Πιεστικοί καυστήρες πετρελαίου (diesel)

Γενικά

Καυστήρα ονομάζουμε τη συσκευή που προσαρμόζεται πάνω στο λέβητα και έχει σαν αποστολή την έναυση και τη διατήρηση της καύσης.
Ανάλογα με το είδος του καυσίμου, διακρίνουμε τους καυστήρες σε:
Ανάλογα με τον τρόπο τροφοδοσίας του καυσίμου, οι καυστήρες διακρίνονται σε:

- Ατμοσφαιρικούς καυστήρες όπου το καύσιμο αναμειγνύεται με το οξυγόνο του αέρα που βρίσκεται ελεύθερο στην ατμόσφαιρα χωρίς χρήση ανεμιστήρα.

- Καυστήρες διασκορπισμού όπου το καύσιμο διοχετεύεται στο θάλαμο καύσης υπό πίεση και διασκορπίζεται. Οταν η πίεση είναι μικρότερη των 7 bar οι καυστήρες ονομάζονται μη πιεστικοί και όταν η πίεση είναι μεγαλύτερη (10 ~ 20 bar) ονομάζονται πιεστικοί καυστήρες διασκορπισμού.

Για την καύση του ελαφρού πετρελαίου diesel στις εγκαταστάσεις θέρμανσης έχει καθιερωθεί η χρήση πιεστικών καυστήρων διασκορπισμού.

Οι καυστήρες αυτοί, μέχρι την ισχύ των 300.000kcal/h λειτουργούν με μονοφασικό ρεύμα, σε μεγαλύτερες ισχείς με τριφασικό. Σε μεγάλες ισχείς, οι καυστήρες έχουν δυνατότητα λειτουργίας σε διαφορετικές βαθμίδες συμπίεσης καυσίμου (και κατά συνέπεια διαφορετικές παροχές) και ονομάζονται πολυβάθμιοι, σε αντίθεση με τα μικρότερα μεγέθη που οι καυστήρες λειτουργούν σε σταθερή πίεση και παροχή καυσίμου και ονομάζονται μονοβάθμιοι.

Ικανότητα του καυστήρα ονομάζουμε την μέγιστη παροχή καυσίμου εκπεφρασμένη σε kg/h (κιλά καυσίμου ανα ώρα λειτουργίας) που μπορεί ο καυστήρας να διοχετεύει στο θάλαμο καύσης σε συνεχή λειτουργία.

Ισχύς του καυστήρα ονομάζεται η θεωρητική ισχύς που αποδίδεται από το καύσιμο στη μέγιστη παροχή του καυστήρα και εκφράζεται σε kW ή kcal/h.


Οι καυστήρες φέρουν υποχρεωτικά πινακίδα (αυτοκόλλητη ή μεταλλική) όπου αναγράφονται τα τεχνικά χαρακτηριστικά του καυστήρα, και κατ΄ ελάχιστον:

Κατασκευαστής
Το έτος κατασκευής
Ο αριθμός παραγωγής
Τύπος του καυστήρα
Είδος καυσίμου
Η ελάχιστη και μέγιστη παροχή καυσίμου σε kg/h
Τα πρότυπα και προδιαγραφές που ακολουθήθηκαν στην κατασκευή.
Σήμα ελέγχου ποιότητας CE




Στοιχεία κατασκευής

Στο παρακάτω σκαρίφημα, διακρίνονται τα συστατικά μέρη ενός πιεστικού καυστήρα διασκορπισμού.






Αντλία πετρελαίου

Σε μια αντλία πετρελαίου, διακρίνονται τα ακόλουθα στοιχεία:

1. Εισαγωγή πετρελαίου.
2. Επιστροφή πετρελαίου.
3. Παροχή πετρελαίου προς μπεκ.
4. Υποδοχή σύνδεσης μανόμετρου.
5. Υποδοχή σύνδεσης υποπιεσομέτρου.
6. Ρυθμιστής πίεσης.

Ο ρυθμιστής πίεσης, μας επιτρέπει την ρύθμιση της πίεσης στα μπεκ, και συνεπώς την παροχή καυσίμου στο θάλαμο καύσης.







Το βέλος υποδεικνύει τη φορά περιστροφής. Χαρακτηρίζουμε αριστερόστροφη ή δεξιόστροφη μια αντλία κοιτώντας τη φορά περιστροφής της από τη πλευρά του άξονα της.

Οι αντλίες πετρελαίου εξαερώνονται από την υποδοχή σύνδεσης του μανόμετρου.








Ηλεκτρονικό καυστήρα (εγκέφαλος)

Ο ηλεκτρονικός καύσης (εγκέφαλος - προγραμματιστής) είναι το σύστημα αυτοματισμού του καυστήρα που φροντίζει για τον συντονισμό των επιμέρους συστημάτων του καυστήρα και την ασφαλή λειτουργία του.

Το ηλεκτρονικό καυστήρα, ελέγχει το μοτέρ του ανεμιστήρα παροχής αέρα, την αντλία καυσίμου, τις ηλεκτρομαγνητικές βαλβίδες καυσίμου, το σύστημα έναυσης (μετασχηματιστής, σπινθηριστές κ.λ.π.) και επιτηρεί τη φλόγα με τη βοήθεια του φωτοκύτταρου.






Ο ηλεκτρονικός καυστήρα στερεώνεται στην βάση του ηλεκτρονικού, που διαθέτει ακροδέκτες για τη σύνδεση των συσκευών και οργάνων που ελέγχει και επιτηρεί ο εγκέφαλος.

Στην ίδια βάση συνδέεται η ηλεκτρική παροχή του καυστήρα.





Μπεκ


Το μπεκ ή ακροφύσιο, είναι το εξάρτημα από το οποίο εισέρχεται το καύσιμο στο θάλαμο καύσης. Αποστολή του είναι ο λεπτότατος διαχωρισμός του καυσίμου σε σταγονίδια τα οποία ανακατεύονται με τον αέρα καύσης και σχηματίζουν ομοιογενές μίγμα.

Ο σωστός διασκορπισμός του μίγματος είναι κεφαλαιώδους σημασίας και επηρεάζει την απόδοση του καυστήρα.





Τα μπεκ τυποποιούνται με βάση :
1. Την παροχή του πετρελαίου σε USG/H ( γαλόνια ανά ώρα ) όταν η πίεση του καυσίμου είναι 7 bar.
2. Τη γωνία ψεκασμού του καυσίμου σε μοίρες.
3. Τον τρόπο που κατανέμονται τα σταγονίδια στο κώνο ψεκασμού.



Η επιλογή μπεκ, μπορεί να γίνει με βάση τα αναγραφόμενα στον παρακάτω πίνακα επιλογής.








Το φωτοκύτταρο


Το φωτοκύτταρο ή φωτοαντίσταση, είναι το στοιχείο του καυστήρα με το οποίο ο εγκέφαλος αντιλαμβάνεται την ύπαρξη φλόγας.

Η λειτουργία του βασίζεται στην ιδιότητα που έχουν κάποια υλικά να αλλάζουν την ηλεκτρική τους αντίσταση ανάλογα με την έκθεση τους στο φως.

Το φωτοκύτταρο είναι επιτηρητής φλόγας και χρησιμοποιείται από τον εγκέφαλο σε όλες τις φάσεις λειτουργίας του καυστήρα:

1. Πριν την εκκίνηση, αν το φωτοκύτταρο μετρήσει φως (πράγμα που μπορεί να σημαίνει ότι η καυστήρας δεν είναι σωστά τοποθετημένος στη θέση του ή ότι η πόρτα του λέβητα δεν είναι κλειστή, ή ακόμη ότι υπάρχει φλόγα μέσα στο θάλαμο καύσης από κατάλοιπα), ο εγκέφαλος διακόπτει τη διαδικασία έναυσης.

2. Κατά την εκκίνηση του καυστήρα, μερικά δευτερόλεπτα μετά το άνοιγμα της ηλεκτρομαγνητικής πετρελαίου αν δεν δει φως το φωτοκύτταρο (η έναυση δεν έγινε με επιτυχία), ο εγκέφαλος θα σταματήσει τη λειτουργία του καυστήρα.

3. Αν κατά τη διάρκεια της κανονικής λειτουργίας το φωτοκύτταρο σταματήσει να βλέπει φλόγα, ο εγκέφαλος θα σταματήσει τη λειτουργία του καυστήρα


Ηλεκτρόδια έναυσης.


Τα ηλεκτρόδια ή σπινθηριστές ή αναφλεκτήρες, είναι κατασκευασμένα από χαλύβδινο σύρμα με μεγάλη αντοχή στη θερμοκρασία. Στηρίζονται σε μόνωση πορσελάνης που πρέπει να διατηρείται καθαρή από αιθάλη που είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Ο κάθε κατασκευαστής σχεδιάζει το ηλεκτρόδια του με τρόπο που, συνεργαζόμενα με τη μπούκα και το στροβιλιστή, να εξυπηρετούν την απρόσκοπτη έναυση του καυσίμου.



Η θέση τους είναι πολύ σημαντική, και θα πρέπει να ακολουθούνται οι οδηγίες του κατασκευαστή κατά τη τοποθέτηση τους.


Η μπούκα καυστήρα


Ονομάζεται και φλογοσωλήνας. Προσαρμόζεται πάνω στον κορμό του καυστήρα και οδηγείται σε αυτή όλος ο αέρας που εισάγει ο ανεμιστήρας.

Μέσα στη μπούκα τοποθετείται η φλογοκεφαλή η οποία αποτελείται από τη
ράβδο μπεκ, το μπεκ, το διασκορπιστήρα και τα ηλεκτρόδια.






Ο διασκορπιστήρας


Ο στροβιλιστής στηρίζεται πάνω στη ράβδο μπεκ του καυστήρα, βρίσκεται μέσα στην μπούκα και σε μικρή απόσταση μπροστά από το Μπεκ. Την απόσταση αυτή τη καθορίζει ο κατασκευαστής του καυστήρα. Οι στροβιλιστές φέρουν λοξές εγκοπές ώστε ο αέρας που περνά απ αυτές να υφίσταται έντονη περιδίνηση. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την ταχεία ανάμειξη του αέρα με το νέφος του πετρελαίου και την επίτευξη ομοιογενούς μίγματος.






Ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πετρελαίου.


Η ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα πετρελαίου, διακόπτει την παροχή πετρελαίου όταν ο καυστήρας δεν λειτουργεί. Είναι τοποθετημένη στο σωλήνα πετρελαίου μετά την αντλία πετρελαίου και ελέγχεται από το ηλεκτρονικό καυστήρα.







Φλάντζα στήριξης καυστήρα.


Είναι μια μεταλλική πλάκα διαμορφωμένη κατάλληλα για να στηρίζει τον καυστήρα πάνω στο λέβητα. Φέρει φλάντζα αμιάντου για την εξασφάλιση της απαιτούμενης στεγανότητας.
Το υλικό κατασκευής της είναι συνήθως το αλουμίνιο και κατασκευάζεται με χύτευση.








Ράβδος μπεκ (σωλήνας πετρελαίου).


Η ράβδος μπεκ είναι χάλκινος σωλήνας που μεταφέρει το πετρέλαιο από την αντλία πετρελαίου στο μπεκ. Το ένα άκρο της ράβδου είναι διαμορφωμένο με θηλυκό σπείρωμα για να βιδώνει το μπεκ και το άλλο φέρει σπείρωμα (συνήθως 3/8") για τη σύνδεση του εύκαμπτου σωλήνα από την αντλία.

Επάνω στη ράβδο στερεώνονται τα μπεκ και ο διασκορπιστής. Η ράβδος είναι διαμορφωμένη με τέτοιο τρόπο, ώστε η θέση του διασκορπιστή και των μπεκ να μπορεί να ρυθμιστεί.

Η ράβδος μπεκ, μπορεί να μετακινείται κατά μήκος της μπούκας. Με τη μετακίνηση αυτή ρυθμίζουμε την ποσότητα του αέρα που θα περάσει μέσα από τον διασκορπιστήρα ( κεντρικός αέρας) και την ποσότητα που θα περάσει γύρω από αυτόν ( περιφερειακός αέρας ).




Τάμπερ αέρα


Το τάμπερ του αέρα είναι ο μηχανισμός που μας επιτρέπει να ρυθμίζουμε την ποσότητα του αέρα που εισάγεται στο λέβητα για την καύση.

Μπορεί να είναι μηχανικό ή αυτόματο.

Τα αυτόματα τάμπερ παραμένουν κλειστά όσο ο καυστήρας δεν λειτουργεί και ανοίγουν όταν ο καυστήρας τεθεί σε λειτουργία, ώστε να εμποδίζεται η ροή αέρα που προκαλείται από τον ελκυσμό της καπνοδόχου.







Επιλογή καυστήρα.

Η επιλογή του καυστήρα, γίνεται με βάση την ισχύ και την αντίθλιψη του λέβητα.

Αντίθλιψη λέβητα ονομάζουμε την πτώση πίεσης των καυσαερίων κατά την όδευση τους μέσα από τις διαδρομές του λέβητα μέχρι να φτάσουν στην καπνοδόχο. Η αντίθλιψη του λέβητα μετράται σε mbar , PA, ή mmΣΥ και είναι διαφορετική για κάθε μοντέλο λέβητα.

Κατάθλιψη καυστήρα, ονομάζουμε την υπερπίεση που δημιουργεί ο καυστήρας μέσα στο λέβητα κατά τη λειτουργία του. Τα στοιχεία κατάθλιψης τα δίνει ο κατασκευαστής του καυστήρα σε πίνακες όπως ο παρακάτω.



Η κατάθλιψη του καυστήρα, θα πρέπει να είναι 20% μεγαλύτερη από την αντίθλιψη του λέβητα ώστε τα καυσαέρια να μπορούν να υπερνικούν τις απώλειες πίεσης μέσα στις διαδρομές του καυστήρα και να εξέρχονται από την καπνοδόχο.

Ενα άλλο σημαντικό στοιχείο που πρέπει να επιλεγεί κατά την επιλογή καυστήρα είναι το μέγεθος της μπούκας (κοντή / μακριά). Η επιλογή γίνεται με οδηγίες του κατασκευαστή του λέβητα, διότι εξαρτάται από τα γεωμετρικά χαρακτηριστικά του λέβητα και κυρίως το πάχος της πόρτας και το είδος του λέβητα.

Η ρύθμιση και η έναυση των καυστήρων πετρελαίου (και όχι μόνο) πρέπει πάντοτε να γίνεται από αδειούχο συντηρητή ή μηχανολόγο, με τη βοήθεια του κατάλληλου εξοπλισμού.

Γ.Μ.