Classification des brûleurs à gaz pour chaudières. Classification des brûleurs et exigences de base pour ceux-ci
Un brûleur à gaz est un appareil qui assure une combustion stable du combustible gazeux et régule le processus de combustion.
Fonctions de base brûleurs :
· Alimentation en gaz et en air du front de combustion ;
· Mélange;
· Stabilisation du front de flamme ;
· Assurer l'intensité requise du processus de combustion du gaz.
Types de brûleurs à gaz
1. Brûleurs à diffusion.
2. Injection moyenne et basse pression.
3. Cinétique - avec alimentation en air forcé de basse et moyenne pression.
4. Brûleurs combinés gaz et fioul de basse et moyenne pression.
Tous les brûleurs doivent passer les tests d'État dans des centres de test spéciaux et avoir un « Certificat de conformité aux normes russes »
(Essais : Chakhty, région de Rostov, région de Sverdlovsk: "Centre de test de l'Oural pour les appareils à brûleur."
Brûleur à diffusion. La diffusion est le processus de pénétration spontanée d'une substance dans une autre.
Dans les brûleurs à diffusion, tout l'air nécessaire à la combustion du gaz est secondaire. Les brûleurs à diffusion ne sont pratiquement jamais utilisés nulle part. Un brûleur à diffusion est un tuyau comportant des trous pour la sortie du gaz ; la distance entre les trous est déterminée en tenant compte de la propagation de la flamme d'un trou à l'autre. Ce brûleur est alimenté en gaz propre sans mélange d'air. Les brûleurs sont de faible puissance et nécessitent un grand volume d'espace de combustion ou un apport d'air au foyer par un ventilateur.
Dans l'industrie, dans les anciennes usines, on utilise un brûleur à diffusion à fente inférieure, qui est un tuyauÆ 57 mm avec des trous percés sur 2 rangées.
Les avantages des brûleurs à diffusion incluent la simplicité de conception et la stabilité de la flamme.
Brûleur à injection. L'aspiration d'air due au vide créé par le flux de gaz qui s'échappe est appelée injection, ou l'aspiration d'air est réalisée grâce à l'énergie du flux de gaz. Les brûleurs à injection sont disponibles avec une injection d'air incomplète (50...60 %) et une injection complète.
Dans les brûleurs à injection, la combustion implique de l'air primaire (50...60 %) et de l'air secondaire provenant du volume du four. Ces brûleurs sont également appelés autorégulants (c'est-à-dire que plus l'alimentation en gaz est importante, plus l'air est aspiré).
Inconvénients de ces brûleurs : ils doivent stabiliser la flamme contre la séparation et la percée. Combustion - bruyante pendant le fonctionnement.
Avantages des brûleurs : simplicité de conception, fiabilité de fonctionnement, capacité de brûler complètement le gaz, capacité de fonctionner à basse et moyenne pression, alimentation en air utilisant l'énergie d'un flux de gaz, ce qui permet d'économiser de l'énergie électrique (ventilateur).
Les principales parties des brûleurs à injection sont :
· Régulateur d'air primaire (1);
· Buse (2);
· Mélangeur (3).
Le régulateur d'air primaire est un disque rotatif, une rondelle ou un registre qui régule l'alimentation en air primaire.
La buse sert à convertir l'énergie potentielle de la pression du gaz en énergie cinétique (vitesse), c'est-à-dire donner au flux de gaz une vitesse telle qu'il fournirait le débit d'air requis.
Le mélangeur de brûleur se compose de 3 parties :
· Injecteurs (4);
· Confus (5);
· Diffuseur (7).
Un vide est créé dans l'injecteur et une aspiration d'air primaire est créée.
La partie la plus étroite du brûleur est le mélangeur, dans lequel le mélange gaz-air est égalisé.
Dans le diffuseur, le mélange final du mélange gaz-air se produit et sa pression augmente en raison d'une diminution de la vitesse.
Brûleur à air pulsé. Il s'agit d'un brûleur cinétique ou à deux fils. L'air nécessaire à la combustion du gaz est poussé dans le brûleur par un ventilateur à 100 %, c'est-à-dire tout l'air est primaire. Le brûleur est efficace, haute puissance, ne nécessite pas un grand espace de combustion. Fonctionne à basse et moyenne pression de gaz, nécessite la stabilisation de la flamme depuis la séparation et la percée.
Le brûleur est doté d'un tourbillon d'air conçu pour mélanger complètement le gaz avec l'air à l'intérieur du brûleur.
Le brûleur possède un tunnel en céramique qui fait office de stabilisateur.
Brûleurs combinés gaz et fioul. En plus de la partie gaz, ces brûleurs disposent d'une buse de pulvérisation de combustible liquide. La combustion simultanée de combustible gazeux et liquide est autorisée pendant une courte période lors du passage d'un type de combustible à un autre.
La buse est une conception tuyau dans tuyau. Le combustible liquide est fourni par le tuyau central et l'air d'atomisation ou la vapeur est fourni par l'espace interannulaire.
Divisé en deux types principaux :
a) les générateurs de mélange gazeux à usage général, lorsqu'ils peuvent être installés sur la plupart des fours, fours et autres installations d'incendie ;
b) brûleurs usage spécial, lorsqu'ils sont installés uniquement dans une certaine conception d'un four ou d'une installation d'incendie et que leur installation sur d'autres structures est pratiquement exclue.
2. En fonction du pouvoir calorifique du produit gazeux de combustion, les brûleurs peuvent être divisés en types suivants :
- pour la combustion de gaz à faible pouvoir calorifique (Q* = 8 MJ/m3) ;
- pour la combustion de gaz avec un pouvoir calorifique moyen = 8-20 MJ/m3) ;
- pour la combustion de gaz à haut pouvoir calorifique ((?g = 20 MJ/m3).
3. Selon la méthode d'alimentation en air nécessaire à la combustion, les brûleurs peuvent être divisés en types suivants :
- la diffusion, lorsque l'air circule vers la flamme depuis l'atmosphère environnante ;
- injection, lorsque l'air est aspiré dans le brûleur ;
- soufflant, lorsque l’air est pompé dans le brûleur.
4. En fonction de la pression, les gaz entrant dans le brûleur peuvent être divisés en types suivants :
- basse pression (jusqu'à 0,005 MPa);
- moyenne pression (de 0,005 à 0,3 MPa) ;
- haute pression (supérieure à 0,3 MPa).
5. Les brûleurs à gaz peuvent être combinés s'ils ont la capacité de brûler un type de combustible supplémentaire.
60. Calcul des produits de combustion.
Composition des produits de combustion de 1 g mole de soufre selon la réaction S Oj SOj : oxygène 1 7 - 10 7 g-mol, azote 6 42 g-mol, dioxyde de soufre 1 g mol. Nous supposons une température d'explosion de 1800 K. La composition des produits de combustion est calculée séparément pour chaque composant du mélange puis résumée. La composition des produits de combustion, compte tenu de la dissociation, doit être déterminée dans le cas d'un équilibre chimique. Cette composition est appelée équilibre. Pour le calculer, il faut composer et résoudre un système d'équations d'équilibre chimique. D'un point de vue mathématique, il s'agira d'un système d'équations algébriques non linéaires, qui peut être constitué (selon le nombre de composantes prises en compte) de plusieurs dizaines d'équations. Un calcul complet et détaillé des produits de combustion dissociés est complexe et prend du temps. Actuellement, les calculs sont facilités par l'utilisation d'un ordinateur. La composition des produits de combustion dépend de la composition de la substance en combustion, des conditions dans lesquelles la combustion se produit et principalement de l'exhaustivité de la combustion. Les produits de combustion peuvent contenir de nombreuses substances inorganiques (carbone, azote, hydrogène, soufre, phosphore, etc.) et leurs oxydes, ainsi que des alcools, cétones, aldéhydes et autres. composés organiques. La fumée générée lors du processus de combustion est constituée de minuscules particules solides dont la taille varie de 0,01 à 1 micron. La composition des produits de combustion dépend de l'exhaustivité de la combustion du carburant. Lorsqu'il est complètement brûlé, comme mentionné ci-dessus, les produits de combustion sont constitués de dioxyde de carbone CO2, de dioxyde de soufre SO2, de vapeur d'eau HO, d'azote N2 et d'oxygène O2 non utilisés lors de la combustion, ce qu'on appelle l'excès d'oxygène. La composition des produits de combustion est déterminée à l'aide d'analyseurs de gaz. La composition des produits de combustion lors du fonctionnement de tels moteurs est déterminée par la composition des composants du carburant, la température de combustion et les processus de dissociation et de recombinaison des molécules. La quantité de produits de combustion dépend de la puissance (poussée) des systèmes de propulsion.
Le volume de produits de combustion dans un chemin de gaz fonctionnant sous vide est déterminé en tenant compte de l'augmentation de l'excès d'air le long du chemin. Les calculs sont effectués pour chaque conduit de gaz à la valeur moyenne du coefficient d'excès d'air qu'il contient, puisque tous les calculs de transfert de chaleur par convection sont effectués au débit de gaz moyen. Une augmentation du volume des produits de combustion entraîne une diminution de leur pression partielle. Cela affecte directement le transfert de chaleur par rayonnement des gaz triatomiques et de la vapeur d'eau.
Pendant la production terrassements Pour réparer les gazoducs, il est nécessaire de clôturer le chantier sur tout son périmètre, de jour, d'installer un panneau d'avertissement à 5 m de la clôture côté circulation, de nuit, de fixer un feu de signalisation à lentille rouge au clôture à une hauteur de 1,5 m, et éclairer la zone de travail ampoules ou des spots.
En plus des dispositions de base énumérées ci-dessus, lorsque vous effectuez des travaux liés à l'exploitation d'un gazoduc, vous devez : règles générales mesures de sécurité lors des travaux d'excavation, d'isolation, de soudure et de transport.
Ils sont à juste titre considérés comme les plus populaires parmi ces équipements. Leurs avantages sont assez évidents :
1. Le gaz est disponible : le prix de ce carburant est acceptable s'il existe un gazoduc, sa livraison ne pose aucun problème ;
2. Tous les types de brûleurs à gaz sont plus simples et plus fiables à utiliser que, par exemple, les brûleurs à fioul ou à combustible liquide.
3. Large plage de puissance : Il existe des types de brûleurs à gaz qui répondent pleinement aux besoins des grands entreprises industrielles, ainsi que des modèles adaptés à un usage domestique.
4. De nombreux modèles de brûleurs à gaz sont équipés de systèmes modernes, automatisant leur travail. Cela vous permet d'obtenir un maximum de confort, de sécurité et un fonctionnement sans problème.
Pour travailler efficacement, vous devez prendre en compte plusieurs paramètres de base lors du choix. La classification de cet équipement vous aide à naviguer dans le large assortiment.
Par domaine d'application
Classification des brûleurs à gaz selon le domaine d'application :
1. Brûleurs spéciaux conçus pour être utilisés dans des fours d'une conception spécifique. De tels modèles ne peuvent pas être utilisés avec d’autres types de systèmes de tir.
2. Appareils universels pouvant être installés sur la plupart des types de foyers et de poêles.
Selon le mode de formation du mélange carburé
Le gaz n'est pas brûlé forme pure. Il est inclus dans le mélange carburé dont le deuxième composant est l'air. Un mélange de carburant peut se former de diverses manières. À cet égard, il existe trois principaux types de brûleurs à gaz :
1. Souffleurs. Dans les brûleurs de ce type, l'air est fourni par air pulsé.
2. Injection. L'air est fourni par aspiration.
3. Diffusion. L’air de ces brûleurs s’écoule naturellement vers la flamme depuis l’environnement.
Les brûleurs à injection font généralement partie de la chaudière elle-même, tandis que les brûleurs à ventilation sont généralement achetés comme équipement séparé. Le chalumeau permet un travail assez précis et précis ajustement en douceur puissance de travail. Grâce à cela, il devient possible d'augmenter l'efficacité des équipements grâce à l'utilisation rationnelle du gaz. Fonctionner en mode optimal vous permet d'économiser du carburant et également de réduire les émissions en environnement dioxyde de carbone. Le seul inconvénient d’un brûleur de type soufflant est le bruit de fonctionnement plus élevé.
Les brûleurs à gaz soufflé diffèrent par le type d'alimentation en air et la méthode de formation du mélange combustible :
1. Alimentation en air forcé et pré-mélange complet.
2. Alimentation forcée et prémélange partiel.
3. Alimentation en air forcé sans pré-mélange.
Afin d'augmenter l'intensité de la formation d'un mélange air-gaz inflammable, diverses technologies de mélange sont utilisées dans les installations : alimentation en gaz sous forme de filets minces dirigés obliquement par rapport au flux d'air ; division en plusieurs petits ruisseaux dans lesquels s'effectue le mélange ; des flux de gaz et d'air tourbillonnants à l'aide de divers dispositifs intégrés.
L'apport d'air artificiel permet d'augmenter l'intensité de la combustion du mélange carburé. Ainsi, le choix d'un brûleur à gaz à alimentation forcée en combustible permet d'obtenir une plus grande puissance.
Classification des brûleurs à gaz selon le pouvoir calorifique du combustible brûlé :
1. Brûleurs à gaz riches en calories. La chaleur minimale de combustion du gaz est de 20 MJ/m3. De tels brûleurs sont conçus pour brûler des gaz de pétrole naturels et associés.
2. Brûleurs de calories moyens. La chaleur de combustion du combustible dans ce type de brûleurs à gaz est comprise entre 8 et 20 MJ/m3 (gaz de cokerie).
3. Brûleurs à gaz hypocaloriques. Ce type est utilisé pour brûler des gaz ayant un pouvoir calorifique inférieur à 8 MJ/m3 (gaz de générateur et de haut fourneau).
Types de brûleurs à gaz par surpression :
1. Haute pression (plus de 30 kPa).
2. Moyenne pression (de 5 à 30 kPa).
3. Basse pression (jusqu'à 5 kPa).
Les plus courants sont les brûleurs basse et moyenne pression. Les brûleurs à haute pression sont souvent utilisés pour brûler des gaz à faible teneur en calories.
Par localisation de flamme :
1. Dans une torche gratuite.
2. Dans une masse réfractaire perforée, poreuse ou granulaire.
3. Dans une chambre de combustion ou un tunnel ignifuge.
4. Sur une surface ignifuge.
Les brûleurs qui brûlent un mélange combustible dans une flamme libre ou dans un tunnel résistant au feu sont utilisés dans les chaudières pour chauffer le liquide de refroidissement (eau, air, etc.). Modèles qui brûlent du gaz masse poreuse ou sur une surface résistante au feu, utilisée pour le chauffage par rayonnement infrarouge.
Le classement permet même aux non-spécialistes de s'y retrouver dans la diversité de ces équipements. Alors comment choisir un brûleur à gaz, demandez-vous ? Vous devez choisir l'option qui combine de manière optimale toutes les caractéristiques nécessaires. Il est important de prendre en compte les conditions dans lesquelles l'équipement est destiné à être utilisé et les charges auxquelles il doit résister. Un brûleur correctement sélectionné peut fonctionner efficacement pendant longtemps dans les applications domestiques et industrielles.
Dans la littérature, les brûleurs à gaz sont classés selon : a) la chaleur de combustion du gaz ; b) pression du gaz dans le réseau ; c) le but ; d) méthode de combustion du gaz ; e) méthode d'alimentation en air ; e) caractéristiques de conception, etc.
Brûleurs à diffusion. Ils disposent de tout l'air nécessaire circulant vers la flamme depuis l'atmosphère environnante. Ces brûleurs sont insensibles aux fluctuations de la pression du gaz, ont une large plage de réglage, mais nécessitent un volume important de chambre de combustion
J'ai terminé le processus de combustion. Ceci s'explique par le faible taux de mélange du gaz avec l'air, ce qui entraîne une augmentation de la longueur de la torche. Pour les gaz à haute chaleur de combustion qui nécessitent une combustion complète grandes quantités air, de tels brûleurs sont rarement utilisés.
2 A. s. Isserlin
Brûleurs d'inspection. La formation du mélange gaz-air se produit partiellement ou totalement à l'intérieur du brûleur lui-même, ils sont donc divisés en brûleurs à mélange partiel et complet. Avec les brûleurs full-mix, la combustion s'effectue dans un volume minimum. Dans les brûleurs à mélange partiel, seule une partie de l'air nécessaire à la combustion entre à l'intérieur du brûleur sous forme d'air primaire, et le reste de l'air (secondaire) entre dans le brûleur depuis l'extérieur. Dans ce cas, le processus de mélange est retardé et la torche devient plus longue. L'apport d'air et la formation d'un mélange gaz-air dans les brûleurs à injection se font par aspiration (éjection) d'air due à l'énergie du flux de gaz.
Un brûleur à injection (Fig. 3) se compose de quatre parties principales : une buse de gaz, un mélangeur, une buse de brûleur et un régulateur d'air primaire.
Ajutage appelé trou calibré à travers lequel le gaz combustible est fourni au brûleur. Il effectue deux tâches : il fait passer une certaine quantité de gaz dans le brûleur et convertit l'énergie potentielle du gaz en énergie cinétique du jet de gaz, et la vitesse d'écoulement du gaz depuis la buse est assez importante. Ainsi, la perte de charge dans la buse est de 150 mm d'eau. Art. crée une vitesse de jet d'environ 50 m/sec.
La principale dimension caractérisant la buse est son diamètre. Le diamètre de la buse doit correspondre strictement aux données calculées, car les performances du brûleur et sa capacité d'injection en dépendent. La buse donne au flux une certaine forme et direction.
Mixer Le brûleur est utilisé pour mélanger le gaz avec l'air, c'est-à-dire obtenir un mélange gaz-air homogène et égaliser la vitesse sur toute la section transversale du brûleur. Les mélangeurs, selon le type de brûleur, sont réalisés soit sous la forme d'un système constitué d'un injecteur, d'un col cylindrique et d'un diffuseur, soit sous la forme d'un tuyau cylindrique.
La partie expansible de l'injecteur fait face à la buse. Lorsque le gaz s'écoule de la buse à grande vitesse, un vide est créé dans l'injecteur, grâce auquel l'air est aspiré de l'atmosphère environnante. Mélanger l'air entrant dans le brûleur
Il s'écoule avec du gaz, tandis que la vitesse sur la section transversale de l'injecteur est répartie de manière très inégale.
Pour égaliser le débit du mélange gaz-air sur la section transversale, la partie cylindrique centrale du mélangeur, la gorge, est utilisée. C'est sa partie la plus étroite. Le diamètre de la gorge est un facteur important pour les brûleurs à injection. Le rapport entre le diamètre du col et le diamètre de la buse détermine le coefficient d'injection du brûleur, c'est-à-dire la quantité d'air aspirée à travers le mélangeur. Si, par exemple, le coefficient d'éjection UN est égal à 8,0, cela signifie que pour chaque mètre cube de gaz que le brûleur éjecte
8,0 m3 d'air. Par conséquent, le coefficient d'excès d'air sera déterminé comme le rapport du coefficient d'éjection à la quantité d'air théoriquement nécessaire à la combustion, soit
Le diffuseur sert à convertir une partie de la pression d'écoulement à grande vitesse en pression statique, nécessaire pour vaincre la résistance ultérieure du brûleur. Dans le diffuseur, le mélange du gaz avec l'air se termine et à la sortie de celui-ci, une égalisation complète des concentrations sur toute la section transversale est observée.
Buses Le brûleur est conçu pour produire un mélange gaz-air et peut avoir forme différente. Il est souvent structurellement combiné avec un stabilisateur (par exemple, dans un stabilisateur à plaque ou en anneau). Parfois, le brûleur est fixé avec une buse à un appareil à gaz ou à une chambre de combustion.
Régulateur d'air primaire sert à réguler la quantité d'air entrant dans le brûleur. Le plus souvent, il est réalisé sous la forme d'une rondelle ou d'un registre de réglage de l'air. Parfois, il est structurellement combiné avec un dispositif de suppression du bruit (par exemple, pour les brûleurs à injection moyenne pression avec stabilisateurs à plaques conçus par Mosgazproekt).
Les brûleurs à injection à mélange complet sont généralement conçus pour fonctionner avec un taux d'excès d'air de 1,05 à 1,15. Dans les brûleurs à injection à mélange partiel, le coefficient d'excès d'air primaire est compris entre 0,3 et 0,6.
Dans les brûleurs à injection à mélange complet, il est possible de brûler la totalité du mélange gaz-air sur des surfaces réfractaires qui, lorsqu'elles sont chauffées, produisent un rayonnement thermique concentré. Ce type de brûleurs à injection est appelé brûleurs infrarouges.
Brûleurs à air pulsé. Tout l'air nécessaire à la combustion est pompé par un ventilateur. Ces brûleurs sont souvent également appelés brûleurs à deux fils. Sur la fig. La figure 4 montre des schémas des brûleurs à air pulsé les plus courants. Brûleur sur la fig. 4a présente une alimentation périphérique en gaz, c'est-à-dire que le gaz est amené sous forme de jets dans le flux d'air transversal. en route
relais sur la fig. 4, B Il y a une alimentation centrale en gaz pour le flux d'air.
Dans les brûleurs à alimentation en air forcé, diverses techniques de conception sont utilisées pour mieux mélanger le gaz avec l'air. Par exemple, vous pouvez tordre le flux d'air dans des dispositifs spéciaux, diviser le flux de gaz en petits jets ou fournir du gaz selon un angle par rapport au flux d'air.
Selon la conception du brûleur, tout l'air peut être fourni comme air primaire, ou une partie comme primaire et une partie comme secondaire.
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Fig. 4. Schéma de principe d'un brûleur à alimentation en air forcé. a - périphérique ; b - alimentation centrale en gaz.
Brûleurs combinés. Ils peuvent brûler alternativement plusieurs types de combustibles. Il existe des brûleurs conçus pour brûler trois types de combustibles. Certaines conceptions de brûleurs combinés permettent la combustion simultanée de deux types de combustible. Les brûleurs à gaz poussiéreux et à gazole sont devenus plus répandus.
En raison du manque de données réglementaires sur les brûleurs à gaz, leur qualité doit être évaluée selon certaines exigences, qui se résument aux suivantes :
1) les brûleurs doivent assurer une combustion complète du gaz avec un excès d'air minimal ;
2) les brûleurs doivent fonctionner de manière stable (sans séparation de flamme ni contournement) dans plage requise changements dans les charges thermiques ;
3) la conception et la disposition du brûleur doivent protéger complètement ses pièces de la surchauffe et des brûlures ;
4) les pertes de pression dans le brûleur le long des trajets d'air et de gaz (pour basse pression) doivent être minimes ;
5) lorsque le brûleur fonctionne avec deux types de combustibles, les deux combustibles, lorsqu'ils sont brûlés séparément, doivent être utilisés au maximum
efficacité, et le passage d'un carburant à un autre s'effectue en peu de temps ;
6) les brûleurs doivent être faciles à fabriquer, fiables et sûrs à utiliser, pratiques à réparer et à inspecter.
La classification existante des brûleurs à gaz pour chaudières de chauffage prend en compte le principe de fonctionnement, d'alimentation en air et de formation d'un chalumeau. La conception du dispositif de brûleur détermine la puissance de la chaudière, principale et fonctionnalités supplémentaires, type de carburant autorisé.
Types et types de brûleurs de chaudières à gaz
Dans une chaudière à gaz, il est préférable d'utiliser le brûleur spécifié par le fabricant dans la notice d'utilisation. L'échangeur de chaleur, conception de l'équipement de la chaudière, est développé en tenant compte du type de dispositif de brûleur installé.Selon leur destination, il existe deux types de brûleurs à gaz :
- Appareils à brûleur à usage domestique - capacité limitée à 120 kW. Le plus souvent, les brûleurs atmosphériques pour chaudières à gaz, fonctionnement et service qui sont associés à quantité minimale problèmes.
Manque d'appareils - consommation élevée combustible et exigences élevées associées à l'installation d'équipements de chaudière.
Dans les modèles modernes, les brûleurs à gaz à ventilateur sont de plus en plus utilisés, utilisés au gaz chaudières domestiques, avec une chambre de combustion fermée. - Brûleurs à gaz pour chaudières industrielles de grande puissance. Dans les équipements de chauffage industriel, des brûleurs à ventilateur d'injection (soufflés) sont installés. Les performances varient de 120 à 250 kW.
- Pour le gaz naturel.
- Pour gaz liquéfié.
La différence entre les équipements réside dans le diamètre des injecteurs de gaz et la pression du gaz de fonctionnement. Les chaudières domestiques de fabricants européens renommés installent souvent des brûleurs universels qui peuvent être rapidement convertis pour utiliser du gaz naturel et liquéfié.
La classification principale est liée au principe de fonctionnement des dispositifs de brûleur : la production d'un mélange combustible gaz-air, l'alimentation en gaz de la chambre de combustion et d'autres caractéristiques.
Brûleurs gaz à chaleur tournante (soufflés)
Le dispositif de brûleur soufflant a une conception complexe, comprenant un ventilateur ou une turbine intégré. Le mélange gaz-air est préparé dans des proportions précises, grâce à une injection d'air forcée et contrôlée.Une chaudière à gaz avec brûleur à air pulsé est économique et très efficace.
Le dispositif de brûleur soufflant présente les caractéristiques suivantes :
- Domaine d'application – brûleurs soufflants, installés dans des chaudières à chambre de combustion fermée : basse température chaudières à gaz modèles à condensation et turbocompressés.
- Performances - il y a quelques décennies à peine, les brûleurs à gaz à ventilateur étaient installés exclusivement pour les chaudières de grande puissance. Depuis, il y a eu modèles de ménageéquipement de chauffage dont le fonctionnement est associé à l'alimentation en air forcé et à l'évacuation des produits de combustion.
Les chaudières de faible puissance avec brûleurs à gaz ventilés sont conçues pour être raccordées aux systèmes de chauffage par radiateurs et aux planchers chauffants. - Principe de fonctionnement - il existe trois modifications fondamentales des dispositifs de brûleur, différant par le principe de production du mélange gaz-air. Le mélange de gaz et d'air se produit directement pendant le processus de combustion ou avant d'entrer dans les buses.
Dans certains modèles modernes de chaudières équipées d'un brûleur à air pulsé, le mélange gaz-air est réalisé avec un mélange partiel uniforme dans une chambre spéciale et sur le dispositif du brûleur. - L'élimination des produits de combustion du brûleur soufflant est effectuée de force. Un ventilateur supplémentaire (turbine) est intégré au système de désenfumage. Les caractéristiques de conception (présence de deux turbines) affectent les caractéristiques sonores du brûleur.
Pendant le fonctionnement, un bourdonnement uniforme est produit. Le ventilateur fait tellement de bruit qu'une insonorisation supplémentaire de la pièce utilisée comme chaufferie sera nécessaire.
Dans les chaudières à condensation, une protection contre le bruit est prévue. Le boîtier insonorisé réduit l'intensité des nuisances sonores. - Automatisation - le brûleur soufflant est connecté à l'automatisation de la chaudière. Le contrôleur à microprocesseur lit les informations provenant de différents capteurs : pression du gaz, air entrant et gaz d'échappement, température au niveau de la buse du brûleur. L'unité de commande modifie automatiquement les performances du dispositif de brûleur, en se concentrant sur les paramètres obtenus.
Si nécessaire, une fonction est prévue choix indépendant mode de fonctionnement. Ainsi, vous pouvez réduire l’intensité du bruit en réglant la vitesse du ventilateur à un minimum acceptable.
Les dispositifs de brûleurs à soufflet ont éliminé la principale cause de séparation de la flamme du brûleur, souvent rencontrée dans les chaudières atmosphériques, en raison d'une forte augmentation de la pression dans la canalisation. L'intensité de la combustion change en fonction des paramètres de fonctionnement en mode automatique.
Brûleurs à diffusion pour la combustion du gaz
Le principe de fonctionnement d'un brûleur à diffusion est associé à l'apport d'air séparé directement dans la chambre de combustion et au pré-mélange partiel du mélange gaz-air. Les caractéristiques de fonctionnement permettent d'augmenter et de stabiliser la pression du gaz devant le brûleur et d'obtenir une flamme stable même lorsque les paramètres de fonctionnement sont réduits.Les brûleurs à diffusion sont peu utilisés et sont principalement installés dans les chaudières type industriel haute puissance. Dans les chaudières domestiques, on ne trouve pas de dispositifs à brûleur à cinétique diffuse.
Brûleurs à gaz à injection (injection)
Les brûleurs à injection sont principalement installés dans les chaudières de chauffage domestique. Le nom est lié au principe de fonctionnement utilisé.La production d'un mélange gaz-air se déroule en plusieurs étapes :
- Le dispositif d'un brûleur à gaz à injection est constitué de plusieurs tiges creuses à travers lesquelles du gaz est fourni sous pression, sur lesquelles sont placés des injecteurs. Le système est connecté à la conduite de gaz.
- Le gaz, sous pression, passant par les buses, injecte de l'air dans la chambre de combustion, produisant un mélange gaz-air. Le gaz est brûlé sous forme de petites flammes. Pour cette raison, les brûleurs à injection sont également appelés brûleurs torchères ou micro-torches.
La température du noyau de la flamme reste stable, quels que soient les facteurs externes et l'échauffement du liquide de refroidissement, ce qui entraîne souvent une consommation excessive de carburant. Par rapport aux appareils à brûleur soufflant, les modèles à injection brûlent 15 à 20 % de gaz en plus.
Classification des brûleurs à gaz par type de réglage
En plus du principe de fonctionnement, les brûleurs à gaz pour chaudières de chauffage sont classés selon le type de réglage et les caractéristiques de conception. Les paramètres de fonctionnement affectent l'efficacité thermique, l'économie et la fiabilité.À l'heure actuelle, quatre modifications principales des dispositifs de brûleur sont fabriquées :
- Une seule étape.
- En deux étapes.
- Deux étages avec modulation douce.
- Modulé.
Brûleurs à un étage
Dans la plupart des cas, il s’agit de brûleurs à gaz atmosphériques pour chaudières de chauffage domestique. Le principe de fonctionnement est d'allumer et d'éteindre alternativement le dispositif brûleur. La fréquence d'allumage du brûleur dépend de la vitesse de refroidissement du liquide de refroidissement et du mode de fonctionnement réglé à l'aide d'un thermostat mécanique.Principales caractéristiques des brûleurs à un étage :
- Fonctionne quelle que soit l’alimentation électrique– la régulation du mode de fonctionnement s'effectue à l'aide d'un thermocouple, lorsqu'il est chauffé, produisant une tension à faible potentiel suffisante pour assurer le fonctionnement de l'appareil.
- Consommation de gaz plus élevée– une caractéristique du fonctionnement des chaudières avec brûleurs à gaz atmosphériques est la nécessité d'une combustion constante de l'allumeur. La flamme de la veilleuse agit sur le thermocouple. Lorsqu'il s'estompe, l'alimentation en gaz est coupée. À partir du feu de l'allumeur, le brûleur principal s'allume lorsque le liquide de refroidissement refroidit.
Une certaine quantité de gaz est dépensée pour maintenir le fonctionnement de l'allumeur. Une surconsommation est également constatée en raison du manque de réglage précis de la température de fonctionnement. - Fiabilité – les brûleurs à gaz non volatils ont conception simple, dans lequel il n'y a pratiquement rien à casser. Pour cette raison, les appareils tombent rarement en panne et durent toute la durée de vie déclarée par le fabricant.
- Allumage - l'allumeur est allumé par un élément piézoélectrique ou manuellement, à l'aide d'allumettes, à travers une trappe spéciale dans le corps de la chaudière.
Des chaudières équipées de brûleurs atmosphériques à un étage sont installées dans les zones où se produisent régulièrement des pannes de courant.
Brûleurs à deux allures
Types de brûleurs à gaz à deux allures, adaptés aux chaudières domestiques avec réglage précis du débit de gaz minimum et maximum. Le nom suggère que l'appareil fonctionne selon deux modes définis par le fabricant, généralement à 30 % et 100 % de la puissance nominale.Le principe de fonctionnement d'un brûleur à deux allures est le suivant :
- La combustion se produit en continu. L'allumeur est manquant.
- Le liquide de refroidissement est chauffé à 100 % de sa puissance. Après avoir atteint la température réglée, le brûleur ne s'éteint pas complètement, comme dans le cas d'un analogue à un étage, mais passe en mode maintien du chauffage. La productivité du dispositif brûleur est réduite à 30 ou 40 %.
- Le passage d'un mode à un autre est contrôlé automatiquement, sur la base d'un contrôleur à microprocesseur.
Brûleurs lisses à deux allures
Le principe de fonctionnement des appareils à commutation douce est identique à celui des brûleurs à deux allures. La seule différence est que la commutation s'effectue sans à-coups brusques, ce qui entraîne les avantages suivants :- Contrôle précis et efficace de la température de chauffage du liquide de refroidissement.
- Efficacité de la combustion du carburant.
- Polyvalence - brûleurs à gaz lisses à deux allures, adaptés aux chaudières de chauffage fonctionnant au gaz liquéfié. Après un rééquipement mineur, il est possible de raccorder le générateur de chaleur à une installation de réservoir ou de bouteille de gaz.
- Dépendance à l'électricité - un brûleur à gaz dépendant de l'énergie avec deux modes de fonctionnement, ne fonctionne que s'il existe une tension stable dans le réseau.
Le nombre d'étages indique le nombre de modes de fonctionnement du dispositif brûleur. Les modèles à un étage fonctionnent uniquement à pleine puissance, les modèles à deux étages alternent à 30 % et 100 % de performance.
Brûleurs modulants
Les brûleurs les plus économiques sont modulants. Plage de fonctionnement, de 10 à 100%. La réduction ou l'augmentation de la puissance du brûleur s'effectue en mode entièrement automatique. Le travail est contrôlé par un automatisation à microprocesseur, qui lit les lectures de divers capteurs et sélectionne le mode optimal en fonction des informations reçues.L'accumulation de suie sur le brûleur est pratiquement éliminée. L'automatisation régule l'alimentation en air et en gaz du brûleur, en sélectionnant un rapport de mélange gaz-air qui garantirait la combustion la plus complète du combustible.
Le brûleur à gaz modulant fonctionne comme un appareil autonome doté d'une large gamme de capacités. La combustion s'effectue en mode constant. Aucun allumeur requis.
Les brûleurs à gaz modulants à plusieurs étages ont plusieurs caractéristiques et paramètres de fonctionnement qui affectent les caractéristiques thermiques :
- Contrôle automatique des brûleurs modulants- en pratique, c'est un mini ordinateur qui calcule la puissance optimale en fonction des informations reçues. L'automatisme est connecté simultanément au capteur de pression de gaz sur le brûleur, aux capteurs de température ambiante, à la turbine de pompage d'air, etc.
La modulation du brûleur s'effectue en mode entièrement automatique. Pour que l'automatisation fonctionne, un spécial logiciel fournie par le fabricant lors de l'achat de la chaudière. - Versatilité– une chaudière à gaz avec un brûleur modulant, initialement réglé sur des paramètres gaz naturel. Pour passer au gaz liquéfié, vous devrez apporter de petites modifications aux paramètres de fonctionnement, ce qui ne prendra pas plus de 10 à 15 minutes. Le dispositif de modulation s'adaptera automatiquement aux changements de pression du gaz sur le brûleur.
- Rentable – obtenu grâce à plusieurs fonctionnalités liées à la modulation. Le réglage du brûleur, effectué automatiquement, prend en compte simultanément tous les paramètres de fonctionnement : pression et échauffement du liquide de refroidissement, qualité du combustible, caractéristiques de la conduite et mode de chauffage spécifié. Pendant le processus de chauffage, une combustion du gaz presque à 100 % et l'utilisation la plus complète et la plus efficace de la chaleur générée sont assurées.
À l'heure actuelle, les brûleurs à modulation sont disponibles en types fermés et atmosphériques. Apparu appareils universels, capable de fonctionner au combustible liquide en plus du gaz naturel et en bouteille.
Comment choisir le bon brûleur à gaz pour votre chaudière
Choisir soi-même le bon brûleur, sans compétences particulières, est presque impossible. Avant de choisir, il vaut la peine de demander conseil à un spécialiste.Lors de la sélection, faites attention aux aspects et caractéristiques techniques suivants :
- Performance– la puissance de la chaudière de chauffage dépend de la puissance du brûleur. Pour cette raison, le dispositif de brûleur est choisi de puissance identique à celle de l'unité de chauffage.
- Caractéristiques sonores du brûleur– ce facteur est pris en compte lors de la sélection d'un appareil de soufflage. Pendant le fonctionnement, les ventilateurs génèrent un bruit de haute intensité. Compte tenu de cette caractéristique, les principaux fabricants européens ont équipé la conception du brûleur d'un boîtier insonorisé. Lors de la sélection, faites attention au facteur de bruit, le paramètre en dB est indiqué en documentation technique.
- Avantages et inconvénients– chaque appareil brûleur a ses propres avantages et inconvénients. Les brûleurs modulants sont coûteux et nécessitent des réglages initiaux précis, ce qui nécessite l'intervention d'un spécialiste. Les moteurs atmosphériques ont un prix attractif, mais pendant leur fonctionnement, ils consomment 15 à 20 % de carburant « bleu » en plus.
- Type d'équipement de chaudière– les chaudières murales sont équipées exclusivement de dispositifs de brûleur intégrés. Les modèles à chambre de combustion fermée sont équipés de brûleurs turbocompressés. Sur une chaudière au sol, vous pouvez installer soit un brûleur intégré, soit un brûleur monté (de puissance supérieure).
- Type de combustible – les brûleurs atmosphériques sont conçus pour brûler du gaz naturel. Pour utiliser du carburant provenant d’une bouteille de gaz, vous devrez apporter des modifications importantes. Lors de la modification, les buses des brûleurs à gaz sont changées (pour un mélange propane-butane, des injecteurs avec une section de trou plus petite sont nécessaires). L'automatisation est en outre ajustée à une faible pression de gaz.
Comme le montre la pratique, il n'est pas toujours possible de convertir des brûleurs à un étage. Si vous envisagez de raccorder une installation de bouteilles de gaz, il est préférable de choisir un brûleur à deux allures ou modulant. - Adaptation aux conditions d’approvisionnement en gaz domestique– un autre facteur important influençant le choix des équipements de chauffage. En « Occident », dans les pays de l’UE, la pression du gaz principal diffère considérablement des paramètres nationaux.
Il arrive souvent qu'après avoir branché un appareil, même de grandes marques, des dysfonctionnements soient observés : la flamme s'éteint du brûleur, l'automatisme produit constamment des erreurs et refuse de mettre la chaudière en mode de fonctionnement.
Après sélection en fonction des paramètres de fonctionnement et spécifications techniques, choisissez un module en fonction du fabricant et du coût.
Fabricants de brûleurs de chaudière
Les meilleurs brûleurs à gaz pour chaudières sont fabriqués par des entreprises allemandes. Les caractéristiques distinctives des produits restent une automatisation, une fiabilité et une qualité de fabrication maximales. Par ailleurs, on peut souligner l'efficacité obtenue grâce à la précision des réglages d'usine.Outre les entreprises allemandes, leurs produits sont proposés par des usines situées en Italie, en Russie, en Corée et dans d'autres pays :
- Brûleurs allemands– la meilleure option dont le seul inconvénient est le coût élevé des modules. Les produits sont fabriqués sous les marques suivantes :
- Buderus Logatop,
- Giersch Intercal (complet avec chaudières Buderus).
- Brûleurs italiens– une option moins chère par rapport aux analogues allemands. Leurs caractéristiques thermiques ne sont pratiquement pas inférieures. Les modules diffèrent par leurs fonctionnalités et leur automatisation. Les usines suivantes proposent des produits :
- Ferroli Soleil,
- Lamborghini,
- F.B.R. GAZ.
- Baltur,
- Ecoflam.
- Brûleurs à gaz pour chaudières de chauffage fabriqués en Russie– le principal avantage des appareils domestiques est leur simplicité quant à la qualité du carburant et aux subtilités de leur fonctionnement. Les produits sont fabriqués en toute adaptation et en tenant compte des caractéristiques de l'hiver russe. Les marques suivantes méritent une attention particulière :
- Téplodar,
- Don AGU-T-M.
- ACV BG (Belgique),
- De Dietrich G. (France),
- Elco (Finlande),
- Bentone (Suède),
- Kiturami (Corée).
Coût du brûleur à gaz
Les conceptions modernes de brûleurs à gaz automatiques pour les chaudières à eau domestiques sont plus chères en raison de l'utilisation d'un contrôle par microprocesseur. Le prix est affecté par les caractéristiques territoriales, les performances de l'appareil et les augmentations des taux de change.Plusieurs autres facteurs influencent le coût :
- Nuance d'acier pour la fabrication de brûleurs à gaz– Les fabricants européens utilisent des produits résistants à la chaleur acier inoxydable. Le matériau est durable, mais augmente le coût de production. Dans les modules domestiques, on trouve souvent de l'acier de construction, qui a une durée de vie plus courte, mais coûte également environ la moitié du prix.
- Production de brûleurs à gaz pour chaudières– fabriqués en Allemagne, ont un prix à partir de 50 000 roubles. Les analogues italiens coûteront 15 000 roubles. Les produits russes coûtent entre 8 000 et 10 000 roubles.
Un autre facteur influençant le coût de remplacement est le prix qui devra être payé pour l'installation et le réglage ultérieur du dispositif de brûleur. Un spécialiste de l'entreprise qui vend les brûleurs effectuera des réglages précis et ajustera la flamme pour garantir un pourcentage minimum de sous-combustion du gaz.
Pour les brûleurs atmosphériques à une allure, vous pouvez effectuer vous-même les réglages. L'alimentation en gaz est ajustée jusqu'à ce que la couleur de la flamme devienne bleue. Il ne sera pas possible de régler indépendamment les dispositifs de brûleur modulant sans une formation spécialisée appropriée.
Ai-je besoin d’une autorisation pour remplacer le brûleur ?
L'efficacité du remplacement d'un brûleur dans une chaudière à gaz dépend de nombreux composants et n'est pas toujours réussie. Les raisons en sont le simple non-respect des conditions de changement de dispositif de brûleur précisées par le constructeur de l'équipement de la chaudière.Pour remplacer le brûleur vous aurez besoin des documents suivants :
- Autorisation du fabricant - la documentation technique précise tous les types de dispositifs de brûleur compatibles avec la conception de la chaudière.
- Projet d'installation.
- Projet de tuyauterie gaz de la chaudière.