Угольная форсунка своими руками

Обновлено: 04.07.2024

Делаю угольную горелку со шнековой подачей. Ей в последствии буду отапливать свою сушилку в автономном режиме.

В данном видео работает пылеугольная горелка - одноканальная вихревая с мощности пламени 2 Гкал. Здесь обжигается .

15/20кВт - Бункер под уголь 250литров, места под золу 15литров, цена: 100.000рублей*; 20/28кВт - Бункер под уголь .

Прекрасно показала себя на испытаниях.За четыре с половиной часа сгорело менее 1.5 ведра шубаркольского угля.а золы .

Вот и закончилось очередное испытание котла.Показатели хорошие ни один заводской котел не будет работать на такой .

Время не стоит на месте, и наш завод по производству автоматических котлов тоже! В подготовке к новому сезону, мы .

один из вариантов автоматического угольного котла. Работает всю зиму без остановки. Отопление углем,как правило .

Серия коротких видео отчетов о проведенных испытаниях системы подачи и сжигания для пеллет на пиролизном угле, .

Горелка для твердотопа: Своими руками. Полное сжигание зерновых отходов, нужно модернизировать штатную горелку .

Вопросы по горелке можете задать на моем канале Telegram @VVPBurner Горелка на твердом топливе (Киргизский уголь) .

Сегодня попробуем собрать угольную электростанцию своими руками. Этот генератор будет работать на любом горючем .

Пеллетная горелка своими руками. Все размеры. Расход 1кг. Энергонезависимая. Своими силами из доступных .

. этот выкинуть порций будет котел сюда заточенный уже под автоматику под горелку угольный котел будет самодельный .

Как сделать грелку из стальной трубки и нескольких советских монеток (5 копеек - 2шт, 3 копейки - 4шт (главное размер)), .

Почему сделанная пеллетная горелка своими руками не всегда автоматическая или и вовсе не работает как надо? Чтобы .

Предлагается набор узлов и агрегатов для самостоятельной сборки автоматической подачи угля - угольной горелки под .

ВУТ представляет собой однородную суспензию из угля мелкого помола и воды в примерном соотношении 2:1, а также небольшого количества пластификатора, используемого для изменения некоторых характеристик суспензии (текучести, стабильности и т. д.). Достоинств у этого вида топлива много: оно не взрывоопасно, его можно транспортировать по трубопроводам на дальние расстояния, при этом затраты на хранение невелики. Относительно дешевое ВУТ может частично или полностью заменить дорогостоящий мазут.

Забытое старое

Технология сжигания угля в виде водоугольного топлива теоретически известна давно, но довести ее до практического применения оказалось очень непросто. Исследования по проблемам производства ВУТ из различных углей, его хранения, транспортировки и сжигания ведутся начиная с 60—70-х гг. прошлого столетия.

Для малой энергетики

Первая – разработка эффективного метода измельчения угля для получения высокореакционной стабильной пластичной массы с минимальным содержанием воды. Вторая – разработка эффективных конструкций топочных устройств и всего сопутствующего оборудования.

Эти задачи за последние три года удалось решить новосибирским ученым: Институт теплофизики СО РАН совместно с заводом стеновых блоков разработали и реализовали в опытно-промышленном варианте все основные компоненты технологии подготовки, хранения и сжигания ВУТ, пригодной для нужд малой энергетики.

Все дело в пузырьках

Для помола угля сибиряки используют самую обычную шаровую барабанную мельницу, позволяющую получать 10 т водоугольной суспензии в час с дисперсностью частиц около 100 мкм. Но это лишь начальный этап измельчения. Главная изюминка новой технологии – роторный генератор пузырьковой кавитации.

Явление кавитации (от лат. cavitas – пустота), т. е. образование в жидкости полостей, заполненных газом или паром, известно давно. Рой пузырьков в только что откупоренной бутылке лимонада или шампанского – это тоже кавитация.

Природная неочищенная вода, а тем более суспензия, не выдерживает растягивающих напряжений при интенсивном турбулентном движении в роторном генераторе. Поэтому в водоугольной смеси образуются парогазовые пузырьки в тех зонах, где жидкость испытывает растяжения, т. е. преимущественно вблизи твердых частиц.

Сравнение разных методов измельчения показало, что использование шаровой мельницы экономически гораздо выгоднее, зато благодаря кавитации топливо становится более реакционноспособным. Наконец, кавитация незаменима для подготовки плотных, плохо измельчаемых видов углей. Поэтому было принято решение объединить обе технологии.

Таким образом, сначала уголь измельчают на шаровой мельнице и соединяют с водой. Благодаря добавлению специально подобранных пластификаторов получают пластичное ВУТ с концентрацией угля порядка 60—70 %, которое может сохранять свои свойства и не расслаиваться в течение месяца. Активируют топливо, пропуская его через роторный генератор, уже непосредственно перед сжиганием.

Воздушно-капельный вихрь

Решение этой проблемы известно: топку котла выделяют в автономный теплоизолированный узел без теплообменных поверхностей. В таком узле происходит и подогрев, и сушка, и сжигание топлива, а наработанные горячие газы перебрасываются из топки в теплообменную часть котла. В результате необходимая для воспламенения топлива температура поддерживается не только за счет горения, но и за счет излучения тепла от стенок самой топки.

В патентной литературе имеется ряд топочных устройств для ВУТ. Они различаются формой камер и схемой расположения топливных форсунок (устройств для распыления жидкости) и сопел вторичного дутья воздуха. Есть и другие решения, например, возврат в топку горячих дымовых газов. Такие газы способствуют прогреву и сушке ВУТ и тем самым стабилизируют его горение, однако при этом они играют роль балласта и снижают эффективность использования топлива.

Новосибирцы разработали принципиально новые топочные устройства: оригинальная форма камеры горения. Оптимальное размещение в ней пневматических топливных форсунок и воздушных сопел позволили организовать вихревой воздушно-капельный поток. В результате факел заполняет весь объем камеры, и температурное поле в топке становится однородным, при том что максимальная температура – снижается.

Этот низкотемпературный топочный процесс характеризуется не только полнотой выгорания ВУТ, но и пониженным выходом токсичных выбросов, в частности оксидов азота.

Поэтому форсунку тоже пришлось изобретать заново. Благодаря оригинальной конструкции взаимодействие газовой и топливной струй происходит за пределами самого устройства, и абразивного разрушения материала не происходит.

Проверено трижды

Основной задачей для ученых стала отработка технологии подготовки и сжигания ВУТ в котельных установках малой мощности. И она была успешно решена: на заводе стеновых блоков уже работают три парогенерирующие установки: мощностью 1,5, 3 и 7 МВт. Опыт сжигания на этих установках разных топлив показал, что оптимальный диапазон температур – 800—950°С. Именно в этом температурном интервале при сжигании образуется наименьшее количество загрязняющих веществ.

Сейчас на сконструированных в Новосибирске установках сжигают до полутора тонн ВУТ в час, получая в результате около 10 т пара при давлении в 10 атм и температуре до 190°С.

Таким образом, совместными усилиями Института теплофизики им. С. С. Кутателадзе СО РАН и Новосибирского завода стеновых блоков уже сегодня реализованы в опытно-промышленном варианте все основные компоненты модульной технологии подготовки и сжигания водоугольного топлива.

Разработка включена в качестве первоочередного проекта в программу научного и технологического развития Кемеровской области, принятую к реализации администрацией Кемеровской области и Президиумом СО РАН 3 февраля 2009 г. И это правильно: где же начинать масштабное внедрение новых технологий, как не в знаменитом угольном крае!

К слову сказать, примеру соседей последовала и администрация Новосибирской области. Будем надеяться, что это только первые шаги на пути эффективного использования угольного топлива, которым так богата наша страна.

В мире стоит серьезная проблема уничтожения машинного масла, которое уже отработало свое. В то же время его энергоемкость очень значительна и получение дешевого тепла от сгорания отработки в быту представляется вполне возможным. Правда, в качестве источника обогрева помещений для жилья горелка на отработанном масле не пойдет, но отапливать с ее помощью гараж, мастерскую или технические помещения можно без проблем.

Требования к самодельным горелкам

Для правильной работы самодельной горелки на отработанном масле необходимо соблюсти ряд требований. Для лучшей теплоотдачи отработка должна быть разогрета и в распыленном состоянии. Остальные требования, предъявляемые к самоделкам:

незначительное расходование электроэнергии;
простота в сборке и использовании;
высокоэффективная работа самодельного устройства;
горелка должна отлично работать даже на топливе, которое низкого качества или загрязнено большим количеством присадок.

Самодельные горелки используются в самых различных целях, зачастую их вставляют в печи, использующие жидкое топливо или универсальные котлы.

Главное, изготовить форсунку, которая будет способна дать мощную струю пламени.

Что понадобится?

Самая простая горелка была создана и запатентована в 1979 году англичанином Робертом Бабингтоном. Конструкция нашей горелки предусматривает использование следующих материалов:

железный лист;
ведро из оцинкованной стали;
масляный насос от автомобиля;
электрический двигатель для масляного насоса с регулятором оборотов;
болт М10;
комплекты датчиков на тепло и свет;
трубка из меди;
воздушный электромагнитный клапан.

Также нам будут необходимы такие инструменты, как дрель электрическая, паяльник, ножовка по металлу, болгарка, различных размеров ключи, плоскогубцы и аппарат для сварки.

Вот и все нужные материалы для создания горелки своими руками. В этом есть большой плюс: аппарат, который вы сделаете, обойдется гораздо дешевле промышленных аналогов, будет отвечать вашим потребностям и стоить, в сравнении с промышленными моделями, сущие гроши.

Изготовление

Самодельное устройство на отработанном топливе легко создать исходя из следующих типов:

инжекционная с наддувом;
распылительно-инжекторная;
топливно-воздушная свободного объемного горения (горелка-чаша).

Рассмотрим все преимущества и разберем недочеты каждой из систем для выбора наилучшего аппарата на отработке, созданного своими руками.

Инжекционная горелка с поддувом

Горелка перерабатывает топливо целиком, выбрасывая минимум побочных продуктов. Температура сгорания здесь выше 1200 градусов, с небольшим расходом отработки.

Мощность устройства – 1,5-100 кВт. Регулируется во всем рабочем диапазоне. Основная сфера применения – обогрев технологических помещений.

К недостаткам устройства можно отнести следующее:

сложно выполнить в техническом плане из-за точности металлических деталей;
без фильтрации на отработке не функционирует, необходима топливная станция с установленным фильтром;
самая энергозависимая горелка: она сама расходует приблизительно 20 Вт на 1 кВт мощности получаемого тепла;
обязательна установка с автоматикой, так как горелка требует очищенную отработку;
чаще всего нуждается в ремонте из-за поломок при эксплуатации, которые легко устраняются.

Уникальность вторичного использования масла заключена в том, что нужно очень много кислорода для сжигания. В связи с этой особенностью в инжекционных аппаратах наддувом высасывают масло и распрыскивают его, а воздушная струя для поджигания подается в факел. При этой схеме вполне возможно использовать электричество с мощностью до 100 Вт для наддува. В целом идея выглядит так: некоторая часть электричества с потенциалом, нужным для наддува с жидким маслом, используется на нагрев вторичного топлива, и аппарат трудится на нем же.

Схема аппарата горелки и чертеж форсунки к ней довольно известны, но мы все же приведем чертежи. Устройство устанавливают на глухом фланце в проход топки печи или котла, а вторая струя воздуха в пламя подается с помощью поддувала. В аппарате есть еще несколько хитростей.

Турбулизатор потока воздуха, иначе называемый завихрителем

Наддув обеспечивается с помощью вентилятора-улитки, посредством редуктора, пневматической системы или компрессора (бытового или промышленного типа). От использования различных методов наддува изменяются конструктивные особенности завихрителя. Компрессорное устройство, мощный вентилятор-улитка или пневматическая система приведут к очень сильной и быстрой струе воздуха.

В такой ситуации завихритель выглядит как кольцевая диафрагма вокруг сопла и имеет широкие слабоизогнутые наружу лопасти-пластины.

Псевдоламинарный поток кислорода из диафрагмы высасывает масло из форсунки и обеспечивает его оптимальный розжиг, а горящий топливный туман, находящийся в 3-5 сантиметрах от диафрагмы, подхватывается сильной струей воздуха, распыляется до мельчайших капелек и целиком сгорает.

В случае хорошей воздушной струи, турбулизатор состоит из большого количества узких и сильно загнутых внутрь пластин, совмещенных с диафрагмой. С краю необходимо оставить кольцевой зазор в 0,5-1,5 см. Несильная, но отлично завихренная струя эффективно вытягивает и распыляет отработку, а кольцевая струя из зазора не позволяет воздуху разойтись в стороны до тех пор, пока масло не выгорит в пламени.

Розжиг факела

Выполняется двумя способами: от двух электродов и по однопроводной схеме.

Двумя электродами. Для розжига жидкотопливных котельных установок используются эмиттеры. Длина между усами электродов должна составлять 3-8 мм, а длина от голых металлических частей эмиттеров до ближних металлических частей устройства необходима в три раза большая. При розжиге форсунки усы эмиттеров располагаются в топливном тумане и зажигают его от искры, которая проходит между ними. Для розжига от двух разрядников нужен спецтрансформатор зажигания с двухслойной оплеткой на 6-8 кВ. Его выводы присоединяются к эмиттерам посредством подсоединения провода в плотной, толщиной от 2 мм, термоизоляции из фторопласта.

По однопроводной схеме. При розжиге аппарата на отработке зажим корпуса трансформатора подсоединяют к каркасу горелки и распылителю различными проводами. Искра представляет собой разряд импульсов, и реакция электроцепи на реактивность увеличивается во много раз.

Автоматика

Оборудование на отработке, рабочий график которого регулируется с помощью дистанционного управления, по стоимости выходит недешевым. Но без автоматических микросхем создавать аппарат на отработке бессмысленно: при фиксации потенциала и заливке отработкой из одной и той же емкости для создания стабильно работающего факела нужно сделать одновременно нагрев масла и наддув струи воздуха.

Распылительно-инжекторная горелка

Этот тип горелки совсем безразличен к тому, насколько загрязнено масло, если в нем имеется процентов 30-40 чего-либо сгорающего. В плане технологического исполнения горелку Бабингтона легко можно смастерить самостоятельно из имеющихся бросовых материалов, особенно при наличии сверлильного станка.

Масштаб тепловой мощности составляет примерно 3-20 кВт. Модуляция устройства составляет примерно 30% мощности на максимуме.

Возможна работа без электрического подогрева масла: так энергопотребление горелки составит до 300 ватт.

При подогреве масла с помощью электрического теплового элемента в баке-накопителе энергетическое потребление горелки составит до 100 Вт. Без управления автоматикой есть большая вероятность проблем с работоспособностью горелки при изменении партии масла без изменений в настройках оборудования. Мастера считают, что главный плюс горелки Бабингтона состоит в том, что с наддувом может совладать даже компрессор от старой нерабочей модели холодильника.

Впрочем, недочетов так же достаточно.

Отработка не выгорает целиком. Коэффициент полезного действия по маслу у простой модели горелки составляет примерно 80%.
Устройство выбрасывает большое количество паров отработки, что ограничивает время нахождения людей в отапливаемом помещении.
Пламя горелки не сильно горячее, нагрев идет до 900-1000 градусов, поэтому с ее помощью можно плавить только некоторые черные металлы, остальные есть вероятность просто испортить.

Действие аппарата действительно нехитрое: отработанное масло капельно попадает на форсунку-сферу. Выдутое потоком кислорода из сопла в распылителе масло преобразуется во взвесь, которая затем загорается.

Топливо непрерывно попадает на сопло из-за своей текучести. Лишнее масло утекает в сборную емкость, из которой, предварительно подогрев топливо, питательным насосом перегоняется снова в бак-расходник. Мощность, получаемая от использования единственного сопла, лимитирована предельным числом текучести топлива. Потому, если от устройства необходима мощность в пределах 5-7 кВт, то можно заменить сложную полносферическую головку частью поверхности сферы.

Полносферическая головка идеальна тем, что позволяет экономнее расходовать отработку, а с частично сферической головкой значительная часть пригорает и ее невозможно становится использовать. Воздуха для распыла нужно совсем немного, но он должен быть под значительным давлением. Оптимальным решением станет установка компрессора от нерабочего холодильника, но до него необходимо установить воздушный фильтр от автомобиля, в противном варианте вакуумный насос перестанет работать. Также необходим ресивер, потому что поток эфира от данного компрессора пойдет с сильной пульсацией.

Топливно-воздушная или испарительная горелка

Аппарат легко делается из имеющихся под рукой материалов и не требует применения технологического оборудования. Мощность составляет примерно 5-15 кВт. Отработка без перенастройки идет любая: не только вторичное, но и любые масла растительного или минерального происхождения, мазут.

В чашу аппарата впрыскивается топливно-воздушная смесь. Для этого нужен небольшой наддув, можно использовать вентилятор на 20 Вт.

Чаша перед этим прогревается пламенем от газа или капельным маслом, зажигаемым от калильной свечи. Последний метод проще, но в начальные 3-5 минут выброса нагара в атмосферную среду будет довольно много.

Что представляет собой горелка Баббингтона

Конструкция горелки Баббингтона на жидком топливе достаточно проста для того, чтобы ее можно было своими руками изготовить в домашней мастерской. Горелка на отработке имеет следующие основные узлы и детали:

емкость с отработкой;
топливопровод;
топливный насос; включенный в разрыв топливопровода;
полусфера с отверстием малого диаметра;
воздушная форсунка, выходящая в это отверстие;
поддон для стекающего топлива.

Схема устройства горелки

Топливопровод оканчивается на некоторой высоте над полусферой, отработка стекает по ней и испаряется, пары вовлекаются в воздушную струю, образуя топливную смесь. Не успевшее испариться топливо попадает в поддон, а из него по системе труб — обратно в топливную емкость.

Несмотря на кажущуюся простоту устройства, для его эффективной и, главное, безопасной работы требуется точно изготовить основные детали и правильно расположить их друг относительно друга. Поэтому лучше скачать готовые чертежи горелки Бабингтона и следовать указанным в них размерам.

Принцип работы

В большинстве известных масляных горелок масляно-воздушную смесь подается через жиклер под давлением. В отличие от них, в системе Бабингтона масло подается насосом малого давления и свободно стекает по поверхности, имеющей форму сферы или близкой к ней. Топливо образует тонкую пленку и испаряется, увлекаемое потоком воздуха, подаваемым под давлением в небольшое (до 0,3 миллиметра) отверстие в центре сферы. Пары масла и воздух перемешиваются, образуя факел топливной смеси. Этот факел поджигается и нагревает то, что следует нагревать — стенки печи или жидкостный теплообменник бойлера.

Часть масла не успевает испариться и сгореть и стекает ниже отверстия, попадая в поддон для сбора топлива. Далее отработка перетекает из поддона в топливный бак и используется повторно.

Для повышения текучести и испаряемости отработки ее подогревают. Подогретая отработка распыляется на капельки меньшего объема, что также повышает качество топливной смеси и общую эффективность устройства.

Как сделать горелку на отработке

Для того чтобы сделать горелку на отработанном масле своими руками, потребуется:

крестовина для водопроводных труб с внутренней резьбой, диаметром 2 дюйма;
кусок двухдюймовой трубы с нарезанной внешней резьбой, длиной 15-20 см;
медная трубка диаметром 10 миллиметров для подачи топлива;
металлическая трубка для подачи воздуха;
компрессор 2-4 бар;
масляный насос;
фитинги для присоединения топливопровода;
вентиль для топливной магистрали для регулировки поступления топлива;
полусфера — латунная мебельная ручка или сферическая гайка.

Детали для сборки горелки на отработке

Насос подойдет от любого легкового автомобиля или мотоцикла, его приводной вал надо будет соединить с электродвигателем. Компрессор лучше всего взять от хододильника- они приспособлены к продолжительной работе.

Трубка вкручивается в одно из отверстий крестовины, в противоположное ввинчивается заглушка с закрепленной на ней полусферой таким образом, чтобы она находилась в центре крестовины. Сзади через заглушку к полусфере подводится трубка подачи воздуха.

