Контроль пламени газовой горелки своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 09.09.2024

Тепловые агрегаты, работающие на природном газе (печи, котлы, стенды нагрева и т.п.) должны оборудоваться системой контроля наличия пламени. В процессе работы тепловых агрегатов возможны ситуации, при которой пламя горелки (факел) потухнет, но газ будет продолжать поступать во внутреннее пространство агрегата и окружающую среду и при наличии искры или открытого огня возможно воспламенение этого газа и даже взрыв. Наиболее часто потухание пламени происходит из-за отрыва факела.

Наличие пламени контролируют либо с помощью ионизационного электрода, либо с помощью фотодатчика. Как правило, с помощью ионизационного электрода контролируют горение запальника, который, в свою очередь, в случае необходимости воспламенит основную горелку. Фотодатчиками контролируют пламя основной горелки. Фотодатчик для контроля пламени запальника не применяют ввиду малого размера пламени запальника. Применение ионизационного электрода для контроля пламени основной горелки не рационально, так как электрод, помещенный в пламя основной горелки будет быстро обгорать.

Фотодатчики различаются по чувствительности к различной длине волны светового потока. Одни фотодатчики реагируют только на видимый и инфракрасный спектр светового потока от горящего пламени, другие воспринимают только его ультрафиолетовую составляющую. Самым распространенным фотодатчиком, реагирующим на видимую составляющую светового потока, является датчик ФДЧ.

Световой поток воспринимается фоторезистором датчика, и после усиления преобразуется либо в выходной сигнал 0-10В, пропорциональный освещенности, либо подается на обмотку реле, контакты которого замыкаются, если освещенность превышает установленный порог. Тип выходного сигнала – сигнал 0-10В или контакты реле – определяется модификацией ФДЧ. Фотодатчик ФДЧ обычно работает с вторичным прибором Ф34. Вторичный прибор обеспечивает питание ФДЧ напряжением +27В, на нем также выставляются пороги срабатывания в том случае, если используется ФДЧ с токовым выходом. Кроме того, в зависимости от модификации, Ф34 может контролировать сигнал от ионизационного электрода запальной горелки, управлять розжигом и работой горелки с помощью встроенных реле.

К недостаткам фотодатчиков видимого света можно отнести то, что они реагируют на любой источник света – солнечный свет, свет фонарика, световое излучение нагретых элементов конструкции, футеровки сталеразливочных ковшей и т.п. Это ограничивает их применение, например в стендах нагрева, так как ложные срабатывания от светящейся разогретой футеровки ковшей блокируют работу автоматики (ошибка “ложное пламя”). Наиболее широко ФДЧ применяются на печах сушки песка, ферросплавов и т.п. – там где температура нагрева редко превышает 300-400°С, а значит отсутствует свечение разогретых элементов конструкции печи.

Отличительной особенностью ультрафиолетовых фотодатчиков (УФД), например UVS-1 фирмы Kromschroeder, является то, что они реагируют только на ультрафиолетовую составляющую светового потока, излучаемого пламенем горелки. В световом потоке от разогретых тел, элементов конструкций печей, футеровки ковшей ультрафиолетовая составляющая мала. Поэтому к посторонней засветке датчик “равнодушен”, как и к солнечному свету.

Основой этого датчика является вакуумная лампа – электронный фотоумножитель. Как правило, питаются эти датчики напряжением 220В и имеют токовый выходной сигнал, который меняется от 0 до нескольких десятков микроампер. К недостаткам ультрафиолетовых датчиков можно отнести то, что вакуумная лампа фотоумножителя имеет ограниченный срок службы. Через пару лет эксплуатации лампа теряет свою эмиссионную способность и датчик перестает работать. Сигнал с УФД передается на автомат горения серии IFS, функции которого аналогичны функциям Ф34.

Фотодатчики должны иметь, так сказать, визуальный контакт с пламенем горелки, поэтому они расположенны в непосредственной близости от него. Как правило, они распологаются со стороны горелки под углом 20-30° к ее оси. Из-за этого они подвержены сильному нагреву тепловым излучением от стенок агрегата и радиационному нагреву через визирное окно. Для зашиты фотодатчика от перегрева применяют защитные стекла и принудительный обдув. Защитные стекла производятся из жаропрочного кварцевого стекла и устанавливаются на некотором удалении перед визирным окном фотодатчика. Обдув датчика осуществляется либо вентиляторным воздухом (если горелка установки работает на вентиляторном воздухе), либо сжатым воздухом пониженного давления. Подаваемый объем воздуха осуществляет охлаждение фотодатчика не только за счет процессов теплоотдачи, но и из-за того, что вокруг него создается область повышенного давления, которая как бы отталкивает горячий воздух, не давая ему контактировать с датчиком.

