Разновидности газовых горелок для отопительных котлов

Разновидности

Теперь поговорим о категориях горелок. Лучше применять модель, которая указывается производителем в нормативной документации. Тепловой обменник, как и конструкция котла, обычно создается с расчетом на установку определенного горелочного устройства.

Если брать предназначение, то существует две категории горелок.

  • Для промышленных котлов высокой мощности. В такой категории обычно монтируются инжекторные вентиляторые горелки. Их производительность будет составлять от 120 до 250 кВт.
  • Бытовые варианты. В данном случае мощность не будет более 120 кВт. Сюда относится атмосферная котельная горелка. Ее недостатками будут большой топливорасход и серьезные требования, связанные с монтажом.

Если говорить о типе топлива, как критерии классификации, то различают горелки двух типов:

  • работающие на сжиженном газе;
  • на природном аналоге.

Разница между типами горелок будет в газовом рабочем давлении и форсуночных размерах. В бытовых конструкциях от европейских брендов обычно устанавливают универсальные варианты, которые могут работать с обоими типами газа.

Также существуют инжекционные диффузионные и иные решения с предварительным частичным либо стопроцентным смешиванием. Но такие варианты применяются лишь в моделях промышленного направления. Здесь необходимо отметить, что тип горелки будет влиять на конструкционные особенности теплового обменника, сгорательной камеры, варианта газоотвода, системы выхлопа.

По типу регулирования горелки бывают:

  • 1-ступенчатые;
  • 2-ступенчатые;
  • 2-ступенчатые с модуляцией газового варианта;
  • модулируемые.

От регулировочного типа зависит, будет применяться открытая либо закрытая горелка. Категория устройства будет оказывать воздействие на нормы, которые будут предъявляться к установке и эксплуатации такого котла.

Теперь расскажем подробнее о каждой из категорий. Одноступенчатые решения являются наиболее распространенным вариантом. Их принцип работы состоит в том, что они то включаются, то отключаются. Периодичность смены рабочих режимов будет зависеть от того, насколько быстро остывает тепловой носитель, а также от режима работы.

Особенностями таких горелок являются:

  • работа вне зависимости от наличия электричества;
  • высокий расход газа;
  • отличная надежность;
  • наличие механизма розжига.

Если говорить о двухступенчатых горелках, то они подойдут для котлов, где присутствует точное регулирование газовых потоков. По названию можно понять, что работать такое устройство может в двух режимах. Обычно речь идет о 30 процентах и о 100 процентах мощности.

Особенностями такого решения будут:

  • постоянное горение;
  • нагрев теплового носителя на сто процентов;
  • модели с автоматикой контролируют переход с одного режима в другой.

Если говорить о третьей категории, то здесь рабочий принцип идентичен прошлому варианту. Единственным отличием будет то, что переключение выполняется без быстрых рывков.

Особенностями этого типа горелок будут:

  • малое топливосжигание;
  • универсальность;
  • электрозависимость;
  • регулировка температуры нагревания теплового носителя.

Последний тип – модулируемые горелки. Они считаются наиболее экономичными. Изменение мощности горелки обычно осуществляется в авторежиме.

Особенностями модулируемой горелки являются:

  • наличие автоматики управления;
  • универсальность;
  • высокая экономичность.

Эксплуатация бытовых горелочных устройств

В бытовой теплоэнергетике собственники, эксплуатирующие котлы зачастую сталкиваются с трудностью, когда не горит газогорелочное устройство агрегата, хотя параметры магистрального газа на вводе к абоненту соответствуют необходимым параметрам.

Зачастую это случается вследствие некачественного очищения подающего газового топлива. Он зачастую подается совместно с разнообразными мелкими частичками, которые забивают сопла .

В бытовом секторе фильтры в магистральную систему газоснабжения могут устанавливать только газовые службы и контроля за их работой со стороны абонента нет. Поэтому в индивидуальных домовых котельных проблема разрешается путем ежегодной профилактической очистки горелки.

Эта процедура обязательная и по требованию завода-изготовителя проводится в процессе технического обслуживания газового котла обычно перед началом осенне-зимнего отопительного сезона.

Процессы регулировки и замены газогорелочного устройства для котла, который находится на гарантийном обслуживании, выполняется соответствующим сервисным центром. Неправильное обслуживание горелки способно вывести из строя не только ее, но и отопительный котел в целом.

Что представляет собой газовая горелка

Газовая горелка – это один из важнейших узлов любого котла. Она отвечает за создание устойчивого пламени. Именно здесь происходит сжигание подающегося топлива. Полученное тепло поднимается вверх, к теплообменнику, где практически полностью переходит в теплоноситель. Продукты сгорания вместе с остатками тепла тем или иным образом удаляются в атмосферу.

Устройство газовой горелки для котла предельно простое – оно включает в себя несколько основных узлов:

Низкое выделение окислов азота и угарных газов при горении делает котел почти безупречным в экологическом отношении.

  • Форсунку – отсюда выбрасывается газ;
  • Систему розжига – обеспечивает поджигание газа;
  • Систему автоматики – контролирует температуру;
  • Датчик наличия пламени – контролирует наличие огня.

Упрощенно говоря, все выглядит именно так. А чем отличаются друг от друга те или иные виды газовых горелок в различных моделях котлов, вы узнаете чуть позже.

Современная газовая горелка для котла отопления – это устройство, к которому предъявляются определенные требования. В первую очередь важна бесшумность работы. Сразу вспоминаются некоторые модели советских проточных водонагревателей, где пламя шумело с силой урагана

Современные образцы горят сравнительно тихо (также уделяется внимание тихому розжигу, без хлопков и взрывов). Дополнительное влияние на уровень шума оказывает конструкция камер сгорания. Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века)

Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит

Большой срок службы – если вспомнить старые газовые агрегаты, то они служили довольно долго (в те времена все делалось на века). Сегодня таких технологий уже нет, поэтому горелки в котлах часто ломаются. Выход один – покупать агрегаты от проверенных брендов, где используются нормальные по качеству комплектующие. Что касается всякого китайского барахла от непонятных производителей, то здесь все очевидно – брать не стоит.

То же самое касается дешевых котлов российского производства – в них нередко устанавливаются недолговечные горелки.

Полное сгорание газа – еще одно важное требование. Горелка для газового котла должна сжигать топливо полностью, с минимальным выделением угарного газа и прочих сопутствующих компонентов. Впрочем, тут все зависит не только от нее – на качество сгорания оказывают влияние и остальные узлы

Нельзя забывать и о надлежащем отводе газа, для чего нужно иметь в своем распоряжении чистый дымоход с хорошей тягой.
Что касается принципа работы газовой горелки, то он прост:

Впрочем, тут все зависит не только от нее – на качество сгорания оказывают влияние и остальные узлы. Нельзя забывать и о надлежащем отводе газа, для чего нужно иметь в своем распоряжении чистый дымоход с хорошей тягой.
Что касается принципа работы газовой горелки, то он прост:

В горелке сжигаемый газ соединяется с воздухом. При высокой температуре происходит химическая реакция с образованием углекислого газа и воды.

  • Котел фиксирует несоответствие температуры в отопительном контуре с заданными пользователями параметрами;
  • Открывается газовый клапан, в горелку начинает поступать газ;
  • В это же время срабатывает система розжига;
  • Газ поджигается, образуется пламя.

В это же самое время начинает работает контроль наличия пламени – если огонь вдруг потухнет, автоматика перекроет подачу голубого топлива. Как только температура в системе отопления достигнет заданного предела, подача газа будет перекрыта.

Реализация контроля наличия пламени реализуется в газовых горелках по-разному. Где-то стоит простой термоэлемент, а продвинутые котлы с автоматикой на базе электроники наделяются системами ионизационного контроля.

Виды газовых горелок для котлов

Конструкция котла и горелочные устройства тесно связаны. Производитель котла обычно самостоятельно выпускает ее к котлу или комплектует его строго определенной моделью, которая работает для обеспечения теплового баланса.

Менять или реконструировать такие устройства не допустимо, поскольку это может вызвать создание аварийной взрывоопасной ситуации при работе газового оборудования.

Классификация газогорелочных устройств:

  • атмосферного типа, обычно применяются в агрегатах с открытой топочной камерой небольшой тепловой мощности;
  • вентиляторные или с наддувом для закрытой топки, применяются в мощных котлоагрегатах;
  • с постоянно работающим запальным устройством;
  • с пьезоросжигом.

Кроме того существуют комбинированные мазутные горелки для котла способные работать на двух видах топлива на газе и мазуте, например, горелка газомазутная ГМГ.

Вентиляторные

Такие устройства являются энергозависимыми и функционируют с принудительной подачей кислорода из воздуха. Конструкции таких горелок позволяют более точно выполнять смешивание двух сред, поэтому процесс сжигания протекает наиболее качественно.

Горелки устанавливаются в бытовых агрегатах со значительной тепловой нагрузкой и в промышленных производствах, используемых для центрального теплоснабжения, например в качестве мазутной горелки для котла.

Газомазутные горелки работающие на двух видах топлива, имеют дополнительный блок, который выполняет предварительную подготовку мазута: очищает его от взвешенных веществ и разогревает примерно до температуры 70 С, тем самым снижая степень его вязкости.

Атмосферные газовые горелки

Этот конструкционный тип горелочного устройства наиболее простой, что значительно облегчает эксплуатацию котла. Функционируют они благодаря естественному подсосу и перемешиванию воздуха.

Удаление продуктов сгорания топливной смеси происходит через дымоходы. Воздух в них поступает непосредственно из помещения, которое должно иметь хорошую приточно-вытяжную вентиляцию, с 3-х кратной циркуляцией воздуха в топочной.

Такие устройства обладают главным своим достоинством — энергонезависимость работы, то есть они могут функционировать без электроснабжения. Они имеют самый низкий КПД из всех доступных моделей, поскольку обладают низкой способностью эффективно смешивать газ и воздух.

Диффузионно кинетические

Диффузионно-кинетические устройства — это промежуточный вариант между атмосферными и вентиляторными. Эксплуатируются они в основном в промышленных газовых котельных.

Комбинированные горелочные устройства применяются для агрегатов использующих два вида топлива — газ и мазут или печное топливо. Они считаются более эффективными, имеют хороший диапазон по регулированию нагрузки агрегата от 15 до 105 % и оборудованы автоматикой безопасности.

Насос

Насос в газовом котле

Служит для предания движения теплоносителю. Это устройство заставляет циркулировать отопительную жидкость от нагретого первичного теплообменника в радиаторы, нагревать их и двигаться обратно для нагрева. Насос, как правило, имеет несколько скоростей и настраивается сервисным инженером, исходя из размеров вашей системы отопления.

Слишком высокая скорость насоса может создать дополнительный шум и снизить КПД котла. А слишком малая – приведет к неравномерному нагреву радиаторов

Поэтому для правильной настройки очень важно обращаться к квалифицированным инженерам сервисных служб

Что представляет собой газовая горелка и из чего она состоит

У любого приспособления, предназначенного для сжигания жидкого и газообразного топлива, есть основной узел – это горелка. Она отвечает за формирование равномерного пламени. Топливная смесь может быть разного качества, но хорошо продуманный способ подачи топлива обеспечит полное сгорание любой горючей смеси.

Атмосферные газовые горелки для котлов имеют очень простую конструкцию

Важнейшие показатели качественного устройства для сжигания газа – бесшумная работа и отсутствие выделения вредных соединений при сжигании топлива, в частности угарного газа. Современная бытовая газовая горелка для котла отопления – простое устройство, прошедшее длительный процесс модернизации. Некоторые старые конструкции, выпускаемые в советские времена, издавали много шума и были далеко не безопасны, особенно при сильном ветре.

На многие показатели, включая уровень шума, влияют конструктивные особенности камер сгорания. В новых образцах горелок много внимания уделяется удобству розжига и равномерной подаче пламени. Конструктивные особенности газовой горелки для отопления помещений очень простые:

  • поджигание газа обеспечивается системой розжига;
  • газ воспламеняется в форсунке;
  • автоматика призвана контролировать основные показатели: температуру, равномерность распределения газа, аварийное отключение;
  • наличие огня контролируется специальным «датчиком пламени».

Из помещения побочные продукты сгорания газа должны выводиться наружу, чтобы вредные примеси не заполняли пространство. Для отвода газа необходим дымоход, имеющий хорошую тягу. Это единственный недостаток отопления газом. Само устройство газовой горелки постоянно совершенствуется, включая следующие показатели:

Уровень шума газовой горелки зависит от конструкции камеры сгорания

  • схемы получения тепла;
  • рациональный приток кислорода;
  • способы отведения копоти и углекислого газа.

Горелки газовые для котлов: основные требования и схема работы

Тепло, выделяющееся в процессе сжигания газа, концентрируется в теплообменнике, откуда передается к теплоносителю. Вместе с небольшим количеством тепла часть продуктов сгорания выводится в атмосферу. Происходит химическая реакция выделения тепла: при высокой температуре сгорающий газ соединяется с кислородом, поступающим из воздуха. На сжигании газа и выделении тепла строится принцип работы газовой горелки. Водяной пар и углекислый газ – побочные продукты химической реакции, связанной с получением тепла.

Среди опасных веществ называют оксид азота, угарный газа и некоторые смолистые компоненты. Из-за этого предъявляются особые требования к вытяжке и дымоходу – важна хорошая тяга.

Согласно современным требованиям в любом режиме газовые горелки для котлов отопления с автоматикой (и другие разновидности) должны отличаться низкой токсичностью. Требуется, чтобы в процессе горения выделялись лишь слаботоксичные газы и небольшое количество копоти, что является общим условием применения большинства видов сырья для отопления.

Правильно продуманный способ подачи топлива обеспечит полное его сгорание

Основные требования, предъявляемые к горелке для котла:

  • доступность для самостоятельной установки;
  • понятная схема конструкции;
  • продолжительный период эксплуатации;
  • надежность эксплуатации;
  • незначительный шумовой порог;
  • удобство переключения режимов;
  • возможность работы на другом виде топлива;
  • полное сгорание газа;
  • высокие экологические показатели (выделяется мало вредных продуктов горения).

Как известно, дешевый товар свидетельствует о низком качестве продукции и непродолжительном сроке эксплуатации. Нередко ремонт оказывается невозможным, особенно в том случае, если нет гарантийного срока и заводского сертификата. В продаже всегда имеются качественные бытовые газовые горелки для котлов отопления. Цена их вполне приемлема для большинства потребителей.

Устройство и принцип действия промышленных газовых котлов

Принцип действия отопительного устройства основан на сжигании газа в топке с сопутствующим нагревом теплоносителя. По этому признаку котлы делятся на две группы:

  • с циркуляцией горячего воздуха (жаротрубные);
  • с нагревом жидкости почти до температуры кипения (водотрубные).

Паровые котлы устанавливаются на предприятиях, использующих пар в промышленном производстве.

Справка. Стоимость природного газа и его теплотворная способность не имеет конкурентов среди других природных горючих материалов. Поэтому использование природного газа дает значительную экономическую выгоду.

Газовая горелка

Главной частью любого котла является горелка. По типу подачи газа они делятся:

  • на инжекторные, засасывающие газ вместе с воздушной струей;
  • на наддувные, применяющие принудительное нагнетание воздуха мощным вентилятором;
  • на диффузные, подающие газ к месту горения через специальные диффузионные каналы.

Фото 1. Промышленный котел на газу марки Энтророс. В устройстве установлена наддувная газовая горелка.

Распространенная конструкция горелки — набор из нескольких параллельных стержневых устройств, которые расположены равномерно по всему объему топки. Они снабжены отверстиями для выхода смеси газа с воздухом и обеспечивают равномерный нагрев. Для повышения эффективности между стержнями помещают трубопровод с теплоносителем. Такие установки способны достичь КПД в 98—99%.

Еще один популярный вариант горелки промышленного котла мощностью от 100 кВт и выше имеет факельное устройство. На одной из стенок агрегата устраивается специальное сопло, в которое нагнетается газовоздушная смесь. Факельное горение хорошо показало себя в двух и трехходовых котлах, используется для получения теплоносителя с температурой 115—120 градусов или пара.

Топочная камера

Для топки мощного котла важно длительное время выдерживать высокую температуру. Жаропрочность обеспечивает использование специальных сталей с добавлением марганца, хрома и других легирующих компонентов. Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой

Стенки укрепляют гофрированием и окружают теплоизоляционной оболочкой.

В водогрейных котлах в топке размещают один или два теплообменных контура, по которым циркулирует теплоноситель.

В паровых или котлах высокого давления применяются топочные экраны и теплообменник для получения тепла, а пар образуется в дымоходе, где температура дымовых газов снижается до 600—800 °C.

В топочной камере парового котла размещают сепаратор и пароперегреватель.

Безопасность эксплуатации обеспечивает взрывной клапан, который обязательно устанавливают на одной (чаще задней) стенке котла. Механизм срабатывает в случае превышения давления в топке.

Автоматика и система управления

Сложность управления промышленным котлом связана с постоянно изменяющимися температурой и давлением воды, мгновенным расходом газа, забором воздуха для горелки и другими факторами.

Чтобы исключить человеческий фактор, все управление осуществляется с помощью специальных контроллеров.

Данные для их работы поступают с датчиков температуры, давления, расхода воздуха и газа. Для большей надежности в современных котлах автоматику разделяют на две части:

  • Автоматика подачи топлива, которая отвечает за работу модуляционной горелки и поддержание стабильной работы всей системы.
  • Автоматика безопасности учитывает критические условия работы котла, наличие пламени в топке, подачу газа, нагрев теплоносителя. В случае неисправности происходит отключение котла и прекращение подачи топлива. Некоторые модели котлов снабжены системами самодиагностики.

Внимание! Обычно используется природный газ: метан. Он легче воздуха и является оптимальным топливом. В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси

Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования

В отдельных случаях допускается сжигание пропан-бутановой смеси. Этот газ тяжелее воздуха и требует соответствующей настройки оборудования.

Конструкционные особенности газовой горелки

Этот элемент агрегата создает устойчивое пламя, именно в горелке сжигается поступающее в прибор топливо. Затем полученное тепло двигается вверх, где находится теплообменник, по которому перемещается жидкий теплоноситель. Продукты сгорания и излишки тепла уходят в атмосферу тем или иным способом.

Газовая горелка имеет несложное устройство, она состоит из нескольких главных узлов, среди которых:

  1. Форсунка – служит для выброса газа.
  2. Система розжига – предназначается для поджигания газообразного топлива.
  3. Датчик, контролирующий наличие горящего пламени.
  4. Система автоматизации – отслеживает температурные показатели.

Так упрощенно выглядит конструкция.

Современные газовые горелки для котлов отопления — устройства, которые должны соответствовать ряду требований:

Бесшумная работа. Является важным качеством. Многим потребителям знакомы проточные водонагреватели советских времен, в которых пламя сильно шумело. А вот современные модели функционируют относительно тихо
Также при выборе устройства следует обратить внимание на розжиг, поскольку не должно быть взрывов и хлопков. На уровень шума дополнительно влияет конструкция камеры сгорания.

Продолжительный период эксплуатации
В старых моделях газовых агрегатов горелки работали долго, поскольку в то время оборудование делалось на века. Сейчас подобные технологии не используют, поэтому данные элементы, установленные в газовых котлах, ломаются довольно часто. В этом случае специалисты рекомендуют приобретать приборы, выпускаемые под известными торговыми марками, для которых используют качественные комплектующие. Не стоит покупать китайское оборудование непонятного изготовления и дешевые котлы отечественного производства, поскольку в них часто монтируют недолговечные горелки.

Полное сгорание газообразного топлива

Это важное требование, поскольку горелка должна сжигать природный газ полностью с минимальным выделением продуктов горения и других сопутствующих соединений, включая угарный газ. На степень сгорания также влияют остальные узлы

Не следует забывать об обустройстве качественного отвода газов – для этого нужно сделать дымоход, имеющий хорошую тягу.

Принцип функционирования газовой горелки отличается простотой:

  1. Агрегат фиксирует наличие несоответствия между температурой в отопительном контуре с показателями, заданными пользователями оборудования.
  2. После открытия газового клапана топливо поступает в горелку.
  3. Одновременно срабатывает система розжига.
  4. После того, как газ зажегся, появляется пламя.

Одновременно начинается работа датчика пламени, который контролирует его наличие: если вдруг потух огонь, автоматика перекрывает поступление топлива. После достижения в отопительной системе нужной температуры подача газа прекращается.

Настенные котлы

Настенные котлы не могут иметь большую мощность, предел — 65 кВт. Срок службы настенных котлов, подавляющая часть которых оснащена медными теплообменниками, меньше, чем у напольных. Правда, в «продвинутых» моделях используют очень долговечные алюминиевые теплообменники, но и стоят они значительно дороже. Тем не менее, сегодня «настенники» в значительной степени вытеснили напольные системы. Причина в меньшей стоимости, компактности и универсальности. Почти все модели самодостаточны: оснащены встроенным циркуляционным насосом, группой безопасности, автоматикой управления, многие имеют расширительный бак и теплоаккумулятор. Благодаря этому, установка газового котла возможна в небольшом помещении или на кухне, что особенно удобно при поквартирной системе отопления, в таун-хаусе, коттедже небольшой площади.

Одно из преимуществ настенных котлов — компактность

Виды настенных котлов:

  • Настенные котлы с атмосферными горелками широко распространены из-за дешевизны, просты конструктивно. Наряду с полнофункциональными, можно встретить и модели без автоматики и насоса, не нуждающиеся в электропитании.
  • Турбированные настенные котлы — следующая ступень в развитии отопительной техники. С помощью расположенного в верхней части котла вентилятора газо-воздушная смесь поступает в топку, а продукты сгорания удаляются принудительно. Такая конструкция дает возможность использовать вместо традиционного дымохода коаксиальную трубу небольшого диаметра. Причем сооружать выход на крышу нет необходимости, достаточно вывести дымоотвод на улицу прямо через наружную стену на высоте не ниже двух метров от уровня земли. Горелки турбированных котлов двухступенчатые или модулированные.

    Турбированный котел не нуждается в традиционном дымоходе. Забор воздуха и отток продуктов сгорания можно осуществить горизонтальной коаксиальной трубой через наружную стену

  • Конденсационные настенные котлы — самый передовой на сегодняшний день газовый котел для дома. Горелки в них применяются наддувные, модулируемые, теплообменники изготовлены из высоколегированной стали, более дорогие и долговечные — из алюминиевого сплава. Теплообменник оснащен экономайзером, который утилизирует тепловую энергию отходящих газов, в обычном котле «вылетающую в трубу». Применение этой технологии позволяет уменьшить расход топлива на четверть. В полной мере преимущества конденсационных котлов реализуются при работе в низкотемпературной системе отопления, где температура теплоносителя на подающей линии снижена до 55 °С против традиционных 80 °С. Такой системе соответствуют полностью теплые полы, радиаторы должны иметь увеличенный объем. Во время работы образуется довольно большое количество конденсата (до 0,5 литра на 1 кВт мощности в сутки), который можно отвести в канализацию. Существуют и напольные конденсационные котлы, но они не имеют широкого распространения.

Принципиальная схема конденсационного котла. При проектировании и монтаже канализации следует предусмотреть отвод для слива конденсата

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector