В теплоизолированном корпусе котла находится теплообменник, горелка и управляющая работой котла автоматика. Одна из основных частей любого котла — теплообменник/ т.е. металлическая ёмкость, в которой нагревается теплоноситель. Горячие газы (продукты сгорания топлива) поднимаются в топке котла вверх, обтекают теплообменник, через его стенки отдают тепло теплоносителю внутри теплообменника и, охлаждённые, улетают в дымоход.

В разных котлах теплообменник может быть сделан из разного металла, иметь разный объём.

Чугунные теплообменники не подвержены ржавчине, но чувствительны к резкому перепаду температур (термическим ударам). Котлы с такими теплообменниками очень тяжёлые.

Стальные теплообменники нестойки к коррозии (могут заржаветь). Их внутренние поверхности защищают различными антикоррозийными покрытиями. Для стальных теплообменников существует проблема низкотемпературной коррозии, которая состоит в том, что при поступлении в котёл из обратной трубы системы отопления теплоносителя, имеющего температуру ниже расчётной, на наружной поверхности теплообменника выпадает конденсат продуктов сгорания (кислот) и постепенно разъедает стенки теплообменника.

Медные теплообменники лёгкие и стойкие к коррозии. Существуют конструкции медных теплообменников, которые легко вынуть из котла и прочистить в случае необходимости.

Котёл с теплообменником небольшого объёма и веса безопаснее, система отопления с таким котлом быстрее реагирует на команды автоматики. В теплообменниках малой ёмкости теплоноситель при нагревании продвигается с большей скоростью, это препятствует образованию накипи на стенках теплообменника.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЗОВЫХ ГОРЕЛКАХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕЛОК

 

Газогорелочные устройства предназначены для подачи к месту горения определенных количеств газа и воздуха и для создания условий их перемешивания и воспламенения. Кроме того, горелка должна обеспечивать стабилизацию факела. Это достигается раз­личными конструктивными приемами.

Большинство газовых горелок, независимо от их типа, имеет общие конструктивные элементы: устройства для подвода газа и воздуха, смесительную камеру, горелочный насадок и стабилизи­рующее устройство. В зависимости от типа горелки и технологиче­ских требований каждый из перечисленных выше элементов го­релки может иметь различное конструктивное решение. В некото­рых конструкциях отдельные элементы могут совсем отсутствовать или компоноваться в одной детали.

Из различных характеристик горелок рассмотрим основные, ко­торые являются общими независимо от конструктивного исполне­ния горелочного устройства.

Давление газа. Газовые горелки могут работать на различном избыточном давлении газа в зависимости от их конструктивного исполнения и давления газа в сетях. Горелки низкого давления работают на давлении до 0,05, среднего — в пределах от 0,05 до

3,0 и высокого — свыше 3,0 кгс/см2. В СССР горелки высокого дав­ления широкого распространения не имеют.

Различают три вида давления газа перед горелкой: номиналь­ное— /эг. ном, максимальное — Рт тах и минимальное — Рг тт. Под номинальным понимается такое давление газа, на которое рассчи­тана работа горелки. Под максимальным и минимальным пони­маются такие давления, в диапазоне которых горелка работает устойчиво.

Тепловая нагрузка горелки. Количество тепла, выделяющееся в единицу времени при сжигании газа определенной теплоты сго­рания, называют тепловой нагрузкой горелки С? г.

<2г=<2„Яг,

ГДе фн — низшая теплота сгорания газа, ккал/м3; Вг — расход газа, м3/ч.

Различают три вида тепловой нагрузки горелок: максимальную, номинальную и минимальную. Максимальная тепловая нагрузка достигается при длительной работе горелки с предельно большим расходом газа без нарушения устойчивости ее работы. Номиналь­ная тепловая нагрузка соответствует режиму работы горелки с но­минальным расходом газа. За минимальную принимается на­грузка, обеспечивающая устойчивую работу горелки при наимень­ших расходах газа.

Диапазон устойчивой работы горелки. Отношение минимальной тепловой нагрузки горелки к максимальной

 

Называют диапазоном устойчивой работы. Он характеризует пре­делы надежной эксплуатации горелки.

Кроме того, принято характеризовать работу горелок пределом регулирования. Под этим понимают пределы изменения тепловой нагрузки горелки, при которых экономичность сжигания газа не­значительно отличается от оптимальной (отсутствует химический недожог при минимальных значениях коэффициента избытка воз­духа).

Диапазон устойчивой работы является важной эксплуатацион­ной характеристикой горелки, показывающей ее форсировочные возможности.

Если учесть, что для газа низкого давления и ©риентировочно для газа среднего давления

С КрГ, Т. С. (^г Л Рг

(где Сх и с2 — постоянные коэффициенты), то диапазон устойчивой работы горелки

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О ГАЗОВЫХ ГОРЕЛКАХ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГОРЕЛОК

Таким образом, чтобы иметь в горелке диапазон устойчивой работы 1 :3, необходимо увеличить давление в 9 раз.

Для инжекционных горелок низкого и среднего давления диа­пазон устойчивой работы должен быть не менее 1 :3. Для горелок с принудительной подачей воздуха диапазон устойчивой работы должен быть не менее 1 :5.

При выборе горелок необходимо, чтобы их диапазон устойчи­вой работы был увязан с типом агрегата и его технологическим процессом.

Коэффициент избытка воздуха. Практически в процессе полного горения газового топлива воздуха участвует больше, чем тре­буется теоретически. Коэффициент избытка (расхода) воздуха *

Ь теплотехнической литературе чаще употребляется термин «избыток воз­духа», хотя правильнее говорить «расход воздуха», особенно при сжигании газа с аг<1.

Где Уц — действительный объем воздуха, участвовавшего в горе­нии; У0 — теоретически необходимый объем.

В горелках иногда предварительно смешивается с газом только часть воздуха, необходимого для горения. Такая смесь будет, без­условно, характеризоваться коэффициентом избытка воздуха, мень^ шим единицы. Идущий на образование этой первичной смеси воз­дух принято называть первичным. Воздух же, подаваемый в то­почное пространство дополнительно и независимо от потока газа, называется вторичным.

Коэффициент избытка воздуха на выходе из горелки аг пока­зывает, какое количество теоретически необходимого воздуха по­ступает непосредственно через смесительное устройство горелки. Так, если аг=1,20, то это означает, что через горелку проходит первичного воздуха на 20% больше, чем необходимо теоретически. С другой стороны, если аг=0,75, то через горелку проходит воз­духа на 25% меньше, чем теоретически необходимо для горения (в этом случае правильнее было бы называть аг коэффициентом недостатка воздуха).

Требования, предъявляемые к конструкции горелки. Газогоре — лочные устройства должны быть компактными, т. е. иметь мини­мальные размеры, удобными и надежными в эксплуатации. Кон­струкция горелки должна предусматривать возможность быстрой и доступной замены отдельных ее деталей.

Шум, создаваемый горелками. Часто работа горелок сопровож­дается сильным шумом, вызывающим у обслуживающего персо­нала быструю утомляемость. По нормам санитарной инспекции ин­тенсивность шума, создаваемого газогорелочными устройствами, работающими на номинальном режиме, не должна превышать 85 дб.