Основными причинами пропадания ионизации являются отсутствие требуемого соотношения газ-воздух запальника, загрязнение или обгорание ионизационного (контрольного) электрода. Еще одной причиной пропадания сигнала ионизации может являться уменьшение сопротивления между ионизационным электродом и корпусом запальника, которое чаще всего происходит из-за оседания токопроводящей пыли на запальное устройство.

Автомат горения часто выполняет не только функцию контроля наличия пламени – на нем строиться вся автоматика управления розжигом горелки, как, например, это реализовано в автомате горения ASL50P фирмы Hegwein.

Ионизационный электрод крепиться к корпусу запальника через керамическую изолирующую втулку и соединяется с входом автомата горения экранированным одножильным кабелем. Если ионизационный электрод используется еще и в качестве запального, то с запальным трансформатором он соединяется специальным высоковольтным кабелем, например, ПВ-1. Изолирующая втулка изготавливается из керамики с большим содержанием Al2O3, которая характеризуется высокой механической прочностью, температурной стойкостью и электрической прочностью до 18 кВ . Ионизационный электрод изготавливается канталя – металлического сплава устойчивого к высоким температурам и электрохимической коррозии

Установки постоянно работающие при температурах свыше 800°С (мартеновские печи, например) могут и не оснащаться системами контроля наличия факела. Это связано с тем, что температура воспламенения газа находиться в пределах 645 – 750°С. Таким образом, в случае отрыва факела исходящий из сопла горелки газ воспламениться от разогретой кладки внутреннего пространства теплового агрегата. Очень часто перед соплом горелки выкладывают специальный горелочный камень – он воспламеняет поток газа и стабилизирует горение.

В котлоагрегатах, при сжигании газа или жидкого топлива, пламя в зоне горения не всегда отличается устойчивостью: в некоторых ситуациях может произойти его отрыв, что создает угрозу взрыва в топке. Поэтому котельное оборудование в обязательном порядке оснащается системой контроля пламени.

Однако, присутствующие на рынке современные системы обнаружения пламени обладают рядом недостатков, в частности, такими, как: конечная надежность и достоверность обнаружения пламени или его отсутствия, низкая селективность, чувствительность к посторонним засветкам. Существенным фактором также является высокая стоимость некоторых приборов, что особенно актуально для объектов ЖКХ. Поэтому так важно в этой сфере появление недорогих, но отвечающих всем современным требованиям, приборов.

Датчики-реле контроля пламени АДП-01

Назначение датчика-реле контроля пламени АДП-01 (рисунок) - фиксировать наличие пламени в топке котла, а в случае его исчезновения - формировать сигнал для автоматики защиты.

Рисунок. Датчик-реле контроля пламени АДП-01.

В корпусе небольшого прибора (габаритные размеры датчика составляют 98x56 мм, вес - 125 г) находится печатная плата, на которой смонтированы электронные компоненты. На задней крышке корпуса расположены три светодиода, выходной разъем и переменный резистор, предназначенный для регулировки чувствительности прибора. На передней части корпуса находится чувствительный элемент.

Принцип действия основан на преобразовании излучения и пульсации пламени в электрический сигнал с помощью чувствительного элемента, который после обработки сравнивается с заданным пороговым уровнем. При превышении порога формируется выходной сигнал. Если сигнал больше порогового уровня, на датчике горит зеленый светодиод, если меньше - зажигается красный светодиод: это знак, что пламя отсутствует, а газ подается. Остальные светодиоды служат индикаторами интенсивности пламени.

Для подключения к системе автоматизации каждый датчик снабжен выходом одного из двух типов: это может быть открытый коллектор или контакты реле. Для предотвращения перегрева прибора и, соответственно, выхода его из строя, при установке дополнительно предлагается специальный фланец.

Датчики серии АДП-01 выпускаются уже несколько лет. К настоящему моменту в линейку входят 9 приборов, различающихся, в первую очередь, чувствительными элементами. Это оптические сенсоры (фотодиоды и фоторезисторы), ионизационный сенсор и последняя разработка - ультрафиолетовый сенсор.

Датчики пламени АДП-01.9 и АДП-01.10

Новые модификации датчиков пламени с чувствительным элементом, реагирующим на ультрафиолетовое излучение, были разработаны специально по просьбам проектировщиков и наладчиков, часто сталкивающихся с проблемами настройки режимов горения теплогенерирующего оборудования.

