Типы дизельных горелочных устройств

Принцип работы жидкотопливной горелки для котла на дизельном топливе, основан на преобразовании солярки в мелкодисперсный состав. Во время преобразования, происходит смешивание топлива и воздуха.

Работа горелочного устройства осуществляется следующим способом:

• Дизтопливо, из хранилища, поступает в блок предварительной подготовки. Перекачка топлива, осуществляется насосом, нагнетающим необходимое давление для последующего распыления мелкодисперсной пыли.
• Используется система обратной циркуляции – остаток топлива, неизрасходованный во время работы котла, возвращается обратно в топливный бункер. За работой топливонасоса и системой рециркуляции, наблюдает автоматика подачи солярки. Главная функция устройства, обеспечение равномерной подачи топливовоздушной смеси, предотвращение заливания горелки.
• Солярка, подогревается в камере предварительного смешения, обогащается воздухом, после чего направляется на топливную форсунку. Происходит дозированное распыление в камеру сгорания, где смесь воспламеняется посредством электродов розжига.
• Структуру факела пламени, поддерживает турбина, обеспечивающая нагнетание воздуха в камеру сгорания и завихрение воздушных потоков.

Устройство дизельной горелки котла, в целом, остается неизменным, хотя, незначительно модифицируется разными производителями. Основное различие горелочных устройств, это используемый принцип работы – изменение мощности при сжигании пламени.

Жидкотопливные дизельные горелки для котлов отопления, делятся на четыре класса: одноступенчатые, двухступенчатые, плавно-двухступенчатые и модулируемые. У каждого из устройств, есть свои особенности и рабочие характеристики.

Одноступенчатые

Классическая горелка для котла на дизельном топливе. Горелка одноступенчатого типа, работает только в одном режиме, на 100% мощности. Нагрев теплоносителя и контроль над интенсивностью повышения температуры, осуществляется методом включения/отключения пламени.

Недостаток устройства одноступенчатой горелки – высокий расход топлива, погрешность в нагреве теплоносителя, достигающая 5оС. Преимущества одноступенчатой горелки – низкая себестоимость, простота конструкции, меньшая зависимость от автоматики. Модули реже выходят из строя и считаются более надежными, чем двухступенчатые и модуляционные горелочные устройства.

Двухступенчатые

Фактически, число ступеней указывает на количество рабочих режимов. Двухступенчатые горелки, переключаются между 30 и 100% мощности. Существуют модули, работающие в диапазоне 40 и 100%.

Принцип работы двухступенчатой горелки основан на следующем:

• При достижении заданной предельной точки нагрева, автоматика дает сигнал не на отключение, а на изменение интенсивности пламени.
• Происходит переключение мощности со 100% на 30%. Факел продолжает подогревать теплоноситель, что снижает скорость его остывания.
• После снижения температуры до параметров, указанных в настройках, горелка снова включается на 100% мощность.

Управление горелкой двухступенчатого типа, происходит в автоматическом режиме, под управлением микропроцессорного контроллера. Экономичность модуля, особенно заметна, после установки комнатного терморегулятора. Расход солярки, снижается, приблизительно на 5-10%, что составляет не менее 700 литров за отопительный сезон.

Еще один вид автоматических горелок, с экономичным сжиганием топлива. По сравнению с обычными двухступенчатыми горелочными устройствами, переключение между режимами нагрева, осуществляется не рывками, а постепенно, по мере остывания теплоносителя.

Плавное переключение режимов, отражается на работоспособности, экономичности (по сравнению с одноступенчатым модулем, составляет 10-15%). Недостаток, необходимость в обеспечении стабильных устойчивых параметров напряжения в сети. Микропроцессорная автоматика, быстро выходит из строя, даже при небольших колебаниях в электрической сети.

Модулируемые

Наиболее экономичные горелки, все рабочие процессы и модуляция мощности, автоматически адаптируются к фактическим потребностям в тепловой энергии. На интенсивность сжигания топлива влияет:

1. Температура в помещении.
2. Параметры солярки: количество загустевшего остатка, качество топлива.
3. Температуры окружающей среды.

