Устройство и принцип работы инжекционной горелки. Инжекционные горелки низкого давления

В таких горелках образование газовоздушной смеси происходит путем подсасывания внутрь горелки первичного воздуха за счет энергии струи газа. Это явление называется инжекцией. В зависимости от объема инжектируемого первичного воздуха горелки бывают частичного и полного смешения.

В горелках частичного (неполного) смешения инжектируется только часть необходимого для сгорания воздуха, а остальной воздух поступает в зону горения из окружающего пространства. Такие горелки еще называют атмосферными или факельными. Они наиболее распространены и используются для газовых плит, водонагревателей, секционных котлов, мелких отопительных приборов.

Устройство инжекционной атмосферной горелки показано на рис. 2.6. Основными частями инжекционной горелки являются регулятор первичного воздуха 7, газовое сопло, или форсунка 1, смеситель и коллектор 6.

Рис. 2.6. Инжекционные атмосферные газовые горелки: а - низкого давления; б -для чугунного котла; I- форсунка, 2- инжектор;

3- конфузор; 4- диффузор; 5- отверстия; 6- коллектор; 7- регулятор первичного воздуха

Регулятор первичного воздуха представляет собой вращающийся диск или шайбу и служит для регулирования количества первичного воздуха, поступающего в горелку.

Газовое сопло, или форсунка, служит для придания газовой струе скорости, которая обеспечивает инжекцию необходимого воздуха.

Смеситель горелки состоит из трех частей - инжектора 2, конфузора 3 и диффузора 4. Инжектор служит для подсоса воздуха и создания разрежения. Конфузор служит для выравнивания струи газовоздушной смеси. В диффузоре происходит окончательное перемешивание газовоздушной смеси и повышение его давления за счет снижения скорости. Из диффузора газовоздушная смесь поступает в коллектор 6, который распределяет газовоздушную смесь по отверстиям. Форма коллектора и расположение отверстий зависят от типа горелок и их назначения.

Важными характеристиками инжекционных горелок неполного смешения являются коэффициент инжекции - отношение объемов инжектируемого воздуха и воздуха, необходимого для полного сгорания газа, и кратность инжекции - отношение объема первичного воздуха к расходу газа горелкой.

Достоинством инжекционных горелок является свойство их саморегулирования - поддержание постоянной пропорции между объемами подаваемого в горелку газа и инжектируемого воздуха.

Однако пределы устойчивости инжекционных горелок ограничены возможностями отрыва и проскока пламени. Это значит, что увеличить или уменьшить давление газа в горелке можно только в определенных пределах.

Горелки полного смешения инжектируют весь воздух, необходимый для сжигания газа, что обеспечивается использованием газа повышенных давлений. Наиболее распространенные конструкции горелок полного смешения газа работают в диапазоне давления от 5 кПа до 0,5 МПа.

Горелка типа ИГК (инжекционная горелка конструкции Казанцева) состоит из регулятора первичного воздуха, форсунки, конфузора, смесителя, насадки и пластинчатого стабилизатора.

Регулятор первичного воздуха горелки одновременно выполняет функции глушителя шума, который создается за счет повышенных скоростей движения газовоздушной смеси.

Пластинчатый стабилизатор обеспечивает устойчивую работу горелки без отрыва и проскока пламени в горелку в широком диапазоне нагрузок. Стабилизатор состоит из стальных пластин толщиной 0,5 мм и расстоянием между ними 1,5 мм. Пластины стабилизатора стягиваются между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов сгорания и непрерывно поджигают газовоздушную смесь. Такое устройство стабилизатора исключает отрыв пламени.

В других конструкциях горелок отрыв пламени предотвращается за счет снабжения горелок керамическими тоннелями или устройством в топке горок из огнеупорных материалов, которые нагреваются до высоких температур (больше температуры воспламенения газа), обеспечивая непрерывное воспламенение газовоздушной смеси.

Газопламенные горелки предназначены для смешения горючего газа или паров горючих жидкостей с кислородом или воздухом и получения устойчивого высокотемпературного пламени. Различные конструкции газопламенных горелок можно классифицировать следующим образом:

а) по способу подачи горючего газа в смесительную камеру: инжекторные и безынжекторные;

б) по расходу горючего газа: микромощности (10-60 дм 3 /ч ацетилена), средней мощности (50-2800 дм 3 /ч ацетилена), большой мощности (2800-7000 дм 3 /ч ацетилена);

в) по назначению: универсальные (для сварки, пайки, наплавки, подогрева, закалки, поверхностной очистки и т. п.); специализированные (только сварка, подогрев, закалка, очистка поверхностей и т. д.);

г) по числу рабочего пламени: однопламенные, многопламенные;

д) по способу применения: для ручных процессов газопламенной обработки, для механизированных процессов.

Наибольшее применение находят инжекторные газопламенные горелки . В горелке этого типа горючая смесь образуется за счет инжектирования (подсоса) горючего газа кислородом, который проходит по центральному отверстию инжектора. Выходя из маленького отверстия инжектора в камеру смешения, кислород расширяется, теряя давление; происходит подсос ацетилена. Устройство такой горелки показано на рис. 41. Разрез инжекторного устройства приведен на рис. 42. Для нормальной работы инжекторной горелки давление поступающего в нее кислорода должно быть 2÷4 кгс/см 2 . Давление же ацетилена может быть значительно ниже - от 0,01 до 0,1 кгс/см 2 (или от 100 до 1000 мм вод. ст.).

Увеличить

Рис. 41. Устройство и принцип работы инжекторной сварочной горелки :

1 - кислородный ниппель, 2 - рукоятка, 3 - кислородная трубка, 4 - корпус, 5 - регулирующий кислородный вентиль, 6 - ниппель наконечника, 7 - мундштук ацетилено-кислородной горелки, 8 - мундштук пропан-бутан-кислородной горелки, 9 - штуцер, 10 - подогреватель, 11 - трубка горючей смеси, 12 - трубка смесительной камеры, 13 - инжектор, 14 - регулирующий вентиль горючего газа, 15 - трубка горючего газа, 16 - ниппель горючего газа; а - канал малого сечения, б - канал смесительной камеры, в - зазор между стенками смесительной камеры и корпусом инжектора, г - боковые отверстия в штуцере; I - сменный наконечник для ацетилено-кислородной горелки, II - сменный наконечник для пропан-бутан-кислородной горелки

Рис. 42. Разрез инжекторного устройства :

1 - смесительная камера, 2 - накидная гайка, 3 - корпус горелки, 4 - инжектор

В безынжекторных горелках (горелках равного давления) ацетилен и кислород поступают в смесительное устройство под одинаковыми давлениями в пределах 0,5÷1,0 кгс/см 2 . Обычно это горелки небольшой мощности, как, например, горелка Г1.

Для ряда процессов газопламенной обработки (нагрев, пайка, сварка пластмасс и т. п.), где не требуется высокой температуры пламени, применяют камерно-вихревые горелки, работающие на пропан-воздушной смеси. В таких горелках вместо мундштука имеется камера сгорания, в которую поступают пропан и воздух. Пропан подается по центральному каналу, а воздух - по многозаходной спирали, что вызывает вихреобразование и смешивание газовой смеси в камере сгорания.