Дело в том, что оптические сигнализаторы пламени, которые имеют в качестве сенсора фотодиоды и фоторезисторы, оказались очень чувствительны к пульсации факела. В 90% случаев такой принцип действия себя оправдывает, однако иногда бывает, что факел гаснет, а оптический датчик все равно показывает наличие пламени, потому что он регистрирует ложные пульсации, оставшиеся из-за колебаний горячего воздуха или дымовых газов на фоне раскаленной стенки топки. При этом ультрафиолетовое излучение характерно только для процесса горения газа и полностью отсутствует у раскаленных элементов конструкции топки.

Кроме того, для котлов с тремя и более горелками одним из главных требований, предъявляемых к системе контроля пламени, является селективный (индивидуальный) контроль факела. Это означает, что датчик, смонтированный на одной горелке, не должен реагировать на возникновение, погасание или отрыв пламени на остальных горелках, поскольку может привести, как минимум, к хлопку газа в топке, а как максимум - к масштабной аварии котла или всей котельной.

Следует добавить, что стоимость этих приборов из линейки АДП-01 сегодня составляет немногим более 7 тыс. руб.

чувствительного

Может использоваться для газовых и жидкотопливных горелок, цвет пламени которых находится в диапазоне от голубого до красного.

Может использоваться для газовых и жидкотопливных горелок, цвет пламени которых находится в диапазоне от голубого до инфракрасного.

Предназначен для газовых горелок, центр спектра пламени которых лежит в области голубого цвета.

Реагирует на поток ультрафиолетового излучения, характерного только для процесса горения газа.

Не реагирует на внешние засветки и излучения раскаленных поверхностей топки.

В таблице приведены рекомендации по применению всех датчиков пламени серии АДП-01, на основании которой можно подобрать оптимальное оборудование. ?

Нагревательные приборы, работающие на природном газе: газовые плиты, водонагреватели, отопительные котлы и т.д. давно и прочно вошли в наш быт. Многие из них оснащены электрическими запальниками, а некоторые даже устройствами контроля пламени, но большинство газовых приборов мы зажигаем с помощью спички.

Автором статьи разработано несколько несложных схем электрического многоискрового поджига, которые монтируются на плате промышленного устройства и, в основном, используют те же элементы.

Схемы электроподжига на тиристоре

Первичная обмотка содержит 10 .. 20 витков провода ПЭВ-2 0.8, а вторичная наматывается проводом ПЭЛШО 0,07 и содержит несколько тысяч витков — до заполнения каркаса. Намотку ведут валиком от одного края каркаса до другого, чтобы высоковольтные выводы оказались по разные стороны каркаса.

Вторичную обмотку тщательно изолируют от первичной несколькими слоями вощённой бумаги, лавсановой или фторопластовой плёнки. Вся конструкция пропитывается церезином для улучшения изоляции.

Работа схемы

Схема работает следующим образом: при положительной полуволне сетевого напряжения ( вывод L) черед диод VD2 происходит заряд конденсатора С1, а при отрицательной полуволне через диод VD1 открывается симистор VS1 и разряжает конденсатор С1 на высоковольтный трансформатор, формирующий искру поджига. Процесс повторяется с частотой 50 Гц и на запальных электродах формируется мощный сноп искр, мгновенно поджигающий газ. При отсутствии указанных элементов схему можно изменить без ухудшения свойств. Смотрите ниже:

Второй Вариант схемы электроподжига на тиристоре

Схема электроподжига с использованием тиристоров по характеристикам почти не уступает схеме на симисторе, но содержит чуть большее количество элементов. В схеме также используется штатный высоковольтный трансформатор газовой плиты или самодельный, описанный выше.

Ещё один вариант схемы электроподжига приведён на рисунке ниже. По техническим характеристикам устройство аналогично схемам на симисторе и на тиристоре. В схеме также используется штатный высоковольтный трансформатор газовой плиты или самодельный, описанный на ранее.

Описание работы схемы

Схемы, имеющие иную конфигурацию, но аналогичные по характеристикам смотри ниже:

Схема работает следующим образом: при отрицательной полуволне сетевого напряжения ( вывод L) через диоды VD2 и VD4 происходит заряд конденсатора С1, а при положительной полуволне через диод VD1 открывается тиристор VS1 и разряжает конденсатор С1 на высоковольтный трансформатор, формирующий искру поджига. Диод VD3 служит для обеспечения протекания тока через управляющий электрод тиристора при положительной полуволне. Процесс повторяется с частотой 50 Гц и на запальных электродах формируется мощный сноп искр, мгновенно поджигающий газ.

Схема электроподжига на транзисторе и симисторе

Схемы, имеющие иную конфигурацию, но аналогичные по характеристикам смотри ниже:

На рисунке, ниже приведена ещё одна схема устройства электроподжига, в которой для формирования сигнала запуска тиристора используется транзистор структуры P-N-P . В схеме можно использовать любой маломощный p-n-p транзистор, имеющий коэффициент усиления более 100 и максимальный ток не менее 100 mA , например КТ209, КТ361, КТ3107 или импортный аналог. По техническим характеристикам устройство аналогично ранее описанным схемам на симисторе и на тиристоре. В схеме также используется штатный высоковольтный трансформатор газовой плиты или самодельный, описанный выше.

Схема работает следующим образом: при положительной полуволне сетевого напряжения ( вывод L) через диод VD3 происходит заряд накопительного конденсатора С2, а через резистор R2 и диод VD2 заряжается конденсатор С1. Стабилитрон VD1 ограничивает это напряжение на уровне 9 — 15 В. При отрицательной полуволне сетевого напряжения транзистор VT1 открывается током через резистор R2 и разряжает конденсатор С1 на управляющий электрод тиристора, который разряжает конденсатор С2 на высоковольтный трансформатор, формирующий искру поджига. Процесс повторяется с частотой 50 Гц и на запальных электродах формируется мощный сноп искр, мгновенно поджигающий газ. Схемы, имеющие иную конфигурацию, но аналогичные по характеристикам смотри ниже:

Схема поджига на динисторе

На рисунке ниже приведена ещё одна схема устройства электроподжига, в которой для формирования сигнала запуска тиристора используется динистор на напряжение включения 20 — 40 В. В схеме можно использовать любой маломощный p-n-p транзистор, имеющий коэффициент усиления более 100 и максимальный ток не менее 100 mA , например КТ209, КТ361, КТ3107 или импортный аналог. По техническим характеристикам устройство аналогично ранее описанным схемам на симисторе и на тиристоре. В схеме также используется штатный высоковольтный трансформатор газовой плиты или самодельный, описанный выше.

Устройства контроля погасания горелки для газовых приборов

Газовое оборудование значительно улучшает качество нашей жизни — это возможность приготовить пищу и обогреть жильё, но газ требует к себе повышенного внимания. При случайном погасании пламени конфорки газовой плиты или горелки отопительного котла — а это может случиться, когда конфорку заливает кипящая жидкость из кастрюли или пламя задуло сквозняком — газ может заполнить помещение и достаточно небольшой искры, чтобы случился взрыв. Этого не случится, если ваши газовые приборы оборудованы системой безопасности Gas Control, которая состоит из термоэлектрического датчика, располагаемого в пламени горелки и защитного электромагнитного клапана. При наличии пламени на горелке термоэлектрический датчик, а попросту термопара, вырабатывает небольшое напряжение, которое подаётся на катушку электромагнитного клапана и обеспечивает его удержание в открытом положении. При погасании пламени термопара остывает, ток прекращается и клапан отпускает, перекрывая газ. Некоторые модели газового оборудования содержат схемы автоматического повторного розжига горелки при её погасании, но после нескольких попыток такие схемы автоматически отключаются, т.к. такой авторозжиг может повлечь большие неприятности. Если газовая плита не оснащена заводской системой безопасности — изготовить её в домашних условиях вряд ли удастся. Можно только оснастить её системой контроля пламени с выдачей предупредительной сигнализации.

На основе этой схемы можно построить различные устройства контроля пламени и автоматической отсечки газа. Если в схему добавить триггер — можно автоматизировать запуск схемы сигнализации погасания пламени при первом его появлении. Добавив в схему таймер, можно автоматизировать начало отсчёта времени приготовления продукта или периодически включать напоминающий звуковой сигнал для забывчивых людей.

Так как в промышленности сейчас очень широко используются топки для создания разного рода материала, то очень важно следить за ее стабильной работой. Чтобы обеспечить это требование, нужно использовать датчик контроля пламени. Контролировать наличие позволяет определенный набор датчиков, основное предназначение которого – это обеспечение безопасной работы разного рода установок, сжигающих твердое, жидкое или газообразное топливо.

Описание прибора

Кроме того, что датчики контроля пламени занимаются обеспечением безопасной работы топки, они также принимают участие и при розжиге огня. Этот этап может осуществляться в автоматическом или же полуавтоматическом режиме. Во время работы в этом же режиме они следят за тем, чтобы топливо сгорало с соблюдением всех требуемых условий и защиты. Другими словами, постоянное функционирование, надежность, а также безопасность работы топочных печей полностью зависят от правильной и безотказной работы датчиков контроля пламени.

