Навигация
Назначение и конструктивные элементы
Жидкотопливная горелка не является самостоятельным устройством, поэтому не работает обособленно. Она функционирует совместно с теплоснабжающими установками, большей частью с водогрейными котлоагрегатами. Соответственно, мощность, параметры факела, присоединительные размеры модели должны соотноситься с характеристиками котельной установки.
Дизельные горелки – это устройства с принудительной подачей горючей жидкости и воздуха. Подобно газовым и комбинированным аналогам, они предназначены для выполнения следующих задач:
- подача топлива в объем топочной камеры
- приготовление топливовоздушной смеси
- обеспечение устойчивого горения и полного сжигания топлива
Подбор дизельной горелки выполняют с учетом размеров топки, расхода дизеля, требований к регулированию топливоподачи. Несмотря на полную взаимосвязь, котельное оборудование обычно не комплектуется горелками в заводских условиях. Расчет и поставка горелочных устройств производится дополнительно. Этим они отличаются, например, от бытовых газовых котлов, устанавливаемых в домах или кухонных помещениях квартир. Такие установки представляют собой полнокомплектную конструкцию в едином корпусе.
Дизельные горелки состоят из ряда базовых компонентов:
- Форсунка – ключевая деталь горелочного устройства; обеспечивает мелкокапельное распыление дизтоплива для последующего качественного смешивания с воздухом; мелкие частицы жидкости, перемешиваясь с нагнетаемым потоком, образуют топливовоздушную смесь
- Топливный насос – служит для перекачки дизеля из емкости и подает его под определенным давлением на дизельную форсунку
- Вентилятор – обеспечивает движение воздушного потока и создает необходимые условия для поджига, а также устойчивого горения жидкого топлива
- Трансформатор розжига – предназначен для генерации высоковольтной искры в топке с целью воспламенения дизеля
- Электромагнитный клапан – служит для регулирования объема подачи дизтоплива, исходя из фактической потребности; если горелочное устройство неисправно либо возникают какие-либо нештатные ситуации, клапан прекращает топливоподачу при поступлении команды от системы автоматики
- Автомат горения – обеспечивает непрерывный контроль всех ключевых процессов, в том числе подачи дизтоплива и воздушного потока, функционирования датчиков и клапанов
В дополнение к этому отдельные модели могут оснащаться нагревательным элементом для подогрева горючей среды. Таким образом устраняется один из негативных моментов при эксплуатации дизельных горелок, связанный с увеличением вязкости дизеля при понижении температуры. Нагретое до оптимальной температуры топливо лучше распыляется форсункой и быстрее воспламеняется.
Принцип работы дизельной горелки
Работа жидкотопливной горелки построена на ряде последовательных процессов, контролируемых автоматикой. Алгоритм действий выглядит следующим образом.
Топливный насос обеспечивает подачу дизеля из емкости на горелку. Причем топливо, которое не было использовано горелочным устройством, возвращается обратно на подачу. Это может реализовываться двумя способами, в зависимости от того, по какой схеме подключена горелка: одно- или двухтрубной. Первую устраивают при низком расположении топливной емкости, вторую при верхнем.
Однотрубная схема предполагает непосредственный возврат "лишнего" дизеля на насос для последующей подачи. Двухтрубная предусматривает возвращение неизрасходованного топлива в бак и дальнейшее поступление горючей смеси на горелку. Для организации постоянной циркуляции, жидкотопливные горелки обычно поставляют с двумя шлангами.
Прежде чем дизтопливо попадает на форсунку для распыления, оно проходит через фильтр. Это позволяет задерживать механические примеси, повышая качество дизеля и улучшая условия его сгорания. Кроме того, наличие фильтрующего элемента продлевает срок службы горелки и снижает риски ее поломки. Если фильтра нет, лучше иметь в запасе все основные запчасти для быстрого восстановления работоспособности горелки.
После подачи дизеля на форсунку, происходит его распыление в топке котла. Параллельно вентилятор начинает нагнетать воздух в необходимом объеме. Воздушный поток поступает через горелочную трубу, и лопатки, вращаясь, формируют факел. Одновременно с приготовлением топливовоздушной смеси, трансформатор розжига вырабатывает искру в определенном режиме. Искрообразование может быть непрерывным и длиться несколько минут или прерывистым, повторяясь с тем или иным интервалом.
С помощью искры, образующейся между двумя электродами в топочной камере, дизтопливо воспламеняется. Наличие пламени контролирует датчик системы автоматики. Ее основу составляет управляющий блок (автомат/менеджер горения).
Способы регулирования мощности
После розжига горелка поддерживает процесс горения в заданном режиме. В связи с этим различают устройства с одной либо двумя ступенями регулирования мощности, а также выделяют прогрессивные и модулирующие модели.
Одноступенчатые модели, например, CIB Unigas LO280 G-.TN.S.RU.A тепловой мощностью 115–310 кВт, отличаются простой схемой работы – «включено-выключено». Это означает, что горелка работает на конкретной мощности, без возможности ее регулирования в рабочем режиме.
Двухступенчатые устройства, такие как CIB Unigas PG60 G-.AB.L.RU.A с диапазоном мощности 145–698 кВт, способны работать на двух уровнях нагрузки. Конструкция горелок в таком случае может содержать одну либо две форсунки. Второй вариант предполагает загрузку основной форсунки на 2/3 максимального расхода дизеля.
Прогрессивные модели – усовершенствованный вариант двухступенчатых горелок. Ключевое отличие состоит в плавном переходе с одной ступени на другую. Пример такого решения – версия CIB Unigas PG60 G-.PR.S.RU.A тепловой мощностью 151–791 кВт. Плавное регулирование предпочтительно с точки зрения экономичного расхода топлива и щадящей эксплуатации оборудования.
Модулирующие дизельные горелки – наиболее совершенный вариант на сегодняшний день. Горелочное устройство работает в своем мощностном диапазоне, плавно регулируя параметры, с учетом текущей потребности системы.
Каждая дизельная горелка имеет свою область применения. Выбор должен основываться на фактических потребностях котельной установки, обеспечивающей нагрев теплоносителя для бытового, коммунального или промышленного теплоснабжения.