения новых технологий, потребителю доступны горелочные устройства с разной степенью автоматизации и контролем над сжиганием солярки.

Типы дизельных горелочных устройств

Принцип работы жидкотопливной горелки для котла на дизельном топливе, основан на преобразовании солярки в мелкодисперсный состав. Во время преобразования, происходит смешивание топлива и воздуха.

Работа горелочного устройства осуществляется следующим способом:

• Дизтопливо, из хранилища, поступает в блок предварительной подготовки. Перекачка топлива, осуществляется насосом, нагнетающим необходимое давление для последующего распыления мелкодисперсной пыли.
• Используется система обратной циркуляции – остаток топлива, неизрасходованный во время работы котла, возвращается обратно в топливный бункер. За работой топливонасоса и системой рециркуляции, наблюдает автоматика подачи солярки. Главная функция устройства, обеспечение равномерной подачи топливовоздушной смеси, предотвращение заливания горелки.
• Солярка, подогревается в камере предварительного смешения, обогащается воздухом, после чего направляется на топливную форсунку. Происходит дозированное распыление в камеру сгорания, где смесь воспламеняется посредством электродов розжига.
• Структуру факела пламени, поддерживает турбина, обеспечивающая нагнетание воздуха в камеру сгорания и завихрение воздушных потоков.

Устройство дизельной горелки котла, в целом, остается неизменным, хотя, незначительно модифицируется разными производителями. Основное различие горелочных устройств, это используемый принцип работы – изменение мощности при сжигании пламени.

Жидкотопливные дизельные горелки для котлов отопления, делятся на четыре класса: одноступенчатые, двухступенчатые, плавно-двухступенчатые и модулируемые. У каждого из устройств, есть свои особенности и рабочие характеристики.

Одноступенчатые

Классическая горелка для котла на дизельном топливе. Горелка одноступенчатого типа, работает только в одном режиме, на 100% мощности. Нагрев теплоносителя и контроль над интенсивностью повышения температуры, осуществляется методом включения/отключения пламени.

Недостаток устройства одноступенчатой горелки – высокий расход топлива, погрешность в нагреве теплоносителя, достигающая 5оС. Преимущества одноступенчатой горелки – низкая себестоимость, простота конструкции, меньшая зависимость от автоматики. Модули реже выходят из строя и считаются более надежными, чем двухступенчатые и модуляционные горелочные устройства.

Двухступенчатые

Фактически, число ступеней указывает на количество рабочих режимов. Двухступенчатые горелки, переключаются между 30 и 100% мощности. Существуют модули, работающие в диапазоне 40 и 100%.

Принцип работы двухступенчатой горелки основан на следующем:

• При достижении заданной предельной точки нагрева, автоматика дает сигнал не на отключение, а на изменение интенсивности пламени.
• Происходит переключение мощности со 100% на 30%. Факел продолжает подогревать теплоноситель, что снижает скорость его остывания.
• После снижения температуры до параметров, указанных в настройках, горелка снова включается на 100% мощность.

Управление горелкой двухступенчатого типа, происходит в автоматическом режиме, под управлением микропроцессорного контроллера. Экономичность модуля, особенно заметна, после установки комнатного терморегулятора. Расход солярки, снижается, приблизительно на 5-10%, что составляет не менее 700 литров за отопительный сезон.

Плавно-двухступенчатые

Еще один вид автоматических горелок, с экономичным сжиганием топлива. По сравнению с обычными двухступенчатыми горелочными устройствами, переключение между режимами нагрева, осуществляется не рывками, а постепенно, по мере остывания теплоносителя.

Плавное переключение режимов, отражается на работоспособности, экономичности (по сравнению с одноступенчатым модулем, составляет 10-15%). Недостаток, необходимость в обеспечении стабильных устойчивых параметров напряжения в сети. Микропроцессорная автоматика, быстро выходит из строя, даже при небольших колебаниях в электрической сети.

Модулируемые

Наиболее экономичные горелки, все рабочие процессы и модуляция мощности, автоматически адаптируются к фактическим потребностям в тепловой энергии. На интенсивность сжигания топлива влияет:

1. Температура в помещении.
2. Параметры солярки: количество загустевшего остатка, качество топлива.
3. Температуры окружающей среды.

Для удобства, модуляционные горелки, подключаются к комнатным и погодозависимым терморегуляторам. Современные котлы ведущих производителей, снабженные подобными устройствами сжигания дизтоплива, дополнительно, оснащаются недельными программаторами, автоматически подбирающими оптимальный режим нагрева.

