Меню

Вентилятор для дизельной горелки



Азбука горения

«Горелка» это устройство предназначенное для сжигания различных видов топлива в максимально близких к идеальному горению условиях, устанавливаемое на различное оборудование теплотехнического назначения. Через горелку в камеру сгорания теплогенератора подается топливо и воздух необходимый для горения. В головке горелки происходит образование топливо-воздушной смеси и последующее ее воспламенение.

Как правило, вентиляторные горелки состоят из нескольких основных элементов:

  • Головка горелки обеспечивает подачу и оптимальное смешивание топлива и воздуха перед сжиганием, а также придает факелу оптимальную форму;
  • Система подачи воздуха для горения включает в себя вентилятор и все необходимые воздуховоды для подачи воздуха к головке горелки;
  • Система подачи топлива включает в себя все необходимые компоненты для регулирования расхода топлива и обеспечения безопасности всей системы горения;
  • Электрика и элементы управления необходимы для воспламенения топлива, обеспечения безопасности эксплуатации, электропитания двигателей и регулирования тепловой мощности.

Вентиляторные горелки могут использовать разные виды газообразного топлива (природный газ, сжиженный нефтяной газ, городской газ) и жидкого топлива (дизельное топливо, мазут). Вентиляторные горелки, которые используют топливо только одного вида (либо жидкое, либо газообразное) называются «ОДНОТОПЛИВНЫЕ». Вентиляторные горелки, использующие и тот и другой вид топлива, называются «КОМБИНИРОВАННЫЕ». Таким образом, существуют три типа горелок:

  • газовые горелки — могут использовать только газообразное топливо;
  • жидкотопливные горелки — могут использовать только жидкое топливо;
  • комбинированные горелки — работающие и на жидком и на газообразном топливе.

В горелках моноблочного типа вентилятор и топливный насос (для жидкотопливных горелок) встроены в горелку.

В горелках блочного типа вентилятор, насос и/или другие основные части горелки отделены от основного корпуса (головки).

Моноблочные горелки, как правило, применяются там, где требуется мощность до нескольких МВт.

Если требуется более высокая мощность или есть ограничения по специфическому применению в промышленных процессах, рекомендуется применять блочные горелки.

По типу регулировки мощности вентиляторные горелки можно классифици­ровать следующим образом:

  • одноступенчатые горелки;
  • многоступенчатые горелки;
  • горелки с плавным регулированием (модуляционные);

Одноступенчатые горелки имеют производительность, которая может принимать только одно значение, подача топлива не изменяется, а горелка может быть либо включена, либо выключена (ВКЛ — ВЫКЛ).

Многоступенчатые горелки, (как правило, двухступенчатые или трехступенчатые), могут работать либо с производительностью, уменьшенной в два или несколько раз, либо на максимальной мощности (ВЫКЛ — НИЗШАЯ -МАКСИМАЛЬНАЯ или ВЫКЛ — НИЗШАЯ -СРЕДНЯЯ — МАКСИМАЛЬНАЯ). Переключение с одной ступени на другую может происходить автоматически или осуществляться вручную.

Существуют также модели двухступенчатых горелок, которые называются прогрессивными двухступенчатыми. В них переключение с одной ступени на другую происходит не ступенчато, а плавно.

При подключении к таким горелкам электронного блока управления (модулятора) они получают возможность работать в модуляционном режиме.

Вырабатываемая горелкой мощность изменяется автоматически от минимального до максимального значения, в зависимости от мощности, запрашиваемой системой потребления тепла. В качестве устройства, определяющего потребность системы в тепловой мощности, используются датчик температуры (для водогрейных котлов, генераторов тёплого воздуха и. т д.) или датчик давления (для паровых котлов).

На рис. 12 показаны диаграммы работы различных типов горелок.

Имеющиеся в данный момент на рынке вентиляторные горелки могут использоваться в паре с теплогенераторами, работающими под наддувом, без наддува, а также с небольшим разрежением в камере сгорания.

На рис. 13 показана конфигурация моноблочной двухступенчатой дизельной горелки, моноблочной газовой горелки с плавным регулированием и блочной комбинированной (газ и жидкое топливо) горелки.