Согласно ГОСТ 1077-69, универсальные однопламенные горелки для ацетилено-кислородной сварки, пайки и подогрева выпускаются четырех типов (табл. 15). Этим же стандартом установлено 12 номеров сменных наконечников с различным расходом ацетилена и кислорода (табл. 16).

15. Типы и основные параметры одноплеменных универсальных ацетилено-кислородных горелок (ГОСТ 1077-69).

Типы	Наименование	Расход, л/ч				Давление на входе в горелку, кгс/см 2				Нормальная комплектовка горелки наконечниками номеров	Принцип действия
		ацетилена		кислорода		ацетилена		кислорода
		наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.	наим.	наиб.
Г1	Горелка микромощности	5	60	6	65	0,10	1,00	0,1	1,0	000, 00, 0	Безынжекторный
Г2	Горелка малой мощности	25	430	28	440	0,01	0,35	0,5	4,0	0, 1, 2, 3	Инжекторный
Г3	Горелка средней мощности	50	2800	55	3100		0,35	1,0	4,0		То же
Г4	Горелка большой мощности	2800	7000	3100	8000	0,35	1,20	2,0	4,0	8,9	»

16. Расход ацетилена и кислорода для различных номеров наконечников горелок (ГОСТ 1077-69)

Горелка любого типа снабжена рукояткой с запорно-регулировочными вентилями для кислорода и ацетилена и набором сменных наконечников. На маховичках вентилей нанесены: наименование газа (кислород или ацетилен), стрелки, указывающие направление вращения при открывании и закрывании вентилей, буквы О (открыто) и 3 (закрыто).

Накидная гайка и штуцер, служащие для присоединения к рукоятке ниппеля для ацетилена, должны иметь левую резьбу. Кислородный ниппель присоединяется накидной гайкой с правой резьбой.

Ниже приводится краткое описание некоторых марок горелок.

Osm 19-06-2007 07:45

Здравствуйте, уважаемые.
Я собрал инжекционную горелку чтобы сделать маленький газовый горн, но не могу добиться от неё нормальной температуры.
Не могу подобрать оптимальные параметры так как не понимаю принципа работы.
Например - как влияет диаметр сопла, как влияет диаметр отверстия жиклёра, как влияет давление?
Раньше у меня всё работало от редуктора-лягушки, явно не хватало давления и пламя было жёлтым, сейчас использую специальный пропановый редуктор с регулируемым давлением, пламя удалось получить синего цвета. Пробовал работать с дутьём от пылесоса, но оно задувает огонь.
Объясните пожалуйста принцип работы.

Mutant 19-06-2007 13:18

Хм, не так все просто...
Сопло инжектора дает струю газа или паров, которая подсасывает воздух (лучше -кислород ), и одновременно смешивается с ним. И от скорости истечения (грубо - от давления), диаметра сопла и размера камеры зависит качество получившейся смеси. Дальше эта смесь уже поступает собственно к горелке.
Количество воздуха в смеси регулируется либо давлением (при принудительной подаче), либо перекрыванием спец. окошек в камере.
Горючее - игольчатым вентилем.

Самый простой пример - паяльная лампа. Подсос воздуха никак не регулируется, мощность - давлением горючего.
Обычно, чем больше давление, тем громче шумит, - лучше перемешивание - лучше греет.

Давление - чем больше, тем лучше (в разумных пределах), проще регулировать. И от имеющегося давления зависит диаметр сопла инжектора - чем ниже давление, тем больше диаметр. Да, диаметр зависит и от мощности нагрева, которую надо получить (0,1 - 0,15 у ювелирных горелок, 0,3 - 0,5 на паялках). Подбирал экспериментально.
Желтый вялый факел - много горючего, отрывает факел - мало, голубой прозрачный - само то.
Да, чтоб не отрывало факел - ставят рассекатель, тормозящий поток, добавляют дополнительно поджигающий факел.

Osm 19-06-2007 13:29

Спасибо за ответ, не совсем понял как это диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц, или вы имели ввиду диаметр форсунки?
И ещё про диаметр формунки - если я уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа, это положительно влияет на подсос воздуха или нет?

Mutant 19-06-2007 14:48

quote: диаметр сопла - 0.1-0.5, это каких единиц,

quote: уменьшаю диаметр форсунки, при неизменном выходном давлении на редукторе, то увеличивается скорость истечения газа,

Скорость истечения-то с чего увеличится, если давление то же?
Если надо увеличивать содержание воздуха, то увеличивать окна, поиграть размером камеры.
Если не помогает - уменьшать диаметр инжектора.
Или повышать давление.
Кстати, подогрев (за счет теплопередачи от факела) может менять режимы (уменьшается подсос воздуха), лучше иметь запас.

Osm 25-06-2007 08:33

Вчера наконец добился от горелки нормального результата, оказалось, что у меня было слишком маленькое давление. Интересный эффект заметил - при увеличении давелния нужно прикрывать воздушную заслонку, иначе горит нестабильно.
Сейчас хочу спросить.
Скажите у кого какой диаметр жиклёра и какое давление, хочу понять нормально или нет, что у меня при диаметре в 1 мм давление - 2 кгс/см2?

50мк76 25-06-2007 10:59

Моей первой ошибкой было расположить воздушный дроссель слишком близко к форсунке. Горелка голодная до воздуха и наддув обязателен.Близко расположенная заслонка не дававла образованию нормальной газовой смеси.Горелка запускалась в спочти закрытой заслонкой а при полностью открытой сбивала пламя. Приходилось постоянно регулировать. Сейчас разнес расстояние между форсункой и заслонкой. Стало на много лучше но теперь надо увеличить мощность вентилятора.Фото старое. Показанно как было.

Osm 25-06-2007 12:05

250мк76
Да у меня тоже заслонка примерно на таком расстояни. Скажите какое у Вас сейчас давление? диаметр форсунки я так понимаю 0.75мм.
Можете показать фото как сейчас?
Ещё - как Вы определяете, что воздуха недостаточно?

50мк76 25-06-2007 13:36

Окончательного фото нет. Это я все мои эксперементы фиксировал.Печка только сегодняшняя. Сопло 200 мм. диаметр 32 мм. Остальное все труба 40 мм. Боченки длинной 110 мм. Пламя должно ровное с синеватым оттенком.Всегда играюсь редуктором и заслонкой для достижения необхобимой температуры. На больших заготовках заслонка открыта полностью, на редукторе 1.5-2 атм. Когда печь прогревается снижаю до 1-1.2 атм. газ экономлю. Вход в печь закрываю кирпичем но небольшой зазор оставляю. Попробуй запусти печь, дай ей погреться минут 10 с прикрытым входом.Кирпичи должны быть красными в нутри. Потом эксперементируй с давлением, форсункой, заслонкой и т.д. Ум меня все соединения как видишь резьбовые и проще модулировать.

Osm 25-06-2007 16:17

Скажите, какое максимальное давление в домашней газовой сети?

кузя 25-06-2007 21:23

Сетевое давление примерно 300-400 мм.
Точно не скажу, ибо не занимаюсь бытовухой
Для природного газа форсунка должна быть немного другая

Соотношение газ-воздух, для каждой системы подбирается свое.
Если пламя соломенного цвета и идет черный дымок (не дымит, а именно дымок, его можно увидеть если поставить лист бумаги), значит не хватает кислорода.
Если отрывает факел, соответственно много воздуха.
Пламя, в идеальных условиях должно быть ярко голубым (для природного газа), или с желтыми языками (для балонов с пропан-бутановой смесью, как на рисунке).

Наладку по газу-воздуху делают только на прогретом агрегате, для таких размеров 10-15 минут должно хватить.
Лучше если подсосы воздуха по периметру будут целиком убраны. Подсосы создают в топке местные перепады и могут просто разорвать обмуровку. Промазать топку шамотом, что поможет избежать проблеммы, настойки каждый раз.

Вопрос всем.
Я немного не понимаю зачем давление в 1-2 кг?
Смысл всего этого?
На рабочем газовом котле оно до 400 мм, и греет не три саниметра площади.
Пылесос громко и неэстетично обычного короба с вентилятором за 100-200 рэ за глаза, для такой живопырки.
Может лучше попытаться поток закрутить увеличив длину факела или горелку кольцевую или подовую сделать. Для такой системы ИМХО лучше.

Но раз уж хотите инжекционную, попробуйте разбить поток воздуха, до горелки, или закрутить его. Приостановив и прибавив кислорода в облать горения.

Osm 26-06-2007 06:48

А что такое кольцевая или подовая горелка, поискал в яндексе, но всё какие-то промышленные устройства, можете набросать принципиальную схему? может действительно проще такую сделать как Вы говорите.
По Вашему рисунку не понял, где форсунка? как выгибаются лопасти? каким образом закручивается поток воздуха? в каком месте происходит сгорание газа и смешение его с воздухом? Поясните пожалуйста, тема очень интересная.

кузя 26-06-2007 21:55

Не буду Вас морочить.
Про подовые и кольцевые горелки можно взять любую книгу по теплотехнике и прочитать.
Не обижайтесь, просто это 4-й курс института и два семестра лекций

Вы написали, что горелка уже есть, нарисуйте, хотя-бы схематично, как выглядит. Уже готовое изделие проще оптимизировать по горению, чем делать новое.

Скорее всего Вам не сформировать факел, т.е. нет амбразуры.
Нарисуйте, постараюсь помочь советом.

Направляющих на горелки не нашел, ни рисунков, ни фото. Блин видимо такой жуткий секрет
Нашел нечто похожее, только с отверстиями, а на направляющих горелок щель

Oleg79 26-06-2007 22:38

quote: Originally posted by кузя:

Нашел нечто похожее, только с отверстиями

Что то мне эта картинка сильно напоминает деталь от электрической соковыжималки

кузя 26-06-2007 22:51

Она и есть
Ну вид такой же.

Mutant 27-06-2007 08:26

Что-то я не совсем понял, какая горелка нужна - стационар или ручная.

Сейчас, наверное проще купить готовую, чем изобретать самому... Есть в продаже и ювелирные микро и макро, которыми рубероид греют. Но если интересно разобраться - тоже дело хорошее...

Вот, старая публикация в "М-К": Ю.Орлов. Универсальная горелка (Моделист-конструктор) Размер файла: 55.55 Kb http://mail.mega.dp.ua/mche/modules.php?name=Downloads&d_op=getit&lid=1368

Если интересно, могу сфотить свои горелки.

Osm 27-06-2007 08:39

2Mutant
Вообще изначально мне нужно было сделать горелку для небольшого газового горна, в принципе это уже сделано, но настроить её толком не могу. Горелка работает от газового баллона. Всё что сделал - скопировал уже из существуюищх статей, не особо понимая принципов работы. Сейчас вот хочу разобраться как работает моя и возможно узнать что-то новое - например, как сделать горелку работающую на низком давлении домашней газовой сети.
Фото имеющихся у Вас горелок очень интересно было бы посмотреть.

Osm 27-06-2007 13:47

2кузя
Просмотрел книги:
Теплотехника, под редакцией Баскакова.
Теплотехника, Чечёткин, Занемонец
Теплотехника, под редакцией Крутова.
Упоминание термина кольцевая и подовая горелка не встретил, хотя про инжекционные горелки кое-что нашёл.
Не могли бы Вы порекомендовать соответствующую литературу (лучше, ту что можно найти в инете).

кузя 28-06-2007 23:21

Извеняюсь, что не сразу ответил.
Отобрал у теплотехников книгу "Сжигание газов в топках котлов и печей и обслуживание газового хозяйства предприятий" В.М. Чепель, И.А. Шур.
В интернете наверное можно поискать, но она специально для персонала ответственного за газовое хозяйство.
В общем по газовым горелкам отсканировал, но получилось 51 лист и 5 Mb.
Если устроит вот ссылка http://ig-79-9t.narod.ru/gorelki.rar
Если на дайлапе, то подскажите как перегнать в.pdf чтобы ужать.

Уточнил, в сети городской давление 120 мм, маловато для нормальной мощности.
Когда будете смотреть инжекционные горелки обратите внимание:
- на Вашей горелке нет элемента формирующего факел, да и форма обратная "оригиналу",
- втыкая так газовую линию, Вы принуждаете поток воздуха её огибать, и когда воздуха ещё мало, разрежение за трубкой у форсунки отрывает факел.

В общем почитайте, посмотрите, если что не ясно спрашивайте

Osm 29-06-2007 06:37

ок, спасибо, читаю

Гриня 29-06-2007 10:04

может вот это полезно будет,
раньше лежало и там и там.
Довольно прикольная книга с научным уклоном, хотя в общем ничего особо сложного. На аглицком правда
http://rapidshare.de/files/17385588/Industrial_Burners_Handbook_-_C.E.Baukal__2003_.rar
http://mmcd.meditprofi.ru/machining/Industrial_Burners_Handbook_-_C.E.Baukal__2003_.rar

Vlad Klem 02-07-2007 15:28

То Osm
В ответах к Вам участники все перепутляли. Кислое с твердым, горячее со сладким. В советах и ювелирные горелки, и горелки для подогрева асфальта, которые работают только на открытом воздухе, так как дожиг факела идет за счет атмосферного воздуха. Попробуйте суньте сопло этой горелки в закрытое пространство и она моментально погаснет. Я же Вам запостил чертежи ижекционных горелок взятые с сайтов американских кузнецов и металлургов. (Там же есть все размеры, правда в дюймах, но я думаю это не проблема перевести это в мм). Горелки расчитываются на тепловую мощность и в зависимости от давления газа выбирается диаметр отверстия жиклера, (примерно от 0,5 до 1,0мм) диаметр и длина смесительной трубки (примерно 1/2" до 1")и диаметр воздушного (воздушных) отверстий для эжектируемого воздуха. Скажу, что баллонная пропан-бутановая смесь подаваемая под давлением 3ат. при коэффициэнте избытка воздуха 1,1 дает температуру факела до 2100*С.
Далее, - инжекционная горелка на сетевом газе работать не будет. Нужен принудительный поддув воздуха и камера смешения. Примерно вот такая схема:

Osm 02-07-2007 15:33

2mutant
о, спасибо, познавательно.

Osm 02-07-2007 15:42

2Vlad Klem
Спасибо за комментарий, я уже читаю книжки и похоже у меня получается понять суть и отделить горячее от сладкого Я действительно столкнулся с тем, что горелка хорошо работает на открытом воздухе и гаснет в печке, понимаю почему.
По поводу сетевого газа - такую схему уже видел, но есть сомнения, что сетевого газа хватит, чтобы дать необходимое количество теплоты в единицу времени, созимеримое с тем что даёт инжекционная горелка и давлением в 2-3 атм. Существенно увеличить теплоизоляцию у меня думаю не получится, т.е. печка будет греться дольше чем остывать. Каково Ваше мнение?

кузя 02-07-2007 17:53

2 Vlad Klem:
Не знаю как там у Вас с кузнецами в Пендосии
А у нас инжекционные горелки делятся на два вида:
1. с инжекцией газа воздухом
2. с инжекцией воздуха газом

Для горелок, второго типа, работающих на давлении 350-500 мм (средне давление) вентилятор не нужен, что является основным достоинством конструкции. Мало того, на среднем давлении довольно короткий факел.

Vlad Klem 02-07-2007 20:32

То Osm
Сетевой газ в основном состоит их метана. Его теплотворная способность ниже, чем у пропан-бутановой смеси. Я не знаю, какое давление в бытовой разводке, но знаю, что при коэффициэнте избытка воздуха 1,2-1,25 температура факела будет не ниже 1800*С. Так что вполне хватит для печки, даже для плавки стали, только конструкция горелки будет другая и другое (большее) отверстие жиклера. Надо просто посчитать какое оно будет при давлении бытовой сети. Для любой печи самое главное термоизоляция.

То кузя
Я не знаю, как там с кузнецами в пиндосии,
но у нас в Москве на Нагорной делается так, как я написал. И что интересно, работает неплохо.
А ежели Вы соизволите поднять мои старые посты, то прочтете, где я как-то уже отмечал, что горелками, сделанными мною, уже не первый год пользуются некоторые наши ножеделы например Г.К. Прокопенков и Василий Козлов и естественно Алексей Кукин. А также Сергей Данилов (Самурай) и Игорь Пампуха. Да и некоторые другие, которые, с моего разрешения, сделали их сами.

кузя 03-07-2007 04:02

quote: Originally posted by Vlad Klem:

С моего разрешения, сделали их сами.

Ёкараный бабай!!!
А я то думал, кто у нас в РОССИИИ горелки разрабатывает.

Смеюсь, по тому-что мой дед преподавал, а отец 30 лет ставил и налаживал горелки и я не первый год вместе с папой работаю. БИГ Промэнэргогазовский - труды не только наши, но и огромного коллектива, который по всей стране работает.

А если Вы пытаетесь оспорить своё мнение надо доводы а не данные "с потолка", да пиндосские доводы сюда кидать.
Это так для размышления.

Alhim 31-08-2007 01:43

Недавно изготовил печку, в качестве топлива - отработка (ибо, как бедный студент, не могу позволить себе расходовать такие количества пропана) . Греет вполне себе, шумит только сильно (впечатление такое будто взлететь собирается) .Ежели хотите могу скинуть фотки. Вопрос в определении температуры заготовки - на фоне разогретых кирпичей (пламя практически прозрачное) не могу определить цвет заготовки. Пробовал закалить два клинка из Х12МФ - оба оплавились,не сгорели (ибо были под флюсом) , а именно оплавились (когда флюс снял видно было риски от наждака переходящие в оплавленную поверхность по четкой кривой линии) и это при светло желтом (на взгляд) цвете каления. Опытные люди, если не сложно,сделайте табличку с цветами (картинка-квадратик необходимого цвета - соответствующая на ваш взгляд температура).

Osm 03-09-2007 17:56

2Alhim
Конечно, очень интересно было бы увидеть картинки.

Osm 04-09-2007 18:05

Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра, если он подаётся к соплу под определённым давлением? Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Osm 04-09-2007 18:06

Дополнение - считаю что газ выбрасывается в атмосферу, т.е. снаружи давление атмосферное.

Alhim 04-09-2007 18:34

quote: Originally posted by Osm:
Прочитал умных книжек. Многое понял.
Появился вопрос на который не нашёл ответа:
Существует ли какая то формула расчёта расхода газа при выходе из жиклёра определённого диаметра....... Или на это влияет ещё и геометрия сопла, диаметры подводящих шлангов и т.п.? Интересует расход именно газа, а не количество получаемой горючей смеси.

Влияет все и шланги и (особенно)геометрия сопла, и насадка инжектора. А вот как все это рассчитывать - вопрос. Фотки печи выложу в ближайшее время (как только притащу к ней чела с фотиком).

Гриня 05-09-2007 07:16

Alhim, неправду пишете.
Osm, уточните что вы понимаете под "подаётся к соплу под определённым давлением". Давление непосредственно перед сужающейся частью сопла, или на выходе из балона, и после него по трубопроводу и только потом форкамера.
В любом случае влияние шлангов сказывается только на падении давления в них.

Расход газа[кг/(м**2 сек)] не зависит от конфигурации сопла, только от давления и температуры газа непосредственно перед соплом, ну еще гаммы понятно. НО если вы хотите получить нормальную струю при отношении давлений Пфоркамеры/Патм>1.89 то надо грамотно профилировать расширяющуюся часть и здесь уже от давления и желаемых результатов многое зависит.

Р.С. в книжке на аглицком на которую я сцылил это есть,
на русском это есть в любом учебнике по газовой динамике. Глава ускорение газового потока.

Osm 05-09-2007 11:28

2Гриня
Я имел ввиду давление на выходе из редуктора, после редуктора шланг до сопла.
Только я не совсем понимаю. Если я на сопле поставлю барометр, он что покажет давление отличное от того что показывает редуктор?
Насчёт струи речи не идёт. Я просто хочу понять - какой расход газа у инжекционной горелки с определёнными параметрами (диаметр сопла и давление подаваемого газа я знаю.) и подобрать диаметр сопла таким, чтобы при давлении равным давлению в бытовой сети расход был такой же, подведя потом необходимое количество воздуха я получу горелку аналогичной мощности.

Гриня 05-09-2007 11:44

конечно, на шланге идет падение давления, как и на всяком сопротивлении.
давление у вас какое, больше 0.89 атмосфер избыточных?

расход в критическом сечении

q=P/sqrt(T)*((2/k+1)**(k+1/2(k-1)))*sqrt(k/R) [кг/м**2 сек]

P,T-давление полное в паскалях и температура в кельвинах перед соплом
sqrt-корень квадратный
k-показатель адиабаты
**- возведение в степень
R-газовая постоянная в Си(кг а не моли)

Osm 05-09-2007 13:17

2Гриня
избыточное давление в бытовой сети, как я понял 13 мбар.
насчёт формулы - не понял, т.е. зависимости от диаметра сопла нет совсем?

Гриня 05-09-2007 14:04

я же размерность написал, кг/м**2 сек, домножаете на площадь сопла и получаете кг/сек.

Alhim 05-09-2007 14:15

Хм, я почему-то полагал что расход через сопло зависит от его геометрии. Гриня, а не могли бы вы подсказать как инжектор рассчитать. Дано - диаметр газового сопла 1 мм давление на входе в сопло 4 ати,диаметр трубы инжектора 40мм, длинна 100 мм. Вопрос какое количество воздуха инжектируется?

Osm 05-09-2007 15:45

так насчёт количества инжектируемого воздуха как раз ничего сказать и нельзя, это как раз я так понимаю является предметом проектирования конкретной горелки.

