Дизельная горелка для котла своими руками

Дизельная горелка для котла своими руками

Котлы на жидком топливе – это устройства, работа которых отличается высокой эффективностью. Они легко справляются с обогревом как бытовых так производственных помещений. Имеют свою конструктивную особенность — наличие дизельной горелки. Именно дизельная горелка обеспечивает работу подобного оборудования, сохраняя в нашем доме тепло и уют!

Жидкое топливо используется разных видов: дизель-топливо, керосин, переработанное масло и др.

Принцип работы горелки на легком жидком топливе

Вашему вниманию подборка материалов:

Все, что нужно знать об отоплении и климат-контроле Особенности выбора и обслуживания котлов и горелок. Сравнение топлива (газ, дизель, масло, уголь, дрова, электричество). Печи своими руками. Теплоноситель, радиаторы, трубы, теплый пол, циркуляцинные насосы. Чистка дымоходов. Кондиционирование

Принцип работы горелки сильно не отличается для разных горелок. Топливо засасывается в горелку специальным топливным насосом. Этот насос имеет обратную магистраль. То есть топливо свободно циркулирует между топливным баком и горелкой. Это сделано потому, что горелка во время работы потребляет сравнительно небольшие объемы топлива. Надежную подачу таких объемов реализовать технически сложно. Проще засасывать побольше топлива, отхватывать столько, сколько нужно, а остальное возвращать в бак. Перекрывать обратку ни как нельзя. Это сломает насос. Засасывание топлива происходит через топливный фильтр.

Этот же насос создает в некоторой камере давление в несколько атмосфер для форсунки. Эта камера связана с форсункой через электромагнитный клапан. Когда нужно подать топливо, на клапан подается напряжение, и он открывается.

Форсунка впрыскивает топливо в камеру сгорания. Форсунка — это не просто тоненькое отверстие. Это конструкция специальной формы, обеспечивающая дополнительную фильтрацию топлива и его распыление в виде микрофонтана строго определенной формы.

В ту же камеру сгорания принудительно подается воздух через воздушный насос. Сразу перед форсункой установлены два электрода. Они подключены к высоковольтному трансформатору розжига. При запуске горелки, на них подается высокое напряжение и возникает искра, которая и зажигает топливо.

Перед попаданием воздуха в камеру сгорания его поток закручивается с помощью специальных наклонных лопаток, создается вихрь. Это необходимо для того, чтобы укоротить и стабилизировать пламя. Если этого не делать, то задняя стенка котла быстро прогорит.

В горелке предусмотрен датчик контроля пламени. Это обычный светодиод. Когда пламя горит, то светодиод улавливает свет от пламени. Если пламя погасло, то свет исчезает. Светодиод перестает его улавливать. Блок управления включает трансформатор розжига, чтобы снова зажечь. Если поджиг не произошел в течение некоторого времени, горелка аварийно отключается, чтобы не залить котел соляркой и не спровоцировать взрыв. Загорается сигнальная лампочка аварии. Теперь горелку можно снова включить только спустя некоторое время, вручную, нажав на пусковую кнопку.

Блок автоматики управляет и синхронизирует работу всех элементов. На блоке управления есть пусковая кнопка. На нее нажимают для пуска горелки после монтажа или аварийного останова. Выключение электропитания не считается аварией. После появления тока в сети горелка снова сама включится, как ни в чем не бывало.

Возможные модификации

Двух, трех и более ступенчатые горелки. Эти горелки имеют несколько режимов работы. Режимы отличаются по количеству подаваемого воздуха, давлению топлива на форсунке и, соответственно, мощности.

Горелки с подогревом форсунки. Форсунка и / или ее держатель снабжены электрическим подогревателем. Это улучшает разбрызгивание топлива, упрощает запуск, улучшает экономические и экологические показатели горелки.

Настройка горелок для дизельного топлива

Жидкотопливные котлы – эффективные агрегаты, способные отапливать бытовые и производственные помещения.