Для удобства, модуляционные горелки, подключаются к комнатным и погодозависимым терморегуляторам. Современные котлы ведущих производителей, снабженные подобными устройствами сжигания дизтоплива, дополнительно, оснащаются недельными программаторами, автоматически подбирающими оптимальный режим нагрева.

Преимущество модуляционных горелок, заключается в высокой экономичности и полной автономности работы. Недостатком, считается высокая стоимость.

Дизельные горелки для котлов отопления или теплогенераторов – это устройства, которые создают условия для сжигания дизтоплива в условиях, приближенных к идеальным для получения максимальной тепловой отдачи.

Современные горелки – это чаще монофакельные устройства, приспособленные для установки в большинство котлов отопления без существенных доработок. Они могут использоваться как основной источник тепла или в дополнение к газовой горелке, в составе твердотопливных котлов, работающих на дровах, угле и т.д.

Компоненты горелки:

• фильтр;
• топливный насос;
• вентилятор;
• камера подготовки топливной смеси;
• форсунка.

Сжигается в горелке подготовленная топливная смесь. Дизтопливо подается под высоким давлением и распыляется форсунками для качественного смешивания с воздухом. Подача воздуха осуществляется принудительно с помощью вентилятора.

Строго сбалансированная автоматика и камера сгорания специальной формы поддерживает горение дизельного топлива с самой высокой температурой.

Дополнительно в конструкции некоторых грелок предусмотрен глушитель, чтобы снизить шум работающего устройства.

Точнее подбирается материал и форма корпуса, форсунки и конструкция вентилятора так, чтобы снизить шумовой фон, который у дизельной горелки достаточно высокий.

Предлагаем ознакомиться Схема подключения радиаторов отопления с нижним подключением

Помимо подбора по вышеуказанным характеристикам, рассчитывают мощность и определяются с маркой горелочного устройства.

Для расчета мощности горелки, потребуется паспорт котла, в который планируется установить модуль. Дальнейшие вычисления, выполняют следующим образом:

1. В технической документации, находят фактическую мощность котла и его КПД.
2. Делят производительность котла на коэффициент полезного действия.

Полученный результат и будет оптимальной мощностью котла. Этот параметр, крайне важен при выборе горелки. Описанные вычисления, подходят исключительно для горелок малой мощности. При расчетах промышленного котельного оборудования, дополнительно учитывают следующие параметры:

1. Расход дизтоплива.
2. Количество и необходимое давление воздуха при горении.
3. Характеристики и производительность вентилятора.
4. Рабочие параметры топливонасоса.

При расчетах промышленной станции, требуются услуги инженера теплотехника.

Продукция представлена европейскими компаниями. Наибольшей популярностью, пользуются горелки следующих производителей:

• Немецкие горелки:
  • Buderus Logatop DE,
  • Weishaupt,
  • Giersch.

• Шведская продукция: Bentone.
• Французские горелки: De Dietrich M.
• Финские горелочные устройства: Oilon.
• Итальянские горелки:
  • Baltur,
  • F.B.R.,
  • Ferroli SUN G,
  • Lamborghini Calor,
  • Sime MACK.

• Бельгийский бренд: ACV BMV.

Горелочные устройства, отличаются различными теплотехническими характеристиками, производительностью и степенью автоматизации. При подборе оптимального изделия, не лишним будет изучить реальные отзывы потребителей, указывающие на слабые и сильные стороны модуля.

Дизтопливо для горелки, должно соответствовать нескольким критериям:

1. Теплота сгорания.
2. Плотность.
3. Вязкость.
4. Текучесть.

В технических параметрах, в паспорте эксплуатации горелки, четко прописаны все эти критерии, а также, указан тип топлива, на котором котел сможет работать. Универсальные котельные, требуют отдельной настройки горелки дизельного котла, при переходе с дизтоплива на мазут или сжиженный газ.

От заказчика, требуется обеспечить соответствие дизтоплива, рабочим характеристикам горелочного устройства. При охлаждении, увеличивается плотность солярки и ее вязкость. Если быстро не решить проблему, происходит следующее:

• Забивается топливный фильтр, в результате, снижается скорость подачи солярки, что заставляет насос работать на предельных нагрузках, для создания необходимого давления, и часто приводит к полной остановке котла.
• Если на горелке не установлена камера предварительного подогрева, дополнительно забивается фильтр форсунки. Снижается качество распыления мелкодисперсной смеси, что приводит к перерасходу топлива. Чтобы почистить форсунку для горелки котла на дизельном топливе, придется полностью остановить работу теплогенератора. После обслуживания, заново отрегулировать горелочное устройство.