V1,V2 клапаны подачи топлива

PV держатель форсунки

AD воздушная заслонка

М эл. двигатель вентилятора и топливного насоса Р насос с топливным фильтром и регулятором давления МТ двухступенчатый гидравлический цилиндр V вентилятор VS предохранительный эл. маг. запорный клапан VTR винт регулировки головки горелки U, U1, U2 форсунки GF газовый фильтр РА реле давления воздуха PC блок контроля герметичности клапанов

С антивибрационная вставка PCV стабилизатор давления газа PG реле минимального давления газа PGM реле максимального давления газа

RG регулятор расхода газа (дроссельная заслонка) C1 эксцентрик плавного регулирования подачи воздуха SM серводвигатель эксцентриков VR регулирующий газовый клапан RP регулятор давления жидкого топлива

VA регулирующий клапан подачи воздуха на запальную горелку BP растопочная (пилотная) горелка C2 эксцентрик плавного регулирования подачи жидкого топлива

C3 эксцентрик плавного регулирования подачи газообразного топлива D подпорная шайба LPG редуктор высокого давления газа ММ манометр на подаче топлива MR манометр на обратном трубопроводе топлива РО реле максимального давления топлива SI датчик ионизации VP эл. магн. запорные клапаны VU предохранительный клапан форсунок

В блочных горелках вентилятор и некоторые элементы, предназначенные для подачи топлива, отделены от основного корпуса горелки, но их функции при этом не изменяются. В данном пособии и моноблочные горелки и блочные горелки, за исключением некоторых технических аспектов, рассматриваются вместе.

Читайте также:  Вентилятор процессора крутится рывками

Источник

Азбука горения

Вентилятор — это устройство, позволяющее подавать воздух для поддержания горения в необходимом для этого процесса количестве с напором, достаточным для преодоления аэродинамического сопротивления тепло­генератора, головки горелки и воздуховодов.

В зависимости от направления потока воздуха используются вентиляторы следующих типов:

В центробежных вентиляторах воздух входит параллельно направлению оси вращения и выходит по касательной к крыльчатке вентилятора.

В осевых вентиляторах направление воздуха параллельно оси вращения лопастей вентилятора.

В тангенциальных вентиляторах воздух входит и выходит по касательной к крыльчатке вентилятора.

Вентиляторы, встроенные в моноблочные горелки или установленные отдельно в блочных горелках, как правило, центробежного типа (рис. 37).

Центробежные вентиляторы состоят из улиткообразного корпуса, внутри которого помещено насаженное на вал рабочее колесо. Вал может одновременно являться валом приводного электродвигателя или сообщаться с двигателем посредством соединительной муфты или ременной передачи. Рабочее колесо, установленное внутри корпуса вентилятора, может иметь различную форму лопастей, а именно:

  • рабочее колесо с крыловидными лопастями;
  • рабочее колесо с реверсивными лопастями;
  • рабочее колесо с радиальными лопастями;
  • рабочее колесо с выпуклыми лопастями.

На рис. 38 показан график зависимости и потребляемой мощности от производительности для разных видов вентиляторов.

Технические характеристики вентиляторов, также как и насосов, описываются

характеристической кривой. Характеристи­ческая кривая вентилятора представляет собой график в декартовых координатах, где по оси Y отложен напор, а по оси X отложена объёмная производительность (рис. 38).

Характеристические кривые могут дополняться другими графиками, например кривой коэффициента полезного действия и мощности, потребляемой электродвигателем (рис. 39).

Для каждого вентилятора существует множество характеристических кривых для разных скоростей вращения, как показано на рис. 40.

Когда вентилятор работает в системе воздухоподачи, которая имеет некоторое аэродинамическое сопротивление, то полный развиваемый напор вентилятора должен превышать её аэродинамическое сопро­тивление. Данное состояние соответствует точке пересечения характеристической кривой вентилятора и характеристической кривой системы воздухоподачи, как показано на рис. 41.

Для вентиляторных горелок системная характеристическая кривая изменяется в зависимости от регулировки головки горелки и от степени открытия воздушной заслонки. Для правильного подбора вентилятора кривая системы воздухоподачи должна соответствовать потребляемой мощности.

Для расчёта производительности и напора вентилятора нам требуется точная информация о потерях давления, которые происходят в системе воздухоподачи горелки, включая все воздуховоды, головку горелки и аксессуары.

Потери давления в системе воздухоподачи имеют параболическую зависимость от производительности вентилятора.

Общие потери давления в системе воздухоподачи можно разделить на две составляющие:

  • потери давления в местных сопротивлениях;
  • потери давления из-за трения (распределённые потери давления).

Потери давления в местных сопротивлениях возникают в головке горелки, где воздух проходит по сложной геометрической траектории, а также на регулируемой воздушной заслонке.

Производитель горелки должен приводить данные (графики) о динамике падения давления в зависимости от расхода воздуха через горелку и от тепловой мощности.

