Устройство газовой горелки, особенности запуска и настройки пламени

Газовая горелка – это специальное техническое средство для сжигания газа в камере сгорания и нагревания корпуса теплоагрегата, емкости с водой или теплоносителя для нагрева воздуха в помещениях или горячего водоснабжения. От понимания устройства газовой горелки для котла или печи, тонкостей ее запуска и настройки зависит выбор и безопасная эксплуатация газового оборудования.

Конструкция газовой горелки

Любая газовая горелка содержит такие основные компоненты:

• Форсунка – применяется для подачи газа в камеру сгорания;
• Приспособление для розжига – создает искру, которая воспламеняет топливо;
• Датчик пламени – контролирует его наличие и стабильность;
• Автоматика – используется для контроля температуры и других настроек;
• Термодатчик и терморегулятор;
• Датчик тяги.

При стандартном устройстве газовой горелки для печи или котла она просто нагревает корпус отопительного прибора. Но если нужно отопление и в других помещениях или требуется нагревать воду, оборудование дополняется баком или тепловым контуром. Тогда сначала нагревается вода, а затем она подается из емкости для бытового применения или в радиаторы для нагрева воздуха.

Принцип действия газовой горелки

Устройство работает таким образом:

• Теплоноситель, который циркулирует по отопительному контуру, имеет заданную температуру, которую контролирует термодатчик. Он подает сигнал автоматическому модулю горелки, когда состав становится слишком холодным.
• Активируется клапан подачи газа. Топливо начинает поступать в камеру сгорания;
• Вместе с подачей газа включается система розжига;
• Создается пламя, которое нагревает тепловой контур;
• При нагреве теплоносителя до нужного уровня термодатчик дает сигнал для отключения горелки и деактивации клапана подачи топлива.

Общая классификация газовых горелок

По способу регулировки тепловой мощности различают такие виды газовых горелок для печей и котлов:

• Одноступенчатые. Параметры газовой среды не меняются. Подача топлива активируется или деактивируется с помощью реостата;
• Двухступенчатые. Возможна работа в экономном режиме, когда нужен не основной нагрев, а только поддержание необходимой температуры;
• Плавно регулируемые. Есть возможность изменения мощности от 10 до 100%. Очень удобны при необходимости точной настройки температуры.

• Атмосферные устройства. Воздух подается естественной тягой. Такие механизмы недорогие, имеют простую конструкцию, не шумят при работе (так как нет вентилятора), но имеют низкий КПД (около 90%) и могут применяться только при хорошей естественной вентиляции. Используются в установках с открытой камерой сгорания.
• Наддувные горелки. Оснащаются вентилятором или турбированным агрегатом. Подходят для оборудования с закрытой камерой сгорания. Такие модели более безопасные (отсек для сгорания газа закрытый). Они отличаются производительностью более 95% и требуют низкого давления топлива. Минусы изделий: они шумят, а для вентилятора требуется подключение к электросети.
• Диффузионно-кинетические конструкции. Не слишком популярный, но довольно прогрессивный вариант горелки, в которой воздух подается и в отсек для сжигания горючего материала, и непосредственно на огонь.

По конфигурации системы розжига топлива газогорелочные устройства бывают:

• Электронными. Здесь не нужно долго думать, как зажечь газовую горелку в печи или котле. Для поджигания топлива применяется электрическая дуга, которая формируется преобразователем высокого напряжения. Такие приспособления отличаются безопасностью и эффективностью, но им требуется подключение к электрической сети.
• Запальными. Фитиль горит постоянно, поджиг газа осуществляется вручную или с помощью пьезо-элемента. Решение не слишком надежное и недостаточно безопасное. А запальник может взять и погаснуть, когда нужно будет поджигать топливо. Обычно такие горелки используются в теплоагрегатах без электронных систем управления.

По назначению различают горелки:

• Для печей. Обычно это небольшие по размеру агрегаты, внутри которых располагается газовая горелка. Вода и каменка нагреваются благодаря теплу, которое выделяется при горении топлива. Такие конструкции всегда дополняются терморегулятором и датчиками безопасности для перекрытия подачи газа при поломках и неполадках. Используются в банях и небольших домах, например, на даче.
• Для котлов. Могут сразу устанавливаться внутри оборудования или приобретаться отдельно для самостоятельного монтажа. При покупке учитывается, для какой камеры сгорания требуется прибор. Важны мощность и уровень автоматизации.
• Универсальные. Модели, которые могут устанавливаться внутри любого подходящего теплоагрегата, который работает на твердом или жидком топливе. Горелка позволяет модернизировать печь или котел, усовершенствовать его для работы на новом виде топлива. Для большей производительности система дополняется мощными средствами воздухоподачи, фильтрами, редукторами и "умной" электроникой для автоматики.

Настройка пламени газовой горелки

Для правильной регулировки устройства нужно изучить руководство по использованию газовой горелки. Также для настройки желательно взять газоанализатор. Это прибор, который отображает данные о количестве подаваемого воздуха (об уровне кислорода и углекислого газа). Содержание оксида углерода должно быть не больше 50 промилле, а кислорода – около 3 – 5 %.

Если кислорода будет мало (меньше 3%), газ будет сгорать не полностью. От этого будет образовываться много сажи, углекислого газа будет много, а производительность котла будет снижаться. А при избытке кислорода горелка будет сильно нагреваться. От этого она может сломаться или вовсе взорваться.

При регулировке пламени можно ориентироваться не только на газоанализатор, но и на цвет огня. Он должен быть синим. Если цвет желтый или оранжево-синий, нужно выполнить более качественную настройку. Снижать количество подаваемого топлива нужно, пока пламя не станет синим. Но если оно стало почти бесцветным, значит, наоборот, нужно увеличить подачу газа. Огонь, который не имеет цвета, образуется при совсем малом объема газа. Такое пламя быстро погаснет.

