Jak funguje infračervený plynový hořák?
Úkol zvýšit efektivitu využití plynu pro účely vytápění si vyžádal vytvoření nových typů zařízení plynových hořáků. Tento úkol z velké části splňují hořáky s trojrozměrnými keramickými síťkami, které zajišťují bezplamenné spalování plynu, které se v posledních letech velmi rozvinuly v mnoha zemích a v Rusku. Použití hořáků tohoto typu umožňuje zvýšit účinnost využití plynu o 25-30 %, výrazně snížit obsah škodlivých nečistot ve zplodinách spalování a, což je velmi důležité, výrazně zintenzivnit řadu technologických procesů v průmyslu spojených s tzv. využití tepla. Je třeba poznamenat, že použití bezplamenných infračervených hořáků v kombinaci se spalováním propan-butanových plynů v nich umožňuje získat nejvyšší výkon. To vedlo k jejich širokému rozšíření v různých odvětvích veřejných služeb, ale i v průmyslu, stavebnictví, dopravě atp.
Plynové hořáky infračerveného záření dostaly svůj název podle toho, že jimi vyzařované paprsky při zahřívání keramických vláknitých těles mají vlnovou délku v rozsahu přibližně H4,5, tzn. leží v infračervené oblasti spektra. Ke spalování plynu dochází na povrchu keramických dlaždic (nebo jedné desky), jejichž počet a velikost je dána požadovaným tepelným výkonem hořáku a konstrukčními úvahami. Plynové sálavé hořáky umožňují zajistit vysokou intenzitu tepelného vyzařování na jednotku plochy při relativně vysoké stabilitě a životnosti topných těles. Ekonomické ukazatele hořáků tohoto typu jsou poměrně vysoké. Přibližné náklady na sušení produktů pomocí infračervených hořáků pracujících na zkapalněný plyn jsou 50-55 % nákladů na sušení elektrickými lampami a 60 % nákladů na sušení v konvekčních sušičkách. Pro provádění bezplamenného spalování plynu musí být do spalovací zóny hořáku přiváděna směs plynu a vzduchu blízká stechiometrickému složení; je nutné zajistit spolehlivou ochranu směšovací komory hořáku před pronikáním plamene do ní ze spalovací zóny. Důležitá je racionální organizace přenosu sálavého tepla a optimální volba směru paprsků ve vztahu k teplopřijímajícím plochám. Ke spalování směsi plynu a vzduchu stechiometrického složení zahřáté na teplotu 800-H000°C dochází na výstupu z mřížky téměř okamžitě, bez viditelných stop plamene. V závislosti na povrchové teplotě sálavé mřížky tvoří sálavé teplo 40 až 60 % z celkového tepla uvolněného při spalování plynu. Požární tryska hořáků s infračerveným zářením (IRI) se obvykle skládá ze standardních žáruvzdorných dlaždic s otvory. Existuje mnoho modifikací infračervených hořáků. Schéma jednoho z nich je na Obr. 8.80. Tuzemské i zahraniční zkušenosti ukazují na efektivní využití infračerveného záření pro vytápění otevřených místností a prostor nechráněných před větrem. Hořáky pracující v takových podmínkách podléhají zvýšeným požadavkům. Vlivem větru jsou zranitelnými oblastmi hořáku sací komora a spalovací zóna. Sací komora je navržena pro 100% nasávání primárního vzduchu do spalovací zóny. V tomto případě je vzduch vypuzován v důsledku kinetické energie proudu plynu vycházejícího z trysky. Se zvyšujícím se měrným tepelným zatížením se zvyšuje větrný odpor hořáku. Bylo odhaleno, že je možné udržet teplotu na povrchu zářiče až do 1400°C pomocí speciální keramické trojrozměrné sítě. Rýže. 8.80. Schéma plynového hořáku se vstřikováním infračerveného záření: 1- reflektor; 2 – keramické dlaždice s kanály; 3 – mixér; 4 – tryska; 5 – tělo Pro provoz příslušných hořáků ve větrných podmínkách je nutné, aby průměr kanálků v keramice panelu byl 0,8-1 mm s celkovým otevřeným průřezem asi 20 %. Konstrukce plynového zářiče navrženého pro provoz ve vyfukovaných podmínkách je znázorněna na Obr. 8.81.
Jak ukázaly studie, použití konvenčního tvaru reflektoru pro plynové zářiče s úhlem otevření křídel > 45° pro hořáky odolné proti větru je nežádoucí. Obvod obsahuje stínítko ze slídových desek (0,04 mm); je oddělena od kovové sítě ve vzdálenosti 15-20 mm. Rýže. 8.81. Schéma větrovzdorného hořáku s vyvažovací komorou a bezpečnostní clonou
- 1 – reflektor; 2 – keramická síťovina; 3 – nichromová síť; 4 — obrazovka; 5 — vyvažovací komora;
- 6 — plynová tryska; 7 — komora sání vzduchu; 8 — vstřikovač; 9 — distribuční síť;
- 10 – tělo hořáku
Doporučují se infračervené hořáky odolné proti větru
GIIV-1. Hlavní technické údaje jsou následující.
Tepelná zátěž v kcal/h. 2200-g-4000
Spotřeba zkapalněného plynu (Q str н = 22000 3 kcal/m3) v nm0,1/h. 5-0,18-XNUMX
Tlak plynu v mm vody. Umění. 150-5-500
Teplota keramického povrchu ve °C. 800-5-900
Odolnost proti větru vm/sec. 3-5-5,5
Celoblokové infračervené hořáky jsou vyráběny s porézním žáruvzdorným panelem a s vícekanálovým panelem (obr. 8.82). Podle testů v hořáku s porézním žárovzdorným panelem byla doba zážehu (počítáno do ustáleného stavu) 10 minut; stabilní proces bezplamenného spalování nastal při teplotě panelu asi 1000 °C (při a = 1,08). Spalovací režim při této teplotě poskytoval minimální tepelný výkon hořáku – 3400 kcal/h.
S rostoucím průtokem plynu se zvyšoval tepelný výkon sálavého panelu a jeho teplota. Maximální tepelný výkon hořáku dosažený během testování byl 40000 1250 kcal/h při teplotě žáruvzdorného povrchu XNUMX °C. Analyzátor plynu VTI nezjistil oxid uhelnatý ve zplodinách hoření propanu.
U hořáku s vícekanálovým panelem bylo dosaženo ustáleného stavu za 1-^2 minuty. Tepelný výkon hořáku za optimálních podmínek byl 46000 XNUMX kcal/h.
Pro potřeby vytápění letních budov, autobusových zastávek, otevřených a polouzavřených stavebních a montážních míst, pro sušení vlhké omítky a také v některých výrobních procesech se osvědčily hořáky GIIZ-MGP, KG-3 a PG-1 .
Mobilní infračervený hořák GII-12 (typ Lucerna) byl vyvinut speciálně pro urychlené vysoušení omítek a vytápění stěn ve výstavbě. Hořák má vysoký tepelný výkon; je vybavena elektromagnetickým ventilem a termočlánkem, který při zhasnutí hořáku uzavře přívod plynu.
Obr. 8.82. Jednodílný infračervený hořák s vícekanálovým panelem
Obr. 8.83. Celkový pohled na mobilní instalaci s hořákem infračerveného záření
Hlavní technické údaje těchto hořáků jsou uvedeny v tabulce. 8.47. Celkový pohled na mobilní instalaci je na Obr. 8.83. Hořáky mají variabilní úhel sklonu od 90 do XNUMX°.
K dispozici je také mobilní hořák (OP-2), který lze použít při opravách, v terénu, na trasách pro pokládku kanálů, potrubí atd. Při umístění hořáku ve výšce 3 m může ohřívat plocha 10-12 m. Teplota ohřevu keramického hořákového bloku je 800 – 900°C, průměr výstupu trysky je 1,1 mm.
Infračervené hořáky pracující na zkapalněné plyny vyrábí mnoho zahraničních firem (ve Francii, Belgii, Dánsku, Anglii, Německu, USA atd.). V Anglii se spolu s keramickými hořáky vyrábějí infračervené plynové zářiče s oky ze žáruvzdorné oceli.
Kovová konstrukce infrazářičů jim na rozdíl od keramických poskytuje vysokou tepelnou a mechanickou pevnost a snadnou údržbu. V Dánsku jsou hořáky vyráběny s keramickými dlaždicemi, na kterých je připevněna speciální síť z tepelně odolného drátu, což výrazně zlepšuje podmínky pro bezplamenné spalování plynu.
Charakteristika infračervených hořáků
Topný výkon v kcal/h Spotřeba zkapalněného plynu v Nm 3 /h Tlak plynu před tryskou v mm vody. ulice
Hmotnost hořáku v kg
Cena hořáku v rubech.
V těchto zemích se infračervené hořáky nepoužívají pouze pro potřeby vytápění. Nejširší uplatnění nacházejí pro zintenzivnění zasychání ochranných a nátěrových nátěrů v automobilovém, strojírenském a elektrotechnickém a radiotechnickém průmyslu; pro ohřev zledovatělých povrchů letadel a rozmrazování zmrzlé horniny, rudy, tavidel ve skladech a na různých vozidlech, pro sušení lodních podpalubí; pro tepelné zpracování cukrovinek, papíru, kožešin, tiskařského, kožedělného, obuvnického, textilního a dalších průmyslových odvětví.