Classificazione dei bruciatori a gas per caldaie. Classificazione dei bruciatori e requisiti di base per essi
Un bruciatore a gas è un dispositivo che fornisce una combustione stabile di combustibile gassoso e regola il processo di combustione.
Funzioni di base bruciatori:
· Fornitura di gas e aria al fronte di combustione;
· Miscelazione;
· Stabilizzazione del fronte di fiamma;
· Garantire l'intensità richiesta del processo di combustione del gas.
Tipi di bruciatori a gas
1. Bruciatori a diffusione.
2. Iniezione a media e bassa pressione.
3. Cinetico - con alimentazione d'aria forzata di bassa e media pressione.
4. Bruciatori combinati gas e olio combustibile a bassa e media pressione.
Tutti i bruciatori devono superare i test statali in centri di prova speciali e avere un "Certificato di conformità agli standard russi"
(Test: Shakhty, regione di Rostov, Regione di Sverdlovsk: "Centro test Ural per dispositivi bruciatori."
Bruciatore a diffusione. La diffusione è il processo di penetrazione spontanea di una sostanza in un'altra.
Nei bruciatori a diffusione tutta l'aria necessaria alla combustione del gas è secondaria. I bruciatori a diffusione non vengono praticamente mai utilizzati da nessuna parte. Un bruciatore a diffusione è un tubo provvisto di fori per l'uscita del gas; la distanza tra i fori viene determinata tenendo conto della propagazione della fiamma da un foro all'altro. Questo bruciatore è alimentato con gas pulito senza aggiunta di aria. I bruciatori sono a bassa potenza e richiedono un grande volume di spazio di combustione o alimentazione d'aria al focolare tramite un ventilatore.
Nell'industria, nelle vecchie fabbriche, viene utilizzato un bruciatore a diffusione a fessura inferiore, che è un tuboÆ 57 mm con fori praticati su 2 file.
I vantaggi dei bruciatori a diffusione includono la semplicità del design e la stabilità della fiamma.
Bruciatore ad iniezione. L'aspirazione dell'aria dovuta al vuoto creato dal flusso di gas in fuga è detta iniezione, oppure l'aspirazione dell'aria viene effettuata grazie all'energia del flusso di gas. I bruciatori ad iniezione sono disponibili con iniezione d'aria incompleta (50...60%) e iniezione completa.
Nei bruciatori ad iniezione, la combustione coinvolge l'aria primaria (50...60%) e l'aria secondaria proveniente dal volume del forno. Questi bruciatori sono anche detti autoregolanti (cioè maggiore è l'erogazione di gas, maggiore è la quantità di aria aspirata).
Svantaggi di questi bruciatori: devono stabilizzare la fiamma dalla separazione e dallo sfondamento. Combustione: rumorosa durante il funzionamento.
Vantaggi dei bruciatori: semplicità di progettazione, affidabilità di funzionamento, capacità di bruciare completamente il gas, capacità di funzionare a basse e medie pressioni, fornitura d'aria utilizzando l'energia di un flusso di gas, che consente di risparmiare energia elettrica (ventilatore).
Le parti principali dei bruciatori ad iniezione sono:
· Regolatore aria primaria (1);
· Ugello (2);
· Miscelatore (3).
Il regolatore dell'aria primaria è un disco rotante, una rondella o una serranda che regola la fornitura di aria primaria.
L'ugello serve a convertire l'energia potenziale della pressione del gas in energia cinetica (velocità), cioè per dare al flusso di gas una velocità tale da fornire il flusso d'aria richiesto.
Il miscelatore del bruciatore è composto da 3 parti:
· Iniettori (4);
· Confuso (5);
· Diffusore (7).
Nell'iniettore viene creato il vuoto e viene creata un'aspirazione di aria primaria.
La parte più stretta del bruciatore è il confusore, in cui viene equalizzata la miscela gas-aria.
Nel diffusore avviene la miscelazione finale della miscela gas-aria e la sua pressione aumenta a causa della diminuzione della velocità.
Bruciatore con alimentazione d'aria forzata. Questo è un bruciatore cinetico o a due fili. L'aria per la combustione del gas viene immessa nel bruciatore da un ventilatore al 100%, cioè tutta l'aria è primaria. Il bruciatore è efficiente, alta potenza, non richiede grandi spazi di combustione. Funziona a bassa e media pressione del gas, richiede la stabilizzazione della fiamma dalla separazione e dallo sfondamento.
Il bruciatore è dotato di un vortice d'aria progettato per miscelare completamente il gas con l'aria all'interno del bruciatore.
Il bruciatore è dotato di un tunnel ceramico che funge da stabilizzatore.
Bruciatori combinati gas e gasolio. Oltre alla parte gas, questi bruciatori sono dotati di un ugello per la nebulizzazione del combustibile liquido. La combustione simultanea di gas e combustibile liquido è consentita per un breve periodo quando si passa da un tipo di combustibile all'altro.
L'ugello è del tipo pipe-in-pipe. Il combustibile liquido viene fornito attraverso il tubo centrale e l'aria di nebulizzazione o il vapore vengono forniti attraverso lo spazio interanulare.
Diviso in due tipologie principali:
a) generatori di miscele di gas per uso generale, quando possono essere installati sulla maggior parte dei forni, forni e altri impianti antincendio;
b) bruciatori scopo speciale, quando sono installati solo in un determinato progetto di un forno o di un impianto antincendio e la loro installazione su altre strutture è praticamente esclusa.