Регулировка стартовой подачи топлива выполняется только при розжиге печи или котла газовой горелкой и на КПД не отражается. Но при желании можно настроить и розжиг. Для этого подача газа уменьшается до уровня, когда горелка перестает включаться. Затем подача увеличивается до момента включения системы розжига.

Когда требуется регулировка пламени ?

Обычно настройка нужна при уменьшении производительности котла или уменьшении интенсивности пламени. Это происходит по таким причинам:

• Горелка слишком мощная для котла. Места в камере сгорания недостаточно, поэтому газ сгорает менее эффективно и внутри образуется много сажи. От этого продуктивность оборудования снижается.
• При избытке нагара и сажи в дымоходе ухудшается тяга. Дым выходит не так эффективно, кислорода поступает меньше и огонь становится желтым.
• Неисправности горелки. Если в устройстве есть поломка, нужно выполнить его ремонт или замену. Регулировка пламени ситуацию здесь не исправит.
• Скачки давления при подаче топлива. От этого тоже образуется много загрязнений, которые засоряют систему и делают ее не такой эффективной.

Регулировка пламени может требоваться как массивным напольным конструкциям, так и настенным котлам и газовым колонкам.

Правила расчета мощности

При покупке газогорелочного устройства нужно смотреть на его мощность. Важно, чтобы характеристики газовой горелки для печи или котла соответствовали тепловому оборудованию. Обычно для обогрева каждого кубометра помещения нужен 1 кВт энергии. Но это только примерная формула. Необходимо смотреть на качество утепления стен, уровень теплопотерь через окна и двери.

Важен и регион. Например, в Северных областях вводится коэффициент до 1,5, на который нужно умножать мощность. А в теплых регионах, наоборот, коэффициент может иметь значение 0,7. То есть, если для использования в Краснодаре вы будете выбирать горелку по значениям, характерным для Москвы, техника будет просто слишком мощной и будет перетапливать помещения, или работать на половине мощности.

Коэффициенты есть и для материалов стен. Например, для деревянных строений используется коэффициент 1,5. То есть, если вы не будете использовать этот параметр при расчете, мощность горелки наверняка будет сильно отличаться от тех значений, которые являются оптимальными.

Ввод в эксплуатацию

Для сдачи объекта с газовым оборудованием в эксплуатацию нужно не только выполнить правильную установку теплового агрегата и горелки, а также отрегулировать и проверить их работу – произвести пусконаладку.

Сначала проводятся такие мероприятия:

• Объект осматривается внешне для оценки его соответствия стандартам;
• Проверяется корректность монтажа котла, его компонентов, отопительной системы в целом;
• Замеряются параметры, важные для безопасной и продуктивной работы горелки газового котла: давление топлива, нагрузка в электросети, качество тяги в системе дымоудаления.

Потом выполняются пуско-наладочные работы с тестовым запуском теплогенератора. При необходимости параметры регулируются. Только после проверки всех систем объект вводится в эксплуатацию.

Техническое обслуживание

ТО газового оборудования требуется для оценки его исправности и безопасности в доме. Системы, работающие на газе, нужно обслуживать раз в 6 месяцев. Обычно выполняются такие действия:

• Сервис фильтров: они разбираются, очищаются и ремонтируются, если нужно. Также контролируется перепад давления на элементах;
• Вскрытие и чистка компонентов сопла;
• Оценка зазоров, качества изоляторов, чистка запальных электродов;
• Проверка исправности датчика пламени;
• Оценка исправности средств блокировки (датчиков давления, термодатчиков);
• Настройка газогорелочного устройства;

Сервисное обслуживание может включать и другие мероприятия, например, замену или ремонт отдельных компонентов.

Советы по хранению, монтажу и разборке

Есть такие моменты:

• Газовое оснащение необходимо использовать по правилам безопасной эксплуатации;
• Установка газовой горелки в печь или котел должна производиться специалистом и по инструкции к оборудованию;
• Нельзя самостоятельно разбирать и ремонтировать аппарат;
• Хранить бытовые газогорелочные устройства нужно в сухих помещениях с исправной вентиляцией. Это исключит образование ржавчины на металлических компонентах;
• Если газовое оборудование не будет использоваться зимой, нужно оставить выходы в отопительной системе открытыми, чтобы из нее удалилась вся влага. Это тоже необходимо для защиты от ржавчины.

Выбор горелок для разных типов и моделей котлов

Различают такие виды устройств:

• Горелка для КЧМ (котлов чугунных модернизированных). Применяется в котлах, которые были перестроены с обычного топлива на газ. Обычно дополняется автоматикой и тремя форсунками.
• Горелка "Очаг". Это пневмомеханический агрегат, который может сам отключаться, если гаснет пламя, перестает подаваться газа или исчезает нормальная тяга. Благодаря контроллеру давления обеспечивается стабильная работа приспособления даже при неполадках.
• Горелка "Куппер". Это универсальное изделие, которое подходит комбинированным котлам на твердом топливе и газе. Модель отличается простотой установки.
• Горелка для ДКВр (двухбарабанных котлов водотрубных реконструированных). Актуальна при использовании системы принудительной подачи воздуха. Обычно применяется в промышленных паровых котлах.
• Горелка для КВС (водогрейных котлов). Подходит для бытовых котлоагрегатов.

Чтобы понять, какая горелка лучше для газового котла, нужно учитывать специфику конкретного устройства и особенности его эксплуатации.