Методы контроля

На сегодняшний день разнообразие датчиков позволяет применять различные методы контроля. К примеру, чтобы контролировать процесс сжигания топлива, находящегося в жидком или газообразном состоянии, можно использовать методы прямого и косвенного контроля. К первому методу можно отнести такие способы, как ультразвуковой или же ионизационный. Что касается второго метода, то в данном случае датчики реле-контроля пламени будут контролировать немного другие величины – давление, разрежение и т.д. На основе полученных данных система будет делать вывод о том, подходит ли пламя под заданные критерии.

К примеру, в газовых нагревателях небольшого размера, а также в отопительных котлах отечественного образца используются приборы, которые основаны на фотоэлектрическом, ионизационном или же термометрическом методе контроля пламени.

Фотоэлектрический метод

На сегодняшний день наиболее часто применяется именно фотоэлектрический способ контроля. В таком случае приборы контроля пламени, в данном случае это фотодатчики, фиксируют степень видимого и невидимого излучения пламени. Другими словами, аппаратура фиксирует оптические свойства.

Что касается самих приборов, то они реагируют на изменение интенсивности поступаемого потока света, которое выделяет пламя. Датчики контроля пламени, в данном случае фотодатчики, будут отличаться друг от друга по такому параметру, как длина волны, получаемой от пламени. Очень важно учитывать данное свойство при выборе прибора, так как характеристика спектрального типа пламени сильно отличается в зависимости от того, какой тип топлива сжигается в топке. Во время сгорания топлива существует три спектра, в котором формируется излучение – это инфракрасный, ультрафиолетовый и видимый. Длина волны может быть от 0,8 до 800 мкм, если говорить об инфракрасном излучении. Видимая же волна может быть от 0,4 до 0,8 мкм. Что касается ультрафиолетового излучения, то в данном случае волна может иметь длину 0,28 – 0,04 мкм. Естественно, что в зависимости от выбранного спектра, фотодатчики также бывают инфракрасными, ультрафиолетовыми или датчиками светимости.

Однако у них есть серьезный недостаток, который кроется в том, что у приборов слишком низкий параметр селективности. Это особенно заметно, если котел обладает тремя или более горелками. В таком случае велик шанс возникновения ошибочного сигнала, что может привести к аварийным последствиям.

Метод ионизации

Вторым по популярности является метод ионизации. В данном случае основа метода – это наблюдение за электрическими свойствами пламени. Датчики контроля пламени в таком случае называют датчиками ионизации, а принцип их работы основан на том, что они фиксируют электрические характеристики пламени.

У данного метода есть довольно сильное преимущество, которое заключается в том, что метод практически не имеет инерции. Другими словами, если пламя гаснет, то процесс ионизации огня пропадает моментально, что позволяет автоматической системе тут же прекратить подачу газа к горелкам.

Надежность устройств

Надежность – это основное требование к данным приборам. Для того чтобы достичь максимальной эффективности работы, необходимо не только правильно подобрать оборудование, но еще и правильно его установить. В данном случае важно не только выбрать правильный метод монтажа, но и место крепления. Естественно, что любой тип датчиков обладает своими преимуществами и недостатками, однако если неверно выбрать место установки, к примеру, то вероятность возникновения ложного сигнала сильно увеличивается.

Если подвести итог, то можно сказать, что для максимальной надежности системы, а также для того, чтобы максимально сократить количество остановок котла по причине возникновения ошибочного сигнала, необходимо устанавливать несколько типов датчиков, которые будут использовать абсолютно разные методы контроля пламени. В таком случае надежность общей системы будет достаточно высокой.

Комбинированное устройство

Необходимость в максимальной надежности привела к тому, что были изобретены комбинированные датчики-реле контроля пламени Archives, к примеру. Основное отличие от обычного прибора в том, что устройство использует два принципиально разных метода регистрации – ионизационный и оптический.

Что касается работы оптической части, то в данном случае она выделяет и усиливает переменный сигнал, который характеризует протекающий процесс горения. Во время горения горелки пламя нестабильно и пульсирует, данные фиксируются встроенным фотодатчиком. Зафиксированный сигнал передается на микроконтроллер. Второй же датчик ионизационного типа, который может получать сигнал только при условии, что существует зона электропроводности между электродами. Данная зона может существовать лишь при наличии пламени.

Таким образом, получается, что устройство оперирует двумя разными способами контроля пламени.

Датчики маркировки СЛ-90

На сегодняшний день один из довольно универсальных фотодатчиков, который может регистрировать инфракрасное излучение пламени – это датчик-реле контроля пламени СЛ-90. Данное устройство обладает микропроцессором. В качестве основного рабочего элемента, то есть приемника излучения, выступает полупроводниковый инфракрасный диод.

Элементная база данного оборудования подобрана таким образом, чтобы устройство могло нормально функционировать при температуре от –40 до +80 градусов по Цельсию. Если использовать специальный охлаждающий фланец, то эксплуатировать датчик можно при температуре до +100 градусов по Цельсию.