2. A seconda del potere calorifico del prodotto gassoso della combustione, i bruciatori possono essere suddivisi nelle seguenti tipologie:
- per la combustione di gas a basso potere calorifico (Q* = 8 MJ/m3);
- per combustione di gas con potere calorifico medio = 8-20 MJ/m3);
- per la combustione di gas ad alto potere calorifico ((?g = 20 MJ/m3).
3. In base al metodo di fornitura dell'aria necessaria per la combustione, i bruciatori possono essere suddivisi nei seguenti tipi:
- diffusione, quando l'aria fluisce verso la fiamma dall'atmosfera circostante;
- iniezione, quando l'aria viene aspirata nel bruciatore;
- soffiaggio, quando l'aria viene pompata nel bruciatore.
4. A seconda della pressione, i gas che entrano nel bruciatore possono essere suddivisi nelle seguenti tipologie:
- bassa pressione (fino a 0,005 MPa);
- media pressione (da 0,005 a 0,3 MPa);
- alta pressione (superiore a 0,3 MPa).
5. I bruciatori a gas possono essere combinati se hanno la capacità di bruciare un ulteriore tipo di combustibile.
60. Calcolo dei prodotti della combustione.
Composizione dei prodotti della combustione di 1 g mole di zolfo secondo la reazione S Oj SOj: ossigeno 1 7 - 10 7 g-mol, azoto 6 42 g-mol, anidride solforosa 1 g mol. Assumiamo una temperatura di esplosione di 1800 K. La composizione dei prodotti della combustione viene calcolata separatamente per ciascun componente della miscela e poi sommata. La composizione dei prodotti della combustione, tenendo conto della dissociazione, deve essere determinata nel caso dell'equilibrio chimico. Questa composizione è chiamata equilibrio. Per calcolarlo è necessario compilare e risolvere un sistema di equazioni di equilibrio chimico. Da un punto di vista matematico, questo sarà un sistema di equazioni algebriche non lineari, che può consistere (a seconda del numero di componenti presi in considerazione) da diverse dozzine di equazioni. Un calcolo completo e dettagliato dei prodotti della combustione dissociati è complesso e richiede tempo. Attualmente i calcoli vengono facilitati utilizzando un computer. La composizione dei prodotti della combustione dipende dalla composizione della sostanza che brucia, dalle condizioni in cui avviene la combustione e soprattutto dalla completezza della combustione. I prodotti della combustione possono contenere molte sostanze inorganiche (carbonio, azoto, idrogeno, zolfo, fosforo, ecc.) e loro ossidi, nonché alcoli, chetoni, aldeidi e altre composti organici. Il fumo generato durante il processo di combustione è costituito da minuscole particelle solide di dimensioni variabili da 0,01 a 1 micron. La composizione dei prodotti della combustione dipende dalla completezza della combustione del carburante. Quando è completamente bruciato, come accennato in precedenza, i prodotti della combustione sono costituiti da anidride carbonica CO2, anidride solforosa SO2, vapore acqueo HO, azoto N2 e ossigeno O2 non utilizzato durante la combustione, il cosiddetto ossigeno in eccesso. La composizione dei prodotti della combustione viene determinata utilizzando analizzatori di gas. La composizione dei prodotti della combustione durante il funzionamento di tali motori è determinata dalla composizione dei componenti del carburante, dalla temperatura di combustione e dai processi di dissociazione e ricombinazione delle molecole. La quantità di prodotti della combustione dipende dalla potenza (spinta) dei sistemi di propulsione.
Il volume dei prodotti della combustione in un percorso del gas funzionante sotto vuoto viene determinato tenendo conto dell'aumento dell'aria in eccesso lungo il percorso. I calcoli vengono eseguiti per ciascun condotto del gas al valore medio del coefficiente d'aria in eccesso al suo interno, poiché tutti i calcoli del trasferimento di calore convettivo vengono eseguiti alla portata media del gas. Un aumento del volume dei prodotti della combustione provoca una diminuzione della loro pressione parziale. Ciò influisce direttamente sul trasferimento di calore per radiazione di gas triatomici e vapore acqueo.
Durante la produzione lavori di sterro Per riparare i gasdotti è necessario recintare il cantiere lungo tutto il perimetro, di giorno installare un cartello di segnalazione a 5 m dalla recinzione sul lato traffico, di notte attaccare un semaforo con lente rossa al recinzione ad un'altezza di 1,5 m e illuminare l'area di lavoro lampadine o faretti.
Oltre alle disposizioni di base sopra elencate, quando si lavora legati al funzionamento di un gasdotto, è necessario: regole generali precauzioni di sicurezza durante i lavori di scavo, isolamento, saldatura e trasporto.
Sono meritatamente considerati i più popolari tra tali apparecchiature. I loro vantaggi sono abbastanza evidenti:
1. Il gas è disponibile: il prezzo di questo carburante è accettabile se c'è un gasdotto non ci sono problemi con la sua consegna;
2. Tutti i tipi di bruciatori a gas sono più semplici e più affidabili da utilizzare rispetto, ad esempio, ai bruciatori a olio o a combustibile liquido.
3. Ampia gamma di potenze: Esistono tipologie di bruciatori a gas che soddisfano pienamente le esigenze dei grandi imprese industriali, così come modelli adatti all'uso domestico.
4. Molti modelli di bruciatori a gas sono dotati di sistemi moderni, automatizzando il loro lavoro. Ciò consente di ottenere la massima comodità, sicurezza e un funzionamento senza problemi.
Per lavorare in modo efficace, è necessario tenere conto di alcuni parametri fondamentali al momento della scelta. La classificazione di questa attrezzatura ti aiuta a navigare nel vasto assortimento.
