Мощность горелки газового котла

Видов горелок на современном отечественном рынке представлено огромное количество. Кажется, среди этого многообразия можно без труда найти тот вариант, который устроит по всем характеристикам. Чтобы выбор был удачным, необходимо соблюдать некоторые правила.

1. Необходимо найти наиболее полную информацию об объекте, коэффициенте полезного действия, технических данных котла. Важно, чтобы у вас были ответы на такие вопросы, как:

• виды топлива, которое можно использовать для котла;
• давление, под которым в топку поступает топливо;
• противодавление топки;
• КПД котла, его мощность либо оптимальная мощность горелки;
• метод регулирования мощности горелки.

2. Необходимо рассчитать точную мощность горелки. На этом этапе нет ничего сложного: схема для расчета мощности горелки чрезвычайно проста: оптимальная мощность горелки будет равняться произведению мощности котла на КПД. То есть для котла мощностью 2500 кВт и КПД 90% понадобится горелка 2780 кВт.

3. Необходимо также рассчитать ТРГ (требуемый расход газа), если речь идет о газовых горелках, разумеется. ТРГ рассчитывается так:

ТРГ = (мощность горелки х 3,6)/теплоту сгорания газа. Другими словами, если газовая горелка обладает мощностью 2780 кВт, то мы получим: (2780 кВт х 3,6)/35,8 МДж/куб. нм, где 35,8 является показателем теплоты сгорания природного газа.

По этой же формуле можно рассчитывать количество сжигаемого топлива, если горелка дизельная. При этом использовать необходимо, соответственно, значение теплоты сгорания топлива — это 42,7 МДж/кг. Так, если производить расчеты для горелки 2780 кВт, то расход топлива составит 234 гк/час.

4. Необходимо тщательно изучить диаграмму зависимости противодавления и мощности. Благодаря этим диаграммам можно определить рабочий диапазон определенной горелки. К примеру, мощность горелки составляет 2780 кВт при противодавлении котла в 12 мбар. При этих параметрах рабочая точка будет располагаться внутри кривой GP-280М. В том случае, если точка попадает под кривую, то для данного противодавления мощности горелки будет достаточно.

Наиболее оптимальный вариант — точка соотношения противодавления и мощности попадает в область, которая наиболее близко располагается к правому краю. Необходимо понимать, что при разных способах регулировки, при разных типах применяемого горючего нужно использовать собственную кривую.

5. Теперь следует подобрать подходящий клапан для газовой горелки. Того же требуют и горелки комбинированные. Выбирая клапан, необходимо ориентироваться на специальную таблицу в зависимости от мощности горелки. Важно учитывать, что таблицы составлялись для топок, которые имеют противодавление 0 мбар. То есть перед тем, как использовать данные из таблицы, необходимо уменьшить давление топлива до реального значения противодавления вашей топки, и только после этого можно будет использовать данные из таблицы. В таблице параметры мощности приводятся только для природного газа.

Возьмем к примеру, такую ситуацию: входящее давление газа составляет 70 мбар, мощность газовой горелки — 2780 кВт, противодавление — 12 мбар. Используя данные параметры, мы получим, что эффективное давление газа будет составлять 58 мбар (70-12) и для горелки GP-280M оптимальным размером клапана станет ДУ 65.

6. Необходимо тщательно проверить габариты газовой горелки. На этом этапе особое внимание следует обращать на длину горелочной головки. Речь идет не только о газовой горелке. По тому же принципу работают дизельные и мазутные горелки. В идеале длина горелочной головки должна быть такой, чтобы она была или вровень с топкой, или на 10-20 мм выступала за нее.

7. Не забудьте проверить длину факела. Здесь также сможет помочь специальная размерная таблица. Помните о том, что во время работы мазутной, дизельной и газовой горелки пламя касаться стены топки не должно.

8. Собираясь покупать горелку, не стоит забывать также и о дополнительном оборудовании, к которому можно отнести такие устройства, как регулятор давления газа, термостат, прессостат, насосная топливная станция.