Гриня 06-09-2007 08:11

quote: так насчёт количества инжектируемого воздуха как раз ничего сказать и нельзя, это как раз я так понимаю является предметом проектирования конкретной горелки.

так и есть, можно попробовать отмаштабировать по уже известной горелке.
площадь трубы пропорционально расходу топлива(на первый взгляд), длину трубы 5-7 диаметров(из книги соотношение).

здесь собственно 2 вопроса, чтобы засосало столько сколько надо с учетом кпд(диаметр), и чтобы все это фифективно смешалось т.е диаметр слоя смешения =диаметру трубы=>длина трубы.
если второе еще куда не шло, то что делать с первым я не представляю.

проще не греть голову, а сделать по уже готовым чертежам

Гриня 06-09-2007 13:05

дружно ищем книги.
В.П. Михеев
Газовое топливо и его сжигание
недра 1966

В.В. Мурзаков
Основы теории и практики сжигания газа в паровых котлах
Энергия 1964

Иванов Ю.В.
Основы расчета и проетировния газовых горелок.

ключевые слова думаю понятны.
сканера у меня нет, перебивать сильно кучеряво

Osm 06-09-2007 16:27

ок, санкс.

Alhim 07-09-2007 01:12

Да не вы не поняли - горелка есть и нормально работает (фото на днях выложу - извиняйте за задержку сейчас болею) , вот только не понятно какая атмосфера в печке получается при работе - окислительная или восстановительная.

tov. Gnom 09-09-2007 18:32

Подскажите какой в среднем расход у горелки получается? И как долго заготовка порядка 5 мм прогревается.

Osm 18-09-2007 10:24

Первое фото - печь во время работы, работает на полную мощьность (улитка включена).
Второе - верх печи видно корпус горелки, верх горелочного камня, вентилятор и форсунку.
Третье - ну это,собственно, слиток который за эту плавку вышел (примерно 1,7-2 % углерода, из-за быстрого охлаждения получились пустоты внутри, расковать не удалось, лопнул.
Четрертое - крышка горелки снята, видно горелочный камень.
Пятое - собс-но крышка горелки с инжектором, видно запальное отверстие в горелочном камне.

Osm 27-09-2007 06:30

Спасибо, большое.
Скажите, пожалуйста, получается, что у Вас к форсунке подходит масло под давлением и воздух, а для чего нужна ещё улитка? Она создаёт разрежение в горелочном камне или для лучшего смешения смеси?

Alhim 27-09-2007 15:28

Улитка нужна для подачи дополнительного воздуха. Он входит в корпус горелки тангенциально и закручивает поток, ну и для охлаждения инжектора тоже.

Газовой сварочной горелкой называют устройство, позволяющее правильно смешивать горючий газ (или пары горючей жидкости) с кислородом и получить стабильное сварочное пламя нужной мощности. Сварочные горелки входят в состав .

Классификация сварочных горелок

Сварочные горелки классифицируются по нескольким признакам:

а) по способу подачи кислорода и горючего различают инжекторные и безынжекторные газовые горелки;

б) по роду горючего вещества горелки делятся на газовые (в которые подаётся горючий газ) и жидкостные (в которых распыляется бензин или керосин);

в) в зависимости от своего назначения горелки бывают универсальные и специализированные;

г) в зависимости от количества потоков газового пламени грелки делятся на однопламенные и многопламенные;

д) по способу применения горелки делятся на ручные и машинные;

е) по мощности горелки бывают малой мощности (с расходом ацетилена с расходом ацетилена 25-400л/ч, средней мощности (в них расход ацетилена составляет 400-2800л/ч) и большой мощности (с расходом газа 2800-7000л/ч).

Классификация и область применения горелок для ацетиленокислородной сварки

Согласно ГОСТ1077, однопламенные универсальные газовые горелки для ацетиленокислородной сварки делятся на четыре вида: Г1 (микромощности), Г2 (малой мощности), Г3 (средней мощности,) и Г4 (горелки большой мощности).

Наибольшее применение получили горелки малой и средней мощности. Горелки малой мощности используют , толщиной 0,2-07мм. В комплекте с ними идут четыре наконечника разной величины.

Горелки средней мощности применяют при ручной газовой сварке, или же для наплавки, пайки и предварительного подогрева металлов. В комплекте с горелками средней мощности имеется ствол и семь сменных насадок различной величины. Насадки крепятся и фиксируются на стволе с помощью накидной гайки.

Такая комплектация горелок позволяет регулировать мощность сварочного пламени в большом диапазоне и производить толщиной 0,5-30мм.

Устройство и принцип действия инжекторных и безынжекторных сварочных горелок

На рисунке ниже показано устройство инжекторных (вверху) и безынжекторных (внизу) сварочных горелок.

Наибольшее распространение на практике получили инжекторные горелки. Инжектор представляет собой цилиндр, в котором по центру выполнен канал небольшого диаметра для кислорода, и выполнены радиально расположенные каналы для горючего газа. Подача кислорода осуществляется с давлением, превышающим давление горючего газа. Таким образом, с помощью кислородного потока горючий газ подсасывается в смесительную камеру. Подобный принцип подачи называется инжекцией.

Кислород из подаётся в сварочную горелку и через присоединительный штуцер (поз.5) проходит к инжектору (поз.7). Регулировочный вентиль (поз.6) позволяет контролировать количество подаваемого кислорода.

Проходя через центральное отверстие инжектора (поз.7) под большим давлением, кислород создаёт разряженное пространство в смесительной камере (поз.8) и засасывает в неё горючий газ, который подаётся через радиальные каналы инжектора. Образующаяся в смесительной камере горючая смесь по наконечнику (поз.2) направляется к мундштуку (поз.1). На выходе из мундштука газовая смесь сгорает, образуя сварочное пламя. Наконечник соединяется со стволом сварочной горелки при помощи накидной гайки (поз.3).

Инжекторные сварочные горелки идут в комплекте со сменными наконечниками. Сменные наконечники различаются диаметрами отверстий в мундштуке и инжекторе, благодаря чему можно изменять мощность сварочного пламени.

В безынжекторных горелках отсутствует инжектор. Кислород и горючий газ в них подаётся под одинаковым давлением (около 100кПа). В таких горелках вместо инжектора установлено обычное смесительное сопло, которое вворачивается в наконечник.

Юридические услуги. Стаж 10 лет.

Газовые горелки котельных агрегатов

Классификация газовых горелок.
Газовая горелка - это устройство для образования горючих смесей газового топлива и подачи их к месту сжигания с обеспечением его устойчивого горения и возможностью регулирования процесса горения.