Преимущество модуляционных горелок, заключается в высокой экономичности и полной автономности работы. Недостатком, считается высокая стоимость.

Как подобрать горелку к котлу на дизеле

Дизельные горелки, получили широкое применение, благодаря автоматизации процессов сжигания топлива, доступности используемого энергоносителя, отсутствия необходимости в получении особых разрешений и проведения согласований.

Производители, откликаясь на потребности покупателей, постоянно расширяют ассортимент продукции. Выбор подходящего горелочного устройства, может стать настоящей проблемой.

Подобрать подходящую горелку, не так сложно, как может показаться изначально. При подборе модели, учитывают несколько параметров:

• Топливный насос для горелки – нагнетающий модуль, предназначен для перекачки солярки и может не подойти для работы с мазутом или отработанным маслом, имеющими большую плотность. Перед выбором горелочного комплекта, стоит убедиться, что насос подходит для конкретных условий эксплуатации.
• Принцип работы – некоторые горелки, подают топливо на форсунку, без предварительной подготовки, другие, подогревают смесь в специальном приемнике. Второй вариант, предпочтительней, особенно, если хранилища расположены на улице или в плохо отапливаемом помещении.
• Возможность установки выбранной модели дизельной горелки. Если планируется заменить горелочное устройство, обращают внимание на рекомендации изготовителя, указанные в паспорте к котлу. Производитель, конкретно указывает совместимость конструкции котельного оборудования с разными видами горелок.

Помимо подбора по вышеуказанным характеристикам, рассчитывают мощность и определяются с маркой горелочного устройства.

Как рассчитать мощность дизельной горелки

Для расчета мощности горелки, потребуется паспорт котла, в который планируется установить модуль. Дальнейшие вычисления, выполняют следующим образом:

1. В технической документации, находят фактическую мощность котла и его КПД.
2. Делят производительность котла на коэффициент полезного действия.

Полученный результат и будет оптимальной мощностью котла. Этот параметр, крайне важен при выборе горелки. Описанные вычисления, подходят исключительно для горелок малой мощности. При расчетах промышленного котельного оборудования, дополнительно учитывают следующие параметры:

1. Расход дизтоплива.
2. Количество и необходимое давление воздуха при горении.
3. Характеристики и производительность вентилятора.
4. Рабочие параметры топливонасоса.

При расчетах промышленной станции, требуются услуги инженера теплотехника.

Производители горелок для сжигания солярки

Продукция представлена европейскими компаниями. Наибольшей популярностью, пользуются горелки следующих производителей:

• Немецкие горелки:
  
  • Buderus Logatop DE,
  • Weishaupt,
  • Giersch.
• Шведская продукция: Bentone.
• Французские горелки: De Dietrich M.
• Финские горелочные устройства: Oilon.
• Итальянские горелки:
  
  • Baltur,
  • F.B.R.,
  • Ferroli SUN G,
  • Lamborghini Calor,
  • Sime MACK.
• Бельгийский бренд: ACV BMV.

Горелочные устройства, отличаются различными теплотехническими характеристиками, производительностью и степенью автоматизации. При подборе оптимального изделия, не лишним будет изучить реальные отзывы потребителей, указывающие на слабые и сильные стороны модуля.

Требования к дизельному топливу для горелок

Дизтопливо для горелки, должно соответствовать нескольким критериям:

1. Теплота сгорания.
2. Плотность.
3. Вязкость.
4. Текучесть.

В технических параметрах, в паспорте эксплуатации горелки, четко прописаны все эти критерии, а также, указан тип топлива, на котором котел сможет работать. Универсальные котельные, требуют отдельной настройки горелки дизельного котла, при переходе с дизтоплива на мазут или сжиженный газ.

От заказчика, требуется обеспечить соответствие дизтоплива, рабочим характеристикам горелочного устройства. При охлаждении, увеличивается плотность солярки и ее вязкость. Если быстро не решить проблему, происходит следующее:

• Забивается топливный фильтр, в результате, снижается скорость подачи солярки, что заставляет насос работать на предельных нагрузках, для создания необходимого давления, и часто приводит к полной остановке котла.
• Если на горелке не установлена камера предварительного подогрева, дополнительно забивается фильтр форсунки. Снижается качество распыления мелкодисперсной смеси, что приводит к перерасходу топлива. Чтобы почистить форсунку для горелки котла на дизельном топливе, придется полностью остановить работу теплогенератора. После обслуживания, заново отрегулировать горелочное устройство.

На то, что фильтры забились, указывают несколько признаков: увеличенный расход электричества, частое отключение котельного оборудования автоматикой, увеличившийся гул, наблюдаемый во время работы.

Для комфортной работы котельной, требуется обеспечить нормальные условия для хранения дизельного топлива: подогрев стенок хранилища и непосредственно перед сжиганием солярки.

Техническое обслуживание дизельной горелки

В течение отопительного сезона, дизельный котел, работает приблизительно 1600 часов. Если сравнивать с автомобилем, то это соответствует автопробегу, равному 80000 км. Естественно, что котлу потребуется регулярное обслуживание, включающее следующие операции:

Ежегодный плановый осмотр:

• Чистка дизельной горелки – во время работ, удаляется сажа, при необходимости, заменяются фильтры. Проверяется рабочее давление форсунки. Выполняется настройка системы. Осуществляется пробный розжиг форсунки.
  Может потребоваться замена и установка нового распылителя. После замены, наблюдается существенное сокращение затрат топлива, приблизительно на 10-15%. Влияние замены форсунки на расход солярки, более чем очевидно.
• Проверяются рабочие настройки. Увеличенный расход топлива, свидетельствует о неисправности горелки. Запускают котел и проверяют затраты топлива, при помощи расходомера солярки. При расхождении показателей счетчика дизельного топлива с расходами, рекомендуемыми производителем, котел останавливается, выполняются ремонтные и отладочные работы.
• Настройка подачи воздуха. Для поддержания устойчивого факела пламени, требуется, чтобы установленная турбина, работала с определенной скоростью. Технические характеристики котла, во многом зависят от поддержания стабильного пламени необходимой интенсивности. Объем подаваемого воздуха и завихрение потоков, влияет на количество недожога и интенсивность появления сажи.

После проведения работ, обязательно выполняют пробный запуск и отладку всех рабочих систем.

Кроме профессиональной отладки, потребуется обслуживание горелки своими руками, включающее:

• Чистка теплообменника, дымовой трубы и горелки от скопившейся сажи.
• Замена топливного фильтра.

Владельцу, надо позаботиться об обеспечении оптимальных условий для работы горелочного устройства:

• Стабилизации напряжения в сети. Работа без электричества не возможна. Контроллеры горелок, чувствительны к перепадам напряжения.
  Подключение к электросети, выполняют через стабилизатор напряжения и ИБП. Аккумуляторной емкости, должно быть достаточно для поддержания автономной работы в течение 12 часов.
• Установка системы подогрева топливного хранилища.

Обеспечение нормальных условий для работы котла и регулярное обслуживание котельной, приводит к увеличенной теплоотдаче и производительности, а также, влияет на срок эксплуатации горелочного устройства и теплогенератора в целом.

Что такое горелка? Как работают горелки? Типы промышленных горелок

Что такое горелка ? Горелка представляет собой устройство, обеспечивающее полное контролируемое сгорание топлива за счет смешивания с воздухом в оптимальном соотношении. Промышленная горелка является ключевым продуктом для отопительных технологий. Чтобы объяснить горелку , нам нужно знать предмет сжигания . Горение горючих компонентов в топливе с кислородом в результате химической реакции определяется выделением теплоты.

Горелка и горение — это два термина, которые нельзя отделить друг от друга.

Как известно, тепло является источником энергии. При взаимодействии топлива с кислородом происходит сгорание с выделением тепловой энергии и света. Основной целью является получение тепла после преобразования химической энергии в тепловую. Это форма энергии, в которой мы нуждаемся во многих областях нашей жизни, от отопления, питания и производства.

Самый простой продукт между свободным горением и контролируемым горением горелки .

Процесс горения происходит путем реакции с углеродом, водородом и кислородом серы в топливе. В результате выделяются углеводороды и пары воды.

Результат сжигания жидкого топлива представляет собой ярко-желтый цвет и обладает очень высокими радиационными свойствами.

Причина повышенного содержания водорода в газовом топливе больше связана с водяным паром, чем с жидким и угольным топливом.

Как работает горелка?

Когда мы спрашиваем как работает горелка ; горелки, сжигающие топливо, управляемые и равномерно передающие тепло в правильный канал, выполняются с камерой сгорания. Тепловая энергия, производимая пламенем, передается в место, где она требуется, с помощью камеры сгорания.