Распределённые потери давления можно рассчитать по формуле Дарси-Вайсбаха:

Δpf — потери давления, вызванные трением (м);

f- коэффициент трения;

L — длина воздуховода (м);

D — диаметр воздуховода (м);

v — скорость воздуха в воздуховоде (м/с);

g — ускорение свободного падения 9,81 (м/с2);

Отношение v2/2g иначе называют динамическим давлением.

Коэффициент трения f можно определить по графику (рис. 42), если известно число Рейнольдса и относительная шероховатость.

Число Рейнольдса вычисляется по следующей формуле:

Re — число Рейнольдса;

d — внутренний диаметр воздуховода (м);

V — скорость воздуха (м/с);

γ — кинематическая вязкость воздуха, равна 16,0*10-6 м²/с;

Относительная шероховатость e/D — это отношение, связывающее абсолютную шероховатость и диаметр воздуховода. Оба параметра выражены в мм. В таблице 9 приведены значения абсолютной шероховатости для некоторых стандартных воздуховодов.

Таблица 9. Значения абсолютной шероховатости для разных типов воздуховодов

Материал, из которого изготовлен воздуховод Абсолютная шероховатость (мм)
Плоский воздуховод из гладкого металла 0,05
Воздуховод из ПВХ 0,01 -0,05
Плоский алюминиевый воздуховод 0,04 — 0,06
Воздуховод из металлических оцинкованных листов с поперечными стыками (шаг 1,2 метра) 0,05-0,1
Круглый воздуховод из металлических оцинкованных листов, спиралевидный с поперечными стыками (шаг 3 метра) 0,06-1,12
Воздуховод из металлических оцинкованных листов с поперечными стыками (шаг 0,8 метра) 0,15
Воздуховод из стекловолокна 0,09
Воздуховод из стекловолокна (внутреннее покрытие) 1,5
Воздуховод из защищенной стекловаты (внутреннее покрытие) 4,5
Гибкая металлическая труба 1,2-2,1
Гибкая неметаллическая труба 1 -4,6
Цементный канал 1,3-3

Для облегчения расчётов, распределённых потерь существует целый ряд готовых графиков. Некоторые из них представлены в разделе 5.

Данные формулы изначально создавались для круглого сечения. Поскольку на практике часто используются воздуховоды

Читайте также:  От чего защищает угольный фильтр в респираторе

прямоугольного сечения, для удобства применения тех же формул было введено понятие эквивалентного диаметра Dэкв:

Dэкв — эквивалентный диаметр (м);

a, b — размеры сторон прямоугольного воздуховода (м).

Потери давления в местных сопротивлениях (заслонки, теплообменники, решетки) рассчитываются как сумма потерь давления в каждом элементе. Потери давления в каждом стандартном элементе указываются производителем.

Потери давления в местных сопротивлениях (сужение воздуховода, изгиб воздуховода, и.т.д.) можно рассчитать по следующей формуле:

Δpw — потери давления (Па);

ξ — безразмерный коэффициент потерь давления;

ρ — плотность (кг/м³ );

v — средняя скорость в воздуховоде (м/с).

В технических справочниках печатаются таблицы, где указывается значение ξ для различных элементов воздуховода (см. рис 43). Некоторые из них представлены в разделе 5.

2.5.1. Регулировка расхода воздуха, участвующего в горении

Как уже было сказано, расход воздуха, участвующего в горении, пропорционален расходу сжигаемого топлива, который в свою очередь пропорционален требуемой мощности. В многоступенчатых и модуляционных горелках необходимо изменять количество подаваемого вентиляторами воздуха с тем, чтобы изменять производительность горелки.

В вентиляторных горелках производи­тельность можно изменять двумя способами:

  • изменение рабочей точки вентилятора;
  • изменение частоты вращения вентилятора.

При первом методе регулировки изменяются условия работы вентилятора. Как мы помним, эти условия могут изменяться только вдоль характеристической кривой посредством изменения аэродинамического сопротивления в воздушном тракте. Это изменение происходит в результате изменения положения воздушной заслонки, управляемой серводвигателем (рис.44).

В зависимости от степени открытия заслонки получаются различные

характеристические кривые. В нашем случае при закрытии регулировочной заслонки характеристический системный график 1 перейдёт в график 2. Точка, соответствующая рабочим условиям вентилятора, переместится из точки А в точку В, и, соответственно, напор опустится со значения Р, до значения Р2, а производительность увеличится со значения до значения V2. Степень открытия заслонки определяет множество характеристических кривых системы и, соответственно, различную производительность.