В верхнее отверстие крестовины крепят топливопровод, из которого отработка будет капать на полусферу. Нижнее отверстие выводят в поддон для сбора несгоревшего масла. Все основные узлы горелки на отработанном масле, собранной своими руками:

крестовину в сборе;
компрессор;
топливный бак;
насос;
блок питания и управления;

закрепляют на раме, сваренной из стального уголка.

Горелка на отработке своими руками

Делаем форсунку горелки на отработке

Форсунка — самый ответственный элемент конструкции горелки для отработки, собранной своими руками. Точность ее изготовления определяет топливную эффективность и безопасность системы. Чем больше отверстие форсунки-тем мощнее получится горелка.

Кроме того, очень важно, чтобы канал поступления воздуха был ровным и гладким — тогда форма факела будет оптимальной. Наилучшим вариантом будет использование готового жиклера с отверстием нужного диаметра, например, от газовой плиты или карбюратора.

Но можно и просверлить отверстие на сверлильном станке. Использование ручной дрели не рекомендуется из-за трудности обеспечения соосности отверстия.

Полусферу можно сделать из мебельной ручки подходящего диаметра или из полусферической гайки. Форсунку надо смонтировать заподлицо с поверхностью полусферы. В самом крайнем случае используют просто выгнутую на правиле полоску металла с приваренным к ней жиклером.

Мощность получившейся горелки можно с известной погрешностью оценить заранее. Горелка с одним отверстием 0,3 мм сможет выдать примерно 16 квт тепловой мощности. Если требуется большая мощность, то лучше не увеличивать диаметр отверстия, а сделать их несколько, на расстоянии не менее 8 мм друг от друга. Практика показала, что из отверстия больше 0,3 мм воздушный поток становится турбулентным, хуже захватывает пары отработки, и тепловая эффективность устройства падает.

История появления горелок на отработанном моторном масле

Горелки на отработке получили массовое распространение в нашей стране во второй половине 20 века. Население искало недорогой способ обогрева помещений.

Использование отработки, которая не стоила практически ничего, было весьма выгодным по сравнению с покупкой угля, дров и даже торфа, не говоря об отоплении газом или электричеством. Из-под рук домашних мастеров выходили более или менее экономичные и безопасные устройства.

Принцип их действия напоминал широко известный керогаз, работавший на керосине. Керосин испарялся, а пары его сжигались в отдельной пиролизной камере.

Главной проблемой таких устройств была сильная копоть и резкий неприятный запах из-за неполного сгорания топлива. Чтобы избежать этого, топливо сначала разлагали на фракции при высокой температуре, а потом дожигали эти фракции по отдельности.

В 1969 году английский изобретатель Роберт Баббингтон получил патент на свою печь, первоначально предназначая ее для работы на солярке. По истечении срока действия патента конструкция стала доступна для повторения, как промышленными предприятиями, так и домашними мастерами. Самодельная горелка на отработанном масле конструкции Баббингтона намного экономичнее и безопаснее других конструкций горелок.

Достоинства и недостатки горелки на жидком топливе

Горелка на отработке конструкции Баббингтона имеет целый ряд преимуществ:

Простота конструкции, отсутствие подвижных частей.
Доступность для изготовления в домашних условиях.
Доступность в Сети хорошо просчитанных и точных чертежей.
Исключительная дешевизна топлива. Предприятия, владеющие большим парком автомобильной и тракторной техники, смогут существенно сэкономить на отоплении и одновременно на утилизации отработанного масла.
Высокая энергоэффективность. Другие горелки на отработке тратят заметно больше топлива в расчете на один киловатт тепловой энергии.
Малые габариты позволяют встраивать горелку в уже существующие системы отопления без их существенных переделок.
Высокая степень пожарной безопасности.

Кроме указанных достоинств, горелка обладает и рядом недостатков.

Чувствительность топливного тракта к загрязнениям. Отработку обязательно придется отфильтровать.
Необходимость электропитания для работы топливного насоса и воздушного компрессора.
Неприятный запах при работе. Горелку лучше не использовать в помещениях постоянного пребывания людей или сельскохозяйственных животных либо потребуется обеспечить надежный отвод продуктов горения.

Горелка на отработке в быту

В целом достоинства значительно перевешивают недостатки, и горелка Баббингтона приобретает все большую популярность.

Читайте также: