Hay condiciones sin las cuales la vida diaria de una persona no se considerará completamente cómoda.
En primer lugar, estos son varios sistemas de vida, que incluyen calefacción y una fuente de agua caliente en las instalaciones.
Las primeras estructuras que permitieron calentar eficazmente los espacios internos de los edificios aparecieron en la época del Antiguo Imperio Romano.
Inicialmente, para este proceso se utilizaban combustibles sólidos (madera, carbón, etc.), pero el desarrollo de la civilización abrió la posibilidad de utilizar electricidad, combustibles líquidos, energía solar, gas natural para tales fines.
La primera producción en serie de equipos de gas para calentar agua se estableció a principios del siglo XX en Alemania.
El fabricante fue la empresa Junkers, que también aplicó tecnología innovadora en ese momento en su producto: una unidad de control automático para todo el sistema.
La primera caldera de gas doméstica en serie apareció solo en 1947. El modelo fue producido bajo el nombre de "Conord".
En la práctica mundial, el desarrollo de equipos de calefacción y calentamiento de agua dependía de la disponibilidad de ciertos recursos.
Por ejemplo, en la URSS, se produjeron principalmente calderas de gas, ya que el combustible para ellas era y sigue siendo muy asequible.
En Europa, los modelos alimentados por electricidad fueron más valorados.
Los productos que funcionan con combustible diésel y, más recientemente, con energía solar se han vendido bien en EE. UU.
Los equipos de gas se dividen según su funcionalidad y lugar de instalación. En el primer caso, las calderas se pueden dividir:
Para circuito único.
Para circuitos dobles.
En el segundo:
Para el tipo de montaje en pared.
Para uso en exteriores.
Cada uno de estos tipos tiene sus propias características, que deben tenerse en cuenta al elegir el modelo adecuado.
Calderas de gas de circuito único
La característica principal de esta opción es que su propósito es solo trabajar en el sistema de calefacción de espacios. Si el propietario del modelo desea utilizar el equipo instalado también como fuente de agua caliente en la casa, deberá realizar gastos financieros adicionales: deberá comprar una caldera especial que se pueda conectar a esta caldera de gas.
Calderas de gas de doble circuito
Dicho equipo, además de ser utilizado en el sistema de calefacción, también es una fuente de agua caliente. Naturalmente, una caldera de doble circuito es más cara que una versión de un solo circuito, pero casi siempre es más barata que un tándem que consta de una caldera y un modelo de un solo circuito.
Sin embargo, vale la pena señalar una serie de desventajas de una caldera de doble circuito:
Cuanto mayor sea el número de consumidores de agua caliente, menos eficiente será dicho equipo (se recomienda contar con un máximo de tres personas que consuman el líquido calentado de la caldera). Por lo tanto, en otras situaciones, aún se requerirá la instalación de una caldera u otro equipo de calentamiento de agua, lo que generará un desperdicio financiero adicional.
Cuanto más lejos esté el punto de consumo de agua, más tiempo tardará en alcanzar una temperatura aceptable del líquido. Por lo general, los expertos no recomiendan colocar grifos de consumo a una distancia de más de 7 metros de la tubería de la caldera. Superar este pasillo supondrá una espera bastante larga, así como un despilfarro de agua, que habrá que vaciar.
A diferencia de las calderas de circuito único, las calderas de circuito doble permiten conectar varios modelos de equipos a un sistema completo a la vez, lo que a veces es muy conveniente y efectivo.
Las principales ventajas de esta opción:
Relativa facilidad de trabajo de instalación.
Dimensiones compactas, lo que ahorra espacio libre al instalar una caldera mural.
La principal desventaja es la menor potencia y, por tanto, el rendimiento de esta opción, en comparación con los equipos para exteriores. En consecuencia, dicha caldera será efectiva en apartamentos comunes o en pequeñas casas privadas, mientras que en casos más graves, este tipo no funcionará.
La opción de montaje en pared para colocar equipos impone ciertos requisitos en cuanto a su peso. Por lo tanto, dicho equipo está hecho de materiales livianos que no siempre pueden soportar una operación a largo plazo. Este es otro inconveniente de las calderas montadas en la pared: el mantenimiento preventivo y el mantenimiento deberán realizarse con más frecuencia que los procesos similares con un modelo de piso.
La versión de piso del equipo de caldera de gas se considera más confiable y duradera. Una de las ventajas más importantes de este tipo es una mayor potencia, que permite calentar casas particulares bastante grandes o varios apartamentos al mismo tiempo.
Contras de las calderas de gas de piso:
El aumento de peso de los equipos, ya que los principales materiales utilizados en su creación son el acero o el hierro fundido.
Tamaños de modelos grandes. Hay mucho espacio libre para este equipo, ya que su funcionamiento requiere muy a menudo la instalación de elementos adicionales, por ejemplo, bombas, grifos, una caldera, etc.
Dos desventajas principales contribuyen a la complejidad del proceso de instalación y casi siempre requieren una habitación separada para instalar una caldera de pie, especialmente si se tiene en cuenta el hecho de que estos modelos hacen mucho ruido durante el funcionamiento.
Las calderas de gas también difieren en el tipo de quemador y el método de eliminación de los productos de combustión.
Los quemadores son:
Atmosférico. Se requiere suministro de aire natural para el funcionamiento de la llama. Requiere buena ventilación en el local. Se caracterizan por la presencia de una cámara de combustión abierta.
Ventilador, o como también se les llama - turbina Suministro de aire forzado. Se caracterizan por una cámara de combustión cerrada y la presencia de automatización. Las desventajas de tales sistemas incluyen un mayor nivel de ruido y la necesidad de conectarse a la red eléctrica (para el funcionamiento de los ventiladores incorporados).
Difusión-cinética. Algo entre los dos primeros tipos, cuando se suministra aire a la cámara de combustión en ciertas porciones. Una opción bastante rara en equipos domésticos, generalmente utilizada en entornos industriales.
Conjunto. Le permite utilizar varios tipos de combustible (gas, madera o aceite) sin cambiar el quemador. La versatilidad del sistema ha llevado a una serie de desventajas: menor eficiencia, alto costo, complejidad de diseño, lo que aumenta el tiempo y el costo de los trabajos preventivos y de reparación.
Según el tipo de eliminación de los productos de combustión, las calderas de gas se dividen en:
En un modelo de tiro natural. Los productos de la combustión de las calderas de gas son más ligeros que el aire, por lo que se aprovecha este hecho en los equipos de tiro natural. Para el funcionamiento de tales modelos, es necesario tener una chimenea especial con buena extracción de aire. Por lo general, estas calderas se instalan en casas particulares, donde puede construir un elevador por separado para los gases de escape.
Para equipos con escape forzado de gases. Los ventiladores están instalados en estos modelos, que alivian por la fuerza las calderas de los productos de combustión. Requiere conexión a la red eléctrica. Por lo general, estas calderas de gas se instalan en apartamentos.
Las principales ventajas de las calderas de gas:
El combustible (gas natural) es más barato que usar electricidad, madera, carbón o petróleo para un proceso similar.