На то, что фильтры забились, указывают несколько признаков: увеличенный расход электричества, частое отключение котельного оборудования автоматикой, увеличившийся гул, наблюдаемый во время работы.

Для комфортной работы котельной, требуется обеспечить нормальные

условия для хранения

дизельного топлива: подогрев стенок хранилища и непосредственно перед сжиганием солярки.

Ежегодный плановый осмотр:

• Чистка дизельной горелки – во время работ, удаляется сажа, при необходимости, заменяются фильтры. Проверяется рабочее давление форсунки. Выполняется настройка системы. Осуществляется пробный розжиг форсунки.
  Может потребоваться замена и установка нового распылителя. После замены, наблюдается существенное сокращение затрат топлива, приблизительно на 10-15%. Влияние замены форсунки на расход солярки, более чем очевидно.
• Проверяются рабочие настройки. Увеличенный расход топлива, свидетельствует о неисправности горелки. Запускают котел и проверяют затраты топлива, при помощи расходомера солярки. При расхождении показателей счетчика дизельного топлива с расходами, рекомендуемыми производителем, котел останавливается, выполняются ремонтные и отладочные работы.
• Настройка подачи воздуха. Для поддержания устойчивого факела пламени, требуется, чтобы установленная турбина, работала с определенной скоростью. Технические характеристики котла, во многом зависят от поддержания стабильного пламени необходимой интенсивности. Объем подаваемого воздуха и завихрение потоков, влияет на количество недожога и интенсивность появления сажи.

После проведения работ, обязательно выполняют пробный запуск и отладку всех рабочих систем.

Кроме профессиональной отладки, потребуется обслуживание горелки своими руками, включающее:

• Чистка теплообменника, дымовой трубы и горелки от скопившейся сажи.
• Замена топливного фильтра.

Владельцу, надо позаботиться об обеспечении оптимальных условий для работы горелочного устройства:

• Стабилизации напряжения в сети. Работа без электричества не возможна. Контроллеры горелок, чувствительны к перепадам напряжения.
  Подключение к электросети, выполняют через стабилизатор напряжения и ИБП. Аккумуляторной емкости, должно быть достаточно для поддержания автономной работы в течение 12 часов.
• Установка системы подогрева топливного хранилища.

Обеспечение нормальных условий для работы котла и регулярное обслуживание котельной, приводит к увеличенной теплоотдаче и производительности, а также, влияет на срок эксплуатации горелочного устройства и теплогенератора в целом.

Настройка и регулировка

Купить и установить горелку на котел отопления – это только начало. Необходимо провести точную настройку дизельной горелки с установкой таких параметров, как:

• требуемая тепловая мощность;
• расход топлива;
• количество подаваемого воздуха;
• качество сгорания топлива;
• количественные соотношения О2, СО, СО2, NOx в выхлопе горелки.

Последовательность действий по установке и настройке газовой горелки следует уточнять в инструкции и неуклонно следовать рекомендациям производителя, а лучше доверить всю операцию профессионалу.

Примерный порядок действия таков:

1. Распаковывается грелка. Проверяется целостность оборудования и комплектация всех необходимых элементов;
2. В котле отопления подготавливается отверстие в камере сгорания в соответствии с трафаретом для дизельной горелки, насверливаются отверстия под крепление фланца горелки;
3. Закрепляется фланец горелки через специально прокладку, входящую в комплект;
4. Горелка устанавливается поверх фланца, соблюдая ориентацию стыков и фиксирующих болтов. Крепежные элементы затягиваются с усилием;
5. Снимается звукоизолирующий защитный кожух горелки. Демонтируется основной функциональный модуль горелки. Снимается диффузор, открывая доступ к месту установки форсунки;
6. По таблице в инструкции подбирается под требуемую мощность номер форсунки, давление топливного насоса. Выбранная форсунка устанавливается в свое посадочное место вместо заглушки. Устанавливается на место диффузор и настраивается позиция электродов зажигания;
7. В точке подключения прямого и обратного топливного шланга к насосу выкручиваются заглушки, закручиваются ниппеля (важно правильно ориентировать их согласно инструкции) через прокладки из комплекта и шланги. Последние укладываются по заведомо предусмотренным каналам на одну из сторон корпуса горелки для удобного вывода в направление бака с дизтопливом;
8. Подключается электропитание. Чаще для этого используется специальный разборной разъем из комплекта оборудования с удобными клеммными соединениями;
9. Манометр подключается к соответствующему патрубку вместо заглушки для настройки давления топливного насоса. В дымоходе на расстоянии примерно в 20-30 см от котла насверливается отверстие для газоанализатора и устанавливается датчик;
10. Опустив шланги в емкость с топливом, вручную прокачивается насос. Выполняется пробный запуск на заводских предустановках;
11. Настраивается давление, создаваемое топливным насосом, количество подаваемого воздуха в камеру подготовки топливной смеси и для тонкой настройки вторичная подача воздуха положением диффузора. Выставляется по показаниям газоанализатора параметры горелки для достижения оптимальных концентраций СО, СО2, О2 в выхлопе. Значения следует уточнять в инструкции к горелке.

Процесс установки и пробного запуска горелки не занимает много времени, примерно два-три часа, зато настройка по газоанализатору может занять еще столько же время.

Это важный и ответственный этап для регулировки работы оборудования с максимальным КПД и качественным прогоранием топлива.

Производители

Lamborghini

Подразделение Lamborghini Calor создано изначально для производства горелок для котлов и климатического оборудования. С известной маркой сверхдорогих спорткаров производство горелок объединяет общая история создания одним и тем же человеком – Ферруччо Ламборгини, и неизменно высокое качество исполнения.

Горелка Lamborghini Eco

Дизельные горелки Lamborghini получили широкое распространение по всему миру и часто ставятся в качестве основного примера как эталон. Для бытовых котлов отопления предусмотрено четыре серии: Fire, Eco, Eco/2, Eco ST с мощностью от 15 кВт до 100.

Модели Eco 10 (15, 20, 30) рассчитаны на мощность до 350 кВт. Это одноступенчатые дизельные горелки с предварительным подогревом или без него и полностью автоматизированной работой. Особенное внимание в бытовых моделях уделено подавлению шума работающего устройства, для чего разрабатывается специальные шумоподавляющие корпуса.

Компания Elco на данный момент входит в группу Ariston. Изначально производство дизельных горелок было положено в 1992 году, так что наработка качества и производительности устройств длится уже более 20 лет. Основной упор делается на производство и распространение мощных промышленных горелок с теплоотдачей до 45 МВт.

Горелка Elco VG

Для бытовых нужд выпускаются моноблочные одноступенчатые горелки отопительной серии с производительностью до 2 МВт. Модели для работы на дизельном топливе и газе одновременно обозначаются маркировкой VGLx.y, только для дизельного топлива – VLx.y, где вместо “x” указывается тип платформы, а y – производительность в киловаттах.

Baltur

Итальянская компания с широким ассортиментом дизельных горелок для бытового и промышленного применения. Для бытового применения подойдут серии одноступенчатых и двухступенчатых горелок BTL, RiNOx и SPARK. Простой вариант для домашнего котла отопления это горелки BTL мощностью 16-310 кВт с оптимальным набором автоматизации.

Дизельная горелка Baltur BTL 10

В серии RiNOx основное внимание уделено пониженному содержанию NOx в выхлопе, а диапазон мощности ограничен 19-190 кВт. Большую мощность позволяет развить серия SPARK с верхним пределом в 391 кВт.

Ferroli

Итальянская компания специализируется в основном на производстве готовых газовых котлов отопления.

Горелка Ferroli Sun

Предлагает также в ограниченном ассортименте дизельные одноступенчатые горелки SUN G3R (G6, G10) и двухступенчатые SUN G20/30, SUN G50/70 для бытовых котлов. Мощность грелок от 36 кВт до 1 МВт.