Что касается выходного сигнала датчика контроля пламени СЛ-90-1Е, то это не только светодиодная индикация, но и контакты реле "сухого" типа. Максимальная коммутационная мощность данных контактов составляет 100 Вт. Наличие этих двух выходных систем позволяет использовать приспособление этого типа практически в любой системе управления автоматического типа.

Контроль горелки

Достаточно распространенными датчиками контроля пламени горелки стали приборы LAE 10, LFE10. Что касается первого прибора, то он применяется в системах, где используется жидкое топливо. Второй датчик более универсален и может применяться не только с жидким топливом, но и с газообразным.

Чаще всего оба эти устройства применяются в таких системах, как двойная система контроля горелок. Может успешно применяться в системах жидкотопливных воздуходувных газовых горелок.

Отличительной особенностью данных устройств стало то, что можно устанавливать их в любом положении, а также крепить непосредственно к самой горелке, на пульте управления или же на распределительном щите. При монтаже этих устройств очень важно правильно уложить электрические кабели, чтобы сигнал доходил до приемника без потерь или же искажений. Чтобы этого достичь, нужно укладывать кабели от этой системы отдельно от других электрических линий. Также нужно использовать отдельный кабель для этих датчиков контроля.

Центральным элементом газового котла следует считать горелку. Все остальные компоненты выстраиваются вокруг нее.

От того, как устроен данный узел, зависит многое, и в первую очередь – экономичность котла, поэтому владельцу автономной системы отопления следует хорошо разбираться в данном вопросе.

Хорошим помощником в этом важном деле послужит наш материал. Заодно посмотрим, как делается газовая горелка для котла своими руками.

Виды газовых горелок

До изучения классификации газовых горелок, следует четко уяснить их функцию. Вопреки расхожему мнению, горелка – это не просто сопло, через которое подается газообразное топливо.

В ее задачу входит подмес в это топливо воздуха, при этом конструкция изделия должна быть такой, чтобы горение образующейся газовоздушной смеси было устойчивым. По способу нагнетания воздуха в газовый поток газовые горелки для котлов отопления делятся на несколько разновидностей:

атмосферные;
наддувные (вентиляторные и турбированные);
диффузионно-кинетические.

Помимо этого, горелки могут быть:

Одноступенчатыми: такое устройство работает с постоянной мощностью. Поддержание температуры теплоносителя (или воздуха в комнатах) на заданной отметке обеспечивается своевременным розжигом или отключением горелки. При этом температура все время скачет в пределах некоторого диапазона, а горелка и другие элементы котла имеют сравнительно небольшой срок службы.
Двухступенчатыми: могут работать в двух режимах – номинальном и половинном. При незначительной нагрузке на отопительную систему (в период потепления) активируется половинный режим, обеспечивающий более ровную работу котла и меньший износ всех его компонентов, включая и саму горелку.
Модулированными: мощность устройства может регулироваться плавно от нуля до номинала. Благодаря этому, котел работает постоянно и в самом оптимальном режиме, вследствие чего его износ является минимальным.

Температура воздуха или теплоносителя (зависит от типа термостата) в модулированных горелках держится без каких-либо колебаний строго на заданной отметке, при этом расход топлива по сравнению с одноступенчатой горелкой сокращается на 20%.

Маркировка и типы регулировки пламени

Оборудование зачастую всегда маркируется. Это делается для того, чтобы знать, какие функции есть у данной горелки.

Краткое описание маркировок:

Регулировка пламени горелки

Чтобы котел работал более надёжно, к нему применяются горелки, которые имеют регулировку пламени.

Типы:

Одноступенчатые. Применяется один режим, в противном случае, если она включается и выключается автоматически, тогда срок эксплуатации уменьшается.
Двухступенчатые. Подобные горелки рассчитаны на работу в двух режимах. Они влияют на мощность пламени. Первая грань рассчитана на то, что котёл работает на полную мощность, а вторая снижает его работу на 50%.
Модулируемые. Устройства подобного типа значительно экономят топливо, и оно имеет больше функций, нежели предыдущие. Если горелку данного типа правильно настроить, то можно экономить до 20% топлива. Также они считаются более долговечными и эффективными.

Также надо внимательно изучить работу каждого из её вида, чтобы знать какая именно подходит для котла отопления, который будет обогревать частный дом.

