Zda plně aktivní olejový (plynový) hořák s vynikajícím výkonem stále dosahuje stejného vynikajícího spalovacího výkonu i při instalaci na kotel, závisí do značné míry na tom, zda si dynamické charakteristiky plynu obou shodují. Pouze dobré sladění může plně využít výkon hořáku, dosáhnout stabilního spalování v topeništi, očekávaného tepelného výkonu a dosáhnout vynikající tepelné účinnosti kotle.
1. Párování charakteristik dynamiky plynu
Jeden plně aktivní hořák je jako plamenomet, který rozprašuje ohnivou mřížku do pece (spalovací komory), dosahuje v peci efektivního spalování a vydává teplo. Účinnost spalování produktu měří výrobce hořáku. Měření se provádí ve specifické standardní spalovací komoře. Proto se jako podmínky výběru hořáků a kotlů obecně používají podmínky standardních experimentů. Tyto podmínky lze shrnout následovně:
(1) Výkon;
(2) Tlak proudícího vzduchu v peci;
(3) Velikost prostoru a geometrický tvar (průměr a délka) pece.
Takzvaná shoda dynamických charakteristik plynu se vztahuje k míře, do jaké jsou tyto tři podmínky splněny.
2. Výkon
Výkon hořáku udává, kolik hmotnosti (kg) nebo objemu (m3/h, za standardních podmínek) paliva dokáže spálit za hodinu, když je plně spáleno. Udává také odpovídající tepelný energetický výkon (kw/h nebo kcal/h). Kotel je kalibrován na výrobu páry a spotřebu paliva. Při výběru se musí tyto dva parametry shodovat.
3. Tlak plynu v peci
V olejovém (plynovém) kotli začíná proudění horkých plynů z hořáku, prochází topeništěm, výměníkem tepla, sběračem spalin a výfukovým potrubím a je vypouštěn do atmosféry, čímž vzniká fluidní tepelný proces. Tlaková výška horkého vzduchu generovaného po spalování proudí v kanálu topeniště, podobně jako voda v řece, přičemž rozdíl tlaku (pokles, vodní sloupec) stéká směrem dolů. Stěny topeniště, kanály, kolena, přepážky, žlaby a komíny kladou odpor (nazývaný odpor proudění) vůči proudění plynu, což způsobuje tlakovou ztrátu. Pokud tlaková výška nedokáže překonat tlakové ztráty na cestě, proudění nebude dosaženo. Proto musí být v topeniště udržován určitý tlak spalin, který se nazývá protitlak hořáku. U kotlů bez tažného zařízení musí být tlak v topeniště vyšší než atmosférický tlak po zohlednění tlakové ztráty na cestě.
Velikost protitlaku přímo ovlivňuje výkon hořáku. Protitlak souvisí s velikostí topeniště, délkou a geometrií kouřovodu. Kotle s velkým průtokovým odporem vyžadují vysoký tlak v hořáku. U konkrétního hořáku má jeho tlaková výška velkou hodnotu, což odpovídá velké klapce a velkým podmínkám proudění vzduchu. Když se změní sací škrticí klapka, změní se také objem a tlak vzduchu a změní se také výkon hořáku. Tlaková výška je malá, když je objem vzduchu malý, a tlaková výška je vysoká, když je objem vzduchu velký. U konkrétního kotle, když je objem vstupního vzduchu velký, se průtokový odpor zvyšuje, což zvyšuje protitlak v topeniště. Zvýšení protitlaku v topeniště snižuje výkon vzduchu hořáku. Proto je třeba to při výběru hořáku zvážit. Jeho výkonová křivka je přiměřeně sladěna.
4. Vliv velikosti a geometrie pece
U kotlů se velikost pečního prostoru nejprve určí výběrem intenzity tepelného zatížení pece během návrhu, na základě čehož lze předběžně stanovit objem pece.
Po určení objemu pece je třeba určit její tvar a velikost. Principem konstrukce je plně využít objem pece, aby se co nejvíce zabránilo vzniku mrtvých rohů. Pece musí mít určitou hloubku, rozumný směr proudění a dostatečnou dobu zpětného chodu, aby palivo v peci mohlo efektivně hořet. Jinými slovy, plameny vycházející z hořáku by měly mít v peci dostatečnou dobu prodlevy, protože i když jsou částice oleje velmi malé (<0,1 mm), směs plynů se zapálí a začne hořet ještě předtím, než je vypuštěna z hořáku, ale to nestačí. Pokud je pec příliš mělká a doba prodlevy není dostatečná, dojde k neefektivnímu spalování. V nejhorším případě bude hladina CO ve výfukových plynech nízká, v nejhorším případě se bude uvolňovat černý kouř a výkon nebude splňovat požadavky. Proto by se při určování hloubky pece měla co nejvíce přizpůsobit délka plamene. U typu se středním zpětným plamenem by se měl zvětšit průměr výstupu a objem vratného plynu.
Geometrie topeniště významně ovlivňuje odpor proudění vzduchu a rovnoměrnost vyzařování. Kotel musí projít opakovaným laděním, než se dobře sladí s hořákem.
Čas zveřejnění: 15. prosince 2023
