Стабилизация пламени горелки, отрыв и проскок

Стабильность пламени является существенным фактором, определяющим надежность работы газовых горелок. Пламя сохраняет стабильность, то есть остается неподвижным относительно горелки, в тех случаях, когда в зоне горения устанавливается равновесие между стремлением пламени продвинуться навстречу потоку газовоздушной смеси и стремлением потока отбросить пламя от горелки.

Схема горелки полного предварительного смешения

Стабильное пламя существует, когда скорость газовоздушной смеси V см равна скорости распространения пламени V пл. Возможно нарушение устойчивой работы горелок, вызываемое либо отрывом пламени от горелки, либо проскоком пламени в её смесительную часть.

Отрыв пламени возникает, когда скорость истечения газовоздушной смеси V см превосходит скорость распространения пламени V пл. При этом пламя удаляется от выходных отверстий горелки и, отрываясь от нее, частично или полностью гаснет. На инжекционных горелках низкого давления при частичном отрыве пламя горит не по всей горелке либо горит на некотором расстоянии от нее. Сжигание происходит с шумом, часть газа не успевает сгореть. При полном отрыве пламя потухает совсем, возможно загазованно помещения и взрыв.

Причинами отрыва могут быть:

• увеличение давления газа выше допустимых пределов;
• неверное регулирование подачи первичного воздуха на горение;
• слишком большая скорость движения вторичного воздуха (слишком большая тяга).

Проскок пламени это проникновение пламени внутрь горелки. Такое явление происходит в том случае, когда скорость истечения газовоздушной смеси V см меньше скорости распространения пламени V пл. В результате возможно горение внутри горелки с неполным сгоранием. Горелка забивается сажей, возможно ее прогорание. Также при проскоке возможно полное погасание пламени, что приводит к загазованности. Чаще всего проскок происходит при малом давлении газа, не обеспечивающем устойчивую работу горелки.

Для бытовою газоиспользующего оборудования в России производителем устанавливается одна из двух величин номинального давления природного газа перед аппаратом: 130 лаПа или 200 даПа. В этом случае сжигание газа происходит с наилучшим качеством, аппарат работает с установленным производителем коэффициентом полезного действия. Из-за особенностей сетей газораспределения, подающих газ в жилые дома, возможно изменение давления перед аппаратом, как в сторону увеличения, так и в сторону уменьшения, что может привести к отрыву или проскоку пламени. В сильные морозы потребление газа возрастает, что приводит к уменьшению давления в наружном газопроводе. Наиболее значительное снижение давления происходит в конечных точках газовых сетей, расположенных вдали от источников газа – пунктов редуцирования газа (ПРГ). Давление может понизиться настолько, что произойдет проскок газа в горелку. В этом случае автоматика безопасности аппарата должна прекратить подачу газа на горение. Также количество получаемого при сжигании газа тепла уменьшается, что не позволяет обеспечить необходимый микроклимат в помещениях и комфорт потребителя.

Повышение давления происходит при уменьшении расхода газа до самых малых значений, что обычно происходит летом в ночное время. Больше всего это заметно в жилых домах, расположенных вблизи ПРГ. Давление повышается настолько, что возможен частичный отрыв пламени от горелки. Кроме того, зимой, чтобы обеспечить приемлемое давление в крайних точках газовой сети у самых удаленных от ПРГ потребителей, давление на этих пунктах редуцирования газа повышают. Это приводит к увеличению давления газа у потребителей, находящихся ближе всех к ПРГ. Как следствие, возможен частичный отрыв пламени от горелок. В этом случае рекомендуется при ручном регулировании уменьшать подачу газа, для чего прикрывать кран перед горелкой.