Основные требования

Перечислим признаки качественной газовой горелки:

Топливо сгорает полностью: данное требование является очень важным, так как при неполном сгорании газа не только падает КПД отопителя, но и происходит загрязнение атмосферы оксидом азота и угарным газом.
Устройство имеет достаточно продолжительный срок службы.
Конструкция предельно проста, установка не вызывает затруднений.
Издаваемый горелкой шум не превышает допускаемых санитарными нормами значений.

Если горелка является комбинированной, то есть она способна работать с различными видами топлива, то перенастраиваться на тот или иной вид горючего она должна быстро и просто.

Атмосферные горелки

Горелка этого типа подсасывает воздух по принципу струйного насоса: газ пропускается через эжектор, где из-за большой скорости движения его давление падает (закон Бернулли); воздух засасывается в газовый поток за счет перепада давления. К сильным сторонам этого устройства можно отнести следующее:

Простоту конструкции.
Компактность.
Энергонезависимость.
Низкий уровень шума.
Низкую стоимость.
Возможность простого переоборудования твердотопливного котла под газовое топливо: атмосферную горелку нужно просто установить в камеру зольника.

Предел мощности для атмосферных горелок в среднем составляет 9 кВт (ориентировочное значение максимальной отапливаемой площади – 90 кв. м).

Вентиляторные

В таких устройствах воздух нагнетается вентилятором в том количестве, которое потребуется. Благодаря принудительной подаче кислорода удается выиграть в следующем:

Наддувная газовая горелка

Вентиляторные горелки стоят дороже атмосферных и более шумны в работе. Кроме того, они не могут работать без электричества, поэтому их приходится оснащать источниками бесперебойного питания.

Существует еще один тип горелок — диффузионно-кинетические. Такие устройства обычно можно видеть в мощных обогревателях промышленного уровня. Они сочетают в себе принципы атмосферной и наддувной горелок.

Если вам необходимо обогреть подсобку или дачу, необязательно покупать отопительный прибор. Можно изготовить простой обогреватель своими руками, сэкономив приличную сумму.

О характеристиках и типах комбинированных котлов читайте тут.

Устройство и принцип работы

Чтобы полностью сжечь газ и получить от него максимальное количество тепла, его следует перемешать с воздушной массой, имеющей определенное содержание кислорода, который является окислителем. Идеальная смесь в финале должна гореть почти бесцветным огнем с оттенком синего цвета и максимальной температурой. За весь этот процесс и будет отвечать горелка для газа. Если говорить о ее устройство, то его нельзя назвать сложным.

Любая горелка состоит из следующих элементов:

форсунки;
механизм розжига;
датчик, осуществляющий контроль за наличием пламени;
автоматическая система, отслеживающая показатели температуры.

Следует отметить, что современные конструкции должны соответствовать некоторым требованиям:

долгий период использования;
бесшумная работа;
полное перегорание газа.

В старых моделях котлов горелки использовались долго, поскольку тогда к качеству материалов и самим элементам предъявлялись довольно высокие требования. Сейчас многие технологии и материалы не используются, и качество горелок несколько упало. Специалисты рекомендуют покупать продукцию, которая выпускается известными компаниями, использующими качественные запчасти.

Если говорить о бесшумной работе, то это действительно важный момент. Многие помнят проточные нагреватели для воды советского производства, где шум пламени был велик. А модели, выпускаемые сейчас, работают довольно тихо.

При подборе котла необходимо обратить внимание на розжиг. Он должен осуществляться без хлопков и другого шума. Это очень важный момент, ведь отрегулировать его возможности нет. Поэтому, если горелка ведет себя именно таким образом, покупать ее не стоит. Также на уровень шума будет влиять конструкция сгорательной камеры.

Третий момент, о котором надо сказать – полное газосгорание. Это тоже важно и пренебрегать этим не стоит, ведь горелка должна сжигать газ в полном объеме с наименьшим выделением продуктов горения и иных соединений, в том числе угарного газа. На этот момент будут влиять и другие части газокотельного оборудования. Также необходимо обустроить хороший отвод газов с помощью дымохода с отличной тягой.

Суть работы горелок проста – топливо попадает внутрь через эжектор. Скорость подачи топлива будет очень высока и по данной причине формируется малое давление, что позволяет перемешать воздух с газом. По трубкам полученная смесь идет к отверстиям, благодаря которым оказывается в специальном топливнике, где поджигается с использованием электроподжига.

На что обращать внимание при выборе?

Если покупка устройства обусловлена желанием переоборудовать твердотопливный котел под газовое топливо, ее мощность должна значительно превосходить мощность топки.

Также необходимо учитывать совместимость котла и горелки.

Важное влияние на работу горелки оказывает характер движения газовоздушной смеси. По этому признаку эти устройства делятся на прямоточные и закрученные. Для последних характерным является более мощный поток воздуха.

