Горелки или горелочные устройства - это механизмы, отвечающие непосредственно за выделение температуры путем сжигания того или иного вида топлива. Это одна из самых сложных частей котла, так как при неправильной работе горелки котельная установка либо не будет выдавать нужной температуры в теплоноситель, либо станет опасной для эксплуатации.
Горелки я бы поделил на категории по основным видам топлива:
- Газовая горелка
- Дизельная горелка
- Пеллетная горелка
Газовая горелка
Виды газовых горелочных устройств как правило делятся на наддувные и не наддувные. В промышленных котлах как обычно используются только наддувные промышленные газовые горелки. А в бытовых напольных можно встретить атмосферные газовые горелки.
Основные действия, которые производит горелка - это создание воздушно-газовой смеси, его подача в камеру сгорания котла, обеспечение поджига и последующий контроль параметров горения. В горелку установлены и датчики наличия и яркости пламени, датчики разряжения и различные температурные датчики. Управляет процессом сжигания топлива блок электронного управления горелки - контроллер.
Промышленные газовые горелки бывают моноблочными и двублочными. Моноблочных версиях все оборудование устанавливается в одном корпусе. А в двублочном (это более мощные горелки) наддувный вентилятор вынесен за пределы горелки, и считается, что такая конструкция позволяет более тонко настраивать процессы горения, снижает нагрузку на дверцу котла, и меньше шум непосредственно в зоне работающего котла.
Дизельная горелка
Дизельная горелка сконструирована таким образом, чтобы прокачивать по трубопроводу непосредственно в сопло через специальные дюзы дизтопливо, подогревать его, и создавая высокое давление впрыскивать вместе нагнетаемым вентилятором воздухом, где и происходит горение. Пьезоэлемент создает искру, которая в свою очередь поджигает смесь. А далее все как в большинстве горелок - контроль пламени фотоэлементом, контроль температур и разряжение в топке в некоторых случаях. Ну и конечно специально настроенный контроллер для горелок дизельного типа, осуществляющий управление горением.
Пеллетная горелка
Пеллетная горелка позволяет сжигать гранулированное твердое топливо- пеллеты.
Пеллеты могут быть как древесные, так и из отходов сельскохозяйственного производства. В России и в Европе широко применяются пеллеты из лузги подсолнечника. Существует два основных типа пеллетных горелок, о которых я хочу рассказать.
Факельная пеллетная горелка по своей компоновке очень похожа на дизельную или газовую горелку. Такой тип горелок позволяет монтировать их в любой твердотопливный ,и даже в некоторые виды газовых и дизельных котлов. Монтаж производится непосредственно в дверцу котла, и весь конструктив кроме подающего шнека находится в горелке.
Подробнее о конструкции пеллетной горелки факельного типа. В каждой факельной пеллетной горелке есть вентилятор. Он отвечает за поддержание нужного количества воздуха, необходимого для сжигания пеллет.
В самых продвинутых и всеядных пеллетных горелках есть подвижный колосник из нержавеющей жаростойкой стали или чугуна, который не позволяет отходам горения скапливаться, и мешать подаче через колосник первичного воздуха. Именно через колосник подается основная часть воздуха, а вторичный воздух подается в верхнюю часть пламени, способствуя дожиганию недогоревших газов. Есть производители горелок, которые применили вместо подвижного колосника вращающееся сопло, но при низком качестве пеллет происходит налипание золы и других отходов к стенкам сопла. Эт негативно сказывается на частоте обслуживания и эффективности сжигания пеллет.
И да, в пеллетных горелках горят именно газы, выделенные топливом при нагреве. И чтобы температура внутри горелки была выше, устанавливают керамическую футеровку. Футеровка не только защищает корпус горелки, но и позволяет повысить эффективнность сжигания топлива за счет высоких температур.
Контроль горения производится двумя способами - это контроль температуры уходящих газов на выходе с котла, контроль наличия/яркости пламени или оба способа сразу.
Большинство современных горелок имеет внутренний небольшой шнек, который транспортирует топливо по горизонтальному каналу. К горелке топливо подается отдельно установленным шнеком из накопительного бункера через специальный полиуретановый шланг.
Пеллетные горелки ретортного или лоткового типа проще в изготовлении, но обладают рядом недостатков. В отличии от факельных горелок ретортные соединены с бункером как правило ограниченного размера посредством шнекового транспортера.
Такая конструкция как правило дешевле, но сложнее в ремонте и эксплуатации. Если в топливо попадает твердый предмет, извлечь его бывает крайне затруднительно и приходится разбирать котел. Бывает, что производитель закладывает вращающийся колосник, работающий за счет вращения шнека.
Более подробно рассказывать о конструкциях горелок я буду в последующих статьях про конкретно взятые образцы.