Как работает горелка газовая котельная: принцип действия и устройство
Газовая котельная горелка работает по принципу принудительного смешивания топлива с воздухом с последующим воспламенением смеси в топочной камере котла. Устройство создаёт стабильный факел пламени, тепло которого передаётся теплоносителю — воде или пару. Современные горелки поддерживают КПД котельной на уровне 92–96% и автоматически регулируют мощность в зависимости от потребности в тепле.
Конструкция газовой горелки
Основу горелки составляют корпус с фланцем крепления, газовый коллектор с форсунками, вентилятор наддува и система автоматики. Газовый клапан-регулятор подаёт топливо под давлением 2–5 кПа для бытовых моделей и до 50 кПа для промышленных. Вентилятор нагнетает воздух в соотношении примерно 10 объёмов воздуха на 1 объём газа — это стехиометрическое соотношение для природного газа. Диффузор или завихритель придаёт воздушному потоку вращательное движение, которое улучшает смешение с газом и стабилизирует факел. Электрод розжига формирует искру с напряжением 10–15 кВ, а датчик пламени (ионизационный щуп или фотоэлемент) контролирует наличие огня и отключает подачу газа при его гашении.
Этапы розжига и работы
Перед розжигом горелка выполняет продувку: вентилятор несколько секунд прогоняет воздух через топку, удаляя остатки газа. Затем контроллер открывает газовый клапан и подаёт команду на электрод. Искра поджигает смесь, датчик подтверждает наличие пламени, и горелка переходит в рабочий режим. Если розжиг не произошёл за 3–5 секунд, автоматика закрывает клапан и выдаёт аварийный сигнал. В процессе работы горелка непрерывно корректирует соотношение газ/воздух по сигналам датчиков температуры и давления в системе.
Одноступенчатые, двухступенчатые и модулируемые горелки
Одноступенчатые горелки работают в режиме «включено/выключено» на фиксированной мощности. Они просты и дёшевы, но часто создают перепады температуры в системе. Двухступенчатые имеют два уровня мощности: на первой ступени котёл выходит на режим при 40–60% мощности, на второй переключается на 100%. Это снижает термические нагрузки на котёл и экономит газ. Модулируемые горелки плавно меняют мощность в диапазоне 10–100%, отслеживая температуру обратного трубопровода. Такие устройства применяются в котельных российских предприятий, где тепловая нагрузка существенно меняется в течение суток. Экономия газа по сравнению с одноступенчатым аналогом достигает 15–20%.
Системы безопасности и обслуживание
Горелка оснащена несколькими уровнями защиты. Реле минимального давления газа отключает устройство при падении давления в сети ниже порогового значения. Термостат предельной температуры блокирует розжиг при перегреве котла. Датчик контроля пламени срабатывает за 1–3 секунды при его гашении. Обслуживание горелки включает чистку форсунок от нагара каждые 500–1000 часов работы, проверку герметичности газовых соединений и калибровку датчика ионизации. В российских котельных плановое техническое обслуживание, как правило, проводят перед началом отопительного сезона и после его завершения. Срок службы качественной промышленной горелки составляет 15–25 лет при соблюдении регламентов.
