Во многих тепловых и промышленных процессах необходимо использовать энергию в контролируемом и безопасном режиме. Одним из наиболее распространенных методов обеспечения тепловой энергии является использование газовой горелки. Эти горелки благодаря высокой эффективности, простоте эксплуатации, низкому уровню загрязнения и легкости контроля занимают важное место в различных отраслях промышленности и даже в системах отопления домов. Однако для достижения максимальной безопасности и эффективности необходимо знакомство с их компонентами и принципом работы.
Что такое газовая горелка?
Газовая горелка — это устройство, которое с использованием топлива в виде газа (например, природного газа, сжиженного нефтяного газа (LPG) или различных видов газообразных топлив) и необходимого для горения воздуха, создает стабильное и контролируемое пламя для обеспечения тепла или энергии для системы. Газовые горелки применяются в отопительных системах, таких как котлы и печи, и проектируются в различных размерах и мощностях в зависимости от области применения. Оптимальная работа горелок играет важную роль в снижении потребления топлива, уменьшении выбросов загрязняющих веществ и повышении эффективности тепловых систем.
Оборудование газовой горелки
Газовая горелка и ее оборудование газовой горелки состоит из набора компонентов и подсистем, которые обеспечивают безопасное и эффективное горение. Оборудование газовой горелки включает в себя электрические, механические и управляющие части, каждая из которых выполняет свою роль и взаимодействует с другими элементами. Газовые горелки делятся на два типа: с обычными и pre-mixed. В этой статье рассматривается оборудование газовой горелки с обычными форсунками.
В статье под названием «Знакомство и обзор газовой горелки» представлены подробные и полные объяснения о газовых горелках. Для получения дополнительной информации рекомендуется ознакомиться с этой статьей.
Головка форсунок горелки
Головка форсунок — это одно из самых важных компонентов газовой горелки, через которое воздух для сгорания проходит, создавая завихрения и вихревые потоки перед горелкой. Эти завихрения улучшают смешивание топлива с воздухом и повышают стабильность пламени. Точная конструкция головки форсунок, включая способ распыления топлива, расположение газовых форсунок и такие элементы, как диффузор или свирльер, напрямую влияет на смешивание топлива с воздухом.
Если топливо и воздух не смешиваются должным образом и смесь не является однородной, это приведет к образованию областей с высокой температурой или участков, богатых топливом, что, в свою очередь, вызовет образование оксидов азота (NOx) и угарного газа (CO). Поэтому правильная конструкция головки форсунок играет ключевую роль в снижении загрязняющих веществ, повышении стабильности пламени и улучшении общей работы горелки.
Система подачи воздуха в горелку
Еще одним важным компонентом газовой горелки является система подачи воздуха, которая обеспечивает необходимое для горения количество воздуха. Система подачи воздуха в горелки делится на два основных типа: естественная подача воздуха и принудительная подача воздуха.
Естественная подача воздуха
В этом методе воздух для сгорания поступает без использования механических устройств, исключительно за счет естественного всасывания. Механизм работы системы естественной подачи воздуха основан на силе плавучести и разнице плотности между горячими газами в камере сгорания и окружающим воздухом. В процессе работы более низкая плотность горячих газов по сравнению с воздухом вызывает естественное всасывание воздуха, направляя его поток снизу вверх.
Эти системы, благодаря отсутствию механических устройств, имеют простую конструкцию, но для создания всасывания камера сгорания должна иметь относительно большую высоту. Кроме того, для регулировки количества поступающего воздуха используется воздушная заслонка. Система естественной подачи воздуха является одной из самых распространенных систем подачи воздуха для сгорания в калориферах.
Горелки серии RSun компании Raаdman являются одним из лучших вариантов для использования в промышленных калориферах, где воздух для горения поступает через систему естественной подачи.
Принудительная подача воздуха
Оборудование газовой горелки и система принудительной подачи воздуха состоит из таких компонентов, как электродвигатель, вентилятор, заслонка для воздуха, глушитель и фильтр для удаления песка (сандтрап). Электродвигатель вентилятора обеспечивает необходимое вращательное движение для лопастей вентилятора горелки. Когда лопасти начинают вращаться, воздух для сгорания подается в горелку, и при смешивании с газообразным топливом происходит процесс горения. В некоторых электродвигателях используется инвертор, который позволяет регулировать скорость вращения мотора, точно настраивая подачу воздуха в зависимости от различных потребностей горелки.
На входе в вентилятор используется воздушная заслонка, которая состоит из нескольких подвижных лопаток и может открываться и закрываться. Эта заслонка регулирует поток воздуха, поступающего в горелку, оптимизируя соотношение топлива и воздуха в процессе горения.
Такое оборудование газовой горелки как глушитель и фильтр для удаления песка — это дополнительные компоненты системы подачи воздуха, которые играют важную роль в улучшении работы горелки. Глушитель снижает шум, возникающий от потока воздуха, а фильтр для песка предотвращает попадание пыли и мелких частиц в систему подачи воздуха, защищая внутренние компоненты горелки от повреждений.
В горелках с премикс-системой также используется воздушный фильтр для предотвращения попадания пыли и загрязняющих частиц в систему подачи воздуха. Это оборудование газовой горелки как фильтр устанавливается на входе в вентилятор и помогает улучшить качество горения и повысить эффективность работы горелки.
Электронная система
Электронная система — это оборудование газовой горелки еще один важный компонент газовой горелки, состоящий из двух основных частей: силовой цепи и управляющей цепи. Силовая цепь включает в себя элементы, такие как биметаллические элементы, контакторы и переключатели, которые отвечают за включение и выключение тока. Управляющая цепь состоит из реле и контроллеров, которые управляют работой горелки и контролируют процесс горения. Один из самых известных контроллеров — оборудование газовой горелки AutoFlame, который используется в горелках, производимых промышленной группой Raаdman.
Система управления горелкой
Оборудование газовой горелки система управления в оборудовании газовой горелки — это совокупность электронных и механических устройств и цепей, которые отвечают за мониторинг, регулирование и обеспечение безопасности процесса горения. Эта система точно контролирует подачу топлива и воздуха, следит за состоянием пламени и предотвращает неправильную работу горелки. Реле, контроллеры, исполнительные механизмы для воздуха и топлива, устройства для обнаружения пламени и переключатели — все это составные части системы управления и контроля горелки.
В более старых системах управления для управления работой горелки использовались реле. Эти реле могли только включать и выключать горелку, но не обеспечивали модульное управление (постоянную регулировку выходной мощности горелки). В отличие от этого, современные горелки оснащены более совершенными системами управления, такими как AutoFlame.
Эти системы, точно регулируя подачу воздуха и топлива, обеспечивают непрерывную и модульную работу горелки, оптимизируя потребление энергии, повышая эффективность сгорания и снижая выбросы загрязняющих веществ. Интеллектуал контроллер AutoFlame Mk8 M.M, управляя одновременно котлом и горелкой, может контролировать все важнейшие параметры одновременно.
Сервопривод для воздуха и топлива
Сервопривод для воздуха или топлива — это оборудование газовой горелки, которое механически, пневматически или электронно открывает и закрывает клапаны или краны для подачи воздуха и газа. В современных горелках сервоприводы обычно работают электрически и получают команды от контроллера горелки. С помощью сервопривода регулируется подача воздуха и топлива в горелку в зависимости от ее мощности. Сервоприводы могут использоваться как для газового клапана с плавной регулировкой, так и для воздушной заслонки.
Датчик пламени
Еще одним важным компонентом газовой горелки является датчик пламени, который мониторит наличие или отсутствие пламени и, в случае его гаснущего состояния или отсутствия, отправляет команду на отключение подачи топлива в контроллер горелки. Эти датчики используются в различных типах в зависимости от конструкции и требований системы.
Датчики могут быть инфракрасными (IR) или ультрафиолетовыми (UV). Эти датчики, измеряя длину волны излучения, определяют присутствие пламени и обеспечивают безопасную работу горелки. Датчики AutoFlame являются одними из самых популярных и широко используемых датчиков пламени, которые также применяются в горелках Raаdman.
Другой тип датчиков пламени — это оборудование газовой горелки на основе частоты, которые анализируют частоту колебаний пламени, чтобы определить его присутствие и сообщить системе управления горелки. Среди них можно выделить датчик пламени Durag.
Еще один тип — это оборудование газовой горелки на основе ионизации или ионизационной трубки, который определяет присутствие пламени, анализируя ионизацию газов вокруг пламени, и сообщает системе управления горелки.
Система розжига
В оборудовании газовой горелки существует система, которая обеспечивает подачу начальной энергии для воспламенения путем создания искры. Этот метод обычно используется в малых горелках, так как для начала горения в них требуется меньшая энергия. В больших горелках, где для начала горения требуется больше энергии, используется пилотный горелка (пилотный факел). Пилотный горелка — это маленькая независимая горелка, которая служит источником начального воспламенения, а ее пламя зажигает основное топливо. Важными компонентами системы розжига являются искровой электрод и трансформатор для искры.
Запальный электрод
Запальный электрод — это оборудование газовой горелки металлический элемент, который, получая высокое напряжение от искрового трансформатора, создает электрическую дугу и воспламеняет смесь газа и воздуха. Этот электрод, расположенный рядом с газовым потоком, в зависимости от конструкции горелки изготавливается в различных формах и длинах и используется для эффективного искрообразования, обеспечивая высокую термостойкость и устойчивость к коррозии. Он также имеет точную настройку для улучшения работы горелки.
Трансформатор розжига
Трансформатор розжига преобразует обычное входное электричество (110 или 220 вольт) в высокое напряжение, необходимое для создания искры, которая воспламеняет смесь воздуха и газа. Трансформаторы розжига могут различаться по выходному напряжению и мощности. Некоторые трансформаторы имеют более высокое выходное напряжение, но меньший ток, в то время как другие предназначены для небольших или крупных горелок. Важной характеристикой трансформатора розжига является его высокая изоляция от высокого напряжения.
Реле давления
Оборудование газовой горелки реле давления — это оборудование газовой горелки, которое отвечает за мониторинг давления воздуха в горелках с вентилятором или давления газа в топливных линиях. Когда давление достигает установленного значения или снижается ниже него, внутренний контакт реле давления активируется, и оно отправляет соответствующий сигнал в контроллер горелки, чтобы предотвратить её работу в случае ненормального давления.
Оборудование газовой горелки реле давления делятся на два типа: реле давления воздуха и реле давления газа. Реле давления воздуха используется для измерения давления воздуха в вентиляторе, в то время как реле давления газа измеряет давление входящего газа и, в случае ненормальности, выдает команду на отключение горелки. Одним из самых популярных реле давления является реле давления Dungs, которое используется в горелках Raаdman.
Газовая рампа для горелки
Одним из важнейших компонентов газовых горелок является газовая рампа, которая отвечает за транспортировку газа с необходимым давлением и расходом от источника поставки к горелке. Элементы газовой рампы проектируются таким образом, чтобы обеспечить безопасную, эффективную передачу газа в соответствии с техническими и безопасностными стандартами. Любые колебания давления или задержки в подаче топлива могут привести к сбоям в работе горелки.
Для более детального ознакомления с газовой рампой и правильным выбором оборудования, вы можете ознакомиться с статьей «Полное руководство по выбору газовой рампы для промышленной горелки».
В зависимости от типа горелки, может потребоваться соблюдение специальных стандартов, таких как национальный стандарт 7595 (перевод BS-EN 676), NFPA 85 и ASME B31.8 при проектировании и установке газовой рампы для обеспечения безопасной и стабильной работы системы. Элементы газовой рампы для горелки включают:
Ручной отсечной клапан: Этот клапан расположен в начале газовой рампы и предназначен для изоляции горелки. Горелки должны быть оснащены такими ручными отсечными клапанами.
Газовый фильтр: Газовый фильтр используется для удаления взвешенных частиц и примесей из потока газа, чтобы предотвратить повреждения оборудования. Газовые фильтры обычно устанавливаются перед регулятором давления.
Газовый манометр: Газовые манометры используются для мониторинга давления в газовой рампе.
Регулятор давления газа: Этот прибор используется для снижения давления газа в рампе до требуемого уровня для горелки. Регуляторы также сглаживают колебания давления и обеспечивают стабильность входного давления на горелку.
Предохранительный клапан: Предохранительный клапан обычно устанавливается после регулятора давления газа и выполняет функцию сброса избыточного газа при резком повышении давления.
Запорный клапан безопасности: Этот клапан позволяет пропускать газ только при получении положительного сигнала от системы управления горелкой. Если датчик обнаруживает гашение пламени или любой другой опасный фактор, например, падение давления или перепад давления, этот клапан автоматически закрывается, и подача газа прекращается.
Главный клапан: Главный клапан газа регулирует постепенное количество газа, поступающего в горелку. Этот клапан открывается или закрывается пошагово или непрерывно, регулируя подачу газа в соответствии с требуемой мощностью горелки.
Важность правильного выбора и настройки оборудования газовой горелки
Газовые горелки и их оборудование газовой горелки играют ключевую роль в обеспечении термической энергии для промышленных процессов, обеспечивая контролируемое и безопасное горение. Эти горелки, использующие передовые технологии и высококачественные компоненты, позволяют достичь высокой эффективности, снизить потребление топлива и уменьшить уровень загрязняющих веществ.
Оборудование газовой горелки, такое как системы воздухоснабжения, электронный контроль, искрообразование, обнаружение пламени и газовая рампа, работают согласованно для оптимизации процесса сжигания. Правильный выбор и настройка оборудования для газовых горелок, в сочетании с регулярным техническим обслуживанием, не только улучшает работу горелки, но и предотвращает возможные проблемы и угрозы безопасности.
Газовые горелки Rаadman, и их оборудование газовой горелки, такое как системы воздухоснабжения, электронный контроль, искрообразование, обнаружение пламени и газовая рампа, работают согласованно для оптимизации процесса сжигания. Правильный выбор и настройка оборудования для газовых горелок, в сочетании с регулярным техническим обслуживанием, не только улучшает работу горелки, но и предотвращает возможные проблемы и угрозы безопасности.
использующие современные технологии и передовые системы управления, такие как оборудование газовой горелки AutoFlame, являются идеальным решением для различных отраслей промышленности и отопительных систем. В конечном итоге, знание принципов работы и компонентов газовой горелки, особенно в промышленных условиях, является важным для достижения максимальной производительности и безопасности.