Жидкое горючее бывает разного вида: отработанное масло от различных производств, керосин, дизельное топливо и др.

Виды горелок для дизельного топлива

Горелка – это устройство, осуществляющее подготовку топлива и его воспламенение в камере сгорания. Дизельные горелки разделяют по принципу:

• Сжигания топлива: форсунки, распыляющие горючее на мелкие частицы, смешанные с воздухом, горелки с предварительной газификацией и испарительные горелки.
• По виду сжигаемого топлива: горелки для одного вида горючего (жидкого) и комбинированные горелки для двух видов горючего (жидкое и газообразное).
• По режиму работы горелок: одноступенчатые, двухступенчатые и модулируемые.

Принцип действия горелки

Одним из видов горелки является форсунка, которая распыляет топливо. Ее действие состоит из нескольких этапов:

• Подача топлива
  Горючее хранится в топливном баке, его транспортировка по топливопроводам осуществляется за счет топливного насоса.

• Подготовка топлива
  Любое топливо загрязняется, поэтому перед его подачей в горелку установлен топливный фильтр. В этом фильтре механические примеси очищаются, после чего горючее отправляется в камеру предварительного нагрева (это необходимо для уменьшения вязкости). Температура подогрева поддерживается в автоматическом режиме.
• Сжигание топлива
  Подача топлива из камеры нагрева осуществляется по принципу инжекции: сильный поток сжатого воздуха создает разрежение в топливном трубопроводе, тем самым засасывая горючее за собой. В результате поток воздуха и горючее смешиваются и поступают на форсунку. В форсунке происходит распыление жидкости на мелкие капли, которые равномерно распределяются по объему камеры сгорания. Сильный поток сжатого воздуха создается за счет компрессора. Подача вторичного воздуха происходит с помощью вентилятора, оснащенного заслонкой для регулирования.
• Розжиг топлива
  Розжиг жидкого топлива происходит при помощи электродов или трансформатора розжига в автоматическом режиме.

О применении электрических бойлеров читайте в статье.

Об универсальных горелках для жидкого топлива вы можете прочесть здесь –

Также узнайте о принципе работы, марках и основных характеристиках горелок котлов на отработанном масле.

Режимы работы горелок

Большинство горелок оснащены автоматическим блоком управления, осуществляющим контроль над безопасной работой оборудования и регулировкой температуры.

Режим работы горелок может быть:

• Одноступенчатый (горелка работает на 100% своей мощности). Для осуществления регулирования температуры теплоносителя происходит постоянное включение и выключение горелки.
• Двухступенчатый режим позволяет горелке работать на 40% от всей своей мощности и на 100%.
• Двухступенчатый промежуточный режим осуществляет плавное переключение между 40 и 100% мощности горелки.
• Модулируемый режим работы горелки осуществляет регулирование температуры теплоносителя, путем плавного переключения мощности в диапазоне от 10 до 100% всей мощности.

Выбор и монтаж горелки

При выборе дизельной горелки, обращайте внимание на такие ее характеристики:

• Вид сжигаемого топлива.
• Тепловую мощность.
• Расход топлива.
• Режим работы.
• Размеры и вес.
• Потребляемую мощность.
• Паспортные требования производителя.

Монтаж горелки

Установка дизельной горелки осуществляется после окончания монтажа котла и дымохода. Монтаж горелки также включает в себя установку дополнительного оборудования: топливный бак с поплавком, фильтр, насос, система трубопроводов, компрессор, вентилятор и горелку с блоком управления и системой розжига.

Некоторые дизельные горелки сочетают в себе необходимые элементы и не нуждаются в установке дополнительного оборудования.

Правильная установка горелки влияет на безопасность и эффективность работы котла отопления. Процесс монтажа дизельной горелки требует выполнения множества правил, поэтому лучше доверить его профессионалам.

Выбор топлива для горелки

В паспорте горелки указаны все требования к применяемому топливу. Выполнение всех правил позволит увеличить срок службы горелки.

Настройка и сервисное обслуживание

Если монтаж горелки производил квалифицированный специалист, то он должен выполнить ее настройку под конкретный вид топлива. В результате эксплуатации дизельной горелки ее элементы подвергаются сильным температурным напряжениям. Качество используемого топлива может произвести забивание топливных трактов, что приведет к аварии или выходу из строя оборудования.

Чтобы избежать аварийных ситуаций и продлить эксплуатационный срок дизельной горелки, необходимо производить профилактическое обслуживание.

Сервисное обслуживание дизельной горелки лучше всего производить перед началом отопительного сезона.

Сервисное обслуживание включает в себя:

• Оптимизацию настройки режимов горения.
• Чистку элементов горелки.
• Замену износившихся частей горелки.
• Чистку или замену фильтров.
• Анализ продуктов сгорания.

Самостоятельная настройка горелки

После монтажа начинается настройка дизельной горелки. Требования по настройке горелки указаны в ее паспорте.

Рассмотрим самостоятельную настройку дизельной горелки Lamborghini ECO 3r. Весь процесс настройки состоит из нескольких этапов:

• Подготовить инструменты и оборудование: манометр, газоанализатор, тест для измерения сажи, насос для закачки топлива и монтажный инструмент.

• Снять крышку горелки.

• Установить нипель для подключения топливных шлангов так, чтобы фаска оказалась снаружи, а для герметизации нужно применять алюминиевые прокладки.

• Подключить шланги к топливному насосу.

• Отсоединить переднюю панель горелки от корпуса с соплом.

• Подбор правильной форсунки зависит от мощности котла. Основные характеристики форсунки: номинальный расход, угол и интенсивность распыления. Качественная работа форсунки должна образовать топливное облако, равномерно распределенное по камере сгорания.

• Для установки форсунки снимается дефлектор.

• Установка форсунки.

• Подключение горелки к электрической сети.

• Нужно установить электрод розжига так, чтобы искра была у самого выхода топлива из форсунки.

• На электромагнитном клапане, с помощью настроечного винта и манометра, выставить необходимое давление от 9 до 14 бар.

• Закачать топливо в горелку вручную и произвести пробный пуск.

• Состояние горелки можно узнать по показаниям топочного автомата: красный цвет – авария, желтый – прогрев, зеленый – норма.

• Установить горелку на котел и произвести регулировку воздуха так, чтобы качество продуктов сгорания соответствовали следующим значениям: СО до 200 ррm; О2 от 3,5 до 5,5 ррm; СО2 от 11,5 до 13,5 ррm.

• Тонкая настройка производится путем перемещения диффузора. То есть, происходит регулировка подачи вторичного воздуха и настраивание формы факела, что увеличивает эффективность работы горелки.

Об автоматическом регулировании мощности горелки котлов отопления читайте здесь.

Информацию об автоматике безопасности газогорелочного устройства вы найдете по ссылке –

Для нормального функционирования дизельной горелки и своевременного выявления дефектов необходимо производить ее профилактику. Если котел эксплуатируется постоянно, то осмотр проводится 1 раз в 6 месяцев, а для сезонного использования профилактику следует проводить 1 раз в год.

Как уменьшить расход топлива

Расход топлива в жидкотопливной горелке для котла настроить намного сложнее, чем в газовой. Простое снижение давление на форсунке не способно уменьшить расход топлива и, при этом нарушает качество его распыла, и процесс образования воздушно-топливной смеси.

Неполнота сгорания топлива приводит к задымлению топки, падению разрежения. Из трубы начинают валить клубы черного дыма. Еще более опасным становится ситуация, когда дизель стекает на горячий под топки, создавая взрывоопасные пары.

Процесс регулировки ЖТГ четко прописан в заводских и производственных инструкциях котла. Оперативный персонал несет ответственность за точное выполнение всех требований по эксплуатации такого устройства. Обычно уменьшение расхода топлива на ЖТГ происходит путем смены размера распылителя на форсунке.

Алгоритм уменьшения расхода топлива:

1. Останавливают котел.
2. Перекрывают подачу топлива на форсунку и открывают линию рециркуляции солярки, для возврата ее в емкость хранения.
3. Вынимают форсунку из горелочного устройства с помощью снятия крепежных элементов.
4. Согласно таблице в заводской инструкции выбирают номер распылителя для форсунки, который обеспечит необходимую тепловую мощность котла.
5. Устанавливают распылитель в посадочное место на форсунке и собирают горелочное устройство в обратном порядке.
6. Запускают котел в работу согласно заводской инструкции.
7. Проверяют полноту сжигания топлива путем замера уходящих газов перед дымососом на присутствие СО, СО2 и О2.
8. Сравнивают полученные значения с данными завода-изготовителя, если показатели не будут соответствовать нормальному процессу горения дизеля, нужно будет отрегулировать соотношение «топливо-воздух».

Особенности эксплуатации

Котлы, сжигающие дизельное топливо, в процессе эксплуатации доставляют мало хлопот при условии, что качество солярки соответствует нормативам. К сожалению, реальность такова, что такое топливо найти достаточно трудно либо его стоимость будет выше. Но ни для кого не секрет, что с целью экономии средств домовладельцы могут использовать горючее сомнительного качества, приобретаемое любыми путями. Здесь и начинаются проблемы, и наименьшая из них – засорение топливного фильтра.

Почистить фильтр не проблема, но делать это придется чаще. Хуже, когда начинает засоряться форсунка горелки, тогда домашнее отопление на солярке может превратиться в ад. Эффективность сжигания постепенно снизится, а расход горючего, наоборот, вырастет. Мало того что в доме станет холоднее, но и в теплообменнике агрегата будет интенсивно расти нагар, еще сильнее ухудшающий теплопередачу.

Очистка форсунки – дело непростое, наверняка придется вызывать сервисную службу. Убрать нагар из камеры сгорания и теплообменника тоже нелегко – понадобится выполнить разборку котла, что невозможно во время отопительного сезона, если нет подстраховки в виде второго источника тепла. Вывод можно сделать только один: для безбедной эксплуатации дизельной горелки топливо нужно брать соответствующего качества.

Если затронуть вопрос функциональности, то при выборе агрегата стоит задуматься о перспективах. Возможно, вы не всегда будете использовать котлы или печи на солярке и в будущем планируете поменять энергоноситель. Тогда есть смысл рассмотреть вариант комбинированного теплогенератора, что может без всяких изменений в конструкции переходить с одного вида энергоносителя на другой. Например, с солярки на дрова или уголь.

Примечание. Большинство дизельных агрегатов являются универсальными и помимо солярки могут сжигать природный газ. Только для этого придется сменить горелку на газовую и перенастроить контроллер.

Изготовление горелки

Корпус устройства можно изготовить из стального тройника или крестовины диаметром 50 мм, на патрубках которого имеется резьба.

В качестве детали со сферической поверхностью может выступить латунная дверная ручка круглой формы или сферическая гайка.

Для подачи топлива понадобится медная трубка диаметром 10 мм; для воздуха — стальная трубка того же диаметра.

Медная трубка присоединяется к корпусу посредством резьбовых фитингов. Для регулирования интенсивности горения и подстройки горелки под разные виды топлива на топливопроводе следует установить регулирующий вентиль.

Для сверления отверстия-сопла понадобится тонкое сверло и специальный патрон для него, который выпускается компанией Dremel. От его диаметра будет зависеть мощность устройства. Так, при наличии отверстия диаметром 0,25 мм мощность горелки может достигать на некоторых видах топлива 15-ти кВт.

Помните: диаметр сопла не должен превышать 0,3 мм, иначе распыление топлива будет производиться некачественно.

Чтобы добиться высокой мощности, следует просверлить два отверстия. Если они будут иметь диаметр 0,25 мм, мощность прибора составит 30 – 35 кВт.

