Горелки газовые для котлов: конструктивные особенности и принцип работы

Обслуживание

Чаще всего, хозяева предпочитают проводить обслуживание горелок своими руками. Заключается обслуживание в чистке отверстий, так как в них в процессе работы образуется нагар, препятствующий нормальной работе. Очистка своими руками проводится так:

• отключается подача электропитания и газа;
• перекрывается вентиль на трубопроводе, по которому циркулирует теплоноситель;
• далее нужно подождать, пока оборудование остынет;
• сдвинув скобы, снять крышку агрегата;
• отсоединяется кабель автоматического поджига и производится демонтаж горелки;
• элемент очищается при помощи кисти от нагара, если загрязнения значительны, то необходимо промыть узел в мыльном растворе, прополоскать и просушить;
• не рекомендуется использовать для чистки проволочные щетки или сжатый воздух, так как в этом случае есть риск повреждения элементов;
• производится сборка агрегата: горелка устанавливается на место, крышка закрывается. После этого можно запускать котел в работу.

Горелка – важный узел любого котла отопления. От эффективности работы этого элемента будет зависеть КПД агрегата, а также расход топлива

Если используется атмосферный тип топочных элементов, то важно правильно произвести настройки, чтобы концентрация газовоздушной смеси были оптимальными. В моделях с принудительной тягой такие настройки производятся автоматически

А чтобы горелка служила долго, ее нужно периодически очищать, сделать это можно и своими руками.

Виды горелок, применяемых для сжигания газа

С выбором оптимального исполнения горелки горна связаны вопросы величины угара металла во время нагрева под ковку, интенсивность поверхностного окалинообразования, а также суммарное потребление газа. Для горнов закрытого типа требуются горелки короткого пламени, которые обеспечивают быстрое и интенсивное перемешивание горючей смеси. Именно тогда КПД будет максимальным, а удаление продуктов сгорания из рабочей камеры горна – равномерным и эффективным.

Таким образом, газовая горелка должна обеспечивать:

1. Наибольший угол наклона готовой газовоздушной смеси при входе в рабочее пространство горна.
2. Высокую скорость выхода струи при малой её высоте и большой ширине.
3. Безопасность поджига газа.
4. Устойчивость процесса горения.
5. Нечувствительность к повышенной влажности внутри горна.
6. Безопасность при так называемом «обратном ударе», когда внезапное изменение направления тяги может погасить факел, что практически сразу же приведёт к взрыву в горне горючей смеси.

Чертежи газовых горелок

Таким образом, для сжигания пропана (из баллона или газопровода) применяются:

• Инжекторные горелки, обеспечивающие самозасасывание газа. При своей простоте они отличаются низкой экономичностью, поскольку допускают регулировку соотношения компонентов для сравнительно небольшого диапазона значений. Относительно горна, изготовленного своими руками, это чаще всего приводит к необходимости работать с недостатком воздуха;
• Горелки тангенциального типа (осеструйные), когда газ течёт вдоль оси, а воздушный поток – по касательной к корпусу смесителя. Смешивание здесь происходит довольно интенсивно, но и потери давления из-за завихрений также велики. Это сказывается на неравномерности количества подаваемого в горн воздуха, причём оно наибольшее там, где происходит контакт нагреваемого металла с подом горна. Соответственно, возрастают угар и образование окалины. Положительное качество тангенциальных горелок – их простота и надёжность;
• Вихревые горелки, где для перемешивания потоков используются направляющие спиральные пластины. В таких вариантах полное смешивание происходит только в устье, поэтому регулирование работой в данном случае – наилучшее, а потери давления практически отсутствуют. Некоторым недостатком считается конструктивная сложность, из-за чего даже при наличии чертежей изготовить вихревую горелку для горна в условиях домашней мастерской очень трудоёмко;
• Комбинированные горелки, которые сочетают в себе тангенциальный и прямоточный подвод. Регулируемость горючей смеси – наилучшая, поскольку изменением количества подаваемого между внутренним и внешним каналами воздуха можно регулировать длину факела в горне и, следовательно, управлять временем нагрева заготовок под ковку. Недостаток таких исполнений – большие габариты, что для малых горнов может оказаться неприемлемым. Также в минус можно поставить техническую сложность изготовления горелки с двойным потоком.

Устранение неисправностей

Наличие котла дома приносит много преимуществ, но также имеет ряд недостатков, а пользователь не всегда знает, как правильно поступить. Неисправности котла являются общими для многих типов

Важно своевременно определить причину этих неисправностей, прежде чем вызывать аварийную службу. Список наиболее распространённых и наиболее вероятных неисправностей

Прежде всего, если котёл не запускается, нужно проверить узлы схемы:

• напряжение в сети;
• неисправность переключателя или двигателя вентилятор котла;
• повреждённые кабели котла;
• ложные контакты срабатывания автоматики или пусконаладочной аппаратуры;
• наличие воды, запитанный ли газовый котёл до минимально необходимой отметки, указанной производителем оборудования.

Если отказ котла не вызван какой-либо из этих проблем, следующий порядок действия:

Обратить внимание на шумы, производимые котлом, потому что они часто являются первыми свидетелями разрушения. Они могут быть также из-за горячей воды, попавшей внутри топки либо из-за присутствия воздуха в отопительной системе из-за забитых воздуховодов.
Разрыв труб

Он обычно возникает из-за проблем с заклинивания клапана подпитки котла, различных накипеобразующих отложений в котле или неисправности систем отвода конденсата.
Отказы из-за превышения показания давления и температуры, их соответствующие датчики могут вызывать срабатывания, например, из-за поломки термометра или, наоборот, что особенно опасно в результате реального перегрева котла.
Отопительные контуры не работают, возможно, плохое качество питательной воды и накипеобразование в трубах котла.
Возникновение проблемы с горелкой (обрыв пламени, накопление газа вызывает детонацию и взрыв).

В случае некоторых из этих проблем, главным образом давления или температуры, монитор устройства контроля за работой котла, отображает сообщение об ошибке, затем система выключается и автоматически перезапускается. Если после перезапуска проблема остаётся, лучше всего позвонить специалисту для устранения неисправности. Следует, однако, отметить, что большинство из этих отказов можно избежать.

Лучшей профилактикой является проверка, техническое обслуживание и ежегодная очистка котла, обычно выполняемая специалистом. Это предотвратит засорение и разрыв труб. Профилактика лучше, чем восстановление, и простой ежегодный осмотр позволит сохранить оборудование и здоровье пользователей, от возможных аварийных ситуаций.

Типы горелок газового котла

Горение в камере сгорания происходит при помощи кислорода. В камеру должен поступать воздух. Кроме этого газ должен равномерно распределяться по площади, обеспечивая равномерное горение. Такие функции выполняет горелка. Газ равномерно протекает по горелке и через сопла выходит наружу, где в свою очередь происходит смешивание с воздухом и горение, таким образом, нагревая теплообменник газового котла.

Типы горелок газового котла

В зависимости от того каким образом поступает воздух в камеру сгорания газового котла можно разделить несколько типов горелок:

1. Атмосферные газовые горелки, которые работают только в открытых камерах сгорания.
2. Наддувные газовые горелки, работающие в закрытой камере сгорания.

Рассмотрим подробнее каждый вид.

Атмосферные газовые горелки

Такие горелки устанавливаются в газовых котлах с открытой камерой сгорания. Принцип работы схож с газовой плитой. В горелку поступает газ и начинает гореть при смешивании с воздухом, который поступает из помещения.

К преимуществам атмосферной горелки можно отнести отсутствие шума при работе и простота конструкции. К минусу относится невысокий КПД до 93%, а также разрежение воздуха в помещении. Поэтому газовые котлы с открытой камерой сгорания устанавливаются только в отдельно оборудованных помещениях, которые должны соответствовать всем нормам и правилам.

При применении горелки импортного производства могут возникнуть некоторые проблемы. В стандартах ЕС прописывается стабильное давление газа в магистралях от 150 атмосфер. В России зимой такие значения могут быть ниже, а весной – выше. Из-за таких перепадов давления может произойти прогорание газовой горелки в зимний период или же прожиг теплообменника летом. Если давление газа нестабильно, то рекомендуется использовать вентиляторные горелки, на которые не влияет давление.

Наддувные газовые горелки

Такие газовые горелки работают при помощи воздуха, поступающего с улицы. Вентилятор подает воздух в камеру сгорания. Работу вентилятора можно регулировать. Вне зависимости от давления наддувная горелка будет работать стабильно. Газовые котлы с такой камерой сгорания не нуждаются в вертикальном дымоходе, достаточно устроить коаксиальный дымоход. Работает горелка шумно, а стоимость превышает в 2 раза стоимость атмосферных горелок. КПД газовых котлов с закрытой камерой сгорания достигает 95%.

Такие горелки навешиваются на котел, таким образом можно менять горелку и переключать устройство на работу на жидком топливе.

Виды газовых горелок по регулированию горения

По регулированию горения горелки разделяют на 3 вида:

• Одноступенчатые газовые горелки;
• Двухступенчатые газовые горелки;
• Модулирующие газовые горелки.

В последних автоматически изменяется мощность горелки в зависимости от необходимого тепла на выходе. Двухступенчатые приборы могут работать в слабом и повышенном режиме потребления.

Газовые горелки комбинированные

На рынке можно найти комбинированные горелки для жидкого топлива и газа. Стоимость такой газовой горелки конечно выше других моделей.

Газовую горелку легко установить в газовый котел, а также снять. Находится она внизу камеры сгорания. Горелка вставляется в отдельное отверстие, накидной гайкой нужно присоединить к газовой трубе и закрепить на корпусе винтами.

Принцип работы комбинированных горелок

Комбинированные горелки — это наиболее совершенные устройства, используются только в агрегатах большой мощности и энергетических котлах, когда по технологии необходимо сжигать несколько видов энергетического топлива.

Они устанавливаются в случаях, когда имеется нестабильные поставки какого-то одного вида топлива:

• имеются перебои в подаче магистрального газа либо транспортировка его осуществляется потребителям с низким давлением, и требуются срочно выполнить перевод котла на резервное топливо;
• низкое потребительское качество газа, не способно обеспечить нужный температурный режим;
• при ночном графике подачи газа в энергоустановке, когда существует режим ночного выравнивания суточного газопотребления в районе размещения источника тепловой энергии.

Различают несколько видов комбинированных горелок: газомазутные и газоугольные. Первые получили наибольшее распространение и, как правило, выпускаются с принудительной воздухоподачей как для среднего, так и высокого давления газа. Установка таких комбинированных аппаратов обеспечивает наибольший эффект, чем параллельная эксплуатация газовых и мазутных форсунок либо газовых и пылеугольных устройств в отдельности.

Такие модификации универсальных горелок устанавливаются по требованиям надежной и бесперебойной эксплуатации мощных промышленных или энергетических котельных, в которых остановка выработки тепловой энергии недопустима.

Отопление частного дома и квартиры

Вступление

Горение, как физический процесс, не возможен без поступления (доступа) кислорода, а проще воздуха к месту горения. Кроме кислорода, газ необходимо равномерно распределять по определенной площади, обеспечивая равномерное горение на этой площади.

Именно эти задачи в газовом котле выполняет горелка, а именно газ равномерно растекается по горелке и выводится наружу, через сопла, где смешивается с воздухом и горит, нагревая теплообменник котла.

Типы горелок в газовом котле

В зависимости от способа поступления воздуха в камеру сгорания котла, различают следующие типы горелок:

• Атмосферные газовые горелки (работают в открытых камерах сгорания);
• Принудительные газовые горелки, они же надувные (работают в закрытых камерах сгорания).

Атмосферные газовые горелки газовых котлов

Атмосферная газовая горелка стоит в котлах с открытой камерой сгорания. По типу работы очень похожи на простую газовую плиту: газ поступает в горелку и горит при смешивании с поступающим из комнаты воздухом.

Положительные черты атмосферной горелки, это простота конструкции и бесшумная работа. Недостатки, низкий КПД (до 90-93%) и разрежение воздуха в комнате. Именно по этому, такие котлы ставятся в специально оборудованных комнатах, топочных, которые оборудуются по специальным правилам.

Есть несколько нюансов, в использовании атмосферных газовых горелок импортного производства.

По стандартам ЕС в магистралях должно быть стабильное давление газа не ниже 150 атмосфер. В России эти стандарты аналогичны, но могут падать в зимний период и подниматься весной. Такие перепады давления приводят к прогоранию горелки зимой, и прожигу теплообменника летом. Это значит, что в районах с нестабильным давлением газа лучше использовать надувные горелки, работа которых не зависит от давления газа.

Вентиляторные горелки газового котла

Вентиляторные или наддувные горелки, работают за счет поступления воздуха с улицы, при помощи вентилятора. Работа вентилятора регулируется. Горелки с внешним поступлением воздуха работают стабильно при любом давлении газа, для таких котлов не нужно делать вертикальные дымоходы, достаточно коаксиального дымохода, КПД таких котлов близко к 95%. Правда работают они шумно и стоят в 2 раза дороже атмосферных горелок.

Стоит отметить, что вентиляторные горелки, навешиваются на котел. Это дает возможность менять горелку и переходить с газа на жидкое топливо.

Типы газовых горелок по регуляции горения

Для регулирования горения разделяют:

• Одноступенчатые горелки;
• Двухступенчатые горелки;
• Горелки модулирующие.

В модулирующих горелках происходит автоматическое изменение мощности горелки в зависимости от нужного тепла на выходе.

Двухступенчатые горелки позволяют работать в двух режимах, слабого и повышенного потребления.

Комбинированные газовые горелки

Технологии не стоят на месте и на рынке уже есть комбинированные горелки для газа и жидкого топлива. Как и любая новая технология, комбинированная горелка стоит на порядок дороже.

Монтаж газовой горелки

Газовую грелку достаточно легко можно демонтировать и монтировать в котел. Располагается она внизу камеры сгорания, вставляется в отдельное отверстие, к газовой трубе присоединяется накидной гайкой, а на корпусе закрепляется винтами.

Устройство горелки

Для обеспечения процесса по максимальному сжиганию природного газа, наибольшей теплоотдаче, необходимо обеспечить его смешивание с достаточным объемом воздуха с нормальным количеством кислорода, который выступает в качестве окислителя. На выходе смесь топлива из воздуха и газа должна сгорать почти бесцветным огнем, имеющим синеватый оттенок и характеризующимся максимальной температурой. Исходя из конструктивных особенностей, газовые горелки для котлов отопления различаются со способом подачи воздуха, газа, формированию факела пламени, а также смешиванию компонентов.

В комплекте бытовых котлов отопления в основном применяются только 2 вида газовых горелок в соответствии со способом подготовки смеси для топлива:

1. вентиляторные (надувные);
2. атмосферные.

Кроме перечисленных, имеются также регенеративные, инжекционные рекуперативные, инжекционные, с предварительным частичным или полным смешиванием, однако востребованы они, главным образом, в технологическом оборудовании и промышленных котлах. Надувные и атмосферные типы обычно усовершенствуются с применением отдельных аспектов, которые характерны для иных видов конструкций, тем не менее, принцип работы неизменен.

Атмосферная горелка

Принцип функционирования горелки данного вида довольно прост. По газовой трубке топливо поступает в горелку. Агрегат имеет эжектор (прорезь), регулируемый особой заслонкой или прижимной гайкой. Посредством прорези в горелку вместе с топливом поступает и воздух. Так осуществляется формирование смеси из газа и воздуха. Открывая прорезь больше, можно добиться увеличения подачи кислорода, а закрывая ее – соответственно уменьшения. Можно сказать, что таким простым способом горелка для отопления обеспечивает процесс регулирования по степени сжигания топлива. После этого, смесь из газа и воздуха попадает в камеру сгорания, где и осуществляется процесс сжигания.

Количество отверстий зависит от параметров камеры сгорания, а также формы самой горелки

Самое важное, что формирующиеся небольшие факелы, появляющиеся из отверстий, не обеспечивают создания большого давления, по этой причине топливо сгорает результативно и равномерно. Чем значительнее давление, тем вероятность понижения результативности работы увеличивается

По этой причине изготовители стремятся повысить количество отверстий за счет сокращения их размера.

Важно!!! Такие газовые горелки для печей отопления по принципу работы схожи с устройствами, используемыми в промышленном подовом оборудовании.

Большинство специалистов утверждают, что такая конструкция довольно проста и эффективна, с высокой степенью надежности. Поэтому она часто применяется, как в моделях газового оборудования небольшой стоимости, так и дорогих агрегатах. Большинство домашних мастеров, занимающихся созданием газового оборудования, изготовляют газовые горелки для котлов отопления своими руками именно атмосферного типа. А причина одна – дешевизна агрегата и простота изготовления.

Вентиляторная горелка

Это оборудование функционирует уже совсем по иному принципу. Здесь применяется нагнетание воздушных масс принудительно, к тому же соотношение смеси рассчитывается точнее, что обеспечивает сгорание топлива намного эффективнее. Обычно газовая горелка для отопления дома данного типа монтируется в котлах, имеющих закрытую камеру сгорания, где есть возможность проводить надув.

Как было указано выше, в атмосферных типах горелок смешивание воздуха и природного газа осуществляется в самом начале устройства, иными словами, на входе, в горелках вентиляторных этот процесс происходит на выходе камеры сгорания. Это является существенной отличительной чертой. Следует заметить, что купить газовую горелку для котла этого типа можно в любом магазине отопительного оборудования. Такие горелки, главным образом монтируются в котлах, комплектующихся автоматикой.

Обычно вентиляторная горелка является целым блоком, включающим в себя:

• газовый фильтр, при помощи которого топливо очищается дополнительно;
• особое реле, реагирующее на резкие скачки давления газа в магистрали;
• редуктор, отвечающий за процесс стабилизации давления газа на выходе из горелки;
• регулятор, регулирующий подачу топлива;
• регулятор, регулирующий давление топлива;
• реле, регулирующее работу непосредственно вентилятора.

Как выбрать горелку

При выборе имеют значение следующие характеристики: диапазон, мощность и способ регулировки. Мощность должна быть больше, чем аналогичный показатель у камеры сгорания: это позволит в дальнейшем регулировать работу котла в большом диапазоне.

Регулировка различается по числу ступеней мощности. Может быть одна или две ступени, а также модулируемая регулировка (плавная по всему диапазону).

Среди марок особым спросом пользуются немецкие (Buderus, Vaillant), итальянские (Lamborghini), словацкие (Protherm). Газовые горелки для котлов отопления российского производства представлены продукцией фирм Жуковский машиностроительный завод, Лемаркс, Конорд.

Следует также отметить газовые горелки для котлов отопления Вакула. Предприятие специализируется на изготовлении автоматики для горелок.

Особенности газовых горелок с автоматикой для котлов отопления производства Вакула:

• пьезоэлектрический розжиг;
• регулировка температуры теплоносителя – от 40 до 90?;
• регулировка подачи газа к запалу;
• регулировка газового потока;
• возможность работы при пониженном давлении газа;
• автоматическое отключение при обратной тяге или внезапном прекращении подачи газа.

Газовые горелки для напольных котлов отопления бывают всех типов: атмосферные и наддувные, электронные и с пьезоэлектрическим розжигом.

Какой тип розжига лучше – зависит от того, хотите вы сделать систему полностью автоматизированной или предпочитаете ручное регулирование и энергонезависимое оборудование.

Выбор между атмосферной и вентиляторной горелкой во многом определяется мощностью. Напольный котел с атмосферной горелкой выдает от 10 до 80 кВт или больше.

Мощность котла с наддувной горелкой достигает нескольких тысяч кВт. Нужно ли переплачивать большие деньги за котел с такими характеристиками – решать вам.

Читайте эту нашу статью, если Вы делаете выбор экономичных газовых котлов отопления для частного дома.

Если Вы собираетесь добавить в систему отопления теплый пол, то смотрите этот раздел.

Видео газовые горелки для котлов отопления. Переделка.

Виды горелок

Промышленные горелки в основном различаются по мощности, типам регулировки, особенностям конструкции, а также по видам топлива и особенностям его подачи. Чаще всего в России применяются газовые горелки, использующие сжиженный или природный газ, газодизельные, или комбинированные, и дизельные. В силу доступности и дешевизны природного газа первый вид горелок в нашей стране является наиболее популярным. Комбинированные горелки востребованы там, где нужно иметь резервный источник топлива, например, в районных котельных.

В зависимости от способа подачи топлива горелки бывают инжекторные, или атмосферные, вентиляторные, или наддувные, и диффузионные, в которых подготовка смеси происходит непосредственно в топке. В современных котельных чаще всего устанавливаются наддувные горелки. В них воздух поступает принудительно с помощью вентилятора. Они обеспечивают котлу высокую производительность.

Диапазон мощности современных промышленных горелок широк: от 10 кВт до 20 МВт и выше. При этом по типу регулировки мощности они бывают 1-, 2- и 3-ступенчатые, ступенчатые с плавной модуляцией и модулируемые.

По конструктивным особенностям можно выделить моноблочные и двухблочные горелки, работающие в ручном и автоматическом режимах, короткофакельные и длиннофакельные.

Вентиляторные ГГ

Вентиляторная газовая горелка

В моделях с вентиляторной (наддувной) горелкой воздух в отдел сгорания направляют интегрированные вентиляторы. При их участии серьёзно развивается КПД котла, а горючее тратится экономнее. Атмосферные аналоги при покупке уже значатся в составе котла. А вентиляторные версии – это дополнительные приборы. Их нужно закупать отдельно.

Наддувная газовая горелка обычно используется в аппаратах с закрытым отделом сгорания, где газ моментально смешивается с подаваемым порциями воздухом. По виду они напоминают блок, в котором прибор для сжигания газовой смеси соединен с вентилятором. Современные модели автоматизированы, что гарантирует безопасное применение этой газовой техники.

Наддувные ГГ могут быть вихревыми и прямоточными. В первых есть выходные отверстия лишь круглого сечения. Во вторых – и круглого, и прямоугольного.

В фитильных вентиляторных аппаратах горючее сжигается в изолированном отделении, что сделано для безопасности при работе с газовым котлом.

Плюсы вентиляторных ГГ:

1. высокий КПД.
2. надёжная конструкция теплообменника.

Их минусы:

1. сильные шумы;
2. зависимость от энергосети;
3. большие траты электричества;
4. огромные цены.

Причиной шумов, во многом, является не вентилятор, а газо-воздушные потоки, покидающие сопло этой ГГ под большим давлением. В современных моделях этот недочёт устраняется за счёт установки глушителя.

Хоть у этих горелок есть ряд минусов, благодаря ним газовые котлы работают намного эффективнее. Такие горелки применяют и тогда, когда топливом становится не газ, а мазут, дерево, солярка, либо уголь. Когда тип горючего – газ, горелка может эффективно трудиться, даже если в магистральной сети отмечаются серьёзные скачки давления.