Инжекционные горелки низкого давления

Инжекционными называются горелки, в которых образо­вание газовоздушной смеси происходит за счет энергии струи газа, подсасывающей воздух из окружающего пространства внутрь горелки. У инжекционных горелок низкого давления к фронту горения поступает только часть необходимого для сго­рания воздуха (первичный воздух). Остальной воздух (вторич­ный) поступает к пламени из окружающего пространства.

 

Р ис. 15. Инжекционная горелка низкого давления

Так как такие горелки инжектируют не весь необходимый для го­рения воздух, их еще называют горелками с неполной инжекцией воздуха. Первичный воздух составляет в таких горелках 40-60% воздуха, необходимого для горения.

Основными частями инжекционных горелок являются ре­гулятор первичного воздуха, сопло, смеситель и коллектор (рис. 15).

Регулятор первичного воздуха представляет собой вращаю­щийся диск, который может перемещаться «от горелки - к горелке». Он регулирует количество первичного воздуха, посту­пающего в горелку. Сопло служит для придания газовой струе скорости, которая обеспечивает подсос необходимого воздуха. В смесителе горелки происходит перемешивание газа и возду­ха. Из смесителя газовоздушная смесь поступает в коллектор, который и распределяет газовоздушную смесь по выходным отверстиям. Форма коллектора и расположение отверстий за­висит от типа горелок и их назначения.

Инжекционные горелки низкого давления имеют ряд поло­жительных качеств, благодаря которым широко применяются в бытовых газовых приборах.

Преимущества инжекционных горелок низкого давления:

- простота конструкции;

- устойчивая работа горелки при изменении нагрузки;

- возможность полного сжигания газа;

- отсутствие подачи воздуха под давлением.

Рис. 16. Горелка плиты

На рис. 16 изображена горелка стола плиты. Газ выходит из сопла и попадает в смеситель, где происходит образование газовоздушной смеси. Горелка не имеет регулятора подачи первичного воздуха. При увеличении давления газа в сети за пределы устойчивой работы горелки возможен частичный от­рыв. В этом случае необходимо уменьшать подачу газа на го­релку с помощью крана горелки. Насадок горелки свободно устанавливается на смеситель. В крышке имеются выходные отверстия, через которые выходит газовоздушная смесь. Го­релка изготавливается из алюминиевых сплавов.

К достоинствам инжекционных горелок относится их свойс­тво саморегулирования, т.е. поддержание постоянной про­порции между количеством подаваемого в горелку газа и ко­личеством инжектируемого воздуха. При увеличении давления увеличивается количество воздуха, поступающего в горелку, при уменьшении — уменьшается. Пределы устойчивой работы инжекционных горелок ограничены возможностями отрыва и проскока пламени: увеличивать и уменьшать давление газа пе­ред горелкой можно лишь в определенных пределах.

Вопросы для повторения

1. Какие вещества образуются при полном сгорании при­родного газа?

2. Каковы причины неполного сгорания газа?

3. Что такое отрыв?

4. В чем причины отрыва?

5. Что такое проскок?

6. В чем причины проскока?

7. Какие горелки называют инжекционными?

8. Опишите конструкцию инжекционной горелки низкого давления.

9. Каковы достоинства инжекционных горелок?

Оборудование

Газовые плиты

Большую часть бытового газоиспользующего оборудова­ния в России составляют газовые плиты, в эксплуатации их бо­лее 40 млн. штук.

 

Газовая плита

Бытовые плиты предназначены для приготовления пищи. Использование их в других целях, в частности, для отопления помещений, не допускается. Плиты могут работать:

- на природном газе номинальным давлением 130 мм в.ст. или 200 мм в.ст.;

- на сжиженном углеводородном газе номинальным дав­лением 300 мм в.ст.

Для перевода плиты с газа одного вида или давления на газ другого вида (давления) необходимо заменить сопла горелок. На соплах должна быть маркировка с указанием размера от­верстия.