Наиболее эффективно использование в системе воздухоснабжения вентилятора с выпуклыми лопастями. При уменьшении производительности потребляемая им мощность снижается на большую величину, чем, например, у вентилятора с реверсивными лопастями.

При втором методе изменение числа оборотов вентилятора достигается с помощью специального устройства, называемого «инвертор».

Это устройство изменяет частоту эл. тока на электродвигателе, вращающем рабочее колесо вентилятора. Частота вращения

электродвигателя связана с частотой электрического тока следующей формулой:

n — частота вращения двигателя (оборотов в минуту);

f — частота электрического тока (Гц); р — количество полюсов.

Максимальная производительность достигается при разных рабочих условиях: характеристическая кривая будет сдвигаться до тех пор, пока не совпадет с номинальными рабочими условиями.

На рис. 45 показано изменение характеристики вентилятора при изменении частоты вращения электродвигателя.

Источник

Вентилятор для дизельной горелки

  • Офис: 09:00-18:00
  • Обед: 13:00-14:00
  • Склад: 10:00-17:00
  • Обед: 13:00-14:00

Газовая или жидкотопливная вентиляторная горелка — один из подвидов дутьевых двухпроводных горелок, используемых для сжигания топлива в промышленных печах, промышленных/бытовых водогрейных котлах, воздухонагревателях и котлоагрегатах. Как это ни парадоксально, но продающие компании, а зачастую и производители вентиляторных горелок позиционируют реализуемые одно-, двухступенчатые, модулируемые вентиляторные горелки, как оптимальные устройства сжигания жидких видов топлива. В то же время в публикациях Рунета вентиляторные горелки путают с компрессорными, а иногда и инжекционными (атмосферными), что по факту является nonsense и говорит о полном непонимании процессов формирования и сжигания смеси.

Атмосферные, компрессорные (парокомпрессорные) и вентиляторные горелки.

Для сжигания (окисления) любого вида топлива необходимо обеспечить доступ кислорода воздуха к горючим компонентам топлива с формированием уровня потенциальной энергии топлива, достаточного для воспламенения и самопроизвольного горения (см. подробнее специфику горения жидкого топлива здесь).Для твердых типов топлива используется слоевой способ сжигания, для газообразного и жидкого видов топлива — факельный, причем при всем сходстве алгоритмов сжигания газового и жидкого топлива факельное сжигание жидких топлив имеет свою специфику, обусловленную большей прочностью сцепления макромолекул жидкой фазы в сравнении с газом.

Собственно процесс окисления (сжигания) происходит в факеле, где (упрощенно) подаваемые в виде струй/потоков топливо и кислород (в составе воздуха) смешиваются и сгорают.

В зависимости от места встречи и характера перемешивания струй/потоков топлива и воздуха выделяют три способа организации процесса сжигания:

  • встреча и смешивание потоков топлива/воздуха происходит в топочной камере/рабочем пространстве котла/печи/воздухонагревателя непосредственно в процессе горения;
  • встреча и смешивание потока топлива с полным объемом необходимого для горения потока воздуха происходит в самой горелке/форсунке до попадания в топочную камеру/рабочее пространство;
  • в горелке/форсунке происходит смешивание топлива и части необходимого для сгорания воздуха, а остальной кислород в составе воздуха подается к корню факела в топочной камере/рабочем пространстве печи/котла/воздухонагревателя.
Читайте также:  Схема управления двигателя для вентилятора

Важно: Несмотря на повсеместное использование термина «топливные горелки» (атмосферные, компрессорные, вентиляторные горелки), формально он обозначает устройства для факельного сжигания газа. Для факельного сжигания жидких топлив правильно употреблять термин «топливные форсунки».

Типичные представители устройств с предварительным смешиванием потоков топлива и воздуха являются атмосферные (или инжекционные) горелки, а также газификационные горелки/форсунки для сжигания жидкого топлива (см. этот материал). Эти горелки/форсунки часто называют однопроводными (к устройству подводится только топливо), иногда «беспламенными» малой длины факела, они не требуют вентилятора или компрессора для принудительной подачи воздуха (воздух инжектируется (всасывается) потоком топлива).

К недостаткам инжекционных горелок относят малый диапазон регулировки расхода необходимости поддерживать скорость выхода потока топлива больше скорости распространения пламени, чтобы исключить риск горения в самом устройстве.

Справка: Условно к инжекционным относят жидкотопливные испарительные горелки с самовсасыванием воздуха, хотя по факту встреча и смешение потоков топлива и воздуха происходит в топочной камере теплогенератора с испарительной горелкой.

