Текст составлен специалистами компании smsm.ru, обладающими более чем 25-летним практическим опытом работы с оборудованием и инструментами как отечественного, так и зарубежного производства.
Принцип работы газовой горелки
Газовые горелки широко используются в домашних условиях, в коммерческих и промышленных сферах. Они создают пламя через смешивание кислорода с топливом, что делает процесс отопления эффективным и экономичным. В данной статье мы подробно рассмотрим, как функционирует газовая горелка, какие существуют её виды и как ее правильно настроить.
Работа устройства основывается на подаче топлива. В специальной камере происходит смешивание газа с воздухом, после чего полученная топливная смесь направляется к отверстиям для поджигания. В данном процессе газ воспламеняется с помощью искры, которая возникает благодаря электрическому импульсу.
В моделях с электрическим розжигом имеются два основных элемента, отвечающих за создание и поддержание пламени. Первый — это термопара, которая контролирует подачу газа. Если она выходит из строя, это может привести к сбоям в подаче топлива или к немедленному затуханию пламени. Второй элемент — пьезоэлемент, который отвечает за создание искры для инициирования горения. Таким образом, отсутствие огня чаще всего связано с неисправностью одного из этих компонентов.
Для того чтобы избежать поломок и увеличить срок службы оборудования, необходимо регулярно проводить техническое обслуживание. Рекомендуется проводить плановое обслуживание хотя бы один раз в год или перед началом отопительного сезона.
Виды газовых горелок
Существуют три основных типа оборудования по способу подачи воздуха:
- Дутьевые горелки. В этих устройствах воздух подается принудительно с помощью вентилятора.
- Бездутьевые горелки. Кислород в камеру сгорания поступает за счет разрежения, создаваемого дымососом или дымовой трубой. Такие устройства устанавливаются на выходе газового тракта отопительного агрегата.
- Инжекционные горелки. Здесь захват воздуха происходит за счёт скорости выхода газовой струи из сопла.
Также различают три типа горелок по принципу работы: инжекционные, диффузионные и комбинированные. В зависимости от назначения, горелки бывают бытовыми и промышленными. Они практически идентичны по конструкции, различаются только размерами, мощностью и расходом топлива. Далее мы подробно рассмотрим конструктивные особенности и принцип работы каждого типа горелки.
Инжекционные газовые горелки
В инжекционных горелках ключевым компонентом является инжектор, который втягивает кислород из окружающей среды. Эти устройства можно разделить на два подтипа:
- Горелки с неполной инжекцией воздуха. В таких устройствах для горения используется лишь часть необходимого кислорода, остальной воздух поступает со стороны. Эти горелки работают на низком давлении и широко применяются в домашнем хозяйстве, на предприятиях общественного питания и в коммунальных службах. Высокая популярность подобных моделей объясняется их функцией саморегулирования, которая позволяет оптимизировать соотношение газа и кислорода при постоянном газовом давлении.
- Горелки с предварительным смешением газа и кислорода. Здесь подача воздуха для сжигания топлива осуществляется при высоком давлении газа (в диапазоне от 5000 Па до 0,5 МПа). Эти устройства часто используются в бытовых котлах и в системах обогрева промышленных печей. Они создают факел с низким свечением, что уменьшает радиационное тепло, воздействующее на нагреваемые поверхности. Для повышения этого параметра применяются вторичные излучатели, которые аккумулируют и излучают теплоту на поверхности.
Инжекторы рассчитаны на использование только природного газа. При желании использовать альтернативный вид газа (например, сжиженный), оборудование необходимо дополнительно адаптировать.
Современные инжекционные горелки зачастую имеют беспламенное горение, где малое свечение факела компенсируется излучением, создаваемым раскалёнными огнеупорными материалами. Эти элементы вступают в контакт с небольшим избытком воздуха, что приводит к его сгоранию и улучшает теплоотдачу.
Печная газовая горелка – что это такое, принцип действия, особенности
Газовая горелка — это специализированное устройство для сжигания природного газа, которое передает тепловую энергию на отопительный контур, водяной бак или металлический теплоприемник для обогрева помещения. Эта процедура преобразует потенциальную энергию газа в тепло, которое потом используется в быту для отопления или подогрева воды. Такие установки применяются в банных печах и отопительных котлах.
Не зависимо от технических характеристик и назначения, газовые горелки обычно состоят из нескольких основных узлов:
- Форсунка — составная часть, которая подает газ в камеру сгорания.
- Устройство для розжига — генерирует искру для воспламенения топлива.
- Сенсор пламени — контролирует наличие и стабильность пламени.
- Автоматический блок — осуществляет контроль уровней нагрева и других параметров, влияющих на работу оборудования.
В традиционном исполнении газовая горелка нагревает корпус печи, заменяя дрова на газ. Однако часто возникает необходимость нагреть воду или эффективно обогреть соседние помещения, в таких случаях устройство объединяется с баком или тепловым контуром.
Принцип действия печной газовой горелки
Чтобы глубже понять принцип работы газовой горелки, рассмотрим алгоритм ее функционирования на примере отопительного агрегата:
- Когда температура теплоносителя в радиаторах снижается ниже установленного значения, термодатчик фиксирует это изменение и подает сигнал в специальный блок управления.
- Срабатывает клапан подачи газа.
- Одновременно с поступлением топлива на форсунку активируется система розжига.
- В камере сгорания образуется пламя, которое нагревает тепловой контур.
- После достижения заданного уровня нагрева теплоносителем, термодатчик подает обратный сигнал, что приводит к перекрытию подачи газа и гашению горелки.
В течение всего времени, пока в камере горелки имеется пламя, работает датчик пламени. Если огонь гаснет, он немедленно передает сигнал блоку автоматики, который в ответ прекращает подачу топлива.
Требования к газовым горелкам
Кроме соблюдения норм безопасности, установка оборудуемых газовых горелок в домашних условиях должна соответствовать следующим общим требованиям:
- Бесшумность. Этот параметр не только влияет на комфорт пользователей, но и является показателем эффективности работы оборудования. Газовая горелка может издавать слишком громкие звуки в случаях неэффективной конструкции камеры сгорания, что указывает на низкий КПД.
- Долговечность. Чем качественнее и надежнее изделие, тем продолжительнее будет его эксплуатация. Такой набор характеристик может обеспечить лишь известный производитель. В то время как недорогие и неизвестные бренды зачастую имеют стандартные проблемы, требующие частой замены и, следовательно, приводящие к увеличению общих затрат.
Разновидности газовых горелок
Современные газовые горелки классифицируются по множеству признаков:
По возможности контроля мощности устройства делятся на:
- Одноступенчатые
- Двухступенчатые
- Плавно регулируемые
По способу подачи воздуха в камеру сгорания приборы можно разделить на:
- Атмосферные
- Наддувные
- Диффузионно-кинетические
По системе розжига оборудование подразделяется на:
- Электронные
- Запальные — поджигаемые вручную или с помощью пьезоэлемента
При наличии одинаковых технических характеристик, устройства могут различаться по конструкции и сфере применения.
Кроме того, в зависимости от назначения и места установки, горелки делятся на три основные категории:
- Для банных печей
- Для отопительных котлов
- Универсальные
Далее мы рассмотрим наиболее важные особенности каждой из разновидностей.
Управление мощностью газовых горелок
Прежде всего, горелки отличаются по возможности управления тепловой мощностью и могут быть поделены на три основных группы:
- Одноступенчатые. В таких горелках характеристики газового потока остаются неизменными. Включение и отключение осуществляется по сигналу реостата.
- Двухступенчатые. Эти устройства автоматически переключаются в эконом-режим, когда требуется поддержание уже достигнутой температуры, а не произвести новое нагревание.
- Плавная регулировка. В таких горелках возможность изменения мощности находится в диапазоне от 10 до 100%.
Справка! Показатель мощности горелки — это важнейший критерий при выборе устройства. Выражается в объеме топлива, которое сжигается за определённый промежуток времени.
Способ воздухоподачи
Газовые горелки для котлов с автоматикой классифицируются также по механизму подачи воздуха на три основные модификации:
Первый тип устройства отличается простотой. Воздух поступает естественным образом за счет силы тяги. Он представляет собой трубу с отверстиями для подачи газа.
- Простая конструкция
- Низкая цена
- Минимальный уровень шума при работе, так как отсутствуют устройства вентиляции
- Надежность и долговечность благодаря простоте и малому количеству компонент
- Независимость от электроэнергии
- Возможность переоборудования под использование жидкого топлива
- КПД менее 90%
- Нужен дымоход
- Необходима хорошая вентиляция в помещение
- Возможность неполного сгорания топлива
Эти горелки устанавливаются в открытых камерах сгорания и печах. При их использовании следует строго соблюдать правила безопасности.
Устройство и ключевые характеристики газовой горелки
Широко распространенные среднетемпературные газовые горелки имеют простую конструкцию и состоят из следующих компонентов:
- Сопло;
- Газопровод;
- Форсунка;
- Регулятор огня;
- Курок;
- Штуцер;
- Крепление к баллону.
Наиболее сложные по конструкции — это газосварочные горелки, которые могут быть как с инжекторами, так и без них. Кроме того, профессиональное оборудование для работы с металлом имеет уникальные конструктивные особенности.
Чтобы крепить оборудование к баллонам или картриджам, в нижней части или на боковых поверхностях некоторых моделей предусмотрены специальные пазы. Некоторые горелки имеют соединительные узлы прямо на шланге. Пламенные пистолеты обладают креплениями для топливного резервуара в нижней части устройства, в то время как походные горелки (туристические плиты) устанавливаются непосредственно на баллон.
В зависимости от типа крепления картриджа или резервуара к горелке, соединение может быть:
- Цанговым;
- Резьбовым;
- Типа Easy-Clic.
При использовании несовместимых баллонов и горелок иногда требуется применение переходников.
Большинство простых устройств изготавливаются из медных, цинковых и алюминиевых сплавов. В более дорогих моделях также используется нержавеющая сталь или АБС-пластик. Для профессионального оборудования применяют титан.
Источником топлива для газовых горелок служат баллоны и картриджи с пропаном, бутаном, изобутаном, пропан-бутаном, а также специальным газом МАПП (метил-ацетилен-пропадиен-пропан). Часто используются сезонные смеси, предназначенные для специфических погодных условий. Средний уровень расхода топлива газовой горелкой составляет от 60 до 80 г/ч, в то время как более мощные изделия могут потреблять до 120 г/ч.
В зависимости от конструкции сопла и рабочего давления, горелки могут обеспечивать два основных вида пламени:
- Вихревой — температура до 1600–2000 °C, оптимальный для работы с железом, никелем, кобальтом и углеродистыми сталями;
- Клиновидный — температура до 1600 °C, рекомендуется для пайки меди, бронзы и латуни.
Тип пламени вихревого характера характеризуется более высоким расходом топлива (в среднем 120 г/ч), в то время как клиновидное пламя потребляет в среднем 75 г/ч.
Виды газовых горелок
Существуют различные модели газовых горелок, каждая из которых имеет свои особенности и специализацию:
- Профессиональное газосварочное оборудование предназначено для выполнения сварочных работ с металлом. Оно работает на кислородных или газовых баллонах больших объемов и обычно применяется на производственных и строительных площадках.
- Кровельные газовоздушные горелки позволяют проводить отделочные и строительные работы на крышах, эффективны для расплавления битума, пайки и нагрева металлических конструкций. Они оснащены рычажной системой подачи газа и сменными насадками.
- Пламенный пистолет — это универсальное устройство, которое отличается легкостью и легкостью в использовании. Выпускаются различные модификации, адаптированные для выполнения широкого спектра задач.
- Туристическая горелка представляет собой мини-плиту, предназначенную для приготовления или разогрева пищи. Эти устройства обычно оснащены подставкой для кастрюль и рассекателем огня, увеличивающим площадь нагрева. Некоторые модели также имеют чугунные плиты, а наиболее компактные осуществляют складную конструкцию.
- Газовый карандаш, отличающийся миниатюрными размерами, генерирует тонкое клиновидное пламя и идеально подходит для работ с мелкими металлическими элементами и для точечной пайки. Это устройство иногда называют газовым мини-паяльником.
- Горелки с ручным поджигом активируются от внешнего источника огня (спичек, зажигалок), в то время как горелки с пьезоэлементом автоматически запускаются после нажатия на курок или регулятор.
- Кассетные мини-горелки, которые можно перезаправлять, предназначены для быстрой работы в полевых условиях, отлично подходят для нагрева термоусадочных муфт или трубок. Эти устройства используют специальные кассеты для заправки газом.
- Портативные турбо-горелки являются универсальными приборами, отличаются компактными размерами и могут легко помещаться в сумку или рюкзак. Их недостаток — малый запас топлива, что ограничивает время их использования.
Заменяемые элементы горелок
В котлах, работающих на жидком топливе, форсунки подвержены быстрому износу и засорению из-за плохого очищения топлива. Регулярное техническое обслуживание, очистку и замену форсунок необходимо проводить как до, так и после отопительного сезона. Проблемы с засорением и сгоранием топлива ухудшают его распыление, что приводит к нестабильной работе горелки и снижению КПД устройства.
Нагреватели топлива необходимы для оборудования, работающего на жидком топливе, если хранение топлива осуществляется в непотепленном помещении. В низкие температуры вязкость дизельного топлива увеличивается, что может вызвать сбои при работе горелок котлов и затрудняет холодный пуск.
Электромагнитные катушки для котлов служат простым устройством, которое позволяет гибко и своевременно управлять потоком топлива и регулировать его подачу на горелку.
Трансформаторы розжига
Трансформатор розжига осуществляет автоматическое включение и отключение горелки при достижении теплоносителем установленной температуры. Широкий выбор моделей трансформаторов позволяет подобрать оптимальное оборудование, максимально соответствующее режиму эксплуатации котла и типу горелки.
Удобная автоматизация позволяет исключить постоянный контроль за работой системы отопления, настраивать необходимые параметры работы котла, а трансформатор будет подавать топливо на факел розжига или непосредственно на горелки в заданном режиме.
Горелки сварочные пропановые
Артикул: 001.020.705
Артикул: 001.020.704
Горелки пропановые газовоздушные
Все горелки этой категории представляют собой инжекторные устройства с принудительной подачей горючего газа и подводом воздуха из атмосферы. В качестве горючего газа используется пропан-бутановая смесь.
Горелки газовоздушного типа предназначены для нагрева изделий из черных и цветных металлов, а также для оплавления битумного рулонного материала в процессе гидроизоляции.
Они часто применяются для нагрева при сгибании пластиковых труб, сушке железобетонных панелей, литейных форм и кирпичной кладки, благодаря широкому спектру возможностей и специфическим насадкам.
Например, для больших объемов работы по укладке рулонных кровельных материалов рекомендуется использование двухфакельной газовоздушной горелки с увеличенной зоной нагрева.
Для термообработки деталей из различных материалов используются горелки с тремя колбами серии ГВ-3В и специальная горелка ГВ-3В-01 с тремя насадками (для формирования плоского факела и тонкого острого пламени, диаметр колбы 25 мм).
Если вам необходимо произвести пайку в полевых условиях, вам подойдет газовоздушная пропановая горелка серии ГВП. В комплекте с 5-литровым газовым баллоном, редуктором и резинотканевым шлангом составляет удобное мобильное устройство для пайки, которое легко взять с собой. Максимальная температура ее пламени достигает 700°C.
Эта температура достаточна для служб ремонта телефонных кабелей, кузнецов для декоративных изделий, а также для монтажников электрошкафов и других подобных работ.