Как правильно выбрать газогорелочное устройство для различных моделей газоиспользующего оборудования?

Оставить заявку на консультацию

Где купить?
Наличие точек продаж в более чем 50 регионах страны. Выберите магазин, наиболее доступный Вам.

найти магазин >

Продукция
Широкий ассортимент газового отопительного оборудования и комплектующих

выбрать продукцию >

Установка и обслуживание
Сервисное обслуживание предоставляется на всей территории России, где представлена продукция компании. Выберите партнера, наиболее доступного Вам.

найти партнёра >
Процесс сжигания природного газа смоделирован и описан математическими уравнениями, показывающими, что, в основном, стабильность горения определяется несколькими параметрами (Vг—расход газа, Ркол—давление газа перед соплом (в коллекторе основных горелок), ωг—скорость  истечения газа, D1—диаметр отверстия газового сопла, Ртоп—разряжение в топке), а уравнение проще решается, когда переменная величина всего одна, поэтому при проектировании котла конструктивно в управлении газовыми отопительными котлами модели «КСГ(В)» и «КЧГ» не заложены регулировки (отопительные котлы работают в автоматическом режиме при постоянном давлении в коллекторе основных горелок–за счёт встроенного стабилизатора давления газа в газовом блоке управления и постоянном разряжении в топке–за счёт стабилизатора тяги, т.е все определяющие параметры –const, постоянство которых обеспечивается конструкцией изделия), а в ГГУ для универсальных отопительных и твёрдотопливных котлов модели «КС–ТГ(В)–» и «КСС (В)–», в конструкции которых не предусмотрен стабилизатор тяги, заложена регулировка подачи воздуха для приготовления и сжигания газовоздушной смеси (регулировка расхода подачи первичного воздуха ( Альфа.pngпер) резьбовой регулировочной шайбой на сопле основной горелки или сдвижным трубчатым насадком на торце смесителя и регулировка расхода подачи вторичного воздуха ( Альфа.pngвтор) –за счёт щелевой распределительной решётки под корпусами основных горелок и сдвижной шиберной заслонкой на фронтальной панели).

Математическое описание основных параметров при сжигании природного газа

         Расход газа Vг, м³/ч,

Формула.png

где:                q    –  номинальная  теплопроизводительность  установки, кДж/ч;

                     Qн   –  низшая  теплота  сгорания  газа, кДж/ м³;

                     N    –  число  однотипных  горелок  с  одинаковым  расходом  газа ;

                     η     –  КПД  установки.

         Скорость истечения газа ωг, м/с, из сопла при низком давлении (до 5 кПа)  рассчитывается по формуле:

Формула 2.png

где:                 Рг  –  давление газа перед соплом (в коллекторе), Па ;

                       ρг  –  плотность газа, кг/м³.

         Площадь поперечного сечения газового сопла  , м², определяются по  формуле:

sys-otopl-f03.gif

где:                 μ  –  коэффициент расхода, учитывающий неравномерность  распределения скоростей потока газа по сечению сопла (μ = 0,8 для ےα = 90º)

Техническая информация_7.png

Рис. 1. Эскиз сопла

            Диаметр сопла, м, рассчитывается по формуле:

Формула 4.png

Атмосферная щелевая низкофакельная горелка (для газовых котлов моделей КСГ(В)-, КЧГ-, АОГВ-)

Атмосферная щелевая низкофакельная горелка.png

Рис. 2. Схема подготовки газовоздушной смеси для сжигания в горелке с щелевой огневой дорожкой

Пламя низкое (см. рис.2 размер Н), т.к. для полного сжигания природного газа на вторичное смешение поступает только два условных объёма воздуха (9, 10), которые перемешиваются с природным газом и вступают в реакцию окисления проходя малый путь.

Примечание:Формула 5.png

– соотношение действительного количества воздуха, поступающего на горение и теоретически необходимого, определяется коэффициентом избытка воздуха.

     Процесс поджигания выходящей из щелей после первичного смешения газовоздушной смеси происходит без хлопков, бесшумно, т.к. Распределение давления по длине огневых щелей на газовой горелке равномерное.

Запальная горелка.png

Рис. 3. Схема распределения давления выходящей газовоздушной смеси по длине газовой горелки с щелевой огневой дорожкой

     Щелевые горелки применяются в качестве основных горелок для газовых котлов моделей КСГ(В)-; КЧГ-; АОГВ- с топочным объёмом малых габаритов (т.к природный газ обладает высокой теплотворной способностью), с развитой конвективной поверхностью. При сгорании природного газа создаётся низкое голубое пламя, которое хорошо воспринимается развитой конвективной поверхностью стенок теплообменника.

Горелки изготовлены из тонколистовой коррозионно-стойкой, жаростойкой стали аустенитного класса с применением высокоточных технологических процессов на современном оборудовании в части пробивки узких щелей, обеспечивающих скорость истечения газовоздушной смеси больше скорости распространения пламени (для природного газа (метана) - 0,67 м/сек.), что исключает проскок пламени в смеситель и на срез сопла, горелка устойчиво работает в пределах ±20% от заявленной номинальной тепловой мощности.

В процессе работы происходит полное сгорание природного газа с низкой эмиссией выбросов СО и NOХ(оксида углерода и оксида азота) по экологическим показателям, бесшумно на любых режимах (даже при понижении давления в сети до 0,6 кПа).

Низкий факел обеспечивается за счёт высокого формула 6.png(большого объёма воздуха на первичное смешение. При вторичном смешении участвуют два условных объёма (9,10) на малом пути).

Применение данного вида горелок обеспечивает равномерное температурное поле в топочном объёме газоиспользующей установки, что исключает зоны локального закипания теплоносителя в теплообменнике.\

Атмосферная горелка с отверстиями на огневой поверхности

 (для универсальных и твёрдотопливных котлов моделей КС-ТГ(В)-, КС-Т(В)-, банных печей и т.п.)

Схема подготовки газовоздушной смеси для сжигания в горелке с дырчатой огневой дорожкой.png

Рис. 4. Схема подготовки газовоздушной смеси для сжигания в горелке с дырчатой огневой дорожкой

     Горелки с дырчатой огневой дорожкой применяются в качестве основных горелок для универсальных, твёрдотопливных котлов моделей КС-ТГ(В)-;КС-Т(В)-,банных печей, при работе создают лучистое ( радиационное излучение), которое полностью воспринимается большой поверхностью стенок топки (конструкция топок котлов рассчитана на сжигание дров, угля (при горении дров пламя высокое, красного цвета), теплотворная способность которых ниже, чем у природного газа, длительность горения одной закладки топлива должна быть не менее 8 часов, что определяет конструктивно большой объём). При сжигании природного газа в таких топках наибольший интерес представляет частичное перемешивание газового и воздушного потоков в пределах газовой горелки, в топке же завершается про­цесс смесеобразования. Такой метод смесеобразования позволяет обеспечить необходимую светимость факела (светится красным цветом раскалённый, ещё не вступивший в реакцию углерод ), а следовательно, и прямую отдачу в топке (30…40% радиационный теплообмен - процесс переноса энергии, обусловленный превращением части внутренней энергии вещества в энергию излучения (испусканием электро-магнитных волн, или фотонов) и 30…40%  конвективный теплообмен - перенос теплоты движущимися частицами вещества между газообразной средой и поверхностью твердого тела- конвективной поверхностью ), а также повы­шает устойчивость горения), вследствие чего повышается КПД газоиспользующей  установки.

 Пламя выше (см. рис.4 размер Н), чем у щелевой горелки (с ядром красного цвета в центральной части) т.к. для полного сжигания природного газа на вторичное смешение поступает пять условных объёма воздуха (6, 7, 8, 9, 10), которые перемешиваются и вступают в реакцию окисления с природным газом до полного сгорания исходя из скорости движения дымовых газов на большой длине.

        Поджигание выходящей из отверстий на огневой дорожке после первичного смешения газовоздушнойсмеси необходимо выполнять с предварительной регулировкой расхода воздуха на первичное и вторичное смешение для исключения хлопков,  т.к. распределение давления по длине дырчатой огневой дорожки (особенно в топках котлов без стабилизатора  тяги) не равномерное–основной расход газовоздушной смеси идёт из удалённого от сопла торца горелки (происходит наполнение топки газовоздушной смесью(загазованность) в глубине) и в последний момент газовоздушная смесь достигает уровеня переднего отверстие на огневой дорожке основной горелки, после чего происходит вторичное смешение с воздухом для полного сгорания. Регулировка процесса горения осуществляется в диапазонах скоростей выходагазовоздушной смеси из огневых отверстий горелки, исключающих «проскок» и «отрыв» фронта пламени. Графически зона стабильной работы атмосферной газовой горелки иллюстрируется (рис.5) областью между кривыми «проскока» и «отрыва» пламени для значений >1.

Скорости «отрыва» и «проскока» пламени зависят от соотношения скорости выхода топливовоздушной смеси и скорости распространения пламени (т. е. от состава газа и коэффициента избытка первичного воздуха ) и от условий стабилизации горения у корня каждого выходного отверстия горящего факела. Как следует из рис. 5, зона устойчивого горения для горелки предварительного смешения (>1) весьма узкая. Так, при =1,2 (для приведенной в качестве примера горелки на рис. 5) соотношение скоростей на выходе:от/пр = 1,45/0,73=2, т. е. диапазон устойчивого горения, соответствует глубине регулирования мощности горелки от 50 до 100 %.

         Для исключения хлопков можно обогатить первичную смесь (уменьшая коэффициент избытка первичного воздуха  (рис. 5), при предварительной настройке уменьшив расход воздуха на первичное смешение уменьшив щель между торцом смесителя горелки и резьбовой регулировочной шайбой на сопле или сдвижным трубчатым насадком на торце смесителя), что уменьшает вероятность «проскока» пламени вплоть до исключения его по условиям воспламенения (<0,65 для природного газа)