Основные формулы, которые могут пригодиться при выборе горелки для котла:

1. При расчете мощности дизельной, мазутной, газовой горелки необходимо использовать формулу, в которой мощность горелки = мощность котла/КПД (для КПД 90% — 0,9).

2. При расходе топлива необходима мощность:

• для парового котла 1 т/ч пара — около 0,7 мВт мощности;
• для дизельного котла 1 кг/ч — около 11,86 мВт мощности у дизельной горелки, но только в том случае, если теплота сгорания топлива будет равна 42,7 МДж/кг;
• мазутный котел 1 кг/ч — порядка 11,22 мВт мощности для мазутной горелки, но только в том случае, если теплота сгорания топлива будет составлять 40,5 МДж/кг;
• газовый котел — 1 куб. нм/ч — порядка 10 кВт мощности, если теплота сгорания природного газа составляет 35,8 МДж/куб. нм.

3. О расходе воздуха. На каждые 10 кВт своей мощности газовые горелки потребляют около 12-13 куб. м/ч воздуха. Что касается мазутных и дизельных горелок, то они потребляют на каждые 10 кВт мощности около 13,5 куб. м/ч воздуха.

4. Для обеспечения полноценной работы мазутной горелки следует использовать станцию подогрева, нагнетания, фильтрации мазута.

В этом случае необходимо определить, какая мощность необходима для насоса. Для этого можно воспользоваться следующей формулой: минимальная производительность, кг/ч = (расход топлива, кг/ч + х, кг/ч)* 1,25. 1,3, где х — величина от 150 до 200 кг/ч. Величина в скобках представляет собой объем топлива, поступающего в каждую горелку и подвергающегося предварительному подогреву.

Расчет мощности горелки – процедура, необходимая для того, чтобы подобрать оптимальную модель, которая будет соответствовать заданным условиям.

Что необходимо для расчета мощности горелки?

Для осуществления расчета необходимы следующие данные:

• Виды топлива, которые будут использованы в установке;
• КПД установки;
• Давление топлива, поступающего в отопительное устройство;
• Противодействующее давление отопительного устройства;
• Способ, при помощи которого осуществляется регулирование мощности газовой горелки.

Для расчета мощности горелки применяют 2 вида формул:

1. Q горелки=Q котла / КПД котла. Например, мощность газовой горелки для установки 2500 кВт с КПД 90% будет равна 2780 кВт.
2. Q горелки = (Q установки *100) / (КПД), где Q установки – номинальное давление котла. Например, для котельной установки 400 кВт и КПД 89% мощность будет соответствовать 449 кВт.

Расчет потребления топлива

Для горелок, работающих на газообразном и жидком топливе, производят расчет потребления топливного вещества, который можно осуществить, взяв за основу ранее полученные результаты: R= (Q горелки *3,6) / T, где Т- теплота горения.

Как правило, при расчете горелки учитывают показания диаграммы зависимости мощности и противодействующего давления. Для разных типов горючего вещества эти диаграммы будут различны, к тому же, необходимо учитывать и способ управления установкой – ручной или автоматический.

Для подбора клапанов горелки используют таблицу мощностей, на основании которой можно подобрать модель соответствующих параметров. При осуществлении подбора, обратите внимание на то, что все значения даны для установок с нулевым противодействием, поэтому необходимо предварительное уменьшения давления топлива до реального значения.

Немаловажно правильно определиться с размерами газовой горелки. Размер горелочной головки не должен превышать длину топки. Допускается лишь минимальный выступ, размер которого не должен превышать 20мм. Это правило относится не только к газовым горелкам, но и к устройствам, работающим на жидких видах топлива – дизеле или мазуте.Особое внимание стоит уделить тому, чтобы во время работы пламя не касалось поверхностей, т.к. это может привести к процессу возгорания.

Осуществление расчета газовой горелки позволит подобрать оптимальную модель устройства, которая будет соответствовать параметрам рабочей системы.