Двигатель горелки питается от электроэнергии для работы вентилятора, используемого для подачи воздуха для горения в горелку. Двигатель в горелках на жидком топливе также подает топливо к масляному насосу, а жидкое топливо подается к топливной форсунке под высоким давлением.

Контроль топлива в газовых горелках осуществляется с помощью электромагнитных клапанов и регуляторов. Высоковольтный трансформатор, который создает искру, необходимую для первого зажигания, также вступает в игру с электрической энергией .

При подаче топлива из топливопровода в головку зажигания, воздух, подаваемый в головку сгорания с помощью вентилятора в основном корпусе горелки, гомогенно смешивается через специальную систему турбулентности и происходит горение .

Электронное реле управления горением контролирует предварительную продувку, время розжига, контроль пламени, количество топлива, включение-выключение, постепенную или пропорциональную работу горелки безопасно в соответствующие моменты времени и пошагово.

Путем контроля топливно-воздушных смесей технические службы достигают оптимальной эффективности смеси путем точной настройки оборудования на горелке для обеспечения безопасного и эффективного сгорания

Электронные достижения в контроле горения, создание новых оборудование и топливно-воздушные смеси на оптимальном уровне в результате системы турбулентности Uret снизили уровни выбросов выхлопных газов до минимума, а количество производимого тепла было значительно улучшено.

Слово Burner пришло в наш язык из французского языка и имеет большое значение. Оно называется Burner на английском языке, Brenner на немецком языке и Bruleur на французском языке.

Типы горелок

Было бы более уместно разделить горящее слово на различные классы, учитывая значение и технические характеристики горелки.

 

22.10.2018

Работа и типы горелок – Мир химического машиностроения

Работа горелки и типы

Работа горелки и типы

Работа горелки и типы

Горелки представляют собой механические устройства, которые используются для регулирования воздушно-топливной смеси, так что, если смесь сгорает, пламя также поддерживается в течение требуется для задачи. Горение представляет собой высокотемпературную экзотермическую окислительно-восстановительную реакцию, протекающую между топливом и окислителем с образованием газообразных продуктов вместе с тепловой и световой энергией. По сути, горелки — это устройства, которые используются для поддержания реакций горения с целью нагревания жидкостей или проведения эндотермических химических реакций или преобразования жидкостей в пары и т. д.

Горелки, которые обычно используются в лабораториях, называются горелками Бунзена. Это просто трубка, которая соединена с подачей топлива. Топливо имеет газообразную природу. Поток подачи топлива регулируется вентилем, обычно игольчатым. Когда клапан открыт, газ проходит через трубку. Газ, выходящий из трубки, можно зажечь, после воспламенения вверху появляется пламя, потому что газ начинает гореть. Газ горит только в верхней части трубки, а не внутри трубки, потому что достаточное количество кислорода доступно только в верхней части трубки. Это удобное и простое устройство, используемое для нагрева, стерилизации и сжигания в процессах лабораторного масштаба.

Промышленные горелки гораздо более крупные и сложные по своей природе. Some of the types are:

Burner Types

• Air Staged Burners
• Regenerative Burners
• Self-Recuperative Burners
• Radiant Tube Burners

Air Staged Burners

All топливо смешивается с некоторым количеством воздуха через внутреннюю воздушную форсунку, а затем по мере необходимости процесса горения воздух подается из наружных воздушных форсунок поэтапно.

Регенеративные горелки

В них используется пара горелок, которые работают вместе для повышения теплового КПД системы. Выхлопной газ из одной горелки используется для нагревания воздуха, который должен гореть в другой горелке, и наоборот. Таким образом, они работают в альтернативном цикле.

Саморекуперативные горелки

Эта горелка оснащена рекуперативным механизмом. Выхлопные газы отводятся обратно через расширитель, а поступающий воздух нагревается выхлопными газами.

Излучающие трубчатые горелки

Все предыдущие горелки имели топливно-воздушную смесь, горящую в присутствии загрузки, сырья. В радиационных трубчатых горелках процесс горения происходит в трубе, труба служит границей, разделяющей топливно-воздушную смесь и нагрузку. Тепло передается нагрузке посредством излучения.

Система управления горелкой (BMS)

Система управления горелкой — это система, которая используется для управления запуском, работой и отключением промышленных горелок, чтобы обеспечить их безопасное функционирование.