Proč plynový hořák nehoří dobře: hlavní důvody a co dělat

Stabilita plamene plynových hořáků je nejdůležitější podmínkou jejich spolehlivého provozu. Pokud dojde k narušení stabilního provozu hořáků, dojde buď k odtržení plamene od hořáku, nebo k úniku plamene do směšovací části hořáku. Stabilní plamen nemění svou polohu vůči hořáku.

Rýže. 1. Provozní schéma plného předsměšovacího hořáku

Při spalování se směs plynu a vzduchu pohybuje od hořáku a čelo plamene se pohybuje směrem k němu (obr. 1). Plamen zůstává nehybný vzhledem k hořáku v případech, kdy je průtok směsi plynu a vzduchu Vcm roven rychlosti plamene Vpl. Taková rovnováha nastává v úzkém rozsahu rychlostí směsi plyn-vzduch (obr. 2).

Vcm = Vpl – stabilní plamen

Vcm > Vpl – separace

Rýže. 2. Podmínky pro stabilní provoz hořáku

Pokud rychlost směsi plyn-vzduch překročí rychlost šíření plamene, dochází k separaci. Plamen, pohybující se od hořáku, může zcela nebo částečně zhasnout. Příčiny oddělení na neautomatizovaných průmyslových hořácích jsou chybné činnosti personálu při zapalování nebo vypínání hořáků. Během provozu zařízení s plynovým hořákem dochází k oddělení, když se rychle mění zatížení nebo když dochází k nadměrnému tahu. Separace vede k hromadění hořlavých plynů v topeništi a kouřovodech, což může způsobit výbuch. Podobný jev je možný u všech typů hořáků, včetně těch, které pracují na difuzním principu. U moderních automatizovaných hořáků se případné separaci zabrání automatickým zásahem. Při zapalování je plyn přiváděn po odvětrání spalovací komory a přivedení elektrického napětí na zapalovací elektrodu. Pokud čidlo nezaznamená plamen, uzavírací ventil uzavře plyn.

U plynových sporáků pro domácnost můžete někdy pozorovat spalování ne přes celý hořák, což je částečné oddělení. Důvodem je příliš vysoký tlak plynu.

Překmit vede k přehřátí hořáku. Zevnitř se kontaminuje sazemi – dochází k deformaci dílů. Je možné úplné zastavení spalování a zplyňování topeniště. K průniku plamene může dojít pouze u hořáků s předmísením plynu a vzduchu. Při spalování plynu na difuzním principu není průnik možný, protože uvnitř směšovací části hořáku není žádný vzduch.

Překmitu se zabrání zvýšením rychlosti směsi plynu se vzduchem nad rychlost šíření plamene. Používá se také chlazení požární trysky vzduchem nebo vodou. Snížení teploty snižuje rychlost šíření plamene.

Metody stabilizace plamene

Jak bylo uvedeno dříve, atmosférické hořáky pracují stabilně bez použití přídavných zařízení pro stabilizaci spalování. Při hoření na kinetickém principu je rychlost směsi plyn-vzduch 30–50krát větší než rychlost šíření plamene, což zaručeně zabrání průrazu. Ale práce bez přerušení je možná pouze s použitím různých stabilizátorů.

Rýže. 3. Stabilizace plamene zapalovačem

Schéma stabilizace hlavního hořáku plamenem stacionárního zapalovače je znázorněno na obrázku 3. Jeho plamen nepřetržitě zapaluje směs plynu a vzduchu opouštějící hořák. Stabilní spalování hlavního hořáku přitom závisí na spolehlivém provozu zapalovače. Když zhasne, přestane hořet i hlavní pochodeň.

Zařízení ochrany proti vznícení zajišťuje dálkové zapálení hořáků. Další funkcí je plynulá regulace plamene. Zapalovač je povinná součást automatizace, která zajišťuje bezpečný provoz zařízení spalujících plyn.

Keramické tunely

Rýže. 4. Kónický keramický tunel

Často používaným způsobem stabilizace plamene jsou keramické tunely válcového nebo kuželového tvaru. Hořáky s vířící směsí plynu a vzduchu jsou vybaveny kónickými tunely (obr. 4). Vířivý proud je odstředivou silou vržen zpět ke stěnám tunelu. U kořene hořáku je vytvořeno vakuum, kam směřuje část horkých produktů spalování. Když se přiblíží k ústí hořáku, jsou zachyceny hlavním proudem a zapálí jej.

Rýže. 5. Válcový keramický tunel

Hořáky bez víření proudu směsi, mající tvar kulatého ústí, jsou vybaveny válcovými tunely (obr. 5). V rohovém prostoru mezi stěnami tunelu a expandujícím proudem směsi plynu a vzduchu cirkuluje část spalin. Vírové proudy horkých plynů zapalují směs opouštějící hořák a tím stabilizují spalování.

Jiné způsoby stabilizace plamene

Rýže. 6. Stabilizace plamene keramickým sklíčkem

Dalším způsobem stabilizace plamene jsou horké keramické povrchy: skluzavky, přepážky, stěny (obr. 6). Jsou umístěny v topeništi v určité vzdálenosti od hořáku. Do nich je směrována směs plynu a vzduchu opouštějící ústí hořáku. Po zahřátí sklíčko neustále zapaluje směs plynu a vzduchu.

Rýže. 7. Tělo je špatně aerodynamické

Špatně proudnicové těleso v proudu plyn-vzduch vytváří zónu inhibovaného pohybu částic (obr. 7), což vede k zpětnému proudění horkých spalin. Hořlavá směs se zahřeje na zápalnou teplotu a zapálí, čímž se stabilizuje hlavní plamen. Podobný způsob stabilizace plamene se používá na středotlakých vstřikovacích hořácích IGK, o kterých byla řeč dříve.

Rýže. 8. Kruhový stabilizátor

U prstencových stabilizátorů (obr. 8) se malá část směsi plynu a vzduchu (5 až 10 %) oddělí od hlavního paprsku. Do topeniště směřuje nikoli ústím hořáku, ale bočními otvory 3, kde vstupuje do prstencové dutiny 4 tvořené vnějším povrchem topeniště 2 a speciálním prstencem 1. Plocha průřezu prstencová štěrbina je mnohem větší než celková plocha otvorů. Z tohoto důvodu se rychlost směsi zvyšuje na hodnoty, při kterých není separace možná. Stabilní spalování plynového paliva v blízkosti prstence zajišťuje spolehlivé zapálení celé směsi opouštějící ústí hořáku. V hořáku jsou zabudovány prstencové stabilizátory a špatně proudnicová tělesa.