пульсации в топке котла, теория вопроса Опции

[vertum]

Какие-то котлы работали на жидком топливе?

Нет, все четыре всегда на природном газе

[vertum]

Какие-то котлы работали на жидком топливе?

Нет, все четыре всегда на природном газе

[vertum]

...И котла.
"На верхней цилиндрической части котла установлен дутьевой вентилятор". У вас такой котёл?

 IMG_20260210_120154_414.jpg ( 194,88 килобайт ) Кол-во скачиваний: 8

 IMG_20260210_114932_684.jpg ( 187,93 килобайт ) Кол-во скачиваний: 6
 IMG_20260210_120446_547.jpg ( 193,59 килобайт ) Кол-во скачиваний: 5

 IMG_20260210_120455_589.jpg ( 195,52 килобайт ) Кол-во скачиваний: 7

[Смит]

Агрегаты дутьевых вентиляторов у этих котлов идентичны?
В ИЭ горелки описаны возможности её настройки?

Сообщение отредактировал Смит - 10.2.2026, 7:41

[vertum]

Агрегаты дутьевых вентиляторов у этих котлов идентичны?
В ИЭ горелки описаны возможности её настройки?

На трёх котлах были установлены новые вентиляторы, характеристики соответствуют родному, за исключением размера выходного патрубка улитки, на фото видно место соединения улитки вентилятора и фланца горелки.
Как таковой инструкции по эксплуатации горелки нет, есть фото паспорта (плохого качества)
 IMG_20260210_161325_638.jpg ( 128,98 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4

 IMG_20260210_161328_768.jpg ( 118,46 килобайт ) Кол-во скачиваний: 4

[Смит]

на котле № 3 происходит пульсация пламени, через смотровое окошко горелки наблюдаем вспышки с интервалом 0,5-1 секунда, при этом происходит разрушение взрывного клапана (лист асбестовый, прижим по периметру) из-за его сильной вибрации, лист не выдерживает нагрузку на изгиб (хлопка в топке не происходит, только сильная пульсация пламени).
При этом соотношение топливо-воздух настроено следующим образом:
минимальная нагрузка (3,11 Гкал/ч): О2 - 6,3%, альфа - 1,40. Примерно точка розжига.
нагрузка 58% (4,07 Гкал/ч): О2 - 3,8%, альфа - 1,20
нагрузка 75% (5,22 Гкал/ч): О2 - 3,3%, альфа - 1,18
нагрузка 80% (5,66 Гкал/ч): О2 - 3,6%, альфа - 1,18

Сценарий может быть следующий:
котёл разожгли, 5 минут прогрев, далее медленно нагружаем с панели оператора, воздействуя на клапан подачи топлива ТермоБрест ВН4М-0,5К с электроприводом Belimo (открываем клапан по 1-2 градуса). Давление воздуха поддерживается автоматически путём изменения частоты вращения двигателя вентилятора, ориентируясь на давление газа (график топливо-воздух из 4 точек в панели оператора). Таким образом нагружаем до максимума (давление газа на горелку 10,9 кПа, давление воздуха 3,25 кПа, давление в топке 14,5 мбар), снимаем параметры работы (для режимной карты). Всё работает штатно (дополнительно в работе два котла №1 и №2). Далее снижаемся на минимальную нагрузку (давление газа на горелку 3,3 кПа, давление воздуха 1,2 кПа, давление в топке 4,6 мбар).
Котёл работает на минимальной нагрузке какое-то время, а потом его начинает "колбасить". Начинается сильная пульсация пламени с последующим разрушением взрывного клапана и, разумеется, останов котла.

Стабильная работа может продолжаться длительное время (сутки и более), может начаться пульсация через несколько часов, а может и через несколько минут после достижения минимальной мощности. При этом параметры давления газа и воздуха на панели оператора наблюдаем стабильные, без колебаний и изменений.

Пульсация пламени может начаться при увеличении мощности горелки, примерно при давлении газа на горелку 3,7-4,0 кПа (давление воздуха при этом соответствует графику "газ-воздух", параметры сгорания отличные, альфа в районе 1,2).

Пульсация пламени может начаться при розжиге котла (давление газа на розжиг 2,5 кПа, давление воздуха 1,1 кПа).

При работе на большей мощности, как правило, котёл работает устойчиво

Думаю, что эти пульсации получаются из-за каких-то "глобул" плохо перемешанного газа и воздуха. А эти "глобулы" образуются из-за помпажа вентилятора.
Можно попробовать наварить узкую обечайку на устье горелки.
А чтобы сберечь асбестовый лист, не пробовали подкладывать под него какую-нибудь решётку?

[Галиев]

Стабильная работа может продолжаться длительное время (сутки и более), может начаться пульсация через несколько часов, а может и через несколько минут после достижения минимальной мощности. При этом параметры давления газа и воздуха на панели оператора наблюдаем стабильные, без колебаний и изменений.

Я тут порассуждаю вслух.
Что есть пульсация - это хлопки небольшой мощности.
Что есть хлопок - мгновенное воспламенение газо-воздушной смеси, занимаемой определенный объем топочного пространства.

Как было замечено, пульсация (сиречь хлопки) начинается на небольшой нагрузке. В какой-то части амбразуры горелки образование газовоздушной смеси происходит скачкообразно, волнами. Вызвано малыми скоростями истечения газа или воздуха, или и тем и другими. Образуются небольшие застойные зоны, где смесь воспламеняется в достаточном для хлопка объеме.

Стабильная работа при малой нагрузке, которая может вдруг продолжаться длительное время, предполагаю - может быть вызвана погодными условиями, повышенным или пониженным атмосферным давлением, влажностью, ветровым подпором.

В свое время, работая с котлом ДКВр 6,5/13 с топкой Померанцева, на отходах березовой щепы, мы наблюдали зависимость устойчивой работы котла на малых нагрузках, особенно после розжига, от погодных условий.

И хлопки у нас были, и пульсация, котел "дышал", выкидывая щепу из бункера. Внешне ваша горелка не похожа на топку Померанцева, а суть та же. У нас в предтопке образовывались пиролизные газы и через зажимающую решетку истекали в топку, где и хлопали, примерно раз в год раздевали потолок котла.
И стабильность горения достигалась только при правильном напоре дутьевого воздуха.

Попробуйте дать "лишний" газ на малой нагрузке, пусть временно содержание СО повысится, зато будет понимание, в этом ли причина пульсации. Мне думается, газовыпускные отверстия в горелке великоваты. Я почему и спрашивал про сравнение с соседними котлами.

Р.S/ Пока сочинял свой опус, выше уже помянули про "глобулы"



Кстати, на тему "помпажа" вентилятора - можно попробовать закрыть листом железа часть напорного патрубка вентилятор, где он к горелке прикручен.. Вы не про эту обечайку говорили?

Вспомнилось вдруг.
Прошлым летом делали наладку на стареньких КВГ-0,5-115Н, мощностью 0,5 МВт, с отечественными горелками, неизвестно чьего завода. Так вот, там, при минимальной нагрузке, шла такая пульсация. Ее было видно через гляделку горелки, как пламя проскакивало внутрь огневой головки, за пределы газовыпускных отверстий ближе к вентилятору. Ей топлива не хватало, а прибавив давление газа, все работало тип-топ, вот только угар начинал зашкаливать.

Сообщение отредактировал Галиев - 10.2.2026, 22:13

[vertum]

Думаю, что эти пульсации получаются из-за каких-то "глобул" плохо перемешанного газа и воздуха. А эти "глобулы" образуются из-за помпажа вентилятора.

Пока не могу понять из-за чего могут образовываться условия помпажа.

А чтобы сберечь асбестовый лист, не пробовали подкладывать под него какую-нибудь решётку?

В прошлый раз, пришла такая идея, сначала попробовали сетку для штукатурки натянуть, но эффекта не было, т.к. сетка не имеет жёсткости. Из того что удалось найти в слесарке, так это тонкие прутки арматуры, которые подложили под лист асбеста, эффект был, клапан продержался длительное время до разрушения, так что надо использовать что-то наподобие кладочной сетки с ячейкой 5 см, но это конечно не решение самой проблемы, а скорее решение для возможности стабилизировать горелку при начале пульсаций

[Смит]

надо использовать что-то наподобие кладочной сетки с ячейкой 5 см,

Бывают всякие решётки под названием "гриль".
А откуда берутся эти "5 см"?

Сообщение отредактировал Смит - 16.2.2026, 16:36

[vertum]

Вызвано малыми скоростями истечения газа или воздуха, или и тем и другими. Образуются небольшие застойные зоны, где смесь воспламеняется в достаточном для хлопка объеме.

Думаю вы правы, т.к. до реконструкции котельной проблем с розжигом и пульсацией пламени не наблюдалось.
Что было до реконструкции: регулирование подачи воздуха осуществлялось с помощью заслонок, вентилятор при этом работал в номинальном режиме, развивая максимальный напор и производительность.
Что стало после реконструкции: заслонки регулирования подачи воздуха на горелку зафиксированы в открытом положении, регулирование подачи воздуха происходит за счёт изменения частоты вращения вентилятора.
Выходит, сейчас скорость воздуха на малых нагрузках (25-30 Гц на частотнике) низкая, что при определенных условиях (каких именно?) приводит к пульсациям (хлопкам) пламени.

Если эти размышления верны, то как нам попробовать изменить ситуацию?

[vertum]

Нашёл еще фото горелки в слегка разобранном виде.
 PXL_20230220_153759257.jpg ( 2,84 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 8
 PXL_20230220_154615939.jpg ( 3,24 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 9


Так выглядит изнутри:
 PXL_20230607_070142310.jpg ( 2,15 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 5
 PXL_20230607_070209055.jpg ( 2,81 мегабайт ) Кол-во скачиваний: 5


Сообщение отредактировал vertum - 17.2.2026, 7:29

[forrte]

Возможно, дефектная горелка. Либо эксплуатировать на больших нагрузках, либо на малых пойти на увеличение расхода воздуха и остаточного кислорода.

[vertum]

Возможно, дефектная горелка.

До реконструкции эта же горелка работала нормально

[Галиев]

Думаю вы правы, т.к. до реконструкции котельной проблем с розжигом и пульсацией пламени не наблюдалось.
Что было до реконструкции: регулирование подачи воздуха осуществлялось с помощью заслонок, вентилятор при этом работал в номинальном режиме, развивая максимальный напор и производительность.
Что стало после реконструкции: заслонки регулирования подачи воздуха на горелку зафиксированы в открытом положении, регулирование подачи воздуха происходит за счёт изменения частоты вращения вентилятора.
Выходит, сейчас скорость воздуха на малых нагрузках (25-30 Гц на частотнике) низкая, что при определенных условиях (каких именно?) приводит к пульсациям (хлопкам) пламени.

Если эти размышления верны, то как нам попробовать изменить ситуацию?

Если датчик давления воздуха расположен после воздушной заслонки, по ходу движения воздуха, то достаточно будет прикрыть эту заслонку на некоторый угол, и зафиксировать ее. Экспериментальным путем найти то положе заслонки, при котором хлопки исчезнут навсегда. Но, нужно будет проверить соотношение газ-воздух на максимальной нагрузке, хватит ли напора вентилятора ее обеспечить.

Если датчик давления воздуха установлен до воздушной заслонки, то его придется перенести за заслонку.

Если датчика давления нет вовсе, частота вращения эл.дв. привязана к давлению газа, то придется сперва выставить заслонку, потом перенастраивать управление вентилятором.

[Галиев]

На этом фото видна самопальная шайба розового цвета, в центре горелки. Приварена весьма безобразно. Если она отвалилась?
 горелка.jpg ( 10,47 килобайт ) Кол-во скачиваний: 1

[vertum]

Если датчик давления воздуха расположен после воздушной заслонки, по ходу движения воздуха, то достаточно будет прикрыть эту заслонку на некоторый угол, и зафиксировать ее. Экспериментальным путем найти то положе заслонки, при котором хлопки исчезнут навсегда.

Сегодня с коллегами размышляли и тоже пришли к такому мнению. Датчик давления воздуха установлен после заслонок, будем экспериментировать при возможности.

Еще прошу Вашего мнения, относительного того, что на "проблемном" котле сечение выходного патрубка улитки вентилятора имеет бОльшую площадь, чем на других котлах (на которых была произведена замена вентиляторов). Т.е. на "проблемном" котле выходное сечение на вентиляторе больше, следовательно, при прочих равных, скорость воздуха ниже, правильно рассуждаю?
Ниже на фото видна разница в сечениях в месте сочленения вентилятора и горелки. Слева "проблемный" котел, справа котел, работающий без пульсаций.
 IMG_20191220_113037_COLLAGE.jpg ( 526,02 килобайт ) Кол-во скачиваний: 5


И ещё. В процессе поиска проблемы обследовали газо-воздушный тракт на предмет аэродинамических сопротивлений и установили, что на "проблемном" котле при капитальном ремонта производилась замена жаровых труб. Установили новые трубы с внутренним диаметром 50 мм. На нормально работающих котлах внутренний диаметр жаровых труб - 55 мм.
Общая площадь сечения жаровых труб "проблемного" котла уменьшена на 17% по отношению к "здоровым" котлам.

Сообщение отредактировал vertum - 17.2.2026, 14:26

[Галиев]

Поправлю Вас - жаровая труба, это топка. Трубы Ду 50 составляют конвективную часть котла, раньше их называли "дымогарными".
А есть ли в них завихрители-турбулизаторы?
Можно ли сравнить давление/разрежение в топках всех котлов при разных нагрузках?
Как работают дымососы? Какое давление/разряжение в сборном газоходе каждого котла?

Сопротивление топки может добавить свои пять копеек на стабильную работу горелки. Как правило, совокупность нескольких факторов создает проблемную ситуацию.
Но, это уже лирика. Вам на месте пробовать. Предлагаю разболтить крепление вентилятора к горелке, и вставить туда лист железа, закрыв живое сечение так же, как на других котлах. Скорость воздуха при этом увеличится.

[vertum]

А есть ли в них завихрители-турбулизаторы?
Можно ли сравнить давление/разрежение в топках всех котлов при разных нагрузках?
Как работают дымососы? Какое давление/разряжение в сборном газоходе каждого котла?

Турбулизаторы отсутствуют, не предусмотрены изготовителем.
Давление в топке вроде бы отличается, но не могу гарантировать что пробоотборные трубки на всех котлах чистые и не забиты. (трубки протяженные от задней стенки котла до фронтальной, где установлен датчик давления).
Дымососы не эксплуатируются.

Предлагаю разболтить крепление вентилятора к горелке, и вставить туда лист железа, закрыв живое сечение так же, как на других котлах. Скорость воздуха при этом увеличится.

Не будет ли чрезмерного завихрения воздушного потока в месте установки листа? Наверное попробуем сначала воздушными заслонками поймать нужное положение, чтобы увеличить скорость потока воздуха.

[Галиев]

Как успехи?

[vertum]

Как успехи?

Объект находится в удаленном филиале, поэтому ещё не приступали к опытам. Обязательно напишу, когда приступим и по результату.