Традиционное сжигание газа и сжигание с полным предварительным смешением

Большинство котлов с открытой камерой сгорания имеют одинаковый принцип сжигания газа. За счет кинетической энергии газовой струи в нее подсасывается воздух.

Рисунок 19 Принцип сжигания газа в атмосферных горелках (сопло Вентури)

Горючий газ поступает под давлением на форсунку. Здесь, за счет сужения прохода потенциальная энергия давления переходит в кинетическую энергию струи. За счет специального геометрического сечения сопла Вентури, происходит подмешивание первичного воздуха. Непосредственно в сопле происходит смешение газа и воздуха (образуется газовоздушная смесь). На выходе из сопла происходит подмес вторичного воздуха. Изменение мощности горелки происходит за счет изменения давления газа, соответственно изменяется скорость газовой струи и количество подсасываемого воздуха.
Преимущества данной конструкции заключаются в ее простоте и бесшумности.
Ограничения и недостатки: большой избыток воздуха, ограничение по глубине модуляции, обилие вредных выбросов.

В котлах с закрытой камерой сгорания, принцип сжигания газа аналогичен вышеописанному. Различие заключается только в принудительном выбросе продуктов сгорания и подаче воздуха на сгорание. Все преимущества и недостатки атмосферных горелок в силе и для котлов с закрытой камерой сгорания.

В конденсационных котлах используется принцип «Полного предварительного смешения газа и воздуха». Суть этого метода заключается в подмесе газа к воздушной струе, за счет разряжения, создаваемого последней в сопле «Вентури».


Газовая арматура и воздуходувка
После распознавания электронным блоком пускового числа оборотов воздуходувки открываются последовательно расположенные газовые клапаны.
На всасывающей стороне воздуходувки установлен двустенный штуцер подвода воздуха / отвода отходящих газов (система Вентури). За счет кольцевой щели в соответствии с принципом Вентури возникает явление подсоса в камере над мембраной регулирования магистрального газа в газовой арматуре.

Рисунок 20 Узел смешения горелки с полным предварительным смешением

Процесс зажигания
Газ проходит через канал 1 под регулирующими мембранами. Регулирующий клапан магистрального газа открывается из-за возникающей разности давлений. Далее газ поступает через систему Вентури в воздуходувку и смешивается со всасываемым воздухом. Газо-воздушная смесь поступает в горелку и поджигается.
Режим модуляции
Ход регулирующего клапана магистрального газа зависит от положения регулирующего клапана. Путем повышения частоты вращения воздуходувки снижается давление за регулирующим клапаном магистрального газа. Посредством канала 2 продолжается изменение давления до давления ниже мембраны управляющего клапана. Отверстие уходящего потока продолжает закрываться, благодаря чему интенсивность снижения давления газа через канал 2 уменьшается. Таким образом, посредством канала 1 возрастает давление под мембраной регулирующего клапана магистрального газа. Регулирующий клапан магистрального газа продолжает открываться, таким образом, больше к воздуходувке и, соответственно, к горелке поступает больше газа.
Модуляция горелки производится, таким образом, постоянно посредством изменения потока воздушного воздуходувки. Количество газа отслеживает количество воздуха в предварительно указанном соотношении. Таким образом, во всем диапазоне модуляции возможно поддержание коэффициента избытка воздуха почти на постоянном уровне.

Рисунок 21 Термомодуль горелки с полным предварительным смешением