Газовая горелка своими руками

Итак, рассмотрим, как делаются газовые горелки для котлов отопления своими руками. Самодельную газовую горелку для твердотопливного котла можно собрать на базе вентиля от кислородного баллона, например, ВК-74. Его выходной патрубок следует оснастить самодельным штуцером, который посредством резинотканевого шланга можно будет подключить к редуктору.

На входном патрубке, предназначенном для ввинчивания в баллон, нужно установить колпачок с отверстием для подключения жиклера. Последний может быть позаимствован у газовой плиты или паяльной лампы.

К колпачку необходимо приварить сопло – отрезок стальной трубы длиной 100 мм, толщина стенки которой составляет 2 мм.

Между колпачком и соплом должен остаться зазор в 15 мм, через который будет осуществляться забор воздуха, поэтому сначала к колпачку нужно приварить три отрезка толстой проволоки, а уже к ним – трубу-сопло.

Поджигается самодельная горелка в три приема:

Открываем кран на магистрали газоснабжения или на баллоне (в случае использования сжиженного газа).
Подносим к соплу спичку, зажигалку или горящий фитиль из бумаги.
Открываем вентиль.

Мощность данного устройства можно регулировать, закрывая или приоткрывая вентиль. Наиболее горячей является зелено-голубая часть пламени.

Настройка сопла состоит в том, чтобы расположить факел в его центре. Для этого несколько подгибают держатели из проволоки.

Если горелка нужна для работы, к ее соплу следует приварить наконечник, изогнутый под углом 45 градусов.

Как почистить?

Теперь поговорим о том, как осуществляется чистка газовой горелки, ведь она, как и любое другое оборудование, нуждается в уходе и обслуживании. Если брать законодательные нормы, то ими прямо запрещено осуществлять постороннее вмешательство в работу газового оборудования, по причине чего приходится обращаться к сертифицированным специалистам, которые имеют всю необходимую разрешительную документацию на проведение такого типа работ.

Однако очистку топки и горелки все же можно осуществить самостоятельно, но только на свой страх и риск.

Основными этапами проведения подобных работ будут:

перекрытие магистрали газа и отключение котла отопления от энергоснабжения;
демонтаж прибора;
очищение от нагара, который мог образоваться на зажигательных электродах;
проведение чистки камеры для топки;
замена фильтра на клапане газа.

После проведения процесса очистки, следует осуществить сборку прибора с наличием всех соответствующих зазоров, которые есть в техническом руководстве к устройству. После проведения сборки осуществляется настройка и регулировка. Все эти работы проводятся при помощи специального прибора – газоанализатора. Его устанавливают в дымоходе, и он исследует химсостав газов, которые являются отработанными.

В общем, как можно убедиться, в устройстве и подборе газовых горелок для котлов нет ничего сложного. При работе с ними следует помнить главное – неукоснительно соблюдать требования техники безопасности, а также нормы, изложенные в соответствующей нормативной документации. И не будет лишним обращаться к специалистам, если вы по каким-то причинам не уверены в том, что сможете произвести те или иные работы с ними четко и правильно.

О том, как усовершенствовать газовую горелку для котла своими руками, смотрите в следующем видео.

Особенности обслуживания

Обслуживание газовой горелки предполагает только одну операцию – ее чистку. Делать это следует ежегодно.
Выполнять данную процедуру самостоятельно пользователям не рекомендуют, так как она требует разборки котла и, соответственно, правильной его сборки. Обычно прочисткой горелок занимаются сервисные центры.

Накопившуюся грязь удаляют продувкой сжатым воздухом. К настройке его давления следует подходить с осторожностью: некоторые из современных горелок давление в 8 – 10 атм может повредить.

Чтобы прочистка горелки требовалась реже, на трубе подачи газа следует установить фильтр. Сделать это может только специалист из газового хозяйства, куда нужно обратиться с заявкой.

Знаете ли вы, что скромное напряжение 12 Вольт тоже может служить источником тепла? Соберите обогреватель 12 Вольт своими руками и проверьте сами — инструкция приложена в статье.

Для чего нужен инвертор для котла отопления и как его подключить, вы узнаете, прочитав эту информацию.

Настройка и чистка

На бытовом уровне часто встречается проблема незагорания горелки. Это проблема происходит из-за того, что поступает неочищенный газ. Эту проблему можно решить, установив фильтры, но это делают только коммунальные службы. Если это сделать, тогда придутся постоянно выполнять их замену, что по сути напоминает предыдущую проблему.

Чистить газовую горелку надо ежегодно. Эта процедура весьма затратная по времени, поскольку требуется разборка всех устройства отопления. Сама горелка продувается сжатым воздухом.

Читайте также: