Ob ein vollaktiver Öl- (Gas-)Brenner mit überlegener Leistung auch nach dem Einbau in einen Kessel dieselbe hervorragende Verbrennungsleistung erbringt, hängt maßgeblich von der Übereinstimmung der gasdynamischen Eigenschaften beider Brenner ab. Nur eine gute Abstimmung kann die Leistung des Brenners voll ausschöpfen, eine stabile Verbrennung im Ofen gewährleisten, die erwartete Wärmeenergieabgabe erreichen und einen hervorragenden thermischen Wirkungsgrad des Kessels erzielen.
1. Anpassung der gasdynamischen Eigenschaften
Ein einzelner vollaktiver Brenner wirkt wie ein Flammenwerfer, der das Feuergitter in den Ofen (Brennkammer) sprüht, eine effektive Verbrennung im Ofen bewirkt und Wärme abgibt. Die Verbrennungseffizienz des Produkts wird vom Brennerhersteller gemessen. Die Messung erfolgt in einer spezifischen Standardbrennkammer. Daher werden die Bedingungen von Standardexperimenten in der Regel als Auswahlbedingungen für Brenner und Kessel verwendet. Diese Bedingungen lassen sich wie folgt zusammenfassen:
(1) Leistung;
(2) Luftströmungsdruck im Ofen;
(3) Die Raumgröße und geometrische Form (Durchmesser und Länge) des Ofens.
Die sogenannte Anpassung der gasdynamischen Eigenschaften bezieht sich auf den Grad der Erfüllung dieser drei Bedingungen.
2.Macht
Die Leistung des Brenners gibt an, wie viel Masse (kg) oder Volumen (m³/h, unter Standardbedingungen) Brennstoff er pro Stunde verbrennen kann, wenn er vollständig verbrannt ist. Sie gibt auch die entsprechende Wärmeenergieabgabe (kW/h oder kcal/h) an. Der Kessel ist auf Dampferzeugung und Brennstoffverbrauch abgestimmt. Beide Werte müssen bei der Auswahl übereinstimmen.
3. Gasdruck im Ofen
In einem Öl- (Gas-)Kessel beginnt der Heißgasstrom am Brenner, durchläuft den Ofen, Wärmetauscher, Rauchgassammler und das Abgasrohr und wird in die Atmosphäre abgeleitet, wobei ein flüssiger thermischer Prozess entsteht. Der stromaufwärts gelegene Druckkopf des Heißluftstroms, der nach der Verbrennung entsteht, fließt im Ofenkanal, genau wie Wasser in einem Fluss, wobei der Druckunterschied (Gefälle, Wassersäule) nach unten fließt. Da die Ofenwände, Kanäle, Kniestücke, Leitbleche, Schluchten und Schornsteine alle einen Widerstand (Strömungswiderstand genannt) gegen den Gasstrom aufweisen, führt dies zu Druckverlust. Wenn der Druckkopf den Druckverlust auf dem Weg nicht überwinden kann, kann kein Durchfluss erreicht werden. Deshalb muss im Ofen ein bestimmter Rauchgasdruck aufrechterhalten werden, der als Gegendruck für den Brenner bezeichnet wird. Bei Kesseln ohne Zugvorrichtung muss der Ofendruck unter Berücksichtigung des Druckkopfverlusts auf dem Weg höher sein als der atmosphärische Druck.
Die Höhe des Gegendrucks wirkt sich direkt auf die Brennerleistung aus. Er hängt von der Größe des Ofens sowie der Länge und Geometrie des Rauchabzugs ab. Kessel mit hohem Strömungswiderstand erfordern einen hohen Brennerdruck. Bei bestimmten Brennern ist die Druckhöhe hoch, was auf eine große Drosselklappe und einen hohen Luftstrom zurückzuführen ist. Wenn sich die Ansaugdrossel ändert, ändern sich auch Luftmenge und -druck, wodurch sich auch die Brennerleistung ändert. Bei kleiner Luftmenge ist die Druckhöhe gering, bei großer Luftmenge hingegen hoch. Bei bestimmten Kesseln steigt bei großer einströmender Luftmenge der Strömungswiderstand, wodurch der Gegendruck im Ofen steigt. Der steigende Gegendruck im Ofen hemmt die Luftleistung des Brenners. Daher ist es wichtig, dies bei der Auswahl eines Brenners zu berücksichtigen. Seine Leistungskurve sollte angemessen angepasst werden.
4. Einfluss der Ofengröße und -geometrie
Bei Kesseln wird die Größe des Feuerraums zunächst durch die Auswahl der Wärmebelastungsintensität des Feuerraums während der Konstruktion bestimmt, auf deren Grundlage das Feuerraumvolumen vorläufig bestimmt werden kann.
Nach der Bestimmung des Ofenvolumens sollten auch Form und Größe des Ofens festgelegt werden. Das Konstruktionsprinzip besteht darin, das Ofenvolumen optimal auszunutzen und tote Winkel so weit wie möglich zu vermeiden. Der Ofen muss eine gewisse Tiefe, eine sinnvolle Strömungsrichtung und eine ausreichende Umkehrzeit aufweisen, damit der Brennstoff effektiv im Ofen verbrennen kann. Anders ausgedrückt: Die aus dem Brenner austretende Flamme muss ausreichend lange im Ofen ruhen, da das Gasgemisch zwar sehr klein (<0,1 mm) ist, aber bereits vor dem Austritt aus dem Brenner gezündet und zu brennen beginnt. Dies reicht jedoch nicht aus. Ist der Ofen zu flach und die Ruhezeit zu kurz, kommt es zu einer ineffektiven Verbrennung. Im schlimmsten Fall ist der CO-Gehalt im Abgas zu niedrig, im schlimmsten Fall entsteht schwarzer Rauch, und die Leistung reicht nicht aus. Daher sollte die Ofentiefe so weit wie möglich an die Flammenlänge angepasst werden. Beim Zwischenzündungstyp muss der Durchmesser des Auslasses vergrößert und das vom Rückgas eingenommene Volumen erhöht werden.
Die Geometrie des Ofens beeinflusst maßgeblich den Strömungswiderstand des Luftstroms und die Gleichmäßigkeit der Strahlung. Ein Kessel muss wiederholt getestet werden, bevor er optimal auf den Brenner abgestimmt ist.
Veröffentlichungszeit: 15. Dezember 2023
