Все самое важное здесь!
ПОДПИСКА PRO ПБ
Мобильное приложение "Пожарная безопасность"
youtube dzen youtube vk instagram rutube
Пожарный календарь

ГАЗОВЫЕ ГОРЕЛКИ. ВВЕДЕНИЕ

Дата актуализации статьи: 01.07.2022 11:32:00 01.07.2022

Газовая горелка — устройство, предназначенное для устойчивого сжигания газового топлива и регулирования процесса горения. Имеется великое множество конструкций, использующих различные методы сжигания газа. Но при всем разнообразии любая из горелок выполняет четыре основные функции:

  • подачу газа и воздуха к фронту горения;

  • смешивание газа с воздухом;

  • стабилизацию фронта горения;

  • обеспечение заданной интенсивности сжигания газа.

Можно сказать, что газовая горелка обеспечивает контролируемое горение.

Рис. 1. Горелка Бунзена

Источник:  https://a.allegroimg.com/original/117998/7404adc74770929650e3792c6586/Palnik-Bunsena

Первая классическая газовая горелка — кислородно-водородная паяльная трубка, была запатентована английским ученым Голдсуорси Герни в начале XIX века. Еще одно изобретение того же века — горелка Бунзена (рис. 1), до сей поры применяется без изменения конструкции в лабораториях мира.

Методы сжигания газа

Основная функция газовых горелок, от которой зависит процесс горения, — перемешивание газа и воздуха. В зависимости от того, как происходит образование горючей смеси, существуют три метода сжигания газового топлива:

  • диффузионный — без предварительного перемешивания газа и воздуха;

  • диффузионно-кинетический — с неполным предварительным смешением газа и воздуха;

  • кинетический — с полным предварительным смешением газа с воздухом.

Рис. 2. Методы сжигания газа

Источник:  https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/08/Bunsen_burner_flame_types.jpg/1280px-Bunsen_burner_flame_types.jpg.

При диффузионном сжигании газ и воздух подаются в зону горения раздельно, их смешение происходит в топке котла. Образование газовоздушной смеси, а значит, и само горение происходит медленно. Факел удлиняется и становится светящимся (рис. 2, а). Кстати, цвет пламени придает горящий углерод. Чем ярче пламя, тем дольше идет горение углерода. Сажистые факелы с повышенной светимостью требуются в стекловаренных, мартеновских и других промышленных печах.

При диффузионно-кинетическом сжигании к фронту горения поступает частично подготовленная смесь газа с воздухом. В ней содержится только часть воздуха, необходимого для горения. Он именуется первичным. Остальной воздух, который называют вторичным, поступает к факелу за счет диффузии из окружающей среды. Пламя представляет собой короткий факел голубовато-фиолетового цвета (рис. 2, б). Диффузионно-кинетический метод сжигания используется в инжекционных горелках низкого давления, применяемых практически на всех видах бытового газоиспользующего оборудования.

При кинетическом сжигании весь воздух для горения поступает к фронту пламени через горелку. Газовоздушная смесь полностью подготовлена, в ней содержится не только теоретически необходимое, но и небольшое избыточное количество воздуха, что обеспечивает полное сгорание газа. Газ сгорает в коротком слабосветящемся факеле (рис. 2, в). Обязательно наличие стабилизатора горения. Такие горелки называют горелками полного предварительного смешения газа и воздуха, их работа на газе низкого давления возможна при использовании вентилятора для подачи воздуха на горение. При использовании газа среднего давления обходятся без принудительного дутья. Весь воздух, необходимый для горения, инжектируется струей газа. Горелки полного предварительного смешения газа и воздуха на бытовом газоиспользующем оборудовании применяют ограниченно: на конденсационных котлах и отдельных типах обычных напольных котлов.

Характеристики горелок

Основной параметр, характеризующий горелку, — ее тепловая мощность, равная произведению теплоты сгорания газа на его часовой расход:

Qг = QнVч,     (1)

где Qг — тепловая мощность, МВт (ккал/ч);
Qн — низшая теплота сгорания газа, кДж/м3 (ккал/м3);
Vч — часовой расход газа, м3/ч.

Рис. 3. Горелка ГМВТ2-50

Источник: https://bikz.ru/news/novaya-lineyka-gazomazutnykh-gorelok/

Необходимая мощность газовых горелок определяется выполняемой функцией. Она может быть всего 170 Вт, как у запальников бытовых колонок, или достигать десятков мегаватт у промышленных горелок, устанавливаемых на энергетических котлах тепловых электростанций. Например, газомазутная горелка ГМВТ2-50 (рис. 3) имеет мощность 50 МВт. Весит это устройство 1 тонну, сжигает более 5000 кубических метров газа за час, а длина факела достигает 9,5 м.

На бытовом газоиспользующем оборудовании обычно применяют горелки с мощностью, не превышающей 50–70 кВт. Отдельные предприятия изготавливают котлы большей производительности, которые можно отнести к бытовым в силу их конструктивных особенностей, а именно применения атмосферных горелок.

Для горелок устанавливают три вида тепловой мощности: максимальную, минимальную и номинальную. Определение этим терминам дает ГОСТ 21204-97 «Горелки газовые промышленные. Общие технические требования». Номинальная тепловая мощность горелки соответствует режиму работы с номинальным расходом газа, при котором обеспечивается наибольший коэффициент полезного действия и наиболее полное сжигание газа. Максимальная тепловая мощность достигается при длительной работе горелки с наибольшим возможным расходом газа и без отрыва пламени. Минимальная тепловая мощность соответствует устойчивой работе горелки при наименьших расходах газа без проскока пламени.

Диапазон устойчивой работы горелки характеризует пределы ее надежной эксплуатации при изменении давления газа, что ведет к изменению количества сжигаемого газа, а значит, и тепловой мощности горелки. Такое изменение возможно в определенных пределах, которые ограничены возможностью отрыва или проскока пламени.

Диапазон устойчивой работы горелки — это отношение минимальной тепловой мощности горелки к максимальной:

n = Qг min / Qг max,                     (2)

где Qг min — минимальная тепловая мощность горелки;

Qг mах — максимальная тепловая мощность горелки.

Диапазон устойчивой работы инжекционных горелок составляет 1:3, горелок с принудительной подачей воздуха — 1:5.

Регулирование тепловой мощности горелок

Способ регулирования мощности газовой горелки зависит от требований, устанавливаемых к горелке, и определяется ее конструкцией. Например, количество тепла, выдаваемого запальниками современных колонок и котлов, неизменно. Регулирование не требуется, так как их основная функция — розжиг основной горелки.

При одноступенчатом регулировании потребитель меняет тепловую мощность вручную. Подобные горелки применяют на плитах, проточных водонагревателях и котлах эконом-класса. Автоматика котла не может изменить нагрузку горелки, установленную потребителем. Для управления температурой нагрева воды автоматика отключает или включает горелку. Это приводит к резкому изменению температуры теплообменника котла и, как следствие, ускоренному износу газоиспользующего оборудования.

При двухступенчатом регулировании горелка, кроме основного режима, может работать с пониженной мощностью. Обычно имеется два режима работы: первый — максимальный со 100 % мощностью, второй — с меньшей нагрузкой, как правило, 40 % мощности. Переключение между режимами производит автоматика в зависимости от температуры теплоносителя.

Модулируемые газовые горелки плавно изменяют мощность в широком диапазоне, чем достигается высокая точность управления работой газоиспользующего оборудования. Автоматика изменяет подачу газа на горение в зависимости от потребности в тепле. Быстрая реакция на изменения температуры теплоносителя и точная регулировка мощности позволяет экономить топливо и продлить срок службы газоиспользующего оборудования. 



Читать все статьи с меткой:


  • Комментарии
  • Задать вопрос специалисту
В разделе:
Читай также
В данной статье мы расскажем о взрывопожароопасности природного газа и его удушающем действии.
По запасам природного газа в традиционных месторождениях Российская Федерация занимает первое место в мире — около 50 трлн м3. В топливно-энергетическом балансе нашей страны он занимает ведущее место, обеспечивая более 55 % от общей потребности в энергоресурсах. В данной статье подробно расскажем о том, где именно находятся указанные месторождения.

Стабилизация пламени в газовых горелках очень важна, поскольку ее нарушение может привести к пожару. В данной статье мы рассказываем, какими способами достигается стабилизация пламени, а также как предотвратить ее отрыв и проскок. 

S-2221 (A018)
просмотры2861
Мы используем cookie (файлы с данными о прошлых посещениях сайта) для персонализации и удобства пользователей. Так как мы серьезно относимся к защите персональных данных пожалуйста ознакомьтесь с условиями и правилами их обработки. Вы можете запретить сохранение cookie в настройках своего браузера.
×
Вход на сайт