La eficiencia de las calderas de gas es mayor que la de los análogos.
Principales desventajas:
Mayor costo de instalación. El propietario de la caldera de gas deberá recopilar documentos adicionales y obtener el permiso de Gaztekhnadzor. Naturalmente, esto requiere una pérdida de tiempo y dinero adicional.
Para garantizar la operación segura de los equipos de gas, se requerirá la instalación de sistemas y estructuras adicionales. Esto es, en primer lugar, la instalación de una chimenea y una alarma de gas.
Requiere una línea de gas en la mayoría de los casos. Los equipos que funcionan con gas envasado no son económicamente viables.
Las calderas de gas se consideran el tipo más común de sistemas de calefacción individuales en las posesiones privadas de los ciudadanos de nuestro país.
Las calderas de gas modernas están controladas por tableros electrónicos que tienen muchos sensores para proteger contra emergencias.
Los tableros también controlan varias válvulas, turbinas, controlan la temperatura y encienden automáticamente el gas.
Pero tienen un inconveniente: sensibilidad a caídas y subidas de tensión.
La instalación de un estabilizador de voltaje o un relé de control de voltaje ayudará a proteger la placa contra averías y reparaciones posteriores.
El estabilizador mantiene el voltaje a un nivel constante, suavizándolo, y el relé de control apaga el voltaje si ocurre un salto.
La estufa de gas en la cocina es un clásico de la era soviética, pero en nuestro tiempo, los electrodomésticos de cocina de gas siguen siendo relevantes. Por supuesto, las estufas de gas modernas han cambiado significativamente. Estos ya no son los dispositivos más simples que usaban nuestros padres. Hoy en día se trata de electrodomésticos de cocina con una gran funcionalidad y un sorprendente diseño moderno. Consideremos con más detalle la cuestión de qué modelos de estufas de gas nos ofrece hoy el mercado de equipos de cocina.
Las estufas de gas son de los siguientes tipos:
Los quemadores son el elemento más importante de la estufa. Su número en la encimera varía de 2 a 6 piezas. Además, existen modelos combinados, donde los quemadores de gas están adyacentes a los eléctricos. Esto es muy práctico y especialmente cierto para áreas donde a menudo hay interrupciones en el suministro de gas. Los quemadores de "diferentes tamaños" están adaptados para platos de diferentes tamaños. A veces, además de los quemadores redondos habituales, hay una forma ovalada.
También en los nuevos modelos de estufas hay quemadores de varios niveles, donde la llama puede estar en dos o tres filas. Estos se llaman "coronas". Esto le permite distribuir uniformemente el calor y aumentar la potencia del quemador.
quemador "corona" La apariencia de una estufa de gas depende en gran medida del material del que está hecha su placa. A saber:
Las estufas de gas económicas suelen tener un panel esmaltado. Este revestimiento tradicional ha resistido la prueba del tiempo y ha demostrado su eficacia. El esmalte, por regla general, es un revestimiento duradero, pero con un impacto o una fuerte presión, es posible que se produzcan astillas en la superficie, por lo que la apariencia de la placa se verá afectada en gran medida. Hoy en día, las placas esmaltadas, aunque se producen con un diseño nuevo y moderno, se están convirtiendo gradualmente en una cosa del pasado. Están siendo reemplazados por placas con otros recubrimientos cualitativamente nuevos.
El acero se usa ampliamente como material para la superficie de cocción de las estufas de cocina. El revestimiento de acero es siempre práctico y fiable. La superficie de espejo de metal de la placa se ve muy bien. Además, la superficie mate le da a la estufa un aspecto moderno y un estilo especial. Desafortunadamente, el acero inoxidable es susceptible a manchas y rayas.
Este material es similar en apariencia y color al acero inoxidable, pero tiene un tono más claro. Básicamente, no es nada especial.
Parece que estos materiales deben ser quebradizos. Pero no lo es. Los últimos modelos de estufas de gas, llamados "gas sobre vidrio" y "gas bajo vidrio", utilizan este material de alta resistencia y resistente al calor. La belleza y atractivo de estos modelos es innegable, pero su cuidado tiene sus propias características.
El horno de gas habitual, creado según los cánones clásicos, ya está algo desactualizado. El desarrollo de la tecnología ha llevado a la creación de armarios de gas con circulación forzada de aire caliente, es decir, con ventilador incorporado. Para evitar que la brisa del ventilador apague la llama, en estos hornos se utilizan quemadores huecos. Si la llama se apaga accidentalmente, luego de un par de segundos volverá a encenderse.
Los equipos de gas siempre se han considerado inseguros. Desafortunadamente es verdad. Los fabricantes, velando por nuestra seguridad, han desarrollado e implantado en sus modelos un sistema de control de gas termoeléctrico. Los quemadores están equipados con sensores especiales que detienen el suministro de gas en caso de circunstancias imprevistas, cuando la llama puede apagarse. Un sistema similar se usa no solo en los quemadores, sino también en el horno.
Para evitar quemaduras, se insertan varias capas de vidrio resistente al calor en las puertas del horno.
Para que los aparatos de gas sean más cómodos de usar, los diseñadores los dotaron de funciones adicionales. Los nuevos modelos de cocinas a gas cuentan con un sistema de encendido eléctrico, que puede ser manual o automático. En el primer caso, para encender el quemador, gire su interruptor y al mismo tiempo presione un botón especial para suministrar una chispa. En el segundo, cuando se gira el interruptor, el fuego se enciende automáticamente.
En algunos modelos, también hay indicadores para encender cada quemador, un temporizador y una señal de sonido para el final del trabajo. En cuanto a los hornos a gas, las novedades son: sistema de extracción de las bandejas de horno al abrir la puerta y limpieza automática del mueble.
Como cualquier electrodoméstico, las estufas de gas se pueden dividir en clases:
Hay varios tipos de calderas de gas.
Las calderas de gas se consideran las más óptimas.
Proporcionan calefacción de espacios eficiente en ausencia de acceso a un sistema de calefacción centralizado. La gran demanda de este tipo de equipos de calefacción se justifica por el tipo de combustible consumido. El gas natural es el recurso más accesible en la actualidad, que permite obtener energía térmica. Debido a la presencia de una amplia gama, es posible seleccionar la mejor opción para la calefacción de espacios.
Como cualquier otra, las calderas murales de gas son la base de todo el sistema de calefacción. Se consideran los equipos de calefacción más asequibles y comunes. Tal caldera brinda capacidad de fabricación y comodidad cuando se usa en una casa de campo.
La instalación de calefacción se lleva a cabo donde se encuentra la tubería de gas. Pueden operar desde una línea de gas natural, así como desde un cilindro de gas licuado. Una botella de GLP es costosa y menos eficiente de operar que el gas natural. Para instalar una caldera de pared, debe tener una lista de ciertos documentos. La instalación y mantenimiento de este tipo de equipos debe ser realizada por profesionales especialistas en estos equipos.
La presencia de quemadores de gas, accesorios de gas y un intercambiador de calor es la unidad principal de una caldera de gas de pared. Los intercambiadores de calor de cobre tienen el costo más bajo y el peso más liviano. Dichos intercambiadores de calor se usan con mayor frecuencia, pero también hay acero y hierro fundido. Las calderas murales están equipadas con elementos de control, protección y autodiagnóstico.
Hay calderas murales de circuito simple y circuito doble. Los de circuito único están diseñados para la calefacción de espacios, y para calentar agua, se instala una columna o un asador eléctrico. Las calderas de doble circuito se pueden usar tanto para calefacción como para suministro de agua caliente (no simultáneamente).
Con una instalación y operación adecuadas, una caldera de este tipo puede durar hasta 15-20 años (con una garantía de 1 año). Al final del período de garantía, se debe realizar el mantenimiento. Se recomienda realizar el mantenimiento anualmente.
Las calderas de condensación a gas son dispositivos fiables, modernos y de alta tecnología.
A diferencia de las calderas convencionales, que pasan los productos de la combustión a través de la rejilla del intercambiador de calor, las calderas de condensación crean una transferencia de su energía térmica al intercambiador de calor. Los gases de escape se descargan a través de las chimeneas a la atmósfera, perdiendo parte del calor. Junto con los gases, se libera vapor de combustible, que se forma durante la combustión, reduciendo la eficiencia y absorbiendo parte de la energía. Esta energía se almacena en la caldera de condensación y se transfiere al sistema de calefacción.
Cuando se enfría, el vapor se convierte en líquido (condensación), lo que conduce a la liberación de una cierta cantidad de calor. Un intercambiador de calor especial acumula condensación y transfiere calor al sistema de calefacción. Durante la combustión completa de una unidad de combustible, se genera calor, liberado durante la condensación. Este fenómeno se denomina poder calorífico superior del combustible.
Las calderas de condensación son muy económicas. Debido al uso de quemadores de alta tecnología, la mezcla aire-combustible se prepara en las proporciones requeridas para un modo de combustión determinado.
Este tipo de caldera puede ser tanto de pared como de suelo.
Para calderas de condensación, se instala un sistema de calefacción con la expectativa de una temperatura de refrigerante más baja. Este proyecto tiene en cuenta la temperatura del refrigerante en el circuito de retorno. La temperatura no puede exceder los 60°C bajo ninguna condición climática.
Este tipo de aparatos de calefacción es el más masivo de Europa. En muchos países, está prohibido instalar calderas de gas, excepto las de condensación, ya que estas calderas tienen las emisiones más bajas de sustancias nocivas y la mayor eficiencia.
Clasificación de los quemadores de gas:
Según la presión del gas que se suministra para la combustión, se distinguen los quemadores:
Según el diseño y el método de combustión del gas, se dividen en:
El principio de funcionamiento de los quemadores de difusión se basa en la combustión, que se produce cuando el gas combustible y el aire se mezclan en el interior de la cámara de combustión. Para ello, a una determinada presión, se suministra gas al quemador, y el aire entra de forma natural. Después de mezclar, se forma una mezcla combustible.
Los quemadores de inyección funcionan mezclando gas y aire dentro de la carcasa. El aire de combustión se inyecta, mezclado con gas, utilizando una boquilla y una antorcha especiales para expulsar el gas a alta velocidad. Disponen de mezcla total y parcial de la cantidad de aire suministrado.
En un tipo de quemadores de gas de dos hilos, el aire se suministra mediante un ventilador de tiro. El gas combustible se mezcla con aire en la zona de combustión. Tienen la capacidad de trabajar a baja y media presión. Este tipo de quemador es compacto y de funcionamiento silencioso. Dispone de un amplio rango de potencia térmica con regulación.
El diseño de los quemadores de turbina de gas implica el suministro de aire con la ayuda de un ventilador axial, que comienza a funcionar cuando se enciende la turbina, que se encuentra en el flujo de gas que sale. El suministro de aire se produce en dirección opuesta al flujo de gas del quemador. En el siguiente artículo: cuánto gas queman las calderas de gas montadas en la pared.
Un quemador de gas es un dispositivo que asegura una combustión estable de combustible gaseoso y regula el proceso de combustión.
Las principales funciones de los quemadores:
· Suministro de gas y aire al frente de combustión;
· formación de mezclas;
· Estabilización del frente de llama;
· Asegurando la intensidad requerida del proceso de combustión del gas.
Tipos de quemadores de gas.
1. Quemadores de difusión.
2. Inyección de media y baja presión.
3. Cinético - con suministro de aire forzado de baja y media presión.
4. Quemadores combinados de gasóleo y gas de baja y media presión.
Todos los quemadores deben pasar pruebas estatales en centros de prueba especiales y tener un "Certificado de Cumplimiento de las Normas Rusas"
(Pruebas: Shakhty, región de Rostov, región de Sverdlovsk: "Centro de pruebas Ural para quemadores".
Quemador de difusión. La difusión es el proceso de penetración espontánea de una sustancia en otra.
En los quemadores de difusión, todo el aire necesario para la combustión del gas es secundario. Los quemadores de difusión prácticamente no se usan en ninguna parte. Un quemador de difusión es un tubo con orificios para la salida de gas, la distancia entre los orificios se determina teniendo en cuenta la propagación de la llama de un orificio a otro. Se suministra gas puro sin mezcla de aire a dicho quemador. Los quemadores son de baja potencia, requieren una gran cantidad de espacio en el horno o suministro de aire al horno mediante un ventilador.
En la industria, en las antiguas fábricas, se utiliza un quemador de difusión de hendidura de solera, que es una tuberíaÆ 57 mm con agujeros perforados en 2 filas.
Las ventajas de los quemadores de difusión incluyen la simplicidad del diseño y una llama estable.
Quemador de inyección. La succión de aire debido a la rarefacción creada por el chorro de gas que sale se llama inyección, o la succión de aire se realiza debido a la energía del chorro de gas. Los quemadores de inyección vienen con inyección de aire incompleta (50 ... 60%) e inyección completa.
En los quemadores de inyección, el aire primario (50 ... 60%) y el aire secundario del volumen del horno participan en la combustión. Estos quemadores también se denominan autorreguladores (es decir, cuanto más suministro de gas, más aire se aspira).
Desventajas de estos quemadores: necesitan estabilización de la llama por separación y ruptura. Quema - con ruido durante el funcionamiento.
Ventajas de los quemadores: simplicidad de diseño, confiabilidad en el funcionamiento, posibilidad de combustión completa del gas, capacidad de trabajar a bajas y medias presiones, suministro de aire debido a la energía del chorro de gas, que ahorra energía eléctrica (ventilador).
Las partes principales de los quemadores de inyección son:
· regulador de aire primario (1);
· Boquilla (2);
· Mezclador (3).
El regulador de aire primario es un disco giratorio, una arandela o un amortiguador que regula el suministro de aire primario.
La boquilla sirve para convertir la energía potencial de la presión del gas en cinética (velocidad), es decir, para dar a la corriente de gas una velocidad tal que proporcione el flujo de aire necesario.
El quemador mezclador consta de 3 partes:
· inyectores (4);
· confusor (5);
· Difusor (7).
Se crea un vacío en el inyector y se aspira aire primario.
La parte más estrecha del quemador es el confusor, en el que se iguala la mezcla gas-aire.
En el difusor se produce el mezclado final de la mezcla gas-aire y un aumento de su presión por disminución de la velocidad.
Quemador con suministro de aire forzado. Esta es una antorcha cinética o de dos hilos. El aire para la combustión del gas se suministra al quemador a la fuerza mediante un ventilador al 100%, es decir, todo el aire es primario. El quemador es eficiente, de alta potencia, no requiere un gran espacio de horno. Funciona a baja y media presión de gas, necesita estabilizar la llama para que no se separe ni se rompa.
El quemador tiene un remolino de aire diseñado para mezclar completamente el gas con el aire dentro del quemador.
El quemador tiene un túnel cerámico que actúa como estabilizador.
Quemadores combinados de gas y gasóleo. Estos quemadores, además de la parte de gas, disponen de una boquilla para la pulverización de combustible líquido. Se permite la combustión simultánea de gas y combustibles líquidos durante un tiempo breve cuando se cambia de un tipo de combustible a otro.
La boquilla tiene un diseño de tubo en tubo. El combustible líquido se suministra a través de la tubería central, el aire de atomización o el vapor se suministran a través del espacio anular.
Quemador de gas- este es un dispositivo para mezclar oxígeno con combustible gaseoso para suministrar la mezcla a la salida y quemarla con la formación de una antorcha estable. En un quemador de gas, el combustible gaseoso suministrado a presión se mezcla en un dispositivo mezclador con aire (oxígeno del aire) y la mezcla resultante se enciende en la salida del dispositivo mezclador con la formación de una llama constante estable.
Los quemadores de gas tienen una amplia gama de ventajas. El diseño del quemador de gas es muy simple. Su puesta en marcha tarda una fracción de segundo y dicho quemador funciona casi a la perfección. Los quemadores de gas se utilizan para calderas de calefacción o aplicaciones industriales.
Hoy en día, existen dos tipos principales de quemadores de gas, su separación se lleva a cabo según el método utilizado para formar una mezcla combustible (compuesta por combustible y aire). Existen dispositivos atmosféricos (inyectores) y presurizados (ventilación). En la mayoría de los casos, el primer tipo es parte de la caldera y está incluido en su precio, mientras que el segundo tipo suele comprarse por separado. Un quemador de gas a presión como herramienta de combustión es más eficiente, ya que un ventilador especial (integrado en el quemador) les suministra aire.
Los propósitos de los quemadores de gas son:
– suministro de gas y aire al frente de combustión;
- formación de la mezcla;
– estabilización del frente de encendido;
– asegurar la intensidad de combustión requerida.
Tipos de quemadores de gas:
quemador de difusión - quemador en el que el combustible y el aire
las quemaduras son mixtas.
Quemador de inyección - quemador de gas con premezcla de gas con aire, en el que uno de los medios necesarios para la combustión es aspirado en la cámara de combustión de otro medio (sinónimo de quemador de eyección)
Quemador hueco de premezcla – un quemador en el que el gas se mezcla con todo el volumen de aire frente a las salidas.
Quemador no con premezcla hueca– un quemador en el que el gas no se mezcla completamente con el aire frente a las salidas. Quemador de gas atmosférico– Quemador de inyección de gas con premezcla parcial de gas con aire, aprovechando el aire secundario del ambiente que rodea la antorcha.
Quemador especial– quemador, cuyo principio de funcionamiento y diseño determina el tipo de unidad térmica o las características del proceso tecnológico.
Quemador recuperativo– quemador equipado con un intercambiador de calor para calentar gas o aire
Quemador regenerativo- un quemador equipado con un regenerador para calentar gas o aire.
Quemador automático– un quemador equipado con dispositivos automáticos: encendido remoto, control de llama, control de presión de combustible y aire, válvulas de corte y medios de control, regulación y señalización.
quemador de orina– quemador de gas, en el que la energía de los chorros de gas salientes se utiliza para impulsar el ventilador incorporado que sopla aire en el quemador.
Quemador piloto– quemador auxiliar utilizado para encender el quemador principal.
Los más aplicables hoy en día son la clasificación de los quemadores según el método de suministro de aire, que se dividen en:
- sin explosión: el aire ingresa al horno debido a la rarefacción en él;
- inyección: el aire es aspirado debido a la energía del chorro de gas;
- explosión: se suministra aire al quemador u horno mediante un ventilador.
Los quemadores de gas se utilizan a varias presiones de gas: baja - hasta 5000 Pa, media - de 5000 Pa a 0,3 MPa y alta - más de 0,3 MPa. En la mayoría de los casos, se utilizan quemadores que funcionan a media y baja presión de gas.
De gran importancia es la potencia térmica de un quemador de gas, que puede ser máxima, mínima y nominal.
Durante el funcionamiento a largo plazo del quemador, donde se consume una mayor cantidad de gas sin romper la llama, se logra la máxima potencia térmica.
La mínima potencia térmica se produce con un funcionamiento estable del quemador y el menor caudal de gas sin retroceso de llama.
Cuando el quemador funciona con el caudal de gas nominal, que garantiza la máxima eficiencia con la máxima eficiencia de combustión, se alcanza la salida de calor nominal.
Se permite superar la potencia térmica máxima sobre la nominal en no más del 20%. Si la potencia calorífica nominal del quemador según el pasaporte es de 10 000 kJ/h, el máximo debería ser de 12 000 kJ/h.
Otra característica importante de los quemadores de gas es el rango de regulación de la potencia térmica.
Hoy en día, se utilizan una gran cantidad de quemadores de varios diseños. El quemador se selecciona de acuerdo con ciertos requisitos, que incluyen: estabilidad con cambios en la potencia térmica, confiabilidad en la operación, compacidad, facilidad de mantenimiento, asegurando la integridad de la combustión del gas.
Los principales parámetros y características de los quemadores de gas usados están determinados por los requisitos:
- potencia térmica, calculada como el producto del consumo horario de gas, m 3 / h, y su poder calorífico inferior, J / m 3, y que es la principal característica del quemador;
– parámetros del gas quemado (poder calorífico inferior, densidad, número de Wobbe);
- potencia térmica nominal igual a la potencia máxima alcanzable durante el funcionamiento a largo plazo del quemador con un mínimo coeficiente de exceso de aire a y siempre que la subcombustión química no supere los valores especificados para este tipo de quemador;
- presión nominal de gas y aire correspondiente a la potencia calorífica nominal del quemador a presión atmosférica en la cámara de combustión;
– longitud nominal relativa de la llama, igual a la distancia a lo largo del eje de la llama desde la sección de salida (tobera) del quemador a potencia térmica nominal hasta el punto en que el contenido de dióxido de carbono en α = 1 es igual al 95 % de su valor máximo;
- coeficiente de regulación limitante de la potencia térmica, igual a la relación entre la potencia térmica máxima y la mínima;
- el coeficiente de regulación de trabajo del quemador en términos de potencia térmica, igual a la relación entre la potencia térmica nominal y el mínimo;
- presión (vacío) en la cámara de combustión a la potencia nominal del quemador;
– características termotécnicas (luminosidad, emisividad) y aerodinámicas de la llama;
- consumo específico de metal y material y consumo específico de energía, referido a la potencia térmica nominal;
es el nivel de presión acústica generado por el quemador en funcionamiento a la potencia calorífica nominal.
requisitos del quemador
Con base en la experiencia operativa y el análisis del diseño de los quemadores, es posible formular los requisitos básicos para su diseño.
El diseño del quemador debe ser lo más simple posible: sin partes móviles, sin dispositivos que cambien la sección transversal para el paso de gas y aire, y sin partes de forma compleja ubicadas cerca de la punta del quemador. Los dispositivos complejos no se justifican durante la operación y fallan rápidamente bajo la influencia de altas temperaturas en el espacio de trabajo del horno.
Las secciones transversales para la salida de gas, aire y mezcla de gas y aire deben calcularse en el proceso de creación de un quemador. Durante el funcionamiento, todas estas secciones deben permanecer sin cambios.
La cantidad de gas y aire suministrada al quemador debe medirse mediante dispositivos de estrangulación en las tuberías de suministro.
Las secciones transversales para el paso de gas y aire en el quemador y la configuración de las cavidades internas deben elegirse de tal forma que la resistencia al movimiento de gas y aire dentro del quemador sea mínima.
La presión de gas y aire debe proporcionar principalmente las velocidades requeridas en las secciones de salida del quemador. Es deseable que el suministro de aire al quemador sea ajustable. El suministro de aire no organizado como resultado de rarefacción en el espacio de trabajo o por inyección parcial de aire con gas puede permitirse solo en casos especiales.
Diseños de quemadores.
Los elementos principales de un quemador de gas: un mezclador y una boquilla de quemador con un dispositivo estabilizador. Dependiendo del propósito y las condiciones de funcionamiento del quemador de gas, sus elementos tienen un diseño diferente.
EN quemadores de difusión se suministra gas, gas y aire a la cámara de combustión. La mezcla de gas y aire se produce en la cámara de combustión. La mayoría de los quemadores de gas de difusión están montados en las paredes del horno u horno. En calderas, los llamados. quemadores de gas de solera, que se encuentran en el interior del horno, en su parte inferior. Un quemador de gas de solera consta de uno o más tubos de distribución de gas, en los que se perforan agujeros. La tubería con orificios se instala en la parrilla o el hogar del horno en un canal ranurado revestido con ladrillos refractarios. La cantidad requerida de aire ingresa a través del canal ranurado refractario. Con tal dispositivo, la combustión de las corrientes de gas que salen de los orificios de la tubería comienza en el canal refractario y termina en el volumen del horno. Los quemadores de solera crean poca resistencia al paso del gas, por lo que pueden funcionar sin tiro forzado.
Los quemadores de gas de difusión se caracterizan por una temperatura más uniforme a lo largo de la longitud de la llama.
Sin embargo, estos quemadores de gas requieren una mayor proporción de exceso de aire (en comparación con los quemadores de inyección) y también crean tensiones térmicas más bajas en el volumen del horno y peores condiciones para la postcombustión de gas en la parte trasera de la antorcha, lo que puede conducir a una combustión de gas incompleta.
Quemadores de difusión El gas se utiliza en hornos y calderas industriales, donde se requiere una temperatura uniforme a lo largo de la antorcha. En algunos procesos, los quemadores de difusión de gas son indispensables. Por ejemplo, en los hornos de fabricación de vidrio, de hogar abierto y otros, cuando el aire de combustión se calienta a temperaturas superiores a la temperatura de ignición del gas combustible con el aire. Los quemadores de gas de difusión también se utilizan con éxito en algunas calderas de agua caliente.
EN quemadores de inyección El aire de combustión es aspirado (inyectado) debido a la energía del chorro de gas y su mezcla mutua se produce en el interior del cuerpo del quemador. A veces, en los quemadores de inyección de gas, la energía de la corriente de aire realiza la succión de la cantidad requerida de gas combustible, cuya presión es cercana a la presión atmosférica. En los quemadores de mezcla completa (todo el aire necesario para la combustión se mezcla con el gas) que funcionan con gas a media presión, se forma una llama corta y la combustión se completa en un volumen mínimo del horno. En los quemadores de inyección de gas de mezcla parcial sólo entra una parte (40 ÷ 60%) del aire necesario para la combustión (el llamado aire primario), que se mezcla con el gas. El resto del aire (el llamado aire secundario) ingresa a la llama desde la atmósfera debido a la acción de inyección de los chorros de gas-aire y la rarefacción en los hornos. A diferencia de los quemadores de inyección de gas de media presión, los quemadores de baja presión forman una mezcla homogénea de gas y aire con un contenido de gas superior al límite superior de ignición; estos quemadores de gas son estables en funcionamiento y tienen un amplio rango de carga de calor.
Los estabilizadores se utilizan para la combustión estable de la mezcla gas-aire en quemadores de inyección de gas de media y alta presión: sopletes de encendido adicionales alrededor del flujo principal (quemadores con estabilizador anular), túneles cerámicos en cuyo interior se produce la combustión de la mezcla gas-aire y estabilizadores de placa que crean un remolino en la trayectoria del flujo.
En hornos de tamaño considerable, los quemadores de inyección de gas se ensamblan en bloques de 2 o más quemadores.
Los quemadores de inyección de gas de radiación infrarroja (los llamados quemadores sin llama), en los que la mayor parte del calor obtenido durante la combustión se transfiere por radiación, son ampliamente utilizados. el gas arde en la superficie radiante en una capa delgada, sin antorcha visible. La superficie radiante son boquillas de cerámica o mallas metálicas. Estos quemadores se utilizan para calentar locales con una alta tasa de intercambio de aire (pabellones deportivos, locales comerciales, invernaderos, etc.), para secar superficies pintadas (telas, papel, etc.), para calentar suelos congelados y materiales a granel, y en hornos industriales. . Para el calentamiento uniforme de grandes superficies (hornos de refinerías de petróleo y otros hornos industriales), así llamados. Quemadores radiantes de inyección de panel. En estos quemadores, la mezcla de gas y aire del mezclador ingresa a una caja común y luego la mezcla se distribuye a través de los tubos en túneles separados, en los que se quema. Los quemadores de panel tienen dimensiones pequeñas y un amplio rango de ajuste, son insensibles a la contrapresión en la cámara de combustión.
El uso de quemadores de turbina de gas, en los que el aire es suministrado por un ventilador axial accionado por una turbina de gas, está aumentando. Estos quemadores fueron propuestos a principios del siglo XX (turboquemador Eikart). Bajo la acción de la fuerza reactiva del gas que sale, la turbina, el eje y el ventilador son accionados en la dirección opuesta a la salida del gas. El rendimiento del quemador está controlado por la presión del gas entrante. Los quemadores de turbina de gas se pueden utilizar en hornos de calderas. Los quemadores de gas de turbina de alta presión con autoabastecimiento de aire a través de recuperadores y economizadores de aire son prometedores: quemadores de gas-oil de alta capacidad que funcionan con aire caliente y frío.
Los quemadores están sujetos a los siguientes requisitos:
1. Los principales tipos de quemadores deben fabricarse en masa en las fábricas de acuerdo con las especificaciones. Si los quemadores se fabrican con un diseño individual, deben probarse durante la puesta en marcha para determinar las características principales;
2. Los quemadores deben asegurar el paso de una determinada cantidad de gas y la integridad de su combustión con un caudal de aire mínimo α, a excepción de los quemadores para usos especiales (por ejemplo, para hornos en los que se mantenga un ambiente reductor);
3. Al garantizar el régimen tecnológico especificado, los quemadores deberán asegurar la mínima cantidad de emisiones nocivas a la atmósfera;
4. El nivel de ruido generado por el quemador no debe exceder los 85 dB medido con un sonómetro a una distancia de 1 m del quemador ya una altura de 1,5 m del piso;
5. Los quemadores deben operar de manera estable sin separación ni descarga disruptiva de la llama dentro del rango calculado de regulación de potencia térmica;
6. Para quemadores con mezcla preliminar completa de gas con aire, la velocidad de salida de la mezcla gas-aire debe exceder la velocidad de propagación de la llama;
7. Para reducir el consumo de electricidad para necesidades propias cuando se utilizan quemadores con suministro de aire forzado, la resistencia de la vía de aire debe ser mínima;
8. Para reducir los costos operativos, el diseño del quemador y los dispositivos estabilizadores deben ser bastante fáciles de mantener, convenientes para revisión y reparación;
9. Si es necesario guardar el combustible de reserva, los quemadores deben garantizar una transferencia rápida de la unidad de un combustible a otro sin violar el régimen tecnológico;
10. Los quemadores combinados de petróleo y gas deben proporcionar aproximadamente la misma calidad de combustión de ambos tipos de combustible: gas y líquido (combustible).
Quemadores de difusión
En los quemadores de difusión, el aire necesario para la combustión del gas proviene del espacio circundante al frente de llama debido a la difusión.
Dichos quemadores se usan generalmente en electrodomésticos. También se pueden utilizar al aumentar el flujo de gas, si es necesario extender la llama sobre una gran superficie. En todos los casos, el gas se suministra al quemador sin mezcla de aire primario y se mezcla con él fuera del quemador. Por lo tanto, estos quemadores a veces se denominan quemadores de mezcla externos.
Los quemadores de difusión más simples (Fig. 7.1) son un tubo con orificios perforados. La distancia entre los agujeros se elige teniendo en cuenta la velocidad de propagación de la llama de un agujero a otro. Estos quemadores tienen pequeñas potencias térmicas y se utilizan para quemar gases naturales y bajos en calorías debajo de pequeños calentadores de agua.
Arroz. 7.1. Quemadores de difusión
Figura 7.2. Quemador de difusión inferior:
1 - regulador de aire; 2 - quemador; 3 - ventana de visualización; 4 - vidrio de centrado; 5 - túnel horizontal; 6 - colocación de ladrillos; 7 - rejilla
Los quemadores industriales del tipo de difusión incluyen los quemadores de ranura de solera (Fig. 7.2). Por lo general, son una tubería con un diámetro de hasta 50 mm, en la que se perforan agujeros con un diámetro de hasta 4 mm en dos filas. El canal es una ranura en la parte inferior de la caldera, de ahí el nombre de los quemadores - ranura del hogar.
Desde el quemador 2, el gas ingresa al horno, donde el aire ingresa por debajo de la rejilla 7. Los chorros de gas se dirigen en ángulo al flujo de aire y se distribuyen uniformemente sobre su sección transversal. El proceso de mezcla de gas con aire se lleva a cabo en una ranura especial hecha de ladrillos refractarios. Gracias a este dispositivo, se mejora el proceso de mezcla de gas con aire y se garantiza un encendido estable de la mezcla de gas y aire.
La rejilla se coloca con ladrillos refractarios y se dejan varias ranuras en las que se colocan caños con orificios perforados para salida de gas. El aire debajo de la parrilla es suministrado por un ventilador o como resultado de la rarefacción en el horno. Las paredes refractarias de la ranura son estabilizadores de llama, evitan la separación de llama y al mismo tiempo aumentan el proceso de transferencia de calor en el horno.
quemadores de inyección.
Se denominan quemadores de inyección, en los que se produce la formación de una mezcla gas-aire debido a la energía del chorro de gas. El elemento principal de un quemador de inyección es un inyector que aspira aire del espacio circundante hacia los quemadores.
Dependiendo de la cantidad de aire inyectado, los quemadores pueden premezclarse completamente con aire o con inyección de aire incompleta.
Quemadores con inyección parcial de aire. Solo una parte del aire necesario para la combustión ingresa al frente de combustión, el resto del aire proviene del espacio circundante. Estos quemadores funcionan con gas a baja presión. Se denominan quemadores de inyección de baja presión.
Las partes principales de los quemadores de inyección (Fig. 7.3) son el regulador de aire primario, la boquilla, el mezclador y el colector.
El regulador de aire primario 7 es un disco giratorio o arandela y regula la cantidad de aire primario que ingresa al quemador. La boquilla 1 sirve para convertir la energía potencial de la presión del gas en energía cinética, es decir para dar a la corriente de gas una velocidad tal que proporcione la succión del aire necesario. El quemador mezclador consta de tres partes: inyector, confusor y difusor. El inyector 2 crea vacío y succión de aire. La parte más estrecha del mezclador es el confusor 3, que iguala el chorro de la mezcla de gas y aire. En el difusor 4 tiene lugar el mezclado final de la mezcla gas-aire y su presión aumenta debido a la disminución de la velocidad.
Desde el difusor, la mezcla de gas y aire ingresa al colector 5, que distribuye la mezcla de gas y aire a través de los orificios 6. La forma del colector y la ubicación de los orificios dependen del tipo de quemadores y su propósito.
Los quemadores de inyección de baja presión tienen una serie de cualidades positivas, por lo que se utilizan ampliamente en aparatos domésticos de gas, así como en aparatos de gas para establecimientos de restauración y otros consumidores domésticos de gas. Los quemadores también se utilizan en calderas de calefacción de hierro fundido.
Arroz. 7.3. Quemadores de gas de inyección atmosférica
pero- baja presión; B- un quemador para una caldera de hierro fundido; 1 - boquilla. 2 - inyector, 3 - confusor, 4 - difusor, 5 - colector. 6 - orificios, 7 - regulador de aire primario
Las principales ventajas de los quemadores de inyección de baja presión son: diseño simple, funcionamiento estable de los quemadores cuando cambia la carga; confiabilidad y facilidad de mantenimiento; silencio del trabajo; la posibilidad de combustión completa de gas y trabajo a bajas presiones de gas; falta de suministro de aire a presión.
Una característica importante de los quemadores de inyección de mezcla incompleta es relación de inyección es la relación entre el volumen de aire inyectado y el volumen de aire requerido para la combustión completa del gas. Entonces, si la combustión completa de 1 m 3 de gas requiere 10 m 3 de aire, y el aire primario es 4 m 3, entonces la relación de inyección es 4:10 = 0,4.
La característica de los quemadores también es relación de inyección es la relación entre el aire primario y el consumo de gas por parte del quemador. En este caso, cuando se inyectan 4 m3 de aire por 1 m3 de gas quemado, la relación de inyección es 4.
La ventaja de los quemadores de inyección: la propiedad de su autorregulación, es decir. manteniendo una proporción constante entre la cantidad de gas suministrado al quemador y la cantidad de aire inyectado a una presión de gas constante.
Quemadores de mezcla. Quemadores con suministro de aire forzado.
Los quemadores de aire forzado se utilizan ampliamente en varios dispositivos térmicos de empresas municipales e industriales.
De acuerdo con el principio de funcionamiento, estos quemadores se dividen en quemadores con mezcla preliminar de gas (Fig. 7.4) y combustible y quemadores sin preparación preliminar de la mezcla de gas y aire. Ambos tipos de quemadores pueden funcionar con gases combustibles naturales, de coque, de alto horno, mixtos y otros de baja y media presión. Rango de regulación de trabajo - 0,1 ÷ 5000 m 3 /h.
El aire se alimenta a los quemadores mediante ventiladores centrífugos o axiales de baja y media presión. Se pueden instalar ventiladores en cada quemador o un ventilador por grupo de quemadores. En este caso, como regla general, todo el aire primario es suministrado por ventiladores, mientras que el aire secundario prácticamente no afecta la calidad de la combustión y está determinado solo por la infiltración de aire en la cámara de combustión a través de fugas en los accesorios y escotillas del horno.
Las ventajas de los quemadores con suministro de aire forzado son: la posibilidad de uso en cámaras de combustión con diferentes contrapresiones, un rango significativo de regulación de la potencia térmica y la relación gas-aire, tamaño relativamente pequeño de la llama, bajo nivel de ruido durante la operación, Diseño sencillo, posibilidad de precalentamiento a gas o aire y uso de quemadores unitarios de gran potencia.
Los quemadores de baja presión se utilizan a un caudal de gas de 50 ÷ 100 m 3 /h, a un caudal de 100 ÷ 5000 se recomienda utilizar quemadores de media presión.
La presión del aire, según el diseño del quemador y la potencia térmica requerida, se supone que es de 0,5 ÷ 5 kPa.
Para una mejor mezcla de la mezcla de aire y combustible, se suministra gas a la mayoría de los quemadores en pequeños chorros en diferentes ángulos con respecto al flujo de aire primario. Para intensificar la formación de la mezcla, se le da al flujo de aire un movimiento turbulento con la ayuda de paletas de remolino especialmente instaladas, guías tangenciales, etc.
Los quemadores más comunes con suministro de aire de mezcla interna forzada incluyen quemadores con un caudal de gas de hasta 5000 m3/ho más. Pueden proporcionar una calidad predeterminada de preparación de la mezcla aire-combustible antes de alimentarla a la cámara de combustión.
Dependiendo del diseño del quemador, los procesos de mezcla de combustible y aire pueden ser diferentes: el primero es la preparación de la mezcla de combustible y aire directamente en la cámara de mezcla del quemador, cuando la mezcla de gas y aire terminada ingresa al horno, la segunda es cuando el proceso de mezcla comienza en el quemador y termina en la cámara de combustión. En todos los casos, la velocidad de salida de la mezcla gas-aire es diferente 16...60 m/s. La intensificación de la formación de la mezcla de gas y aire se consigue mediante el suministro de gas jet, el uso de palas ajustables, suministro de aire tangencial, etc. Con suministro de gas jet, los quemadores con suministro de gas central (desde el centro del quemador hasta la periferia ) y con un periférico.
La presión de aire máxima en la entrada del quemador es de 5 kPa. Puede trabajar con contrapresión y subpresión en la cámara de combustión. En estos quemadores, a diferencia de los quemadores de mezcla externa, la llama es menos luminosa y de tamaño relativamente pequeño. Los túneles de cerámica se utilizan con mayor frecuencia como estabilizadores. Sin embargo, se pueden usar todos los métodos discutidos anteriormente.
El quemador tipo GNP con suministro de aire forzado y suministro de gas central, diseñado por especialistas del Instituto Teploproekt, está diseñado para usarse en dispositivos de horno con tensiones térmicas significativas. En estos quemadores, el flujo de aire se arremolina con la ayuda de aspas. El kit quemador incluye dos boquillas: una boquilla tipo A utilizada para la combustión de gas de llama corta con 4÷6 salidas de gas dirigidas perpendicularmente o en un ángulo de 45° al flujo de aire, y una boquilla tipo B utilizada para obtener una antorcha alargada y teniendo una abertura central paralela al flujo de aire. En este último caso, la mezcla preliminar de gas y aire es mucho peor, lo que conduce a un alargamiento de la antorcha.
La estabilización de la antorcha está garantizada por el uso de un túnel refractario hecho de ladrillos refractarios de clase A. Los quemadores pueden funcionar con aire frío y caliente. El coeficiente de exceso de aire es 1,05. Los quemadores de este tipo se utilizan en calderas de vapor, la industria panadera.
El quemador de gasóleo de dos hilos GMG está diseñado para la quema de gas natural o combustibles líquidos bajos en azufre como gasóleo, combustibles domésticos, marinos F5, F12, etc. Se permite la combustión conjunta de gas y combustible líquido.
La boquilla de gas del quemador tiene dos filas de orificios dirigidos en un ángulo de 90° entre sí. Los orificios en la superficie lateral de la boquilla permiten que se suministre gas al flujo turbulento de aire de chorro secundario, los orificios en la superficie del extremo, al flujo turbulento de aire primario.
El proceso de formación de una mezcla de gas y aire en quemadores con suministro de aire forzado comienza directamente en el quemador y termina ya en el horno. Durante la combustión, el gas arde con una llama corta y no luminosa. El aire necesario para la combustión del gas se introduce en el quemador mediante un ventilador. El gas y el aire se suministran a través de tuberías separadas.
Este tipo de quemadores también se denominan quemadores de dos hilos o mixtos. Los quemadores más utilizados son los de gas a baja presión y los de aire. Asimismo, algunos diseños de quemadores se utilizan a media presión.
Los quemadores se instalan en hornos de calderas, en hornos de calentamiento y secado, etc.
El principio de funcionamiento del quemador con suministro de aire forzado:
El gas entra en la boquilla 1 a una presión de hasta 1.200 Pa y sale por ocho orificios de 4,5 mm de diámetro. Estos orificios deben estar ubicados en un ángulo de 30° con respecto al eje del quemador. En el cuerpo 2 del quemador se encuentran unas palas especiales que fijan el movimiento de rotación del flujo de aire. Durante la operación, el gas en forma de pequeñas corrientes ingresa al flujo de aire giratorio, lo que ayuda a una buena mezcla. El quemador termina con un túnel de cerámica 4 con un orificio de encendido 5.
Arroz. 7.4. Quemador de aire forzado:
1 - boquilla; 2 - cuerpo; 3 - placa frontal; 4 - túnel de cerámica.
Los quemadores de aire forzado tienen una serie de ventajas:
-alto rendimiento;
– una amplia gama de regulación del rendimiento;
– Posibilidad de trabajar en aire caliente.
En los diversos diseños de quemadores existentes, la intensificación del proceso de formación de una mezcla gas-aire se consigue de las siguientes formas:
– división de los flujos de gas y aire en pequeños flujos, en los que tiene lugar la formación de la mezcla;
– suministro de gas en forma de pequeños chorros en ángulo con respecto al flujo de aire;
– haciendo girar el flujo de aire con varios dispositivos integrados en los quemadores.
Quemadores combinados.
Combinados son quemadores que funcionan simultáneamente o por separado con gas y fuel oil o con gas y polvo de carbón.
Se utilizan en caso de interrupciones en el suministro de gas, cuando es urgente encontrar otro tipo de combustible, cuando el combustible de gas no proporciona el régimen de temperatura requerido del horno; el gas se suministra a este sitio solo en un momento determinado (por la noche) para igualar el desnivel diario del consumo de gas.
Los quemadores de gasóleo más utilizados con suministro de aire forzado. El quemador consta de partes de gas, aire y líquido. La parte de gas es un anillo hueco con un accesorio de suministro de gas y ocho tubos de rociado de gas.
La parte líquida del quemador consta de una cabeza de aceite y un tubo interior que termina en la boquilla 1 (Fig. 7.5).
El suministro de fuel oil al quemador está regulado por una válvula. La parte de aire del quemador consta de un cuerpo, un remolino 3, un amortiguador de aire 5, con el que puede ajustar el suministro de aire. El remolino sirve para una mejor mezcla del chorro de fuel oil con el aire. Presión de aire 2÷3 kPa, presión de gas hasta 50 kPa y presión de gasóleo hasta 0,1 MPa.
Arroz. 7.5. Quemador combinado de gasóleo:
1 - boquilla de fuel oil, 2 - cámara de aire, 3 - remolino, 4 - tubos de salida de gas, 5 - amortiguador de control de aire.
El uso de quemadores combinados da un mayor efecto que el uso simultáneo de quemadores de gas y quemadores de aceite o quemadores de carbón pulverizado a gas.
Los quemadores combinados son necesarios para el funcionamiento fiable e ininterrumpido de equipos e instalaciones que utilizan gas de grandes empresas industriales, centrales eléctricas y otros consumidores para los que es inaceptable una interrupción del funcionamiento.
Considere el principio de funcionamiento del quemador combinado de polvo y gas diseñado por Mosenergo (Fig. 7.6)
Cuando se trabaja con polvo de carbón, se suministra al horno una mezcla de aire primario con polvo de carbón a través del canal anular 3 de la tubería central, y el aire secundario ingresa al horno a través de la voluta 1.
El fuel oil sirve como combustible de reserva, en este caso se instala un quemador de aceite en la tubería central. Cuando el quemador se convierte en combustible gaseoso, el quemador de aceite se reemplaza por un canal anular a través del cual se suministra combustible gaseoso.
En la parte central del canal se instala un tubo con una punta de hierro fundido 2. La punta 2 tiene ranuras oblicuas a través de las cuales escapa el gas y se cruza con el flujo de aire arremolinado que sale de la voluta 1. En diseños mejorados de quemadores, en lugar de ranuras, se proporcionan 115 agujeros con un diámetro de 7 mm en la punta. Como resultado, la velocidad de salida del gas casi se duplica (150 m/s).
Arroz. 7.6. Quemador combinado de polvo y gas con suministro central de gas.
1 - un caracol para hacer girar el flujo de aire, 2 - una punta de tuberías de suministro de gas,
3 - un canal anular para suministrar una mezcla de aire primario con polvo de carbón.
Los nuevos diseños de quemadores utilizan un suministro de gas periférico, en el que los chorros de gas, que tienen una velocidad mayor que los chorros de aire, cruzan una corriente de aire arremolinada que se mueve a una velocidad de 30 m/s en ángulo recto. Esta interacción de los flujos de gas y aire asegura una mezcla rápida y completa, como resultado de lo cual la mezcla de gas y aire se quema con pérdidas mínimas.
7.3. Automatización de procesos de combustión de gases.
Las propiedades del combustible gaseoso y los diseños modernos de los quemadores de gas crean condiciones favorables para automatizar los procesos de combustión de gas. El control automático del proceso de combustión aumenta la fiabilidad y la seguridad de las unidades que utilizan gas y garantiza su funcionamiento de acuerdo con el modo más óptimo.
Hoy en día, los sistemas de automatización parciales o complejos se utilizan en instalaciones que utilizan gas.
La automatización integrada de gas consta de los siguientes sistemas principales:
- Control automático;
– automatización de la seguridad;
– señalización de emergencia;
– control teletécnico.
La regulación y control del proceso de combustión está determinada por el funcionamiento de los aparatos y unidades de gas en un modo determinado y asegurando el modo óptimo de combustión del gas. Para ello, la regulación del proceso de combustión está destinada al control automático de aparatos y equipos domésticos, municipales e industriales de gas. Así, se mantiene una temperatura constante del agua en el tanque para calentadores de agua de almacenamiento, una presión de vapor constante para calderas de vapor.
El suministro de gas a los quemadores de las instalaciones que utilizan gas se corta mediante automatismos de seguridad en caso de:
- extinción de la antorcha en el horno;
- bajar la presión del aire delante de los quemadores;
- aumento de la presión del vapor en la caldera;
– aumento de la temperatura del agua en la caldera;
- bajar el vacío en el horno.
La desactivación de estos ajustes va acompañada de las correspondientes señales de sonido y luz. No menos importante es el control del contenido de gas de la habitación en la que se encuentran todos los aparatos y unidades de gas. A estos efectos, se instalan válvulas electromagnéticas que cortan el suministro de gas en los casos en que se supera el MPC en el aire ambiente CH 4 y CO 2.
Es posible lograr el modo óptimo en las condiciones del proceso tecnológico con la ayuda de dispositivos de control térmico.
Las condiciones de funcionamiento de los equipos que utilizan gas determinan el grado de su automatización.
El control remoto de las instalaciones que utilizan gas se logra mediante el uso de dispositivos de control y señalización.
Cálculos de quemadores.
En los hornos de gas-oil equipados con modernos quemadores con control automático del proceso de combustión, se ha hecho posible quemar gases naturales y fuel-oil con pequeños excesos de aire con una combustión química prácticamente nula o baja (inferior al 0,5%). Por lo tanto, se recomienda mantener el proceso de combustión de estos combustibles con una relación de exceso de aire después del sobrecalentador no superior a 1,03 ÷ 1,05.
