Атмосферные газовые горелки автономных теплогенераторов

0
113

Теплотехнические и эксплуатационные параметры автономного
теплогенератора, обеспечивающего тепловой энергией системы отопления,
вентиляции и горячего водоснабжения значительно влияют на надежную и
эффективную работу децентрализованной системы теплоснабжения здания.
Большинство теплогенераторов в качестве первичного энергоносителя
используют химическую энергию ископаемого топлива, для
коммунально-бытовых нужд применяется газообразное углеводородное
топливо: природный газ и регазифицированный сжиженный газ.

Используемое в теплогенераторе газогорелочное устройство (ГГУ),
как основное топливо использующее оборудование, в определяет его
теплотехнические, экологические и потребительские качества.

Сжигание газа состоит из следующих последовательно протекающих стадий:

  1. образование гомогенной газовоздушной смеси (топлива и окислителя);
  2. подогрев смеси до температуры воспламенения;
  3. химическое реагирование — собственно реакция горения.

Процесс смесеобразования существенно влияет на горение и может
осуществляться или как предварительная (подготовительная) стадия, или
происходить параллельно с другими процессами.

В зависимости от степени завершения процесса предварительного
смесеобразования газа с воздухом атмосферные ГГУ подразделяются на
следующие категории:

  • диффузионные — без предварительного образования смеси газа и воздуха;
  • кинетические — с полным предварительным смешением газа и всего воздуха, требуемого для горения;
  • диффузионно-кинетические — с неполным предварительным
    смешением части воздуха, необходимого для полного сгорания (первичного
    воздуха), и газа.

Распространенное использование в коммунальной энергетике получили
природный газ и сжиженные пропан-бутановые смеси. Природный газ
различных месторождений из трубопроводов высокого и среднего давлений
после редуцирования в газорегулирующих установках (ГРС, ГРП, ГРУ)
поступает в газопроводы низкого давления с нормируемым избыточным
давлением газа до Ризб<500 мм вод . ст.=50 мбар. Сжиженные пропан-бутановые смеси поступают к потребителям в цистернах или баллонах. Перед сжиганием сжиженный газ регазифицируется.

В атмосферных газовых горелках сжигание топлива осуществляется в атмосферном воздухе, состоящем из окислителя — кислорода О 2 (21 %) и инертного, не участвующего в горении азота N2
(79 %), необходимое для полного сжигания горючих компонентов газа
количество воздуха рассчитывается по составу газа и для природного газа
различных месторождений составляет V=8,5-10 м33, а для сжиженного газа V=24-30 м33.
Работа ГГУ в режимах, соответствующих подаче на горение теоретически
необходимого объема воздуха, сопровождается потерями от химической
неполноты горения. Отношение количества воздуха, поступающего на
горение и теоретически необходимого, определяется коэффициентом избытка
воздуха: a= Vд/V, а воспламенить гомогенную смесь природного
газа и воздуха можно только если соотношение газ-воздух находится между
нижней (смесь «бедная», концентрация газа более 5,3 %, т. е. a0,65).

Низкая кинетическая энергия струи природного газа малого
давления значительно ограничивает возможности эжектирования воздуха при
смесеобразовании в атмосферных ГГУ, а также ограничивает глубину
регулирования при сохранении соотношения газ-воздух в смеси.

Одной из наиболее важных проблем для атмосферных ГГУ является
проблема регулирования мощности. Для решения данной проблемы в
последних разработках атмосферных ГГУ все чаще встречаются горелки
полного предварительного смешения, в которых для подачи воздуха на
горение дополнительно используется разряжение в топке (закрытая топка),
которое компенсирует недостаток кинетической энергии эжектирующей струи
газа. Данные горелки при небольшом возрастании коэффициента избытка
воздуха на частичных нагрузках способны обеспечивать устойчивое горение
в диапазоне от 20 до 100 % номинальной мощности. Также у производителей
достаточно четко просматривается тенденция деления мощности горелки,
необходимая мощность которой набирается в блок из 10-20 и более модулей
малой мощности. Общими элементами блока являются устройства подачи
топлива от единого газового коллектора, системы розжига, автоматика
регулирования и безопасности, этот технический прием позволяет
значительно снизить аэродинамические потери при эжектировании воздуха,
смесеобразовании и выходе газовоздушной смеси из головки горелки, а
также дает возможность достаточно просто набирать необходимые мощности
ГГУ для всего производимого типоряда теплогенераторов. Модульная
конструкция горелки полного предварительного смешения, имея большую
глубину регулирования, лучше адаптируется к колебаниям давления газа,
характерным для отечественных газовых сетей низкого давления. Ряд
производителей используют газовые сопла со сложной конфигурацией
отверстия (иногда с несколькими отверстиями), что при истечении
увеличивает поверхность газовой струи и улучшает эжекцию воздуха.

Сейчас ведется разработка атмосферных инфракрасных горелок,
обеспечивающих высокую интенсивность теплообмена в топках
теплогенераторов. Малая глубина регулирования этих горелок, достаточно
длительный период значительно ограничивают их применение, несмотря на
все преимущества, реализовать которые в полной мере без применения
дутьевого вентилятора весьма проблематично.

Положительной особенностью работы атмосферных ГГУ для бытового
потребителя являются низкие шумовые характеристики их работы —
эквивалентный уровень звука 20-25 дБ (А), что обусловлено меньшей
турбулизацией факела в топке и отсутствием шумов дутьевого вентилятора.  //www.vemiru.ru

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Please enter your comment!
Please enter your name here

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.