Бытовые отопительные котлы. Сборник статей
топливо) в котлах используются два основных типа горелок – атмосферные и с принудительной подачей топлива и воздуха. Реже применяются горелки предварительного смешения (Premix) или их разновидность – матричные горелки (Matrix).
В атмосферных горелках первичный воздух для горения подсасывается за счет инжектирующей способности струи газа, выходящей из форсунки. Дополнительно необходимый для горения «вторичный» воздух подсасывается уже в зону факела для дожигания. Современные атмосферные горелки сконструированы так: из газового коллектора газ попадает через форсунки в перфорированные смешивающие трубки, в которых газ перемешивается с воздухом и уже после этого через перфорации подается в топку. При этом происходят интенсивное перемешивание и догорание молекул оксида углерода до СО2. Однако при таком горении в высокотемпературном пламени образуется большое количество токсичных оксидов азота NOх. Законодательства многих стран строго регламентируют такие выбросы. Для борьбы с данными загрязнениями пламя горелки делают «вытянутым» или охлаждают его корневую зону, помещая в нее рассекатели либо охладители пламени.
Рис. 9
«Разрушенный» факел вытягивается, и горючий газ сгорает при меньшей температуре, а следовательно – с меньшим количеством NOх.
Самыми лучшими примерами рассеянного или охлажденного пламени могут считаться матричные или излучающие горелки. В них пламя небольшой высоты горит на поверхности рассекателя-катализатора. При температуре горения до 1000 °С (красное горение) оксиды азота практически не образуются, а сгорание углерода (окисление СО до СО2) завершается почти полностью.
Рис. 10
Достоинства:
– бесшумность;
– простота конструкции;
– компактность;
– дешевизна.
Недостатки:
– зависимость от давления газа;
– невозможность сжигать жидкое топливо;
– невысокая регулируемость;
– работа только с котлами малой мощности, теплообменники которых имеют невысокое сопротивление;
– КПД ниже, чем у горелок других типов;
– применение лишь до 800 кВт.
Горелки с принудительной подачей воздуха и газа (Jet-burners) конструктивно отличаются от атмосферных. В них воздух для горения подается специально установленным вентилятором в смешивающую трубу Вентуры. При этом происходит не только качественное перемешивание газа и воздуха, но и подсос газа из газовой магистрали. В горелках более сложной конструкции поток воздуха делится на первичный и вторичный.
Применение таких горелок позволяет использовать сложные многоходовые теплообменники котлов с КПД не менее 95 %.
Рис. 11. Чугунный котел с вентиляторной горелкой
Достоинства:
– возможность сжигать газообразное и жидкое топливо;
– хорошее регулирование;
– менее требовательны к давлению газа;
– нет ограничений по мощности котла;
– высокий