Рис. 3.1. Схемы, иллюстрирующие осуществление принципов сжигания газа :
а - диффузионный; б - кинетический; в - диффузионно-кинетический в горелках с неполным предварительным смешением; г - то же, в горелках с частичным предварительным смешением;
ФДГ - фронт диффузионного горения; ФКГ - фронт кинетического горения; а - коэффициент избытка воздуха

Для сжигания топлива в топках котельных агрегатов используется много разнообразных горелочных устройств, которые можно классифицировать по ряду признаков, в том числе:
по степени подготовки горючей смеси - без предварительного смешения газа с окислителем; с полным предварительным смешением; с неполным предварительным смешением; с частичным предварительным смешением;
по способу подачи воздуха - с принудительной подачей воздуха от вентилятора; инжектированием воздуха газовой струей, а также за счет разрежения в топке;
по давлению газа перед горелками - низкого давления - до 5 кПа (500 мм вод. ст.); среднего давления - до критического перепада давлений (разности давлений в горелке и топке), при котором скорость истечения газа, а следовательно, и расход газа достигают максимальных (так называемых критических) значений; высокого давления - при критическом и сверхкритическом перепаде давлений (скорость истечения и расход газа при этом равны максимальным (критическим) значениям и не растут даже при увеличении давления);
по степени автоматизации управления горелками - с ручным управлением, полуавтоматические, автоматические;
по скорости истечения продуктов горения - низкая - до 20 м/с; средняя - 20...70 м/с; высокая - более 70 м/с.

Принципы сжигания газа. В зависимости от способа подачи в топочную камеру газа и воздуха и условий их смешения различают варианты организации процесса горения, основанные на следующих принципах горения:
диффузионный - с внешним (после горелки) смешением газа и воздуха;
кинетический - с полным предварительным (в горелке) смешением до образования однородной смеси;
диффузионно-кинетический - с неполным предварительным смешением без образования однородной смеси;
то же, с частичным предварительным смешением с образованием однородной смеси, но с недостатком окислителя в начальной смеси.
Для сжигания, например, природного газа требуется определенное время тг, которое складывается из времени смешения гсм газа с воздухом, времени нагрева тн газовоздушной смеси до температуры воспламенения и времени тх р, необходимого для протекания собственно химических реакций горения:

На рис. 3.1, а показана принципиальная схема организации диффузионного принципа сжигания. Видно, что газ и воздух в пределах горелки не контактируют. Смешение компонентов, участвующих в горении, в данном случае осуществляется в топочной камере. Для диффузионного принципа сжигания ХфИЗ » ^х.р? процесс горения при этом затягивается, и при достаточном для сжигания количестве воздуха получается относительно длинный светящийся факел ярко-соломенного цвета. Сгорание топлива происходит в тонком поверхностном слое факела.
При кинетическом принципе сжигания (рис. 3.1, б) наиболее продолжительная часть процесса - стадия смешения топлива с окислителем длительностью тсм - переносится в горелку. При этом тхр » ТфИЗ, т.е. т, = тхр. При достаточных температурах в топке процесс горения топлива происходит очень быстро и образуется короткий факел в виде голубого прозрачного конуса. Сгорание топлива в данном случае осуществляется на поверхности этого конуса, называемой фронтом кинетического горения.
При реализации диффузионно-кинетического способа сжигания (в горелках с неполным и частичным предварительным смешением), при котором продолжительности физической и химической стадий процесса соизмеримы, т.е. тфиз « тхр, факел имеет два фронта горения (рис. 3.1, в, г): кинетический в виде голубого прозрачного конуса и диффузионный, в котором происходит догорание топлива в прозрачном факеле бледно-голубого цвета.
Диффузионные горелки. В этих горелках газ смешивается с воздухом в топке вследствие взаимной диффузии (взаимного проникновения) газа и воздуха на границах вытекающего потока.
Разновидностью диффузионных горелок является подовая горелка (рис. 3.2), которая состоит из газового коллектора 2 диаметром 32...80 мм. Коллектор изготовлен из стальной трубы, заглушённой с одного торца, имеет два ряда отверстий диаметром 1...3мм, просверленных одно относительно другого под углом 60... 120°. Газовый коллектор устанавливается в щели 4, выполненной из огнеупорного кирпича, опирающегося на колосниковую решетку 3. Газ через отверстия в коллекторе выходит в щель, равномерно распределяясь по ее длине. Воздух для горения поступает в ту же щель через колосниковую решетку за счет разрежения в топке или принудительно с помощью вентилятора. В процессе работы огнеупорная футеровка щели разогревается, обеспечивая стабилизацию пламени на всех режимах работы горелки.
Для наблюдения за процессом горения и розжига горелки служит смотровое окно 1. Подовые горелки могут работать на низком и среднем давлении газа и используются в секционных котлах, котлах ТВГ, КВ-Г, ДКВР.

Инжекционные горелки низкого и среднего давления. Показанная на рис. 3.3 инжекционная газовая горелка низкого давления по принципу организации смешения газа с воздухом относится к горелкам с частичным предварительным смешением.
Струя газа под давлением выходит из сопла 1 с большой скоростью и за счет своей энергии захватывает в конфузоре 2 воздух, увлекая его внутрь горелки. Смешение газа с воздухом происходит в смесителе, состоящем из конфузора 2, горловины 3 и диффузора 4. Разрежение, создаваемое инжектором, возрастает с увеличением давления газа, и при этом изменяется количество подсасываемого первичного воздуха (от 30 до 70 %), необходимого для полного сгорания газа.


Рис. 3.2. Подовая горелка :
1 - смотровое окно; 2 - газовый коллектор; 3 - колосниковая решетка; 4 - щель; 5 - огнеупорные кирпичи

Рис. 3.3. Инжекционная газовая горелка низкого давления :
1 - сопло; 2 - конфузор; 3 - горловина; 4 - диффузор; 5 - огневой насадок; 6 - регулятор первичного воздуха

Количество воздуха, поступающего в горелку, можно изменять при помощи регулятора 6 первичного воздуха, представляющего собой шайбу, вращающуюся на резьбе. При вращении регулятора изменяется расстояние между шайбой и конфузором, и таким образом регулируется подача воздуха.
Для обеспечения полного сгорания топлива часть воздуха поступает за счет разрежения в топке. Регулирование расхода вторичного воздуха производится путем изменения разрежения в топке.
Инжекционные горелки низкого давления выполняются огневыми насадками 5 разной формы.
Инжекционные горелки обладают свойством саморегулирования, т.е. возможностью обеспечения постоянства соотношения между количеством поступающего в горелку газа и количеством подсасываемого ими первичного воздуха. При этом, если подача воздуха в горелку при помощи шайбы отрегулирована по цвету пламени или показанию газоанализатора на полное сгорание газа и горелка работает спокойно без шума, то дальнейшее изменение ее нагрузки можно проводить, увеличивая или уменьшая только расход газа, не меняя положения воздушной шайбы.
Изменяя режим работы горелки, необходимо следить за устойчивостью ее пламени, так как на характер горения газа влияют не только количество подаваемого в нее первичного воздуха, но и количество вторичного воздуха, поступающего в топку.
Инжекционная горелка среднего давления ИГК конструкции Ф.Ф.Казанцева (рис. 3.4) относится к горелкам с полным предварительным смешением и устойчиво работает при давлении газа 2...60 кПа (200...6ООО мм вод. ст.).
Газ, поступающий в горелку через газовое сопло 4, инжектирует воздух в необходимом для сжигания количестве. В смесителе 2, состоящем из конфузора, горловины и диффузора, осуществляется полное перемешивание газа с воздухом.
В конце диффузора установлен пластинчатый стабилизатор 1, который обеспечивает устойчивую работу горелок без отрыва и проскока пламени в широком диапазоне нагрузок.


Рис. 3.4. Инжекционная горелка ИГК среднего давления конструкции Ф. Ф. Казанцева :
1 - пластинчатый стабилизатор горения; 2 - смеситель; 3 - регулятор подачи воздуха; 4 - газовое сопло; 5 - гляделка

Стабилизатор горения состоит из тонких стальных пластин, расположенных на расстоянии примерно 1,5 мм одна от другой. Пластины стабилизатора стянуты между собой стальными стержнями, которые на пути движения газовоздушной смеси создают зону обратных токов горячих продуктов горения, за счет теплоты которых происходит непрерывное поджигание газовоздушной смеси. Фронт пламени удерживается на определенном расстоянии от устья горелки.
Регулирование подачи воздуха производится с помощью регулятора 3. На внутренней его поверхности укреплен клеем шумопоглощающий материал. В регуляторе выполнено смотровое окно - гляделка 5 для наблюдения за целостностью стабилизатора.
Вследствие хорошего перемешивания газа с воздухом инжекционные горелки обеспечивают создание малосветящегося факела с полным сгоранием газа при малых коэффициентах избытка воздуха а « 1,05.
К преимуществам инжекционных горелок относятся:
простота конструкции;
устойчивая работа горелки при изменении нагрузок;
надежность работы и простота обслуживания;
отсутствие вентилятора, электродвигателя для его привода, воздухопроводов к горелкам;
возможность саморегулирования, т.е. поддержания постоян¬ного соотношения газ -воздух.
К недостаткам инжекционных горелок относятся:
значительные габариты горелок по длине, особенно горелок увеличенной производительности (например, горелка ИГК-250-00 номинальной производительностью 135 м3/ч имеет длину 1 914 мм);
высокий уровень шума у инжекционных горелок среднего давления при истечении газовой струи и инжектировании воздуха;
зависимость поступления вторичного воздуха от разрежения в топке (для инжекционных горелок низкого давления), плохие условия смесеобразования в топке, приводящие к необходимости увеличения общего коэффициента избытка воздуха до а= 1,3... 1,5 и даже выше для обеспечения полного сгорания топлива.

Горелки с принудительной подачей воздуха. У большинства горелок с принудительной подачей воздуха образование газовоздушной смеси начинается в самой горелке и завершается в топке. Воздух для сгорания газа подается с помощью вентилятора. Подачу газа и воздуха осуществляют по отдельным трубам, поэтому такие горелки часто называют двухпроводными и смесительными. Работают они на газе низкого и среднего давления. Для лучшего перемешивания поток газа чаще всего направляют через многочисленные отверстия под углом к потоку воздуха. В зависимости от направления газового потока различают горелки с центральной подачей газа, если поток направлен от центра к периферии, и горелки с периферийной подачей газа, если поток направлен от периферии к центру горелки.
Во многих конструкциях горелок для улучшения условий смешения потоку воздуха сообщают вращательное движение, для чего используют завихрители с постоянным и регулируемым углом установки лопаток либо вводят воздух тангенциально в горелку цилиндрической формы.


Рис. 3.5. Горелка ГА с принудительной подачей воздуха :
1 - штуцеры для измерения давления газа и воздуха; 2 - распределительная камера; 3 - газовые трубки; 4 - огнеупорная футеровка; 5 - смесительная камера; 6 - головка с направляющими ребрами для закручивания воздуха

Горелки могут работать на горячем воздухе, подогретом за счет использования теплоты отходящих газов. На ряде горелок с принудительной подачей воздуха можно регулировать длину и светимость факела. На котлах малой и средней мощности устанавливают горелки типов ГА, ГГВ, Г-1,0 и др.
Горелка типа ГА с принудительной подачей воздуха приведена на рис. 3.5. Газ низкого или среднего давления подается в распределительную камеру 2, из которой поступает в трубки 3. На концы трубок навернуты конические головки Расположенная в центре горелки трубка предназначена для наблюдения за процессом горения, а при сжигании мазута ее используют для установки форсунки. Свободные пространства между головками трубок в устье горелки уплотняют огнеупорной футеровкой 4 (из жароупорного бетона). Это предохраняет горелку от перегрева и обеспечивает поступление воздуха только к газораспределительным головкам.
В горелке газовой вихревой ГГВ (рис. 3.6) газ из газораспределительного коллектора 2 выходит через отверстия, просверленные в один ряд, и под углом 90° поступает в закрученный с помощью лопаточного завихрителя 4 поток воздуха.


Рис. 3.6. Горелка газовая вихревая ГГВ :
1 - смотровое окно; 2 - газовый коллектор; 3 - корпус горелки; 4 - лопаточный завихритель; 5 - устье горелки; 6 - конический туннель

Рис. 3.7. Горелка для природного газа :
1 - камера смешения; 2 - конусная насадка; 3 - направляющие лопатки; 4 - трубопровод для подачи газа; 5 - трубопровод для тангенциального подвода
воздуха

Лопатки приварены под углом 45° к наружной поверхности газового коллектора. Внутри газового коллектора расположена труба для наблюдения через смотровое окно 7 за процессом горения. При работе на мазуте в нее устанавливают паромеханическую форсунку.
На рис. 3.7 показана горелка для природного газа. Производительность данной вихревой горелки до 750 м3/ч. Газ поступает в центральный трубопровод 4 горелки и выходит в камеру смешения 1 через ряд мелких отверстий в конусной насадке 2, установленной на выходе из трубопровода подачи газа. Воздух по трубопроводу 5 поступает в камеру смешения по межтрубному пространству, имея вращательное движение, обеспечиваемое тангенциальным подводом к горелке и направляющими лопатками 3.

Комбинированные горелки. В комбинированных горелках раздельно или совместно сжигается жидкое и газообразное топливо. Например, газомазутная горелка ГМГ (рис. 3.8) состоит из трех вставленных одна в другую камер. Газ поступает в среднюю узкую камеру и выходит через один или два ряда отверстий 4, расположенных по окружности. В центре горелки размещена паромеханическая форсунка, включаемая при работе на мазуте.
Необходимый для горения воздух подается в горелку двумя потоками, из которых один (примерно 15% общего расхода воздуха) проходит через завихритель J, состоящий из лопаток, установленных под углом непосредственно к корню факела. Этот воздух, называемый первичным, способствует улучшению перемешивания с газом, особенно при малых тепловых нагрузках котла. Другой поток воздуха, называемый вторичным и являющийся основным, проходит через завихритель 2 и закрученным потоком поступает к месту горения.
В последнее время выпускаются модернизированные горелки ГМГМ, в которых несколько изменены паромеханическая форсунка, завихрители первичного и вторичного воздуха.


Рис. 3.8. Газомазутная горелка ГМГ :
1 - монтажная плита; 2, 3 - завихритель вторичного и первичного воздуха соответственно; 4 - газовыходное отверстие

Газ выходит через отверстия, расположенные в один ряд по направлению движения воздуха и в два ряда в перпендикулярном направлении, что дает хорошее перемешивание газа с воздухом. Горелки ГМГМ обеспечивают полное сгорание газа при ос = 1,05.
В газомазутных горелках котлов ПТВМ газ из газопровода поступает в кольцеобразную газовую камеру 5 горелки (рис. 3.9) и выходит через два ряда отверстий в направлении, перпендикулярном направлению потока воздуха. В центральной части горелки расположена мазутная форсунка J, которая во время работы охлаждается проточной водой. При сжигании газа форсунка должна быть удалена из зоны горения. Воздух к каждой горелке подается отдельным центробежным вентилятором. Для лучшего перемешивания с газом воздух закручивается завихрителем 4.

Запальные горелки. Для розжига основной горелки служит запальная горелка. Запальные горелки могут быть переносными (для ручного розжига) и стационарными (для автоматического розжига).
Широкое распространение для ручного розжига горелок получили переносные газовые запальные горелки конструкции Мосгазпроекта. Газовая горелка присоединяется к газопроводу с помощью гибкого шланга 7 (рис. 3.10). Поток газа, выходящего из сопла б, подсасывает через отверстие 2 воздух из окружающей среды. Газовоздушная смесь поступает в огневой насадок 4 и через ряд мелких отверстий выходит из него, образуя множество факелов небольшого размера.


Рис. 3.9. Газомазутная горелка котлов ПТВМ:
1 - короб; 2 - смотровое окно; 3 - мазутная форсунка; 4 - завихритель воздуха; 5- газовая камера; 6 - шамотобетон; 7- асбестодиатомитовый бетон; 8 - магнезиальная обмазка; 9 - концевой упор горелки в экраны

Запальная горелка как вспомогательное приспособление вводится к устью разжигаемой горелки через специальное отверстие. Запальное отверстие располагается над горелкой или сбоку от нее. Для правильной установки относительно устья разжигаемой горелки запальная горелка имеет ограничитель.
Стационарные запальные горелки являются элементами запально-защитных устройств (ЗЗУ). Они предназначены для автоматического и дистанционного розжига горелочных устройств.


Рис. 3.10. Газовая запальная горелка конструкции Мосгазпроекта :
1 - штуцер-удлинитель для присоединения шланга; 2 - отверстия для прохода воздуха; 3 - торцевая пластинка; 4 - огневой насадок; 5 - воздушная обойма; 6 - сопло; 7 - гибкий шланг

Электрозапальники осуществляют воспламенение поступающего в них газа и контроль собственного пламени. В комплект электрозапальника входит трансформатор (или катушка) зажигания и электромагнитный клапан. Электрозапальник имеет трубопровод 1 (рис. 3.11) подачи газа, изолированный высоковольтный центральный электрод 6, конец которого загнут так, что между ним и корпусом горелки образуется небольшой зазор порядка 6...8 мм, стабилизатор 7 горения и контрольный электрод.
При подаче тока на трансформатор зажигания между центральным электродом и корпусом возникает высокое напряжение 8...10кВ, в результате вследствие пробоя воздушного зазора образуется искра. Одновременно с включением трансформатора зажигания открывается электромагнитный клапан подачи газа на электрозапальник. Газ поджигается искрой, и таким образом возникает факел. Контроль горения факела осуществляется с помощью контрольного электрода, включенного в электрическую цепь автомата контроля пламени. При наличии факела эта цепь замкнута, так как при высоких температурах факел электропроводен. При погасании факела электрическая цепь разрывается, и автомат контроля пламени отключает питание электромагнитного клапана. Подача газа на запальник при этом прекращается.

Блочные автоматизированные горелки со встроенным вентилятором. В последнее время в промышленности, коммунально-бытовом секторе и сельском хозяйстве появилось значительное количество котельных агрегатов (в основном жарогазотрубных) с высоким КПД, низким выбросом токсичных газов, оснащенных полностью автоматизированными горелками.


Рис. 3.11. Электрозапальник :
1 - трубопровод подачи газа; 2 - клемма высоковольтного электрода; 3 - изолятор; 4 - винт для центровки электрода; 5 - фарфоровая трубка; 6 - высоковольтный центральный электрод; 7 - стабилизатор горения

Горелочные устройства характеризуются широким диапазоном теплопроизводительности - 10...20 ООО кВт и предназначены для работы на природном и сжиженном газе, легких жидких топливах и мазуте. В комбинированных горелках сжигаются как газообразные, так и жидкие топлива.
Одной из ведущих мировых фирм по производству горелок является фирма Weishaupt (Германия), разрабатывающая и выпускающая полностью автоматизированные газовые, жидкотопливные и комбинированные горелки с одноступенчатым, двухступенчатым, плавно-двухступенчатым и модулируемым регулированием производительности.
На рис. 3.12 в качестве примера приведена автоматическая га¬зовая горелка типа WG-5 мощностью 12,5...50 кВт. Горелка предназначена для сжигания природного и сжиженного газа и оснащена следующей арматурой: шаровым краном 9 для подачи газа к горелке; реле 8 давления газа; многофункциональным газовым мультиблоком 7, в котором имеются фильтр (грязеуловитель), два магнитных клапана, регулятор давления газа. По присоединительному каналу 6 газ поступает в пламенную трубу 3.

Рис. 3.12. Автоматическая газовая горелка типа WG-5 :
1 - электронный прибор зажигания; 2 - электрод зажигания; 3 - пламенная труба; 4 - подпорная шайба; 5 - ионизационный электрод; 6 - присоединительный канал; 7 - многофункциональный газовый мультиблок; 8 - реле давления газа; 9- шаровой кран; 10 - колесо вентилятора; 11 - винт регулировки воздушной заслонки; 12- указатель положения воздушной заслонки; 13 - электродвигатель; 14 - реле давления воздуха; 15 - менеджер горения; 16 - регулировочный винт подпорной шайбы

В корпусе горелки расположены вентилятор, который приводится в действие с помощью электродвигателя 13, электронный прибор 7 зажигания, микропроцессорный менеджер горения 75.
Колесо 10 вентилятора, приводимое в действие электродвигателем, всасывает воздух через решетку воздухозаборника в корпус регулятора воздуха, в котором расположена воздушная заслонка. Положение воздушной заслонки можно изменять с помощью винта 77, и этим в процессе наладки работы горелки достигается оптимизация количества подводимого воздуха на стороне всасывания. Воздух вентилятором подается в пламенную трубу 3.
На конической части пламенной трубы находится подпорная шайба 4, за которой происходит смешивание газа и воздуха, поступающего под давлением. Регулировочным винтом 16 можно менять положение подпорной шайбы и таким образом изменять количество подаваемого воздуха на напорной стороне.
Управление работой горелки и диагностика неисправностей осуществляется с помощью микропроцессорного менеджера горения 75.
При работе горелки осуществляется постоянный контроль минимального давления газа с помощью реле давления газа. Реле 14 давления воздуха контролирует работу вентилятора горелки. Контроль наличия пламени происходит с помощью контрольного ионизационного электрода 5.
При включении горелки термостат (регулятор температуры) посылает на менеджер горения команду на включение. После этого запускается электродвигатель 13 горелки, и вентилятор начинает нагнетать воздух в камеру горения. Условием включения электродвигателя является замыкание контакта реле давления газа, подтверждающего наличие достаточного давления газа. В начале предварительной продувки топки срабатывает реле давления воздуха. По окончании продувки начинается розжиг горелки, при этом электронный прибор 7 зажигания создает высокое напряжение между электродом 2 зажигания и подпорной шайбой 4. При появлении искры открываются магнитные запорные клапаны в многофункциональном мультиблоке и происходит розжиг горелки. Сообщение о наличии пламени, контролируемое ионизационным электродом, поступает на менеджер горения.