Факельные горелки без предварительного смешивания топлива/воздуха — двухпроводные (подается топливо и воздух и/или пар) дутьевые устройства, включающие компрессорные, парокомпрессорные (трехпроводные) и вентиляторные горелки/форсунки. Вентиляторные горелки/форсунки — дутьевые устройства низкого давления (от 3 до 8 кПа при сжигании газа, 5–20 кПа при сжигании мазута и сходных с ним по вязкости отработанных масел) со встроенным (моноблочные) или автономным вентилятором/вентиляторами, как правило, с механическим распылением/формированием турбулентного потока смеси.

Вентиляторные горелки для сжигания природного газа отличаются сравнительно большой длиной факела, узким диапазоном регулировок расхода, но экономичны по энергопотреблению отсутствия компрессора. Жидкотопливные вентиляторные горелки имеют сравнительно большую длину факела, малый диапазон регулировки расхода, а при сжигании мазутов или отработанных масел отличаются неэффективным распылением и неполным сгоранием топлива.

Парокомпрессорные и компрессорные горелки/форсунки — дутьевые устройства высокого давления (0,3–1,2 МПа давление пара, 0,3–0,8 МПа давление сжатого воздуха), в подавляющем большинстве моделей — пневмомеханического способа распыления топлива (в парокомпрессорных горелках/форсунках — комбинированного пневмомеханического «взрывного») с формированием турбулентного факела и встроенным (моноблочное исполнение) или автономным компрессором (и подключением к паропроводу) (см. видео здесь).

В отличие от вентиляторных горелок компрессорные и парокомпрессорные горелки/форсунки обеспечивают лучшее распыливание топлива, эффективное перемешивание и, как следствие, более полное сгорание смеси.

Большая часть устройств для сжигания природного газа — атмосферные или дутьевые вентиляторные горелки, подавляющее большинство моделей дизельных горелок — дутьевые вентиляторные или компрессорные. Для сжигания мазутов и отработанных масел в основном используются компрессорные (или парокомпрессорные для промышленных котлов и котлоагрегатов) или комбинированные горелки, редко — вентиляторные горелки.

Важно: В воздухонагревателях и водогрейных котлах на жидком топливе преимущественно используют комбинированные горелки, в которых разогретое в баке преднагревателе жидкое топливо инжектируется потоком сжатого воздуха из компрессора и подается в форсунку, что обеспечивает качественное пневмомеханическое распыление с предварительным смешиванием части необходимого для горения воздуха и топлива. Остальной объем воздуха для сжигания подается вентилятором, встроенным в корпус комбинированной горелки.

Основные причины применения компрессорных (или парокомпрессорных) горелок для сжигания жидких топлив:

  • теплота сгорания топлива (массовая теплота сгорания), повышение которой определяет необходимость вовлечения в процесс горения больших объемов воздуха (в основном по водороду) и отчасти увеличивает длину факела (отчасти, поскольку факел турбулентный и его длина не находится в прямой зависимости от объема вовлекаемого воздуха);
  • концентрация кислорода в воздухе (или плотность воздуха);
  • скорость воздуха и наличие избытка подаваемого воздуха (повышение скорости и наличие избытков воздуха уменьшают длину факела);
  • угол встречи потоков топлива и воздуха — повышение угла встречи до 45 градусов позволяет уменьшить длину факела почти вдвое, но за счет потери аэродинамических свойств факела;
  • температура подаваемого воздуха и топлива — повышение температуры уменьшает длину факела;
  • аэродинамическое сопротивление в топочной камере — повышение аэродинамического сопротивления (двух-, трехходовые дымогарные каналы теплогенераторов) до определенных пределов способствует снижению длины факела и повышению теплопроизводительности.
  • более качественное распыление топлива, перемешивание с воздушным потоком и, как следствие — более полное сгорание смеси и повышение КПД теплогенератора;
  • увеличение диапазона регулировки расхода топлива благодаря дозированной подаче сжатого воздуха и качественному распылению.
  • Компания «БиКомс Холдинг» предлагает своим соотечественникам мультитопливные и монотопливные комбинированные горелки для сжигания мазутов, дизельного, печного топлива, отработанных масел в комплектации к котлам и воздухонагревателям на отработке и отдельно. Горелки, котлы и воздухонагреватели известных производителей мира в «БиКомс Холдинг» адаптированы под отечественные типы жидкого топлива и российский менталитет, подбираются для конкретных объектов по разрабатываемым специалистами компании или готовым проектам на отопление, экономичны по стартовым инвестициям и эксплуатационным затратам.

    Источник

    Adblock
    detector