Вторая жизнь газового котла или несколько слов о новых горелках
Традиционный вопрос "что делать?"
В последние годы самым распространенным способом отопления загородного дома является установка газового котла. Подача газа может быть централизованной, а может осуществляться от обычного газового баллона.
В первое время такая отопительная система вызывает чувство глубокого удовлетворения. Действительно: котел может работать на естественной тяге, а, значит, может использоваться даже в домах, расположенных вдали от линий электропередач, доставка газа при наличии собственного автомобиля проблем не вызывает, к тому же устройство просто в эксплуатации и надежно.
Со временем пользователи оборудования, установленного 10-12 лет назад, начинают замечать, что исправно работающий котел становится все более "дорогим". Это связано с ростом цен на газ и большим расходом топлива котлами старого образца, особенно, если речь идет об оборудовании отечественного производства.
Для снижения затрат на отопление можно принять кардинальные меры и просто заменить старый котел новым современным, экономичным, но дорогостоящим оборудованием. А можно пойти иным путем и просто заменить в котле горелку.
Каким бывает пламя
В предыдущей статье мы определились, что эффективность сжигания топлива зависит от скорости протекания химической реакции окисления, а значит, зависит от скорости подвода кислорода к зоне горения.
Даже далекий от изучения теории горения топлива человек, может предположить, что подводимого к топливу кислорода может быть ровно столько, чтобы топливо сгорало полностью, может быть недостаточно, а также, что количество кислорода может быть больше, чем требуется.
Для удобства рассмотрения процессов горения условимся, что топливо представляет собой метан СН4, а также уточним, что пламя представляет собой объем движущихся газов, в которых совершаются процессы горения.
При горении метана происходит реакция окисления
СН4+О2=СО2+2Н2О
Протекание горения именно по этой схеме происходит в том случае, если одной молекуле газа соответствует одна молекула кислорода. При этом газ горит ровно, горелка не "шумит", пламя однородное, голубого цвета. Факел состоит в основном из кинетической области горения.
При этом коэффициент расхода воздуха равен 1, что говорит о сбалансированности количества топлива и кислорода.
Если воздуха недостаточно, реакция горения может быть неполной. При этом наряду с углекислым газом образуется СО, так называемый угарный газ, чрезвычайно опасный для человека. К тому же количество тепла, выделяемое при неполном сгорании топлива и образовании угарного газа, значительно меньше, чем при протекании нормальной реакции горения метана.
При этом в структуре факела преобладает диффузная область горения. Другими словами, пламя пытается втянуть в себя дополнительное количество воздуха из окружающего пространства. Горелка при этом шумит, появляются красные и оранжевые языки пламени.
На рисунке "а" схематически изображен процесс горения при коэффициенте расхода воздуха 1. Здесь кинетический фронт горения (3)имеет минимальную поверхность. Распространение пламени лимитируется только скоростью химической реакции.
На иллюстрации поток газа и его границы обозначены как 1 и 2.
На рисунке "б" количество первичного воздуха недостаточно. Поверхность кинетического фронта (3) возрастает за счет попытки диффузии воздуха из окружающего пространства.
При таком горении идут непродуктивные потери топлива и денег. Исправить ситуацию можно уменьшив расход газа. Но при этом, соответственно, снижается и количество полученной тепловой энергии. Можно улучшить горение, обеспечив приток воздуха извне. Для этого можно открыть дверь в котельную, установить в ней небольшой вентилятор и т.д. иными словами, постарайтесь создать направленный поток воздуха непосредственно к зоне горения пламени в котле.
Работу начинайте при перекрытом подающем кране и зажженном запале. Увеличивая и уменьшая поток воздуха, выберите наиболее благоприятный на ваш взгляд, вариант. При этом пламя запальника должно быть направлено в сторону зоны горения, но процесс горения должен быть равномерным и устойчивым. Затем откройте подающий кран.
Все эти меры могут дать желаемые результаты, но требуют постоянного контроля состояния пламени и особых мер безопасности. Дело в том, что поток воздуха должен быть безопасным для пламени, недостаточным для его отрыва и задувания котла. К тому же большая подача воздуха для горения приведет к образованию большего количества дымовых газов. Следовательно, требуется контроль состояния тяги котла.
Заниматься увеличением интенсивности сжигания топлива можно только на исправном газовом котле, имеющем безупречную систему автоматического контроля процессов горения.
Помните: газовое топливо опасно.
Если количество подаваемого воздуха избыточно, горение будет идти по схеме "а", но при этом полученное тепло будет тратиться на нагрев ненужного воздушного потока и просто "улетать в трубу".
Зачем котлу горелка
Для того, чтобы горение топлива было эффективным, а потери тепла минимальными нужны специальные устройства, обеспечивающие смешивание топлива с воздухом в необходимой пропорции. Речь идет о горелках.
На первый взгляд может показаться, что горелка проста, и менять одно устройство на другое нет смысла. В действительности горелка представляет собой сложное устройство. Оно состоит из огневого узла, устройства для подачи газа со всеми необходимыми для этого элементами, фильтр, клапаны, датчики). В конструкцию горелки может быть включен и вентилятор.
Современные горелки не просто смешивают газ и воздух, но и ведут контроль состояния газовой смеси и полноты сгорания газа.
Сбалансированность работы всех элементов горелки осуществляется при помощи сложной системы автоматического контроля, вдаваться в подробности которой нет смысла в рамках данной статьи. При выборе горелки необходимо обратить внимание на ее технические характеристики, используя при этом знания об основах горения газового топлива.
Установка новой горелки вернет вашему котлу "молодость", продлит срок его эксплуатации, и позволит сократить расходы на отопление.
Ссылки по теме:
Газификация частного дома
Форум. Газоснабжение дома
Форум. Энергоэффективность и ресурсосбережение в загородном доме.
