logo

Доверь свой климат профессионалам!

  • (044) 255 15 50
  • (067) 465 65 65
  • (063) 465 65 65
  • (066) 266 95 85
Перезвонить мне

Технология сжигания топлива

Традиционная технология сжигания топлива

Основой котла является камера сгорания (топка) в которой происходит процесс горения газо-воздушной смеси и нагревается вода для отопления и горячего водоснабжения.

В камере сгорания установлена горелка и теплообменник. Когда идет запрос на включение котла, электронная плата открывает подачу газа на горелку, работает автоматический розжиг, возникает горение. Пламя в топке нагревает теплообменник, и соответственно воду, которая через него протекает. Подогретая вода подается в контур СО или ГВС.


Рисунок 2. Устройство открытой камеры сгорания традиционного котла

 

По принципу удаления дымовых газов существуют котлы с открытой и герметичной камерой сгорания.

Котел с открытойкамерой сгорания производит выброс дымовых газов в стационарный дымоход. Для его работы требуется приточно-вытяжная вентиляция в помещении и естественная тяга в дымоходе.

Котел с закрытой камерой сгорания оборудован  вентилятором, с помощью которого удаляются продукты сгорания.

Данные котлы не имеют жёсткой привязки к дымоходу, комплектуются специальными дымоходными системами, самые популярные из них:

- коаксиальный дымоход, который выполнен по принципу "труба в трубе", где по внутренней трубе производится выброс продуктов сгорания, а по внешней подается воздух для процесса горения газа;

- раздельная дымоходная система, в которой по отдельным трубам происходит удаление продуктов сгорания и приток воздуха.

Работа горелки традиционного котла основана  на принципе инжекции воздуха.

Газ без воздуха не горит и не воспламеняется. Для получения горючей смеси газ необходимо смешать с воздухом и подать в горелку.

Газовая горелка состоит из отдельных элементов, так называемых газовых рамп (см. Рис.3). Перед газовой горелкой расположен коллектор газа с форсунками, которые имеют калиброванные отверстия, диаметр их зависит от типа газа. Когда газ из коллектора под давлением попадает в горелку, он подхватывает определенное количество первичного воздуха – принцип инжекции. В итоге мы получаем требуемую газо-воздушную смесь.

Кроме этого в топочное пространство поступает дополнительно вторичный воздух для стабилизации горения.

 


Рисунок 3. Устройство газовой рампы инжекционной горелки

Высота пламени над горелкой зависит от давления газа, этим процессом управляет газовая автоматика.

Типичный теплообменник навесного котла выполнен из меди и представляет собой трубу, изогнутую наподобие змеевика в горизонтальной плоскости. Снаружи теплообменник имеет оребрение для стабилизации потока дымовых газов и увеличения теплообмена.


Рисунок 4. Первичный монотермический теплообменник

На корпусе теплообменника расположен предохранительный термостат, который защищает от перегрева. В случае прекращения циркуляции, датчик мгновенно нагревается и дает команду электронной плате, которая отключает подачу газа.

Конденсационная технология сжигания топлива

Конденсационная технология, как следует из названия, основывается на использовании теплоты конденсации водяных паров, содержащихся в продуктах сгорания отопительного оборудования.

Откуда берется водяной пар?

Он возникает вследствие химической реакции водорода с кислородом в процессе горения топлива (см. Рис.1). Как мы видим, основными результатами этой реакции является теплота, углекислый газ и вода в виде водяного пара.

Для того, чтобы использовать теплоту водяного пара, его необходимо сконденсировать. Для этого были разработаны новый узлы: теплообменник, горелка, вентилятор, газовая автоматика.

Принцип действия: При запросе на включение котла запускается вентилятор и подает в специальную зону смешения поток воздуха. В зоне смешения установлена «трубка Вентури», для осуществления подачи газа. Таким образом, вследствие потока воздуха и подмеса газа создается газо-воздушная смесь. Она направляется в цилиндрическую газовую горелку, где происходит процесс розжига, и горение.

В отличие от конструкции инжекционной горелки (где пламя распространяется только вверх), в горелке конденсационного котла пламя распространено по всей окружности на 360°.


Рисунок 5. Устройство камеры сгорания конденсационного котла

Горелка расположена внутри теплообменника, который имеет название конденсационный модуль.

Такие теплообменники изготавливаются из трубок овального профиля, материал – нержавеющая сталь. Корпус модуля может быть изготовлен как из нержавеющей стали или термостойкого композитного материала, устойчивого к конденсату.

Дымовые газы проходят через змеевики и передают теплоту теплоносителю СО.

В тыльной зоне камеры сгорания установлена перегородка. Она разделяет топку на две камеры. В первой камере осуществляется процесс отбора явной теплоты при сжигании горючей смеси, во второй камере пламени нет, проходят только трубки теплообменника, вследствие чего происходит процесс охлаждения водяных паров продуктов сгорания и отбор скрытой теплоты. В результате образовывается конденсат, который удаляется в дренаж канализационной системы объекта.

Наглядно эффект использования конденсационной технологии можно продемонстрировать с помощью схем теплового баланса традиционного и конденсационного котла.


Рисунок 6. Схема теплового баланса традиционного и конденсационного котла

Хорошо видно, что использование конденсационной технологии позволяет уменьшить потерю тепла с дымовыми газами с 17% до 5%, то есть более чем в три раза. Балансы теплоты приведены с учетом теплоты водяного пара, то есть, используя теплотехнические термины, на высшую теплоту сгорания. Если же использовать традиционную методику расчета, как это делают обычно, КПД конденсационного оборудования может достигать 108%, а традиционных котлов – 90­93%.

Конденсация водяного пара осуществляется с помощью воды обратной линии СО. Таким образом, эффективность конденсации существенно зависит от температуры теплоносителя. Чем она ниже, тем с более высокой экономичностью работает оборудование. Именно поэтому конденсационные котлы рекомендуют применять в низкотемпературных системах отопления.

Конденсационный котел, имеет важное преимущество - это низкий выброс загрязняющих веществ, в первую очередь, оксидов азота. Достигается это за счет действия двух основных факторов: точного дозирования воздуха в топливной смеси (что необходимо для эффективной конденсации) и снижения температуры в ядре факела (благодаря специальной конструкции горелки). Данные методы давно используются в промышленной теплоэнергетике как методы снижения образования оксидов азота.





Возврат к списку