Per area di applicazione
Classificazione dei bruciatori a gas in base al campo di applicazione:
1. Bruciatori speciali progettati per l'uso in forni di progettazione specifica. Tali modelli non possono essere utilizzati con altri tipi di sistemi di sparo.
2. Dispositivi universali installabili sulla maggior parte dei tipi di focolari e stufe.
Secondo il metodo di formazione della miscela di carburante
Il gas non viene bruciato forma pura. È incluso nella miscela di carburante, il cui secondo componente è l'aria. Potrebbe formarsi una miscela di carburante in vari modi. A questo proposito, esistono tre tipologie principali di bruciatori a gas:
1. Soffiatori. Nei bruciatori di questo tipo l'aria viene fornita mediante aria forzata.
2. Iniezione. L'aria viene fornita tramite aspirazione.
3. Diffusione. L'aria in tali bruciatori fluisce naturalmente verso la fiamma dall'ambiente.
I bruciatori ad iniezione fanno solitamente parte della caldaia stessa, mentre i bruciatori a ventilazione vengono solitamente acquistati come apparecchiature separate. La fiamma ossidrica consente risultati abbastanza accurati e precisi regolazione fluida potenza lavorativa. Grazie a ciò diventa possibile aumentare l'efficienza delle apparecchiature attraverso l'uso razionale del gas. Il funzionamento in modalità ottimale consente di risparmiare carburante e anche di ridurre le emissioni ambiente anidride carbonica. L'unico svantaggio di un bruciatore del tipo soffiante è la maggiore rumorosità di funzionamento.
I bruciatori a gas ad aria soffiata differiscono nel tipo di alimentazione dell'aria e nel metodo di formazione della miscela di carburante:
1. Alimentazione d'aria forzata e premiscelazione completa.
2. Alimentazione forzata e premiscelazione parziale.
3. Alimentazione d'aria forzata senza premiscelazione.
Al fine di aumentare l'intensità della formazione di una miscela aria-gas infiammabile, negli impianti vengono utilizzate varie tecnologie di miscelazione: fornitura di gas sotto forma di flussi sottili diretti obliquamente rispetto al flusso d'aria; divisione in tanti piccoli corsi d'acqua in cui viene effettuata la miscelazione; flussi vorticosi di gas e aria utilizzando vari dispositivi integrati.
L'alimentazione d'aria artificiale consente di aumentare l'intensità della combustione della miscela di carburante. Di conseguenza, la scelta di un bruciatore a gas con alimentazione forzata di combustibile consente di ottenere una maggiore potenza.
Classificazione dei bruciatori a gas in base al potere calorifico del combustibile bruciato:
1. Bruciatori a gas ad alto contenuto calorico. Il calore minimo di combustione del gas è 20 MJ/m3. Tali bruciatori sono progettati per bruciare gas di petrolio naturali e associati.
2. Bruciatori a medio contenuto calorico. Il calore di combustione del combustibile in questo tipo di bruciatori a gas è compreso tra 8 e 20 MJ/m3 (gas di cokeria).
3. Bruciatori a gas a basso contenuto calorico. Questo tipo viene utilizzato per la combustione di gas con potere calorifico inferiore a 8 MJ/m3 (gas di generatore e di altoforno).
Tipi di bruciatori a gas per sovrappressione:
1. Alta pressione (più di 30 kPa).
2. Media pressione (da 5 a 30 kPa).
3. Bassa pressione (fino a 5 kPa).
I più comuni sono i bruciatori a bassa e media pressione. I bruciatori ad alta pressione vengono spesso utilizzati per bruciare gas a basso contenuto calorico.
Per localizzazione della fiamma:
1. In una torcia gratuita.
2. In una massa refrattaria perforata, porosa o granulare.
3. In una camera di combustione o tunnel ignifugo.
4. Su una superficie ignifuga.
I bruciatori che bruciano una miscela di carburante a fiamma libera o in un tunnel resistente al fuoco vengono utilizzati nelle caldaie per riscaldare il liquido di raffreddamento (acqua, aria, ecc.). Modelli che bruciano gas massa porosa oppure su una superficie resistente al fuoco, utilizzata per il riscaldamento mediante radiazione infrarossa.
La classificazione consente anche ai non specialisti di orientarsi nella diversità di queste apparecchiature. Quindi, come scegliere un bruciatore a gas, chiedi? Dovresti scegliere l'opzione che combina in modo ottimale tutte le caratteristiche necessarie. È importante considerare le condizioni in cui è prevista l'utilizzo dell'attrezzatura e i carichi che deve sopportare. Un bruciatore correttamente selezionato può funzionare efficacemente per lungo tempo sia in applicazioni domestiche che industriali.
In letteratura i bruciatori a gas vengono classificati in base a: a) calore di combustione del gas; b) pressione del gas nella rete; c) scopo; d) metodo di combustione del gas; e) modalità di alimentazione dell'aria; f) caratteristiche del design, ecc.
Bruciatori a diffusione. Hanno tutta l'aria necessaria che fluisce verso la fiamma dall'atmosfera circostante. Questi bruciatori sono insensibili alle fluttuazioni della pressione del gas, hanno un ampio campo di regolazione, ma richiedono un volume significativo della camera di combustione
Ho completato il processo di combustione. Ciò è spiegato dalla bassa velocità di miscelazione del gas con l'aria, che porta ad un aumento della lunghezza della torcia. Per gas con elevato calore di combustione che richiedono una combustione completa grandi quantità aria, tali bruciatori vengono utilizzati raramente.
2 A.s. Isserlin
Bruciatori di ispezione. La formazione della miscela gas-aria avviene parzialmente o completamente all'interno del bruciatore stesso, per questo si dividono in bruciatori a miscelazione parziale e completa. Con i bruciatori full-mix la combustione viene completata in un volume minimo. Nei bruciatori a miscela parziale, solo una parte dell'aria necessaria alla combustione entra all'interno del bruciatore come aria primaria, mentre la restante parte dell'aria (secondaria) entra nel bruciatore dall'esterno. In questo caso il processo di miscelazione viene ritardato e la torcia diventa più lunga. L'alimentazione dell'aria e la formazione di una miscela gas-aria nei bruciatori ad iniezione avviene mediante aspirazione (espulsione) dell'aria dovuta all'energia del flusso di gas.
Un bruciatore ad iniezione (Fig. 3) è composto da quattro parti principali: un ugello del gas, un miscelatore, un ugello del bruciatore e un regolatore dell'aria primaria.
Ugello chiamato foro calibrato attraverso il quale il gas combustibile viene fornito al bruciatore. Svolge due compiti: fa passare una certa quantità di gas nel bruciatore e converte l'energia potenziale del gas in energia cinetica del getto di gas, e la velocità del flusso di gas dall'ugello è piuttosto significativa. Pertanto, la caduta di pressione nell'ugello è di 150 mm d'acqua. Arte. crea una velocità del getto scorrevole di circa 50 m/sec.
La dimensione principale che caratterizza l'ugello è il suo diametro. Il diametro dell'ugello deve corrispondere rigorosamente ai dati calcolati, poiché da questo dipendono le prestazioni del bruciatore e la sua capacità di iniezione. L'ugello conferisce al flusso che scorre una certa forma e direzione.
Miscelatore Il bruciatore viene utilizzato per miscelare il gas con l'aria, cioè per ottenere una miscela omogenea gas-aria, e per uniformare la velocità attraverso la sezione trasversale del bruciatore. I miscelatori, a seconda del tipo di bruciatore, sono realizzati sotto forma di un sistema costituito da un iniettore, un collo cilindrico e un diffusore, oppure sotto forma di un tubo cilindrico.
La parte espandibile dell'iniettore è rivolta verso l'ugello. Quando il gas fuoriesce dall'ugello ad alta velocità, nell'iniettore si crea un vuoto, grazie al quale l'aria viene aspirata dall'atmosfera circostante. Mescolare l'aria che entra nel bruciatore
Fluisce con il gas e la velocità attraverso la sezione trasversale dell'iniettore è distribuita in modo molto irregolare.
Per equalizzare la portata della miscela gas-aria attraverso la sezione trasversale, viene utilizzata la parte cilindrica centrale del miscelatore, la gola. È la sua parte più stretta. Il diametro della gola è un fattore significativo per i bruciatori ad iniezione. Il rapporto tra il diametro della gola e il diametro dell'ugello determina il coefficiente di iniezione del bruciatore, cioè la quantità di aria aspirata attraverso il miscelatore. Se, ad esempio, il coefficiente di espulsione UNè pari a 8,0, ciò significa che per ogni metro cubo di gas il bruciatore espelle
8,0 m3 di aria. Di conseguenza, il coefficiente di eccesso d'aria sarà determinato come il rapporto tra il coefficiente di espulsione e la quantità di aria teoricamente necessaria per la combustione, cioè
Il diffusore serve a convertire parte della pressione del flusso ad alta velocità in pressione statica, necessaria per superare la successiva resistenza del bruciatore. Nel diffusore termina la miscelazione del gas con l'aria e all'uscita da esso si osserva la completa equalizzazione delle concentrazioni attraverso la sezione trasversale.
Ugelli il bruciatore è progettato per produrre una miscela gas-aria e può avere forma diversa. Spesso è strutturalmente combinato con uno stabilizzatore (ad esempio, in uno stabilizzatore a piastra o ad anello). A volte il bruciatore è collegato tramite un ugello a un apparecchio a gas o a una camera di combustione.
Regolatore dell'aria primaria serve a regolare la quantità di aria che entra nel bruciatore. Molto spesso viene eseguito sotto forma di una rondella o di uno smorzatore per la regolazione dell'aria. A volte è strutturalmente combinato con un dispositivo per la soppressione del rumore (ad esempio, per bruciatori ad iniezione a media pressione con stabilizzatori a piastre progettati da Mosgazproekt).
I bruciatori ad iniezione full-mix sono generalmente progettati per funzionare con un rapporto di eccesso d'aria pari a 1,05-1,15. Nei bruciatori ad iniezione a miscelazione parziale il coefficiente di eccesso di aria primaria è compreso tra 0,3 e 0,6.
Nei bruciatori ad iniezione full-mix è possibile bruciare l'intera miscela gas-aria su superfici refrattarie che, riscaldandosi, producono una radiazione termica concentrata. Questo tipo di bruciatori ad iniezione è chiamato bruciatori a infrarossi.
Bruciatori con alimentazione d'aria forzata. Tutta l'aria necessaria alla combustione viene pompata da un ventilatore. Questi bruciatori sono spesso chiamati anche bruciatori a due fili. Nella fig. Nella figura 4 sono riportati gli schemi dei bruciatori ad aria forzata più comuni. Bruciatore in fig. 4a ha un'alimentazione di gas periferica, cioè il gas viene alimentato sotto forma di getti in un flusso d'aria trasversale. vai
relè di fig. 4, B C'è una fornitura centrale di gas al flusso d'aria.