Плита изготавливается в виде тумбы (рис. 17), в которую вмонтированы духовой шкаф и вспомогательный шкаф, где допускается хранить только негорючие предметы.

В верхней части плиты расположен столс варочными го­релками. Посуда устанавливается на решетку стола, которая должна быть съемной и фиксироваться на столе.

Горелки стола могут иметь различную конструкцию, но по принципу действия все они являются инжекционными горелка­ми низкого давления.

На современных четырехгорелочных плитах горелки стола бывают трех мощностей: пониженной, нормальной (2 шт.) и повышенной.

Чтобы добраться до газопровода плиты — рампы, необхо­димо снять стол и распределительный щиток. Рампа изготав­ливается из стальной трубы, чаще всего условным проходом D_y15 (полдюйма). На рампе установлены краны горелок. Краны плиты — конусные, прижатие пробки к корпусу обеспечи­вается пружиной (рис. 18).

 

Рис. 18. Кран плиты

Кран должен фиксироваться в закрытом положении. От­крытие крана должно проводиться после выведения крана из фиксированного положения. Из всего газоиспользующего оборудования краны плиты работают в наиболее тяжелых ус­ловиях, так как они располагаются непосредственно над ду­ховым шкафом. Краны плиты при включенной духовке могут нагреваться до 145°С.

Смазка кранов должна быть тугоплав­кой и обеспечивать их работу в течение 3 лет. Стержень крана удерживается с помощью стопорного винта. На стержень наде­вается ручка крана.

Ручки кранов современных плит должны иметь индикацию, чтобы по их положению можно было определить одно из трех положений крана: «Закрыто», «Большое пламя» или «Малое пламя». Краны поворачиваются из закрытого положения в от­крытое против часовой стрелки.

Духовой шкаф современных плит имеет теплоизоляцию из минваты, закрытую сверху алюминиевой фольгой. В духовом шкафу имеется основная горелка (самая мощная горелка пли­ты), а также может быть жарочная горелка (гриль). Одновре­менная подача газа на основную и жарочную горелки не до­пускается. При горении основной горелки продукты сгорания поднимаются вверх, что не позволит нормально гореть распо­ложенной сверху жарочной горелке. Она либо потухнет, ли­бо будет гореть с неполным сгоранием газа. Чтобы избежать одновременной подачи газа на основную и жарочную горел­ки, кран для этих горелок делают общим. При повороте крана против часовой стрелки газ идет на основную горелку, по ча­совой — на жарочную.

Жарочная горелка — инжекционная низкого давления. Что­бы тепло от нее шло вниз, ее делают горелкой инфракрасно­го излучения. От пламени горелки разогревается до свечения металлическая панель либо сетка, инфракрасное излучение без потерь идет через воздух вниз и обжаривает продукты. Допус­кается одновременная работа горелок духовки и горелок сто­ла. При этом горелки стола должны работать без отрыва и проскока пламени.

Дверка духовки должна фиксироваться в открытом и за­крытом положении. Стекло дверки духовки - жаростойкое каленое. Противни и решетки в духовке должны свободно пе­ремещаться и не выпадать из направляющих в холодном и на­гретом состоянии.

Существует группа бытовых плит, у которых горелки сто­ла - газовые, а в духовом шкафу установлены электрические нагреватели - ТЭНы. Один ТЭН устанавливается внизу, дру­гой - вверху. Электрическая духовка обеспечивает лучшее качество выпечки по сравнению с газовой, так как возможна одновременная работа двух ТЭНов. Это обеспечивает более равномерную подачу тепла к выпекаемому изделию. Основная горелка газовой духовки большую часть тепла к выпекаемому изделию подает снизу, поэтому выпечка довольно часто пригорает.

Современные плиты все чаще оборудуют устройствами, ко­торые повышают удобство и безопасность ее использования. Это электророзжиг горелок, автоматика «Газ-контроль», элек­тропривод вертела, терморегулятор духовки.

Электророзжиг горелки происходит при проскоке искры между насадкой горелки и установленным рядом разрядником (рис. 19).

Рис. 19. Схема электророзжига

Чтобы искра могла пробить воздух между разрядником и насадкой горелки, в плите имеется умножитель напряжения (УН), который повышает напряжение до нескольких тысяч вольт. Электророзжиг бывает одноискровый, когда после каждого нажатия кнопки проскакивает искра, и многоискровый, когда искры проскакивают через определенные промежутки времени все время, пока нажата кнопка розжига. Многоискро­вый розжиг реже выходит из строя.

Особенно важна качественная работа электророзжига ос­новной горелки духовки. Во-первых, горелка духовки — самая мощная, поэтому через ее сопло выходит большое количество газа. Во-вторых, над горелкой устанавливается лист, в резуль­тате создается замкнутый объем (одно из условий взрыва). Ес­ли розжиг не происходит в течение нескольких секунд, возможен взрыв.

Нельзя производить электророзжиг горелок духов­ки при закрытой дверце духовки.

Устройство для контроля пламени (автоматика «Газ-конт­роль») должно прекращать подачу газа к горелке при ее поту­хании. Как показывает опыт работы аварийно-диспетчерской службы, довольно часто причиной загазованности в кухне бы­вает выход газа через не горящие горелки плиты. Это может произойти при неправильном розжиге, когда открывают газ к одной горелке, а поджечь пытаются другую, при выплескива­нии из посуды кипящей воды, при задувании небольшого пла­мени сквозняком и т. п.

Автоматика «Газ-контроль» состоит из термопары и элек­тромагнитного клапана. При нажатии на ручку крана клапан открывается, газ поступает к горелке, где его поджигают. От пламени горелки разогревается термопара. Она начинает вы­рабатывать напряжение, которое поступает на электромагнит, который удерживает клапан в открытом положении. Время разогрева термопары — 3-5 секунд, после этого ручку крана можно отпустить. Если горелка по какой-либо причине погас­нет, термопара остынет и перестанет вырабатывать напряже­ние. Электромагнит отпустит клапан, подача газа к горелке прекратится.

Электропривод вертела устанавливается на задней стенке духовки. Он состоит из электромотора и механического редук­тора, понижающего число оборотов.

Терморегулятор духовки поддерживает заданную темпера­туру в духовом шкафу при работе основной горелки. Напро­тив ручки крана основной горелки на распределительном щит­ке имеются цифры. Каждой цифре соответствует та темпера­тура в духовом шкафу, которую будет поддерживать основная горелка. При уменьшении температуры подача газа на горелку увеличивается, и температура поднимается. Если температура растет сверх настроенной величины, подача газа уменьшается. Терморегулятор состоит из термобаллона, капиллярной труб­ки и мембраны. Термобаллон находится в духовом шкафу и соединен капиллярной трубкой с мембраной, которая управ­ляет клапаном в кране. Вся система наполнена специальной жидкостью. При нагреве термобаллона жидкость расширяет­ся, ее давление передается по трубке к мембране. Мембрана придвигает клапан к седлу, подача газа уменьшается.

Если духовка не имеет терморегулятора, в ней устанавлива­ется термоуказатель, который работает, в диапазоне темпера­тур 160-270°С. Термоуказатель имеет шкалу с цифрами. По­ложение стрелки напротив той или иной цифры соответствует определенной температуре в духовке. В паспорте на плиту име­ется таблица, в которой обозначено, какая температура соот­ветствует той или иной цифре термоуказателя.

Электрооборудование плиты работает от переменного тока напряжением 220 В частотой 50Гц. Существуют плиты, элект­рооборудование которых работает от автономного источника постоянного тока (аккумулятор, батареи) напряжением от 1,5 до 12 В.

Средний срок службы современной плиты— не менее 14 лет. Плита не подлежит ремонту в том случае, если у нее прогорела духовка.

Неисправности плит

Пробка крана туго поворачивается — кран необходимо сма­зать специальной смазкой - НК-50, ГАЗ-41 и т.п. Не допуска­ется применение солидола, технического вазелина и подобных смазок. Качество крана зависит от того, насколько хорошо пробка притерта к корпусу. Пробка каждого крана притирает­ся к корпусу индивидуально. При смазке крана важно следить, чтобы отверстия в пробке и корпусе не забивались, их необхо­димо периодически прочищать.

Отрыв пламени горелок — при возможности регулирования подачи первичного воздуха — отрегулировать, в остальных случаях — уменьшить подачу газа на горелку краном.

Утечки в соединениях. В конструкции плиты имеется мно­жество разъемных соединений. При изменении свойств уплотнительных материалов (высыхании, старении) в них появляют­ся утечки, которые устраняют, применяя разрешенные матери­алы — лен, ленту ФУМ, паронит и т. п.

Розжиг горелок плиты

Розжиг горелок описан в данном разделе в объеме инструк­тажа, то есть так, как его необходимо объяснить абоненту при первичном пуске газа:

- убедиться в отсутствии запаха газа;

- открыть форточку;

- проверить тягу в вентканале;

- убедиться, что краны на плите закрыты;

- открыть кран на опуске;

- поднести зажженную спичку к разжигаемой горелке, от­крыть кран горелки;

- отрегулировать горение, убедиться в устойчивой работе горелок;

- не оставлять работающую плиту без присмотра;

- по окончании пользования закрыть краны на плите и кран на опуске.

 

Проточные водонагреватели

Колонки предназначены для горячего водоснабжения — нагрева воды, используемой в санитарных целях: стирка, купа­ние, мытье посуды и т.п.

Основными узлами колонки являются (рис. 20):

- газоотвод;

- теплообменник (радиатор);

- основная горелка;

- автоматика безопасности.

Рис. 20. Колонка

Газоотвод служит для удаления продуктов сгорания в дымоотводящий патрубок прибора. Колонки устанавливаются с отводом продуктов сгорания в дымоход. Площадь сечения ды­мохода должна быть не меньше площади сечения дымоотводящего патрубка колонки.

Теплообменник служит для нагрева продуктами сгорания протекающей через него воды. Он состоит из калорифера и огневой камеры («рубашки»), опоясанной змеевиком. Кало­рифер — это система медных трубок, на которые насажены и припаяны медные пластины. Применение меди обусловлено ее химической стойкостью и высокой теплопроводностью. В пос­леднее время появились колонки, имеющие биметаллический теплообменник. Это медная трубка, оребрение которой вы­полнено стальной пластиной.

Основная горелка колонки — инжекционная низкого давле­ния. Она имеет большую мощность для того, чтобы прогреть проточную воду, особенно зимой, за то небольшое время, пока вода идет через радиатор.

Автоматика безопасности колонки контролирует:

- проток воды;

- пламя запальника (или основной горелки);

- тягу в дымоходе;

- повышение температуры воды сверх установленной (не на всех колонках).

Автоматика по протоку воды - блок-кран - состоит из двух частей - газовой и водяной. Это наиболее сложный узел колонки. Блок-кран обеспечивает подачу газа к основной го­релке при открытии водозабора (наличии протока воды) и отключение основной горелки при прекращении водозабора (отсутствии протока). Кроме того, блок-кран блокирует ос­новную горелку при розжиге запальника: сначала зажигает­ся запальник и только потом основная горелка. В блок-кране имеется конусный кран, который обеспечивает ручное регули­рование подачи газа на основную горелку.

Запальник - это инжекционная горелка низкого давле­ния малой мощности (на современных колонках - не более 350 Вт). Запальная горелка выполняет две функции:

- разжигает основную горелку;

- обеспечивает работу автоматики.

Автоматика безопасности по пламени на современных ко­лонках может быть двух видов. В первом случае она состоит из термопары и электромагнитного клапана. При погасании за­пальника она прекращает подачу газа на основную горелку и запальник. Во втором случае контроль пламени производится датчиком ионизации, который может следить за пламенем за­пальника или основной горелки. При отсутствии пламени за­крывается электромагнитный клапан на входе газа в колонку.

Автоматика по тяге должна прекращать подачу газа на ос­новную горелку и запальник при отсутствии тяги в дымохо­де. Время срабатывания — не меньше 10 секунд, но не больше 60 секунд.

Автоматика по максимальной температуре воды отключает основную горелку и запальник при нагреве воды сверх опре­деленной температуры. Она защищает радиатор от перегрева, при котором он выходит из строя (температура срабатыва­ния — 90-95°С), либо от образования накипи в теплообмен­нике. В этом случае температура срабатывания — около 80°С. Автоматика по максимальной температуре воды имеется толь­ко на современных колонках. Наиболее современные модели колонок имеют автоматику, которая изменяет подачу газа на горелку в зависимости от протока воды через колонку.

Средний срок службы современных колонок — не менее 12 лет.

Колонка КГИ-56

Колонка КГИ-56 давно снята с производства, но в эксплу­атации находится достаточно большое количество этих аппа­ратов. Простота конструкции, надежность, наличие запасных частей приводят к тому, что КГИ-56 еще долго будет нахо­диться в эксплуатации. Колонка КГИ-56 имеет следующие тех­нические характеристики:

тепловая нагрузка — 27 000 ккал/ч;

давление воды — 0,5-6 кгс/см²;

расход воды — 7-10 л/мин.

Теплообменник (радиатор) КГИ-56 имеет высокую огне­вую камеру, опоясанную змеевиком, который припаивается к «рубашке».

Горелка КГИ-56 — односопловая, что и обусло­вило высокую огневую камеру радиатора, так как происходит не очень хорошее смешивание газа с первичным воздухом.

 

Рис. 21. Схема термоклапана

На горелке установлена автоматика по пламени (термоклапан), которая состоит из биметаллической пластины, на которой подвешен клапан, и запальника (рис. 21). При нагревании биметаллической пластины запальником она сгибается, и клапан открывает проход газа на горелку. При погасании запальника пластина остывает, выпрямляется, и клапан перекрывает проход газа на основную горелку.

Блок-кран состоит из газовой и водяной частей, которые крепятся друг к другу тремя винтами (рис. 22). Блок-кран обес­печивает подачу газа на основную горелку при наличии водо­забора и ее отключение при прекращении водозабора (автома­тика по протоку воды).

Рис. 22. Блок-кран КГИ-56

В газовой части имеются два конусных крана: один регули­рует подачу газа на основную горелку, другой — на запальник. В кране на основной горелке устроен клапан, который откры­вает подачу газа под действием штока водяной части. На кла­пан давит малая пружина, большая пружина служит для фик­сации пробки в корпусе.

В водяной части между крышкой и корпусом зажата мембра­на, на которую опирается тарелочка со штоком. Холодная вода подводится к водяной части снизу. Через отверстие диаметром 3,3 мм давление холодной воды передается в подмембранное пространство водяной части блок-крана. Следовательно, давление под мембраной равно давлению воды в водопроводе.

Далее вода проходит через радиатор и возвращается в водяную часть. При этом нагретая вода передает давление через отверстие диа­метром 2 мм воде, заполняющей надмембранное пространство. Это давление при протоке воды через колонку всегда будет меньше того, которое давит на мембрану снизу, за счет разности в диаметрах отверстий в под- и надмембранное пространство и потерь из-за трения. Мембрана выгибается вверх, выталкивая при этом тарелочку со штоком. Шток приподнимает клапан над седлом пробки газовой части блок-крана, преодолевая при этом действие на клапан сверху малой пружины и открывая проход газа из внутренней полости пробки на горелку. При прекраще­нии протока воды давление под мембраной и над мембраной выравнивается, мембрана перестает поднимать шток. Клапан под действием малой пружины закроет проход газа.

⇐ Предыдущая12345678910Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: