Запально-защитные устройства

Многие газовые горелки, как на мощных промышленных котлах, так и бытовых водонагревателях, имеют отдельную небольшую горелку, основная задача которой - розжиг основной горелки. Ее часто именуют запальником. Кстати, слово «запалка» переводится с белорусского языка как спичка, а с болгарского - как зажигалка.

Рис.1 Запальная горелка

Пилотные запальные горелки (рис.1) являются основой запально-защитных устройств, которые кроме розжига выполняют важнейшую функцию автоматики безопасности — контролируют наличие пламени (факела) в топке газоиспользующего оборудования. Согласно ГОСТ 21204-97 «Горелки газовые промышленные. Общие технические требования» в автоматических горелках не допускается подача газа в основную горелку, пока не включено запальное устройство или не появилось пламя запальной горелки. Также является обязательным контроль собственного пламени самой запальной горелки. На многих промышленных горелках запальные горелки служат для стабилизации пламени, постоянно поджигая выходящую из основной горелки газовоздушную смесь (рис.2).

Рис.2 Стабилизация факела запальной горелкой

Мощность запальников зависит от производительности основной горелки. На бытовых колонках она составляет не более 350 Вт, а на мощных промышленных котлах может достигать десятков и даже сотен киловатт. Как у запальной инжекционной горелки ЗИГ-60, тепловая мощность которой находится в пределах от 82 до 200 кВт.

Запальные горелки бытовых водонагревателей

Запальник - это инжекционная горелка низкого давления малой мощности. Например, тепловая мощность запальной горелки колонки NEVALUX 6011 всего 170 Вт. На проточных водонагревателях и котлах она выполняет несколько функций:

• у энергозависимых колонок разжигает основную горелку и обеспечивает контроль пламени (если датчик ионизации установлен у запальника);

• у энергонезависимых колонок разжигает основную горелку, нагревает термопару и обеспечивает работу автоматики, в том числе контроль пламени.

Рис.3 Контроль пламени запальника электродом ионизации

Автоматика безопасности по пламени на современных колонках может быть двух видов. В первом случае она состоит из термопары, нагреваемой пламенем запальника, и электромагнитного клапана. При погасании запальника электромагнитный клапан прекращает подачу газа на основную горелку и запальник. Термоэлектрическая автоматика применяется на энергонезависимых колонках.

Во втором случае контроль пламени производится датчиком ионизации, который может следить за пламенем запальника, как показано на рисунке 3, или за основной горелкой. При отсутствии пламени закрывается электромагнитный клапан на входе газа в колонку. Контроль пламени датчиком ионизации осуществляется на водонагревателях, имеющих электропитание.

Конструкция запально-защитного устройства

Запальные горелки входят в состав запально-защитных устройств, которые предназначены для дистанционного розжига горелок, а также контроля за наличием пламени в топках котлов.

Рис.4 Схема подключения запально-защитного устройства

Запально-защитные устройства включаются в общую схему автоматизации котла (рис.4). Газ в горелку поступает через кран (1), фильтр (9), электромагнитный клапан (3) и сильфонную подводку (4) Розжиг производится искрами с электрода (6), высокое напряжение на который подается трансформатором розжига (5). Электрод контроля пламени (7) подключен к сигнализатору пламени (8).

Устройства запально-защитеные ЗЗУ

В состав запально-защитного устройства производства ООО «НПП «Промышленная автоматика» (г.Казань) входят электрозапальник газовый ЭЗГ с ионизационным датчиком, источник высокого напряжения ИВН, электромагнитный клапан КЭГ-15, фотодатчик ФД-02. Работой ЗЗУ управляет сигнализатор горения ЛУЧ-1АМ.

Рис.5 Электрозапальник газовый ЭЗГ

Газовый электрозапальник (рис.5) имеет ствол, внутри которого проходит электрод розжига в керамической трубке, служащей для электрической изоляции электрода от металлических элементов корпуса запальника. Через штуцер в ствол подается газ низкого давления, который проходит к выходу из запальника по кольцевому каналу между керамической трубкой и стволом. К контакту электрода розжига крепится провод от источника высокого напряжения ИВН.

Ионизационный датчик служит для передачи изменений электропроводимости пламени запальника к сигнализатору горения. Датчик состоит из электрода, который заключен в керамическую трубку, изогнутый конец выводится в пламя запальника, к противоположному крепится провод от сигнализатора горения. Ионизационный датчик крепится на одном фланце с запальником. Хомут служит для фиксации положения запальника относительно электрода ионизации. При монтаже необходимо обеспечить зазор между наконечником запальника и электродом не менее 15 – 20 мм.

Рис.6 Фотодатчик ФД-02

Фотодатчик ФД-02 (рис.6) устанавливается на основной горелке в специально предусмотренном посадочном месте, он контролирует основной факел. Устройство контроля пламени должно реагировать только на пламя контролируемой горелки и не должно реагировать на посторонние источники тепла и света (раскаленная футеровка, освещение и т. д.). Фотодатчик реагирует только на ультрафиолетовый спектр излучения газового пламени, не чувствителен к раскаленным поверхностям нагрева, излучающим инфракрасное излучение, и солнечному свету.

Рис.7 Электромагнитный клапан КЭГ-15

Нормально-закрытый электромагнитный клапан КЭГ-15 (рис.7) устанавливается на газопроводе к запальнику, он служит для открытия или закрытия подачи газа. При подаче переменного напряжения 220 В на клапан КЭГ-15 он открывает подачу газа на запальник. Источник высокого напряжения ИВН подает напряжение 8 кВ на электрод розжига. После розжига запальника от искры наличие пламени контролируется ионизационным датчиком. Сигнал от датчика передается на сигнализатор горения ЛУЧ-1АМ, который подает сигнал о возможности розжига основной горелки. После розжига горелки от запальника контроль за факелом основной горелки осуществляется фотодатчиком ФД-02 и сигнализатором горения ЛУЧ-1АМ. Автоматика должна обеспечивать защитное выключение горелки в случае, если при розжиге не произойдет воспламенение. Время реагирования: не более 5 с — для горелок мощностью до 50 кВт и 3 с — горелок мощностью свыше 50 кВт.

 Автор статьи: Вершилович Владислав Адамович

- Место работы - ООО «Газпром газораспределение Нижний Новгород»

- Автор популярных книг и учебных пособий по устройству и эксплуатации газового оборудования

Пройдите курсы по промышленной безопасности
И получите удостоверение

Подробности здесь