Принцип действия

Насос по трубопроводу закачивает топливо из емкости и подает его под давлением в корпус горелки. При этом оно очищается с помощью фильтра, установленного перед насосом. В корпусе горючее подогревается в камере предварительного нагрева (это делает его более текучим), а затем поступает на форсунку, где происходит его смешивание с воздухом (обеспечивается определенная пропорция) и распыление. По выходе из форсунки топливо превращается в туман, который и горит, образуя огненный факел.

Запуск горелки после простоя происходит без участия человека — при помощи устройства розжига. Оно генерирует искру подобно тому, как это делает свеча в автомобильном двигателе.

Схема работы горелки

Одно из достоинств жидкотопливных горелок состоит в том, что они способны работать на нескольких видах топлива:

• дизельное топливо (смесь соляровых, газойлевых и керосиновых фракций),
• солярка,
• керосин,
• печное топливо,
• мазут,
• биотопливо,
• отработанное масло.

Любое топливо из приведенного перечня является высококалорийным, поэтому его запас на период холодов занимает относительно небольшой объем. Также благодаря калорийности нефтепродуктов дизельные котлы могут развивать большую производительность.

Очевидно, что для работы дизельной горелки в обязательном порядке необходимо электричество. Это нужно учитывать тем покупателям, кто часто сталкивается с перебоями в электроснабжении.

Эти устройства могут отличаться одно от другого по нескольким признакам. Прежде всего, по возможности регулирования мощности. Есть три разновидности:

Одноступенчатые

Это самые простые горелки, тепловая производительность которых, она же мощность, всегда является постоянной.

Количество поступающего тепла регулируется путем периодического включения/отключения горелки.

Преимущество данного устройства заключается в его низкой стоимости.

Недостаток — в том, что все элементы котла, и прежде всего теплообменник, работают с максимальной термической нагрузкой и в условиях резких температурных перепадов. А это негативно сказывается на долговечности теплогенератора.

Двухступенчатые

Такие устройства могут работать в двух режимах: с максимальной производительностью и с половинной. Половинный режим используется как промежуточный для плавного выхода на максимальную мощность либо как основной — при относительно теплой погоде.

Двухступенчатая горелка стоит дороже одноступенчатой, но зато оборудованный ею котел работает в щадящем режиме, а потому служит дольше.

Модулируемые

Самая дорогая разновидность дизельных горелок, которой свойственна возможность плавно регулировать мощность в широких пределах — от 10% до максимума. Такие горелки не отключаются, а работают постоянно — с той производительностью, которая требуется в данный момент. При этом не только снижается термическая нагрузка на теплообменник и топку, но и исключаются температурные перепады.

Дизельная горелка M 302

Вдобавок, уменьшается расход топлива. Ведь схема работы одно- и двухступенчатых горелок предполагает некоторый перегрев теплоносителя, вследствие чего величина теплопотерь возрастает (она пропорциональна разности температур внутри помещения и снаружи).

Если же котел оснащен модулируемой горелкой, никакого перегрева не происходит (температура все время поддерживается на заданной отметке), поэтому теплопотери, а значит и расход топлива, становятся минимальными.

Прочие виды

Также дизельные горелки отличаются по способу подачи первичного воздуха, который используется для приготовления топливно-воздушной смеси. По этому признаку их делят на два типа:

1. Диффузионные (атмосферные): самые простые горелки, в которых воздух засасывается за счет падения давления в движущемся потоке жидкости. Но при таком способе не всегда удается обеспечить поступление достаточного количества кислорода, поэтому топливо может сгорать не в полном объеме. Последствия — падение КПД установки и образование большого количества сажи.
2. Наддувные или дутьевые горелки: Снабжены вентилятором, который обеспечивает принудительную подачу воздуха в любом объеме. Стоят несколько дороже, но зато топливо при любых условиях сгорает полностью.

Особо мощные теплогенераторы оснащаются только дутьевыми горелками.

Разновидности дизельных горелок

В отечественном котлостроении существует большое разнообразие дизельных горелок, которые применяются в зависимости от химического состава топлива и конструкции парогенераторов — водоводяных и пароводяных.

Классификация горелочных устройств по мощности: одноступенчатые, многоступенчатые и модулированные жидкотопливные горелки. Первые самые простые и недорогие устройства, имеющие единственный режим на полную мощность.

Среди многоступенчатых устройств наибольшее распространение получили двухступенчатые, работающие на полной или 50% мощности. Уровень автоматизации позволяет переходить от режима к режиму во время работы котла. При снижении потребления тепла горелка переходит на низкий режим, тем самым сглаживает температурные колебания в магистральной теплосети. Такая работа возможна с котлами, имеющими теплопроизводительность не выше 80 кВт.

Дизельная горелка для жидкотопливного котла

Модулируемые — устройства с широким уровнем изменения мощности, способны плавно регулировать температурный режим. Ввиду высокоточной и сложной конструкции они используются для высокомощностных парогенераторов.

В комплект автоматики модульных горелок входят:

• Датчик по наличию пламени и контролю за горением;
• модуль управления системы подачи воздуха от вентилятора;
• система очистки топочной камеры;
• датчики температур и давления на контурах первичного и вторичного теплоносителя;
• датчики давления в топливной сети;
• приборы безопасности, клапаны-отсекатели и система сигнализации.

В случае аварийной ситуации датчики дают сигнал клапану-отсекателю, который прекращает подачу солярки в котел и возвращает его в бак по линии циркуляции. Одновременно звучит аварийная сигнализация, для оповещения оперативного персонала. Работа дизельной горелки и котлоагрегата в целом зависит от наличия постоянного источника электроэнергии, поэтому такие системы оборудуются резервным электропитанием.

Дизельная горелка для котла

Последнее: вопрос расхода топлива

Если вы таки решили установить дизельный котел отопления, расход топлива – это то, что будет вас волновать чуть ли не в первую очередь. Чтобы вычислить расход топлива, следует исходить из такого соотношения: тепловую мощность котла в 10 кВт можно получить при расходе дизеля 1 кг в час.

Так, мы можем рассчитать расход солярки таким вот образом: умножаем мощность горелки на коэффициент 0.1. Значение, которое вы получите, и покажет количество дизеля в килограммах, которое будет расходоваться за 1 час.

Например: берем дизельный котел отопления, расход топлива для отопления дома, который имеет площадь 150 квадратных метров. Мощность котлы, которая будет необходима, составляет 15 кВт. Затем выполним простые расчеты:

15 * 0.1 = 1.5 кг/час.

У нас получается, что при полной мощности работы горелки за 1 час котел будет сжигать 1.5 кг солярки, а если посчитать это число в сутки – то будет 24 * 1.5 = 36 кг.

Далее углубимся в расчеты: за весь сезон отопления котел будет работать примерно 100 дней в полную силу, еще 100 дней – в полсилы. Так, мы получаем: (100 * 36) + (100 * 18) = 5200 кг. Это немногим больше пяти тонн солярки.

Конечно, все расчеты являются примерными. Однако не стоит отрицать, что цифра может испугать многих. Поэтому может возникнуть вопрос, можно ли как-то сэкономить на дизельном отоплении? Конечно, можно. Производители уже давно учитывают это понятное желание пользователей. Ведь если это будет очень дорого, то таким оборудованием никто не будет пользоваться. Вследствие этого можем отметить, что лучше приобрести котел последних моделей производства. Ведь с каждым годом разработчики и производители все снижают потребление солярки, но при этом им удается повышать уровень теплоотдачи.

Важной является автоматика котла на дизельном топливе. Последние модели, конечно, включают автоматику в своих конструкциях – здесь будет несколько программ и режимов работы, которые позволят сэкономить топливо и понизить затраты на отопление.

Стоит постоянно помнить, что экономия на отоплении – это вопрос, который можно достичь комплексным решением. В вашем доме должна быть продуманная теплоизоляция, тогда котел станет отличным вариантом для устройства индивидуального отопления.