Сегодня все больше и больше владельцев домов при выборе отопительной системы для собственного жилища отдают предпочтение решениям, в основе которых лежит котел. Речь идет о газовых котлах, хотя кое-кто отдает предпочтение электричеству или древесине. А газовый вариант популярен по причине того, что этот вид топлива является одним из наиболее доступных. Да и расход его будет существенно ниже, нежели у аналогичных вариантов. Но эффективность описываемого прибора будет во многом зависеть от хорошей работы такого его элемента, как горелка.

Устройство и принцип работы

Чтобы полностью сжечь газ и получить от него максимальное количество тепла, его следует перемешать с воздушной массой, имеющей определенное содержание кислорода, который является окислителем. Идеальная смесь в финале должна гореть почти бесцветным огнем с оттенком синего цвета и максимальной температурой. За весь этот процесс и будет отвечать горелка для газа. Если говорить о ее устройство, то его нельзя назвать сложным.

Любая горелка состоит из следующих элементов:

• форсунки;
• механизм розжига;
• датчик, осуществляющий контроль за наличием пламени;
• автоматическая система, отслеживающая показатели температуры.

Следует отметить, что современные конструкции должны соответствовать некоторым требованиям:

• долгий период использования;
• бесшумная работа;
• полное перегорание газа.

В старых моделях котлов горелки использовались долго, поскольку тогда к качеству материалов и самим элементам предъявлялись довольно высокие требования. Сейчас многие технологии и материалы не используются, и качество горелок несколько упало. Специалисты рекомендуют покупать продукцию, которая выпускается известными компаниями, использующими качественные запчасти.

Если говорить о бесшумной работе, то это действительно важный момент. Многие помнят проточные нагреватели для воды советского производства, где шум пламени был велик. А модели, выпускаемые сейчас, работают довольно тихо.

При подборе котла необходимо обратить внимание на розжиг. Он должен осуществляться без хлопков и другого шума. Это очень важный момент, ведь отрегулировать его возможности нет. Поэтому, если горелка ведет себя именно таким образом, покупать ее не стоит. Также на уровень шума будет влиять конструкция сгорательной камеры.

Третий момент, о котором надо сказать – полное газосгорание. Это тоже важно и пренебрегать этим не стоит, ведь горелка должна сжигать газ в полном объеме с наименьшим выделением продуктов горения и иных соединений, в том числе угарного газа. На этот момент будут влиять и другие части газокотельного оборудования. Также необходимо обустроить хороший отвод газов с помощью дымохода с отличной тягой.

Суть работы горелок проста – топливо попадает внутрь через эжектор. Скорость подачи топлива будет очень высока и по данной причине формируется малое давление, что позволяет перемешать воздух с газом. По трубкам полученная смесь идет к отверстиям, благодаря которым оказывается в специальном топливнике, где поджигается с использованием электроподжига.

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.

Выбор горелок для разных типов и моделей котлов

Подбирая горелку, следует обращать внимание на различные ее характеристики – модель топливоподачи, вариант смешивания газа с воздухом, совместимость с различными категориями приборов. Мы расскажем о наиболее интересных моделях.

• Горелка КЧМ. Она используется в котельных агрегатах, переделанных с обычного топлива на СПГ или обычный газ. В ней обычно присутствует автоматика, и имеются три форсунки. Ее применяют в котельных агрегатах модели «Контур» или аналогичных вариантах.

• Горелка «Очаг». Она представляет собой устройство пневмомеханического типа, имеющее авторежим работы. Оно выключается самостоятельно, если:
• огонь погас;
• прекратилась подача газа;
• отсутствует необходимая тяга.

Эта модель имеет контроллер газового давления. Это дает возможность добиться равного горения огня, даже если в механизме происходят какие-либо неполадки. Такие решения отличаются легкостью в обслуживании из-за того, что в конвективной части не происходит скопление сажи.

• Еще одной горелкой, о которой хочется сказать, будет модель «Куппер». Этот вариант универсален и подойдет для комбинированных котлов, конструкций, работающих на твердом топливе, от Kiturami или моделей российского производства бренда «Конорд». Преимуществом этой горелки также будет возможность ее монтажа без осуществления слесарных или сварочных работ.
• Еще одно довольно популярное решение – горелка для ДКВр. Такое блочное устройство используется там, где есть принудительная воздухоподача. Используется такое решение для паровых котлов промышленного назначения и имеющих соответствующую мощность. КПД у них составляет около 94-95 процентов. Подобная конструкция работает либо в диффузионном, либо в надувном варианте. Чтобы повысить ее эффективность часто используют мощные итальянские вентиляторы.

• Еще одна категория – горелки для КВС. Применяются для бытовых потребностей и являются твердотопливными. Учитывая, что для обогрева помещений нет необходимости применять слишком мощное оборудование, то используются атмосферные или инжекторные решения. При подборе горелочного элемента, следует обращать внимание на мощность и безопасность в использовании.

Как сделать своими руками?

Рассмотрим пример изготовления газовой горелки для котельного агрегата, работающего на твердом топливе. Лучше использовать вентиль от кислородного баллона, выполненного по стандарту, ВК-74.

Для создания горелки необходимо выполнить следующие действия.

• Патрубок на выходе оборудовать штуцером, который будет при помощи шланга присоединяться к реактору.
• На входную патрубочную часть, подключенную к баллону, монтируем колпак, где есть маленькая дырочка для соединения с жиклером. Его можно найти на плите или в паяльной лампе.
• Теперь к колпаку приваривается труба из стали длиной сто миллиметров и толщиной стенки два миллиметра.
• Между соплом и колпачком должно быть расстояние в полтора сантиметра, через которое будет осуществляться доступ к кислороду. По этой причине к колпачку сначала требуется прикрепить 3 небольших куска проволоки, а потом и саму трубу.

Горелка готова. Остается лишь сделать основание, на котором устройство будет располагаться для установки в камеру сгорания.

Кроме изготовления самой горелки, следует придерживаться определенных рекомендаций при ее розжиге:

• сначала открываем газоподачу;
• подносим спичку к соплу;
• открываем главный вентиль.

Следует сказать, что мощность самодельной горелки легко регулировать с использованием вентиля.

Как почистить?

Теперь поговорим о том, как осуществляется чистка газовой горелки, ведь она, как и любое другое оборудование, нуждается в уходе и обслуживании. Если брать законодательные нормы, то ими прямо запрещено осуществлять постороннее вмешательство в работу газового оборудования, по причине чего приходится обращаться к сертифицированным специалистам, которые имеют всю необходимую разрешительную документацию на проведение такого типа работ.

Однако очистку топки и горелки все же можно осуществить самостоятельно, но только на свой страх и риск.

Основными этапами проведения подобных работ будут:

• перекрытие магистрали газа и отключение котла отопления от энергоснабжения;
• демонтаж прибора;
• очищение от нагара, который мог образоваться на зажигательных электродах;
• проведение чистки камеры для топки;
• замена фильтра на клапане газа.

После проведения процесса очистки, следует осуществить сборку прибора с наличием всех соответствующих зазоров, которые есть в техническом руководстве к устройству. После проведения сборки осуществляется настройка и регулировка. Все эти работы проводятся при помощи специального прибора – газоанализатора. Его устанавливают в дымоходе, и он исследует химсостав газов, которые являются отработанными.

В общем, как можно убедиться, в устройстве и подборе газовых горелок для котлов нет ничего сложного. При работе с ними следует помнить главное – неукоснительно соблюдать требования техники безопасности, а также нормы, изложенные в соответствующей нормативной документации. И не будет лишним обращаться к специалистам, если вы по каким-то причинам не уверены в том, что сможете произвести те или иные работы с ними четко и правильно.

О том, как усовершенствовать газовую горелку для котла своими руками, смотрите в следующем видео.