Nei bruciatori con alimentazione d'aria forzata vengono utilizzate diverse tecniche di progettazione per miscelare meglio il gas con l'aria. Ad esempio, è possibile torcere il flusso d'aria in dispositivi speciali, suddividere il flusso di gas in piccoli getti o fornire gas in un angolo rispetto al flusso d'aria.
A seconda del modello del bruciatore, tutta l'aria può essere fornita come aria primaria, oppure una parte come primaria e una parte come secondaria.
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Fig. 4. Schema schematico di un bruciatore con alimentazione d'aria forzata. a - periferico; b - fornitura centrale di gas.
Bruciatori combinati. Possono alternativamente bruciare diversi tipi di carburante. Esistono bruciatori progettati per bruciare tre tipi di carburante. Alcuni modelli di bruciatori combinati consentono la combustione simultanea di due tipi di carburante. I bruciatori a polvere di gas e gasolio sono diventati sempre più diffusi.
A causa della mancanza di dati normativi per i bruciatori a gas, la loro qualità deve essere valutata in base a determinati requisiti, che si riducono a quanto segue:
1) i bruciatori devono garantire la completa combustione del gas con un eccesso d'aria minimo;
2) i bruciatori devono funzionare stabilmente (senza separazione di fiamma o scariche elettriche). intervallo richiesto cambiamenti nei carichi termici;
3) la progettazione e la disposizione del bruciatore devono proteggere completamente le sue parti da surriscaldamenti e bruciature;
4) le perdite di pressione nel bruciatore lungo i percorsi dell'aria e del gas (per bassa pressione) dovrebbero essere minime;
5) quando il bruciatore funziona con due tipi di combustibile, entrambi i combustibili, se bruciati separatamente, devono essere utilizzati al massimo
efficienza, e il passaggio da un combustibile all'altro avviene in breve tempo;
6) i bruciatori devono essere facili da produrre, affidabili e sicuri da utilizzare, convenienti per la riparazione e l'ispezione.
L'attuale classificazione dei bruciatori a gas per il riscaldamento delle caldaie tiene conto del principio di funzionamento, dell'alimentazione dell'aria e della formazione di una torcia antincendio. Il design del dispositivo bruciatore determina la potenza della caldaia, principale e funzionalità aggiuntive, tipo di carburante consentito.
Tipi e tipi di bruciatori di caldaie per riscaldamento a gas
In una caldaia a gas è preferibile utilizzare il bruciatore specificato dal produttore nelle istruzioni per l'uso. Lo scambiatore di calore, la progettazione delle apparecchiature della caldaia, è sviluppato tenendo conto del tipo di dispositivo bruciatore installato.In base al loro scopo, esistono due tipi di bruciatori a gas:
- Apparecchi bruciatori per uso domestico - potenza limitata a 120 kW. Molto spesso, bruciatori atmosferici per caldaie a gas, funzionamento e servizio a cui sono associati quantità minima problemi.
Mancanza di dispositivi - consumi elevati carburante e requisiti elevati associati all'installazione di apparecchiature per caldaie.
Nei modelli moderni, vengono sempre più utilizzati dispositivi con bruciatori a gas a ventola, utilizzati a gas caldaie domestiche, con camera di combustione chiusa. - Bruciatori a gas per caldaie da riscaldamento industriale ad alta potenza. Nelle apparecchiature di riscaldamento industriale sono installati bruciatori con ventola di iniezione (soffiati). Le prestazioni variano da 120 a 250 kW.
- Per il gas naturale.
- Per gas liquefatto.
La differenza tra l'attrezzatura è il diametro degli iniettori del gas e la pressione del gas di esercizio. Le caldaie domestiche di noti produttori europei spesso installano bruciatori universali che possono essere rapidamente convertiti per utilizzare gas naturale e liquefatto.
La classificazione principale è legata al principio di funzionamento dei dispositivi bruciatore: la produzione di una miscela combustibile gas-aria, la fornitura di gas alla camera di combustione e altre caratteristiche.
Bruciatori di gas ventilati (soffiati)
Il dispositivo del bruciatore del ventilatore ha un design complesso, che include una ventola o una turbina incorporata. La miscela gas-aria viene preparata in proporzioni precise, grazie all'iniezione d'aria forzata e controllata.Una caldaia a gas con bruciatore ad aria forzata è economica e altamente efficiente.
Il dispositivo bruciatore ha le seguenti caratteristiche:
- Ambito di applicazione – bruciatori a ventola, installati in apparecchiature di caldaia con camera di combustione chiusa: bassa temperatura caldaie a gas modelli a condensazione e turbocompressi.
- Prestazioni: solo pochi decenni fa i bruciatori a gas azionati da ventilatore venivano installati esclusivamente per caldaie ad alta potenza. Da allora ci sono stati modelli domestici apparecchiature di riscaldamento, il cui funzionamento è associato all'alimentazione d'aria forzata e allo scarico dei prodotti della combustione.
Le caldaie a bassa potenza con bruciatori a gas ventilati sono progettate per il collegamento a sistemi di riscaldamento a radiatori e pavimenti riscaldati. - Principio di funzionamento: esistono tre modifiche fondamentali dei dispositivi bruciatore, che differiscono nel principio di produzione della miscela gas-aria. La miscelazione di gas e aria avviene direttamente durante il processo di combustione o prima dell'ingresso negli ugelli.
In alcuni modelli moderni di caldaie con bruciatore ad aria forzata, la miscela gas-aria viene effettuata con miscelazione parziale uniforme in un'apposita camera e sul dispositivo bruciatore. - La rimozione dei prodotti della combustione dal bruciatore del ventilatore viene effettuata con la forza. Nel sistema di rimozione dei fumi è integrata una ventola aggiuntiva (turbina). Le caratteristiche del design (la presenza di due turbine) influenzano le caratteristiche di rumore del bruciatore.
Durante il funzionamento si produce un ronzio uniforme. Il ventilatore fa così tanto rumore che sarà necessaria un'ulteriore insonorizzazione del locale adibito a locale caldaia.
Nelle caldaie a condensazione è prevista la protezione dal rumore. L'involucro insonorizzato riduce l'intensità dell'inquinamento acustico. - Automazione: il bruciatore del ventilatore è collegato all'automazione della caldaia. Il controllore a microprocessore legge le informazioni provenienti da vari sensori: pressione del gas, aria in entrata e gas di scarico, temperatura all'ugello del bruciatore. L'unità di controllo modifica automaticamente le prestazioni del dispositivo bruciatore, concentrandosi sui parametri ottenuti.
Se necessario, viene fornita una funzione scelta indipendente modalità operativa. Pertanto, è possibile ridurre l'intensità del rumore impostando la velocità della ventola su un minimo accettabile.
I dispositivi con bruciatore blast hanno eliminato la principale causa di distacco della fiamma dal bruciatore, spesso riscontrabile nelle caldaie atmosferiche, dovuta al forte aumento di pressione nella tubazione. L'intensità della combustione cambia a seconda dei parametri di funzionamento in modalità automatica.
Bruciatori diffusi per combustione di gas
Il principio di funzionamento di un bruciatore a diffusione è associato all'alimentazione separata dell'aria direttamente nella camera di combustione e alla premiscelazione parziale della miscela gas-aria. Le caratteristiche di funzionamento consentono di aumentare e stabilizzare la pressione del gas davanti al bruciatore e di ottenere una fiamma stabile anche quando i parametri di funzionamento sono ridotti.I bruciatori diffusi non sono molto utilizzati e vengono installati principalmente nelle caldaie tipo industriale alta potenza. Nelle caldaie domestiche non si trovano dispositivi con bruciatore cinetico diffuso.
Bruciatori a gas ad iniezione (iniezione)
I bruciatori ad iniezione vengono installati principalmente nelle caldaie per il riscaldamento domestico. Il nome è legato al principio di funzionamento utilizzato.La produzione di una miscela gas-aria avviene in più fasi:
- Il dispositivo di un bruciatore a gas ad iniezione è costituito da diverse aste cave attraverso le quali viene fornito gas sotto pressione, su di esse sono posizionati degli iniettori. L'impianto è collegato alla rete gas.
- Il gas, sotto pressione, passando attraverso gli ugelli, inietta aria nella camera di combustione, producendo una miscela gas-aria. Il gas viene bruciato sotto forma di piccole fiamme. Per questo motivo i bruciatori ad iniezione sono chiamati anche bruciatori a torcia o micro-flare.
La temperatura del nucleo della fiamma rimane stabile, indipendentemente dai fattori esterni e dal riscaldamento del liquido di raffreddamento, il che spesso porta ad un consumo eccessivo di carburante. Rispetto ai dispositivi con bruciatore a soffiaggio, i modelli a iniezione bruciano il 15-20% in più di gas.
Classificazione dei bruciatori a gas per tipologia di regolazione
Oltre al principio di funzionamento, i dispositivi con bruciatore a gas per il riscaldamento delle caldaie sono classificati in base al tipo di regolazione e alle caratteristiche di progettazione. I parametri operativi influiscono sull'efficienza termica, sull'economia e sull'affidabilità.Al momento vengono prodotte quattro modifiche fondamentali dei dispositivi bruciatore:
- Fase unica.
- Due stadi.
- Due stadi con modulazione uniforme.
- Modulato.
Bruciatori monostadio
Nella maggior parte dei casi si tratta di bruciatori atmosferici a gas per caldaie per il riscaldamento domestico. Il principio di funzionamento è accendere e spegnere alternativamente il dispositivo bruciatore. La frequenza di accensione del bruciatore dipende dalla velocità di raffreddamento del liquido di raffreddamento e dalla modalità operativa impostata mediante un termostato meccanico.Principali caratteristiche dei bruciatori monostadio:
- Funziona indipendentemente dall'alimentazione– la regolazione della modalità operativa viene effettuata utilizzando una termocoppia, quando riscaldata, producendo una tensione a basso potenziale sufficiente a garantire l'operatività del dispositivo.
- Maggiore consumo di gas– una caratteristica del funzionamento delle caldaie con bruciatori a gas atmosferici è la necessità di una combustione costante dell'accenditore. La fiamma del bruciatore pilota agisce sulla termocoppia. Quando svanisce, l'erogazione del gas viene interrotta. Dal fuoco dell'accenditore, il bruciatore principale viene acceso quando il liquido di raffreddamento si raffredda.
Una certa quantità di gas viene spesa per mantenere il funzionamento dell'accenditore. Si osserva un consumo eccessivo anche a causa della mancanza di una regolazione precisa della temperatura operativa. - Affidabilità: i bruciatori a gas non volatili hanno design semplice, in cui non c'è praticamente nulla da rompere. Per questo motivo i dispositivi raramente si guastano e durano l'intera durata dichiarata dal produttore.
- Accensione: l'accenditore viene acceso da un elemento piezoelettrico o manualmente, utilizzando fiammiferi, attraverso un apposito portello nel corpo caldaia.
Le caldaie con bruciatore atmosferico monostadio vengono installate in zone in cui si verificano regolari interruzioni di corrente.
Bruciatori a due stadi
Bruciatori a gas bistadio, adatti per caldaie domestiche con regolazione precisa della portata minima e massima del gas. Il nome suggerisce che il dispositivo funziona in due modalità impostate dal produttore, solitamente al 30% e al 100% della potenza nominale.Il principio di funzionamento di un bruciatore bistadio è il seguente:
- La combustione avviene continuamente. Manca l'accenditore.
- Il liquido di raffreddamento viene riscaldato al 100% della potenza. Dopo aver raggiunto la temperatura impostata, il bruciatore non si spegne completamente, come nel caso di un analogo monostadio, ma passa alla modalità di mantenimento del riscaldamento. La produttività del dispositivo bruciatore è ridotta al 30 o 40%.
- Il passaggio da una modalità all'altra è controllato automaticamente, sulla base di un controller a microprocessore.
Bruciatori lisci a due stadi
Il principio di funzionamento dei dispositivi a commutazione dolce è identico a quello dei bruciatori a due stadi. L'unica differenza è che la commutazione avviene senza strappi improvvisi, il che porta ai seguenti vantaggi:- Controllo preciso ed efficiente della temperatura di riscaldamento del liquido di raffreddamento.
- Efficienza della combustione del carburante.
- Versatilità: bruciatori a gas bistadio fluidi, adatti per il riscaldamento di caldaie funzionanti a gas liquefatto. Dopo una piccola riattrezzatura è possibile collegare il generatore di calore ad un serbatoio del gas o ad un impianto con bombola.
- Dipendenza dall'elettricità: un bruciatore volatile a gas con due modalità di potenza operativa, funziona solo se nella rete è presente una tensione stabile.
Il numero di stadi indica il numero di modalità operative del dispositivo bruciatore. I modelli monostadio funzionano solo a piena potenza, i modelli a due stadi alternano prestazioni al 30% e al 100%.
Bruciatori modulanti
I bruciatori più economici sono modulanti. Intervallo operativo, dal 10 al 100%. La riduzione o l'aumento della potenza del bruciatore avviene in modalità completamente automatica. Il lavoro è controllato dall'automazione a microprocessore, che legge le letture di vari sensori e seleziona la modalità ottimale in base alle informazioni ricevute.L'accumulo di fuliggine sul bruciatore viene praticamente eliminato. L'automazione regola la fornitura di aria e gas al bruciatore, selezionando un rapporto tale tra la miscela gas-aria tale da garantire la combustione più completa del combustibile.
Il bruciatore a gas modulante funziona come dispositivo autonomo con un'ampia gamma di funzionalità. La combustione viene effettuata in modalità costante. Nessun accenditore richiesto.
I bruciatori a gas modulanti multistadio hanno diverse caratteristiche e parametri di funzionamento che influiscono sulle caratteristiche termiche:
- Controllo automatico dei bruciatori modulanti- in pratica si tratta di un mini computer che calcola la potenza ottimale in base alle informazioni ricevute. L'automazione è contemporaneamente collegata al sensore di pressione del gas sul bruciatore, ai sensori di temperatura ambiente, alla turbina di pompaggio aria, ecc.
La modulazione del bruciatore avviene in modalità completamente automatica. Affinché l'automazione funzioni, uno speciale software fornita dal produttore all'atto dell'acquisto della caldaia. - Versatilità– una caldaia a gas con bruciatore modulante, inizialmente impostata sui parametri del gas naturale. Per passare al gas liquefatto sarà necessario apportare piccole modifiche alle impostazioni operative, che non richiederanno più di 10-15 minuti. Il dispositivo di modulazione si adatterà automaticamente alle variazioni di pressione del gas sul bruciatore.
- Conveniente: ottenuto grazie a diverse funzionalità legate alla modulazione. La regolazione del bruciatore, eseguita automaticamente, tiene conto contemporaneamente di tutti i parametri operativi: pressione e riscaldamento del liquido di raffreddamento, qualità del carburante, caratteristiche della linea e modalità di riscaldamento specificata. Durante il processo di riscaldamento è garantita quasi la combustione del gas al 100% e viene assicurato l'utilizzo più completo ed efficiente del calore generato.
Al momento i bruciatori di modulazione sono disponibili nelle tipologie chiusa e atmosferica. Apparso dispositivi universali, in grado di funzionare con combustibile liquido oltre al gas naturale e in bombole.
Come scegliere il bruciatore a gas giusto per la tua caldaia
Scegliere da soli il bruciatore giusto, senza competenze speciali, è quasi impossibile. Prima di scegliere, vale la pena ottenere una consulenza competente da uno specialista.Nella scelta prestare attenzione ai seguenti aspetti e caratteristiche tecniche:
- Prestazione– la potenza della caldaia di riscaldamento dipende dalla potenza del bruciatore. Per questo motivo, il dispositivo bruciatore viene selezionato con la stessa potenza dell'unità di riscaldamento.
- Caratteristiche del rumore del bruciatore– questo fattore viene preso in considerazione quando si sceglie un dispositivo di soffiaggio. Durante il funzionamento, le ventole creano un rumore ad alta intensità. Tenendo conto di questa caratteristica, i principali produttori europei hanno dotato il design del bruciatore di un involucro insonorizzato. Nella scelta prestare attenzione alla figura di rumore, il parametro in dB è indicato in documentazione tecnica.
- Vantaggi e svantaggi– ogni dispositivo masterizzatore ha i suoi pro e i suoi contro. I bruciatori modulanti sono costosi e richiedono impostazioni iniziali precise, che richiedono l'intervento di uno specialista. I motori atmosferici hanno un prezzo interessante, ma durante il funzionamento consumano il 15-20% in più di carburante “blu”.
- Tipo di attrezzatura della caldaia– le caldaie murali sono dotate esclusivamente di dispositivi bruciatore integrati. I modelli con camera di combustione chiusa sono dotati di bruciatori turbocompressi. Su una caldaia a basamento è possibile installare sia un bruciatore da incasso che montato (potenza maggiore).
- Tipo di combustibile: i bruciatori atmosferici sono progettati per bruciare gas naturale. Per utilizzare il carburante da una bombola di gas, dovrai apportare modifiche significative. Durante la modifica, gli ugelli dei bruciatori a gas vengono cambiati (per una miscela propano-butano sono necessari iniettori con una sezione del foro più piccola). L'automazione è inoltre regolata sulla bassa pressione del gas.
Come dimostra la pratica, non è sempre possibile convertire i bruciatori monostadio. Se si prevede di collegare un'installazione con bombole di gas, è preferibile scegliere un bruciatore bistadio o modulante. - Adattamento alle condizioni di fornitura del gas domestico– un altro fattore importante che influenza la scelta dell’apparecchio di riscaldamento. In "Occidente", nei paesi dell'UE, la pressione del gas principale differisce in modo significativo dai parametri domestici.
Accade spesso che dopo aver collegato un dispositivo, anche di marche famose, si osservino malfunzionamenti: la fiamma spegne il bruciatore, l'automazione produce costantemente errori e si rifiuta di mettere la caldaia in modalità operativa.
Dopo la selezione in base ai parametri operativi e specifiche tecniche, scegli un modulo in base al produttore e al costo.
Produttori di bruciatori per caldaie
I migliori bruciatori a gas per caldaie sono realizzati da aziende tedesche. Le caratteristiche distintive dei prodotti rimangono massima automazione, affidabilità e qualità costruttiva. Separatamente, possiamo evidenziare l'efficienza raggiunta dalla precisione delle impostazioni di fabbrica.Oltre alle preoccupazioni tedesche, i loro prodotti sono offerti da fabbriche situate in Italia, Russia, Corea e altri paesi:
- Bruciatori tedeschi– l’opzione migliore, il cui unico inconveniente è l’alto costo dei moduli. I prodotti sono fabbricati con i seguenti marchi:
- Buderus Logatotop,
- Giersch Intercal (completo di caldaie Buderus).
- Bruciatori italiani– un’opzione più economica rispetto agli analoghi tedeschi. Non sono praticamente inferiori nelle loro caratteristiche termiche. I moduli si differenziano per funzionalità e automazione. Le seguenti fabbriche offrono prodotti:
- Ferroli Sole,
- Lamborghini,
- F.B.R. GAS.
- Baltur,
- Ecoflam.
- Bruciatori a gas per caldaie da riscaldamento prodotte in Russia– il vantaggio principale dei dispositivi domestici è la loro sobrietà in termini di qualità del carburante e sottigliezze di funzionamento. I prodotti sono fabbricati con completo adattamento e tenendo conto delle caratteristiche dell'inverno russo. I seguenti marchi meritano un'attenzione particolare:
- Teplodar,
- Don AGU-T-M.
- ACV BG (Belgio),
- De Dietrich G (Francia),
- Elco (Finlandia),
- Bentone (Svezia),
- Kiturami (Corea).
Costo del bruciatore a gas
I progetti moderni di bruciatori a gas automatici per caldaie per il riscaldamento dell'acqua domestica sono più costosi a causa dell'uso del controllo a microprocessore. Il prezzo è influenzato dalle caratteristiche territoriali, dalle prestazioni del dispositivo e dagli aumenti del tasso di cambio.Molti altri fattori influenzano il costo:
- Grado di acciaio per la produzione di bruciatori a gas– I produttori europei utilizzano materiali resistenti al calore acciaio inossidabile. Il materiale è durevole, ma aumenta il costo di produzione. Nei moduli domestici si trova spesso l'acciaio strutturale, che ha una durata più breve, ma costa circa la metà.
- Produzione di bruciatori a gas per caldaie– made in Germany, hanno un prezzo a partire da 50mila rubli. Gli analoghi italiani costeranno da 15 mila rubli. I prodotti russi costano 8-10 mila rubli.
Un altro fattore che influenza il costo della sostituzione è il prezzo che dovrà essere pagato per l'installazione e l'ulteriore regolazione del dispositivo bruciatore. Uno specialista dell'azienda che vende i bruciatori effettuerà impostazioni precise e regolerà la fiamma per garantire una percentuale minima di combustione del gas.
In caso di bruciatori atmosferici monostadio è possibile effettuare personalmente le impostazioni. L'erogazione del gas viene regolata fino a quando il colore della fiamma diventa blu. Non sarà possibile regolare autonomamente i dispositivi bruciatori modulanti senza un'adeguata formazione specializzata.
Ho bisogno del permesso per sostituire il bruciatore?
L'efficacia della sostituzione del bruciatore in una caldaia a gas dipende da molti componenti e non sempre ha successo. Le ragioni di ciò sono il semplice mancato rispetto delle condizioni per la sostituzione del dispositivo bruciatore specificate dal produttore dell'apparecchiatura della caldaia.Per sostituire il bruciatore saranno necessari i seguenti documenti:
- Autorizzazione del produttore: la documentazione tecnica specifica tutti i tipi di dispositivi bruciatore compatibili con il design della caldaia.
- Progetto di installazione.
- Progetto della tubazione gas della caldaia.