Λύσεις — Κεφάλαιο 2: Καυστήρες (σελ. 92-93) – ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ – ΛΥΣΕΙΣ – ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ Ασκήσεων Σχολικού Βιβλίου Λύσεις — Κεφάλαιο 2: Καυστήρες (σελ. 92-93) – ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΕΩΝ ΚΕΝΤΡΙΚΗΣ ΘΕΡΜΑΝΣΗΣ Γ΄ ΕΠΑΛ

Λύσεις — Κεφάλαιο 2: Καυστήρες

Ανοιχτές ερωτήσεις κατανόησης για την καύση, τις κατηγορίες καυστήρων υγρών και αερίων καυσίμων, τη λειτουργία και τα εξαρτήματά τους.

Ορισμός καύσης και ατελούς καύσης

Ερώτηση: Τι ονομάζουμε καύση και τι ατελή καύση;

Απάντηση:

§2.1. Καύση είναι η χημική ένωση του καυσίμου (στερεού, υγρού ή αερίου) με το οξυγόνο, κατά την οποία εκλύεται θερμότητα.
§2.1. Ατελής καύση σημαίνει σπατάλη καυσίμου, μεγαλύτερο κόστος λειτουργίας και ρύπανση του περιβάλλοντος, ιδίως με αιωρούμενα σωματίδια και μονοξείδιο του άνθρακα (CO).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Καύση ονομάζουμε τη χημική ένωση του καυσίμου (στερεού, υγρού ή αερίου) με το οξυγόνο, κατά την οποία εκλύεται θερμότητα. Ατελής είναι η καύση που δεν πραγματοποιείται πλήρως, επειδή δεν εξασφαλίζονται οι παράγοντες της τέλειας καύσης (ταχύτητα και ολική ανάμιξη των σωματιδίων του καυσίμου με το οξυγόνο, ύψος θερμοκρασίας στο χώρο καύσης, περιεκτικότητα οξυγόνου στο μίγμα). Η ατελής καύση σημαίνει σπατάλη καυσίμου, μεγαλύτερο κόστος λειτουργίας της θερμικής εγκατάστασης και ρύπανση του περιβάλλοντος με τα προϊόντα της καύσης, ιδίως με αιωρούμενα σωματίδια και μονοξείδιο του άνθρακα (CO).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καύση: χημική ένωση καυσίμου με οξυγόνο με έκλυση θερμότητας· ατελής καύση: σπατάλη, κόστος, ρύπανση με σωματίδια και CO

Κατηγορίες καυστήρων

Ερώτηση: Να αναφέρετε τις κατηγορίες, στις οποίες ταξινομούνται οι καυστήρες.

Απάντηση:

§2.2. Οι καυστήρες διακρίνονται σε: 1) καυστήρες στερεών καυσίμων, 2) καυστήρες υγρών καυσίμων, 3) καυστήρες αερίων καυσίμων, 4) καυστήρες διπλής και μικτής λειτουργίας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι καυστήρες ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες: 1) καυστήρες στερεών καυσίμων (χρησιμοποιούνται σε μεγάλες βιομηχανικές μονάδες, σε εργοστάσια παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας ή σε τοπικές πηγές θέρμανσης και όχι πλέον σε κεντρικές θερμάνσεις κτιρίων), 2) καυστήρες υγρών καυσίμων, 3) καυστήρες αερίων καυσίμων και 4) καυστήρες διπλής και μικτής λειτουργίας, που μπορούν να χρησιμοποιούν τόσο υγρό όσο και αέριο καύσιμο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Στερεών, υγρών, αερίων καυσίμων και διπλής/μικτής λειτουργίας

Χρήση μονοβάθμιων και διβάθμιων καυστήρων

Ερώτηση: Πότε χρησιμοποιούνται οι μονοβάθμιοι και πότε οι διβάθμιοι καυστήρες;

Απάντηση:

§2.3.1. Σε μικρές εγκαταστάσεις, όπου η ικανότητα καύσης του καυστήρα είναι μικρότερη των 10 kg/h, χρησιμοποιούνται οι μονοβάθμιοι καυστήρες.
§2.3.1. Όταν η ικανότητα καύσης είναι μεγαλύτερη από 10 kg/h, απαιτούνται διβάθμιοι καυστήρες, που λειτουργούν ανάλογα με το φορτίο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι μονοβάθμιοι καυστήρες χρησιμοποιούνται σε μικρές εγκαταστάσεις, όπου η ικανότητα καύσης του καυστήρα είναι μικρότερη των 10 kg/h· λειτουργούν με μία βαθμίδα σε όλο το φάσμα της απόδοσής τους. Οι διβάθμιοι καυστήρες απαιτούνται όταν η ικανότητα καύσης είναι μεγαλύτερη από 10 kg/h· λειτουργούν ανάλογα με το φορτίο, δηλαδή στο μισό της απόδοσής τους για μικρό φορτίο και με τις δύο βαθμίδες όταν αυξάνει το φορτίο, ώστε να μην υπάρχουν απότομες διαστολές, υπερβολική θέρμανση του λέβητα και προβλήματα στην καπνοδόχο.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Όριο 10 kg/h: μονοβάθμιοι κάτω από αυτό, διβάθμιοι πάνω από αυτό

Χρησιμότητα αντλίας καυσίμου

Ερώτηση: Ποια η χρησιμότητα της αντλίας καυσίμου;

Απάντηση:

§2.3.1. Η αντλία καυσίμου χρησιμοποιείται για τη μεταφορά του πετρελαίου από τη δεξαμενή στο λέβητα, το φιλτράρισμα του καυσίμου, τη συμπίεσή του ώστε να εξέρχεται από το μπεκ σε μορφή νέφους και την παύση της παροχής με το τέλος κάθε κύκλου λειτουργίας.
§2.3.1. Η απαιτούμενη πίεση είναι 7 έως 15 atm για ελαφρύ πετρέλαιο και έως 20 atm για μαζούτ.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η αντλία καυσίμου χρησιμοποιείται για: 1) τη μεταφορά του υγρού καυσίμου (πετρελαίου) από τη δεξαμενή στο λέβητα για καύση, 2) το φιλτράρισμα του καυσίμου, 3) τη συμπίεση του καυσίμου, ώστε να εξέρχεται από το ακροφύσιο (μπεκ) με τη μορφή νέφους και 4) την παύση της παροχής πετρελαίου με το τέλος κάθε κύκλου λειτουργίας του καυστήρα. Η πίεση που απαιτείται είναι 7 έως 15 atm για το ελαφρύ πετρέλαιο και μέχρι 20 atm για το μαζούτ, ενώ η παροχή της αντλίας είναι πάντα μεγαλύτερη από του ακροφυσίου και η περίσσεια επιστρέφει στη δεξαμενή.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μεταφορά, φιλτράρισμα, συμπίεση για νέφωση στο μπεκ, παύση παροχής στο τέλος του κύκλου

Σκοπός ηλεκτρονικού πίνακα

Ερώτηση: Ποιος είναι ο σκοπός του ηλεκτρονικού πίνακα μιας εγκατάστασης;

Απάντηση:

§2.3.1. Σκοπός του αυτόματου ηλεκτρονικού πίνακα έναυσης είναι ο έλεγχος της αυτόματης και ασφαλούς λειτουργίας του καυστήρα.
§2.3.1. Ελέγχει την έναυση μετά την εντολή του θερμοστάτη ή υδροστάτη, δίνει εντολή για προαερισμό, ανεμιστήρα και αντλία και στη συνέχεια ανοίγει την ηλεκτροβαλβίδα· σε συνεχιζόμενο πρόβλημα σταματά τον καυστήρα («μπλοκάρισμα»).

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σκοπός του αυτόματου ηλεκτρονικού πίνακα έναυσης του καυστήρα είναι ο έλεγχος της αυτόματης και ασφαλούς λειτουργίας του. Ο πίνακας: α) ελέγχει την έναυση του καυστήρα, από τη στιγμή που θα δεχτεί εντολή από τον θερμοστάτη ή τον υδροστάτη, β) δίνει εντολή στον κινητήρα και στο μετασχηματιστή, ώστε να ξεκινήσει ο προαερισμός του λέβητα, καθώς και η λειτουργία του ανεμιστήρα και της αντλίας καυσίμου και γ) δίνει εντολή στην ηλεκτροβαλβίδα να ανοίξει, για να περάσει το καύσιμο και να αρχίσει η καύση. Σε περίπτωση προβλήματος επανέρχεται αυτόματα σε λειτουργία μετά από ένα διάστημα αδράνειας· αν το πρόβλημα συνεχίζεται, σταματά τη λειτουργία του καυστήρα και απαιτείται επέμβαση τεχνικού με το κομβίο της ένδειξης «μπλοκάρισμα».

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αυτόματη και ασφαλής λειτουργία: έναυση, προαερισμός, άνοιγμα ηλεκτροβαλβίδας, μπλοκάρισμα σε βλάβη

Προτερήματα προθέρμανσης καυσίμου

Ερώτηση: Ποια τα προτερήματα της προθέρμανσης του καυσίμου;

Απάντηση:

§2.3.1 (Προθέρμανση καυσίμου). Τα προτερήματα της προθέρμανσης είναι έξι: εύκολο πρώτο ξεκίνημα, σταθερή ποιότητα καύσης, ικανοποιητική ρευστότητα, λεπτότερος διασκορπισμός, χαμηλότερη πίεση αντλίας και καλύτερος βαθμός απόδοσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα προτερήματα της προθέρμανσης του καυσίμου είναι: 1) εύκολο πρώτο «ξεκίνημα» (έναυση), όταν το πετρέλαιο και το περιβάλλον έχουν χαμηλή θερμοκρασία, 2) σταθερή ποιότητα καύσης, ανεξάρτητα από την κυμαινόμενη ποιότητα του πετρελαίου, 3) ικανοποιητική ρευστότητα και θερμοκρασία του πετρελαίου, 4) λεπτότερος διασκορπισμός των σταγονιδίων του πετρελαίου, με αποτέλεσμα καλύτερη καύση, 5) χαμηλότερη πίεση της αντλίας και άρα χαμηλότερη στάθμη θορύβου και 6) καλύτερος βαθμός απόδοσης, δηλαδή οικονομική λειτουργία και εξοικονόμηση καυσίμου. Για λέβητες ισχύος μικρότερης των 35 kW συστήνεται η χρήση καυστήρων με προθέρμανση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Έξι προτερήματα: έναυση, σταθερή καύση, ρευστότητα, λεπτός διασκορπισμός, χαμηλότερη πίεση/θόρυβος, καλύτερη απόδοση

Χρήση και κατηγορίες εξατμιστικού καυστήρα

Ερώτηση: Πού χρησιμοποιείται ο εξατμιστικός καυστήρας και σε ποιες κατηγορίες διακρίνεται;

Απάντηση:

§2.3.2. Ο εξατμιστικός καυστήρας χρησιμοποιείται κυρίως σε μικρές εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης (ιδιαίτερα μονοκατοικίες), σε θερμάστρες πετρελαίου και σε μικρά αερόθερμα.
§2.3.2. Διακρίνεται σε εξατμιστικό καυστήρα με ανεμιστήρα και εξατμιστικό καυστήρα χωρίς ανεμιστήρα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο εξατμιστικός καυστήρας χρησιμοποιείται κυρίως σε: 1) μικρές εγκαταστάσεις κεντρικής θέρμανσης, ιδιαίτερα σε μονοκατοικίες, 2) θερμάστρες πετρελαίου και 3) μικρά αερόθερμα. Διακρίνεται σε εξατμιστικό καυστήρα με ανεμιστήρα και εξατμιστικό καυστήρα χωρίς ανεμιστήρα. Και οι δύο έχουν ενσωματωμένο ρυθμιστή ροής καυσίμου (καρμπυρατέρ).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μικρές κεντρικές θερμάνσεις/μονοκατοικίες, θερμάστρες, μικρά αερόθερμα· με ή χωρίς ανεμιστήρα

Προβλήματα εξατμιστικού καυστήρα

Ερώτηση: Ποια προβλήματα μπορεί να εμφανιστούν, κατά τη λειτουργία ενός εξατμιστικού καυστήρα;

Απάντηση:

§2.3.2. Η πιο συχνή βλάβη εμφανίζεται στο ρυθμιστή ροής του καυσίμου (καρμπυρατέρ), με βασική αιτία την ποιότητα του πετρελαίου: νερό ή λάσπη («μούργα») φράζουν το φίλτρο του ρυθμιστή.
§2.3.2. Άλλο πρόβλημα είναι τα κατάλοιπα της καύσης («καρβουνάκια») στην κοίλη βάση του χώρου καύσης, που φράζουν τον αγωγό παροχής και προκαλούν ατελή καύση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η πιο συχνή βλάβη σε έναν εξατμιστικό καυστήρα εμφανίζεται στο ρυθμιστή ροής του καυσίμου (καρμπυρατέρ), με βασική αιτία την ποιότητα του πετρελαίου: η παρουσία νερού ή λάσπης («μούργας») δημιουργεί προβλήματα στο φίλτρο του ρυθμιστή και εμποδίζει την ομαλή εισροή πετρελαίου στον καυστήρα. Ο καθαρισμός απαιτεί αφαίρεση του νερού και της «μούργας» από το φίλτρο και το ρυθμιστή και πλύση του φίλτρου με βενζίνη ή οινόπνευμα και φύσημα με πεπιεσμένο αέρα. Άλλο πρόβλημα εμφανίζεται στην κοίλη βάση του χώρου καύσης, από τα κατάλοιπα της καύσης («καρβουνάκια»), που φράζουν τον αγωγό παροχής καυσίμου με αποτέλεσμα την ατελή καύση· ο καθαρισμός απαιτεί αφαίρεση των καταλοίπων, ξύσιμο της βάσης και απόφραξη του αγωγού παροχής.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Βλάβη στο ρυθμιστή ροής (νερό/μούργα στο φίλτρο) και κατάλοιπα καύσης (καρβουνάκια) στη βάση του χώρου καύσης

Χρήση και πλεονεκτήματα καυστήρα διασκορπισμού

Ερώτηση: Πού χρησιμοποιείται ο καυστήρας διασκορπισμού και ποια τα πλεονεκτήματα από τη λειτουργία ενός τέτοιου καυστήρα;

Απάντηση:

§2.3.2. Ο καυστήρας διασκορπισμού χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις κεντρικών θερμάνσεων με θερμαντική ισχύ από 15 kW έως 10.000 kW και μπορεί να καίει πετρέλαιο θέρμανσης (ντίζελ) ή μαζούτ.
§2.3.2. Τα κυριότερα πλεονεκτήματά του είναι η αυτόματη λειτουργία, η ασφάλεια κατά την ανάμιξη καυσίμου και αέρα, η σταθερότητα λειτουργίας, ο υψηλός βαθμός απόδοσης και η χαμηλή περιβαλλοντική επιβάρυνση.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο καυστήρας διασκορπισμού χρησιμοποιείται σε εγκαταστάσεις κεντρικών θερμάνσεων με θερμαντική ισχύ από 15 kW έως 10.000 kW και μπορεί να καίει είτε πετρέλαιο θέρμανσης (ντίζελ) είτε βαρύ ακάθαρτο πετρέλαιο (μαζούτ), του οποίου όμως η χρήση έχει απαγορευτεί στις μεγάλες πόλεις. Τα κυριότερα πλεονεκτήματά του είναι: 1) η αυτόματη λειτουργία, 2) η ασφάλεια κατά τη φάση της ανάμιξης καυσίμου και αέρα, 3) η σταθερότητα της λειτουργίας, 4) ο υψηλός βαθμός απόδοσης του συστήματος λέβητα-καυσίμου και 5) η χαμηλή περιβαλλοντική επιβάρυνση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

15-10.000 kW, ντίζελ ή μαζούτ· αυτόματη λειτουργία, ασφάλεια, σταθερότητα, υψηλή απόδοση, χαμηλή ρύπανση

Λειτουργία καυστήρα διασκορπισμού

Ερώτηση: Περιγράψτε τη λειτουργία ενός καυστήρα διασκορπισμού.

Απάντηση:

§2.3.2. Το πετρέλαιο συμπιέζεται με ηλεκτροκίνητη αντλία σε 7 έως 20 bar και οδηγείται στο ακροφύσιο (μπεκ), όπου διασκορπίζεται σε πολύ λεπτά σταγονίδια.
§2.3.2. Ανεμιστήρας χαμηλής πίεσης οδηγεί αέρα στο μπεκ, όπου μέσω της κεφαλής ανάμιξης και του δίσκου ανακοπής αναμιγνύεται με το νέφος· σπινθήρας 10.000-15.000 V από μετασχηματιστή αναφλέγει το μίγμα.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στον καυστήρα διασκορπισμού το πετρέλαιο συμπιέζεται, με τη βοήθεια ηλεκτροκίνητης αντλίας, σε υψηλή πίεση 7 έως 20 bar και οδηγείται στο ακροφύσιο (μπεκ) διασκορπισμού, από όπου εξέρχεται σε μορφή πολύ λεπτών σταγονιδίων (νέφωση) που εξατμίζονται λόγω των υψηλών θερμοκρασιών. Ταυτόχρονα, ένας ανεμιστήρας χαμηλής πίεσης αναρροφά αέρα και τον οδηγεί στο μπεκ, όπου, μέσω διατάξεων ανάμιξης (κεφαλή ανάμιξης, δίσκος ανακοπής), ο αέρας αναμιγνύεται με το νέφος του πετρελαίου· η είσοδος του αέρα στο σωλήνα καύσης δημιουργεί στροβιλισμό και καλύτερη ανάμιξη, ενώ η ποσότητα του μίγματος ρυθμίζεται με δικλείδες (τάμπερ) στην αναρρόφηση. Τέλος, σπινθήρας υψηλής τάσης 10.000 έως 15.000 V από μετασχηματιστή αναφλέγει το μίγμα, το οποίο καίγεται όσο ο καυστήρας τροφοδοτείται με πετρέλαιο και αέρα. Σε εγκαταστάσεις μεγαλύτερες των 100 kW ο ανεμιστήρας είναι ανεξάρτητος από τον καυστήρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Αντλία 7-20 bar → μπεκ (νέφωση) → ανάμιξη με αέρα ανεμιστήρα → ανάφλεξη με σπινθήρα 10.000-15.000 V

Χρήση και κατηγορίες περιστροφικού καυστήρα

Ερώτηση: Πού χρησιμοποιείται ο περιστροφικός καυστήρας και σε ποιες κατηγορίες διακρίνεται;

Απάντηση:

§2.3.2. Ο περιστροφικός καυστήρας χρησιμοποιείται σε μεγάλες θερμικές εγκαταστάσεις και μπορεί να καίει όλους τους τύπους πετρελαίου, ακόμη και μαζούτ, με ελάχιστη προθέρμανση.
§2.3.2. Διακρίνεται σε περιστροφικό καυστήρα με κύπελλο και περιστροφικό καυστήρα με δακτύλιο.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο περιστροφικός καυστήρας χρησιμοποιείται σε μεγάλες θερμικές εγκαταστάσεις και μπορεί να καίει όλους τους τύπους πετρελαίου, ακόμη και μαζούτ, με ελάχιστη προθέρμανση· έχει μεγάλα περιθώρια ρύθμισης και μέγιστη ωριαία κατανάλωση περίπου 400 kg/h πετρέλαιο. Διακρίνεται σε δύο κατηγορίες: 1) περιστροφικό καυστήρα με κύπελλο και 2) περιστροφικό καυστήρα με δακτύλιο (ο τελευταίος χρησιμοποιείται ευρέως στις Η.Π.Α. και σχεδόν καθόλου στην Ευρώπη).

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μεγάλες εγκαταστάσεις, όλοι οι τύποι πετρελαίου· με κύπελλο ή με δακτύλιο

Λειτουργία περιστροφικού καυστήρα

Ερώτηση: Περιγράψτε τη λειτουργία ενός περιστροφικού καυστήρα.

Απάντηση:

§2.3.2. Το πετρέλαιο ρέει μέσα από περιστρεφόμενο κενό άξονα σε ανοικτό κύπελλο, διαχέεται ομοιόμορφα λόγω των φυγοκεντρικών δυνάμεων και διασκορπίζεται στο χώρο καύσης (3000-6000 στροφές ανά λεπτό).
§2.3.2. Ο αέρας καύσης, από ανεμιστήρα, εισέρχεται από σωλήνα γύρω από το κύπελλο και αναμιγνύεται με τα σταγονίδια.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στον περιστροφικό καυστήρα με κύπελλο, το πετρέλαιο ρέει μέσα από έναν περιστρεφόμενο κενό άξονα σε ένα ανοικτό κύπελλο, που βρίσκεται προς την πλευρά του λέβητα. Από εκεί διαχέεται ομοιόμορφα, λόγω των φυγοκεντρικών δυνάμεων, προς την εσωτερική πλευρά του κυπέλλου και τελικά διασκορπίζεται στο χώρο καύσης με μεγάλη ταχύτητα, καθώς το κύπελλο περιστρέφεται με 3000 έως 6000 rpm. Ο αέρας καύσης μεταφέρεται με ανεμιστήρα και εισέρχεται στο χώρο καύσης μέσω σωλήνα που υπάρχει γύρω από το κύπελλο, όπου αναμειγνύεται με τα σταγονίδια του πετρελαίου και δημιουργείται η καύση. Ο καυστήρας λειτουργεί με τη φυσική ροή του καυσίμου, χωρίς υψηλή πίεση.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κενός περιστρεφόμενος άξονας → κύπελλο (3000-6000 rpm) → φυγοκεντρικός διασκορπισμός → ανάμιξη με αέρα ανεμιστήρα

Τοποθέτηση/ρύθμιση δίσκου διασκορπισμού και ακίδων

Ερώτηση: Πώς γίνεται η τοποθέτηση και η ρύθμιση του δίσκου διασκορπισμού και των ακίδων;

Απάντηση:

Άσκηση 2.3. Ο δίσκος διασκορπισμού με τις ακίδες τοποθετείται στο στέλεχος του μπεκ και ρυθμίζεται η απόσταση μπεκ-διασκορπιστήρα με τη μεγάλη προέκταση της καλύμπρας.
Άσκηση 2.3. Με τη μικρή προέκταση της καλύμπρας ρυθμίζεται η απόσταση των ακίδων στα 3,5-4,0 mm και ελέγχεται ότι ο σπινθήρας σχηματίζεται μόνο μεταξύ των ακίδων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Η τοποθέτηση του δίσκου διασκορπισμού απαιτεί: 1) τοποθέτηση του δίσκου διασκορπισμού με τις ακίδες επάνω στο στέλεχος του μπεκ και 2) ρύθμιση της απόστασης μπεκ-διασκορπιστήρα με τη χρήση της μεγάλης προέκτασης μιας καλύμπρας, που συνήθως συνοδεύει τον καυστήρα. Η ρύθμιση των ακίδων γίνεται ως εξής: 1) ρυθμίζουμε την απόσταση των ακίδων με τη μικρή προέκταση της καλύμπρας, ώστε η απόσταση μεταξύ των ακίδων και του σημείου όπου παράγεται ο σπινθήρας να είναι 3,5-4,0 mm και 2) ελέγχουμε ώστε να μη σχηματίζεται σπινθήρας ούτε με το μπεκ ούτε με το δίσκο, παρά μόνο με τις ακίδες. Στη συνέχεια συναρμολογείται ξανά η «μπούκα» και ο καυστήρας είναι έτοιμος για εγκατάσταση στο λέβητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Καλύμπρα: μεγάλη προέκταση για απόσταση μπεκ-δίσκου, μικρή για απόσταση ακίδων 3,5-4,0 mm· σπινθήρας μόνο μεταξύ των ακίδων

Ηλεκτρολογική σύνδεση καυστήρων υγρών καυσίμων

Ερώτηση: Τι γνωρίζετε για την ηλεκτρολογική σύνδεση των καυστήρων υγρών καυσίμων;

Απάντηση:

§2.3.4. Ο καυστήρας συνδέεται με το ηλεκτρικό δίκτυο του κτιρίου σύμφωνα με τους κανονισμούς, με τα εξαρτήματα και υλικά που προτείνει ο κατασκευαστής (π.χ. αγωγοί διατομής 1,5 mm2, ασφαλειοδιακόπτης 6 Α max).
§2.3.4. Προσοχή στη σωστή σύνδεση φάσης (L) και ουδετέρου (Ν) και να μη συνδεθεί η γείωση στον ακροδέκτη της εξωτερικής λυχνίας βλάβης· σημαντικό ρόλο έχει το ηλεκτρικό διάγραμμα του κατασκευαστή.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για να λειτουργήσει ο καυστήρας πετρελαίου απαιτείται σύνδεσή του με το ηλεκτρικό δίκτυο του κτιρίου, σύμφωνα με τους ισχύοντες κανονισμούς και με μεγάλη προσοχή στην ασφάλεια του τεχνικού και της εγκατάστασης. Πριν από κάθε σύνδεση ο εγκαταστάτης πρέπει να βεβαιωθεί για την ύπαρξη της απαιτούμενης παροχής στο λεβητοστάσιο και να χρησιμοποιεί τα εξαρτήματα και υλικά που προτείνει ο κατασκευαστής (π.χ. αγωγοί διατομής 1,5 mm2 και ασφαλειοδιακόπτης 6 Α max). Μεγάλη προσοχή χρειάζεται ώστε να μην τοποθετηθεί η φάση (L) στη θέση του ουδετέρου (Ν) και να μην τοποθετηθεί η γείωση στον ακροδέκτη της εξωτερικής λυχνίας ένδειξης βλάβης, γιατί υπάρχει κίνδυνος καταστροφής του ηλεκτρονικού κυκλώματος. Σημαντικό ρόλο έχει το ηλεκτρικό διάγραμμα του κατασκευαστή· συνήθως η εσωτερική συνδεσμολογία έχει γίνει στο εργοστάσιο και γίνονται μόνο οι εξωτερικές συνδέσεις στο πολλαπλό φις.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Σύνδεση κατά τους κανονισμούς και τις οδηγίες του κατασκευαστή, 1,5 mm2 και 6 Α, σωστή φάση/ουδέτερος, γείωση όχι στον ακροδέκτη λυχνίας βλάβης

Εργαλεία σύνδεσης καυστήρα με δεξαμενή

Ερώτηση: Ποια εργαλεία απαιτούνται για τη σύνδεση ενός καυστήρα πετρελαίου με την δεξαμενή;

Απάντηση:

Άσκηση 2.2. Για τη σύνδεση καυστήρα με δεξαμενή πετρελαίου απαιτούνται τα εργαλεία: κατσαβίδι «σταυρωτό», σειρά γαλλικών, γερμανικών και πολυγωνικών κλειδιών.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για τη σύνδεση ενός καυστήρα πετρελαίου με τη δεξαμενή απαιτούνται τα εξής εργαλεία: 1) κατσαβίδι «σταυρωτό», 2) σειρά γαλλικών κλειδιών, 3) σειρά γερμανικών κλειδιών και 4) σειρά πολυγωνικών κλειδιών. Ως υλικά απαιτούνται δύο εύκαμπτοι σωλήνες με ρακόρ για τη σύνδεση με την τροφοδοσία (η διάμετρός τους εξαρτάται από το ύψος Η και την απόσταση L της δεξαμενής από τον καυστήρα) και μία φλάντζα με μόνωση για την εγκατάσταση του καυστήρα στο λέβητα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κατσαβίδι σταυρωτό, γαλλικά, γερμανικά και πολυγωνικά κλειδιά

Σκοπός καυστήρα αερίου

Ερώτηση: Ποιος ο σκοπός ενός καυστήρα αερίου;

Απάντηση:

§2.1. Στους καυστήρες αερίων καυσίμων δεν υπάρχουν διεργασίες ατμοποίησης· σκοπός τους είναι να φέρουν σε επαφή το αέριο με τον αέρα καύσης.
§2.4.1. Αναμιγνύουν το αέριο με το οξυγόνο του αέρα, καίνε το μίγμα και μετατρέπουν τη χημική ενέργεια του αερίου σε θερμική, εξασφαλίζοντας ασφαλή έναυση, διακοπή ροής όταν δεν απαιτείται, σταθερότητα φλόγας και καλή ποιότητα καύσης.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σκοπός ενός καυστήρα αερίου είναι να φέρει σε επαφή το αέριο καύσιμο με τον αέρα καύσης (αφού το καύσιμο παρέχεται ήδη σε αέρια κατάσταση και δεν χρειάζεται ατμοποίηση), να αναμίξει το αέριο με το οξυγόνο του αέρα και να κάψει το μίγμα, μετατρέποντας τη χημική ενέργεια του αερίου σε θερμική. Λόγω της ασφάλειας, ο καυστήρας αερίου πρέπει να εξασφαλίζει ασφαλή έναυση, διακοπή της ροής του αερίου όταν δεν απαιτείται έναυση, σταθερότητα φλόγας και καλή ποιότητα καύσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Επαφή/ανάμιξη αερίου με αέρα καύσης και καύση του μίγματος, με ασφαλή έναυση και σταθερή φλόγα

Πλεονεκτήματα καυστήρων αερίων καυσίμων

Ερώτηση: Να αναφέρετε τα πλεονεκτήματα των καυστήρων αερίων καυσίμων.

Απάντηση:

§2.4.1. Οι καυστήρες αερίων καυσίμων παρουσιάζουν ως πλεονεκτήματα την άμεση ετοιμότητα λειτουργίας, την καμία απαίτηση αποθήκευσης καυσίμου, την καθαρότητα και τη μειωμένη ρύπανση του περιβάλλοντος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα πλεονεκτήματα των καυστήρων αερίων καυσίμων είναι: 1) η άμεση ετοιμότητα λειτουργίας, 2) καμία απαίτηση για αποθήκευση του καυσίμου, 3) η καθαρότητα και 4) η μειωμένη ρύπανση του περιβάλλοντος, με χαμηλά ποσοστά ΝΟx, όταν υπάρχει σωστή ρύθμιση. (Κύρια μειονεκτήματά τους είναι ο απαιτούμενος σωστός ελκυσμός και το κόστος εγκατάστασης, γι' αυτό χρησιμοποιούνται κυρίως για λέβητες μέχρι 100 kW περίπου.)

Κριτήρια αξιολόγησης:

Άμεση ετοιμότητα, καμία αποθήκευση καυσίμου, καθαρότητα, μειωμένη ρύπανση (χαμηλά NOx)

Τρεις τύποι καυστήρων αερίου κατά ΤΕΕ 2421/86

Ερώτηση: Να αναφέρετε τους τρεις τύπους καυστήρων αερίου, σύμφωνα με την 2421/86 Τεχνική Οδηγία του ΤΕΕ.

Απάντηση:

§2.4.1. Σύμφωνα με την Τεχνική Οδηγία ΤΟΤΕΕ 2421/86 οι καυστήρες αερίων διακρίνονται σε: ατμοσφαιρικούς, με φυσητήρα και διπλού καυσίμου.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Σύμφωνα με την Τεχνική Οδηγία ΤΟΤΕΕ 2421/86, οι καυστήρες αερίων καυσίμων διακρίνονται σε τρεις τύπους: 1) ατμοσφαιρικούς καυστήρες, 2) καυστήρες με φυσητήρα (πιεστικούς) και 3) καυστήρες διπλού καυσίμου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ατμοσφαιρικοί, με φυσητήρα, διπλού καυσίμου

Στοιχεία εκλογής καυστήρα αερίου

Ερώτηση: Ποια στοιχεία πρέπει να είναι γνωστά, για τη σωστή εκλογή ενός καυστήρα αερίου;

Απάντηση:

§2.4.2. Για τη σωστή εκλογή ενός καυστήρα αερίου πρέπει να είναι γνωστά δέκα στοιχεία: ισχύς λέβητα, αντίθλιψη, αναμενόμενος βαθμός απόδοσης, κατώτερη θερμογόνος δύναμη, πυκνότητα αερίου, διαθέσιμη πίεση δικτύου και τα σχετικά διαγράμματα πίεσης - παροχής.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Για τη σωστή εκλογή ενός καυστήρα αερίου πρέπει να είναι γνωστά: 1) η ισχύς του λέβητα, 2) η αντίθλιψη στην ισχύ αυτή (e), 3) ο αναμενόμενος βαθμός απόδοσης (%) με καύση αερίου, 4) η κατώτερη θερμογόνος δύναμη του αερίου (Κ.Θ.Δ.) σε kcal ανά Nm3, 5) η πυκνότητα του αερίου σε σχέση με τον αέρα, 6) η διαθέσιμη πίεση του δικτύου σε mbar, 7) το διάγραμμα πίεσης αέρα - παροχής αερίου στον καυστήρα, 8) το διάγραμμα πίεσης αερίου - παροχής αερίου στον καυστήρα, 9) το διάγραμμα πτώσης πίεσης αερίου - παροχής αερίου για το φίλτρο και 10) το διάγραμμα πτώσης πίεσης αερίου - παροχής αερίου για το σταθεροποιητή πίεσης.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ισχύς, αντίθλιψη, βαθμός απόδοσης, Κ.Θ.Δ., πυκνότητα, πίεση δικτύου και τέσσερα διαγράμματα πίεσης - παροχής

Λειτουργία ατμοσφαιρικού καυστήρα

Ερώτηση: Περιγράψτε τη λειτουργία ενός ατμοσφαιρικού καυστήρα.

Απάντηση:

§2.4.5. Στους ατμοσφαιρικούς καυστήρες ο αέρας καύσης (πρωτεύων αέρας) προσάγεται χωρίς μηχανικές διατάξεις, με φυσικό ελκυσμό (ατμοσφαιρική πίεση).
§2.4.5. Η ανάμιξη του αέρα με το αέριο και η καύση γίνονται ταυτόχρονα, ενώ ο δευτερεύων αέρας απορροφάται στη συσκευή λόγω της υποπίεσης της καμινάδας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στους ατμοσφαιρικούς καυστήρες ο απαραίτητος αέρας καύσης (πρωτεύων αέρας) προσάγεται στο χώρο καύσης χωρίς τη βοήθεια μηχανικών διατάξεων, με φυσικό ελκυσμό (ατμοσφαιρική πίεση). Η ανάμιξη του αέρα με το καύσιμο αέριο και η καύση γίνονται ταυτόχρονα, ενώ ο υπόλοιπος αέρας (δευτερεύων αέρας) χρησιμοποιείται για τη σωστή καύση και απορροφάται μέσα στη συσκευή λόγω της υποπίεσης της καμινάδας. Οι ατμοσφαιρικοί καυστήρες είναι εναρμονισμένοι με τα χαρακτηριστικά της εστίας και γίνονται αναπόσπαστα μέρη της συσκευής· έχουν ασφαλή και σχεδόν αθόρυβη λειτουργία.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Πρωτεύων αέρας με φυσικό ελκυσμό, ταυτόχρονη ανάμιξη και καύση, δευτερεύων αέρας λόγω υποπίεσης της καμινάδας

Διαφορά ατμοσφαιρικού καυστήρα και τύπου με φλόγα-πιλότο

Ερώτηση: Με βάση ποιο χαρακτηριστικό στοιχείο διαφέρουν οι ατμοσφαιρικοί καυστήρες από εκείνες που διαθέτουν «φλόγα - πιλότο»;

Απάντηση:

§2.4.5. Οι καυστήρες με φλόγα-πιλότο παράγουν πάντα μια μόνιμη, πολύ μικρή φλόγα, με ασήμαντη κατανάλωση, που χρησιμεύει για την άμεση ανάφλεξη της κύριας φλόγας όταν υπάρξει ζήτηση ισχύος.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Το χαρακτηριστικό στοιχείο που τους διαφοροποιεί είναι η φλόγα-πιλότος: οι καυστήρες με φλόγα-πιλότο παράγουν πάντα μια μόνιμη, πολύ μικρή φλόγα, με ασήμαντη κατανάλωση, η οποία χρησιμεύει για την άμεση ανάφλεξη της κύριας φλόγας όταν υπάρξει ζήτηση ισχύος. Όταν ο καυστήρας σβήσει, διακόπτεται η λειτουργία του, αλλά η φλόγα-πιλότος παραμένει σε ετοιμότητα. Η λειτουργία ελέγχεται από βαλβίδα ασφαλείας με αισθητήριο (διμεταλλικό στοιχείο ή φιαλίδιο υγρού) που θερμαίνεται από τη φλόγα-πιλότο και κρατά ανοικτή τη βαλβίδα του αερίου.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Μόνιμη μικρή φλόγα-πιλότος για άμεση ανάφλεξη της κύριας φλόγας

Βασικά μέρη πιεστικού καυστήρα

Ερώτηση: Να περιγράψετε τα βασικά μέρη ενός πιεστικού καυστήρα.

Απάντηση:

§2.4.5. Οι πιεστικοί καυστήρες χαρακτηρίζονται από τέσσερα βασικά συστήματα: το κύκλωμα αερισμού, το κύκλωμα του αερίου, την κεφαλή καύσης και τα όργανα ελέγχου και ασφάλειας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Τα βασικά μέρη (συστήματα) ενός πιεστικού καυστήρα είναι: 1) το κύκλωμα αερισμού, που περιλαμβάνει τον ανεμιστήρα, ο οποίος κινείται από τον ηλεκτροκινητήρα, και το σωλήνα του αέρα προς την κεφαλή (μπούκα), 2) το κύκλωμα του αερίου, που περιλαμβάνει το σωλήνα μεταφοράς του αερίου στην κεφαλή και τα όργανα ελέγχου και ρύθμισής του (πρεσσοστάτης, ηλεκτροβαλβίδες), 3) την κεφαλή καύσης, απαραίτητη για τη μίξη αερίου/αέρα, με τον σταθεροποιητή της φλόγας και τα ηλεκτρόδια έναυσης και ελέγχου και 4) τα όργανα ελέγχου και ασφάλειας, όπως ο ηλεκτρικός πίνακας και ο πρεσσοστάτης του αέρα.

Κριτήρια αξιολόγησης:

Κύκλωμα αερισμού, κύκλωμα αερίου, κεφαλή καύσης, όργανα ελέγχου και ασφάλειας

Τύποι πιεστικών καυστήρων

Ερώτηση: Να αναφέρετε τους διάφορους τύπους πιεστικών καυστήρων, ανάλογα με τη λειτουργία τους.

Απάντηση:

§2.4.5. Ανάλογα με τον τύπο λειτουργίας, οι πιεστικοί καυστήρες είναι ενός σταδίου, πολλών σταδίων ή προοδευτικής λειτουργίας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Ανάλογα με τη λειτουργία τους, οι πιεστικοί καυστήρες διακρίνονται σε: 1) καυστήρες ενός σταδίου, του τύπου «ανοικτό/κλειστό» (ON/OFF), όπου η φλόγα έχει τη μέγιστη ισχύ ή σβήνει, 2) καυστήρες πολλών σταδίων, δύο ή περισσότερων σταδίων ισχύος (τύπου «όλοι/λίγοι»), με ισχύ «μέγιστη/μερική/μηδενική» και 3) καυστήρες προοδευτικής λειτουργίας, μεταβλητής ισχύος μεταξύ ελάχιστης και μέγιστης, με παροχή «μέγιστη/ενδιάμεση μεταβλητή/σβηστή».

Κριτήρια αξιολόγησης:

Ενός σταδίου (ON/OFF), πολλών σταδίων, προοδευτικής λειτουργίας

Όργανα ελέγχου και ασφαλείας πιεστικών καυστήρων

Ερώτηση: Ποια είναι τα απαραίτητα όργανα ελέγχου και ασφαλείας στους πιεστικούς καυστήρες;

Απάντηση:

§2.4.5. Στο κύκλωμα αερίου των καυστήρων εμφύσησης απαιτούνται βαλβίδα (βάνα) αερίου, φίλτρο, σταθεροποιητής πίεσης, βαλβίδα ασφάλειας και βαλβίδα λειτουργίας.
§2.4.5. Επιπλέον: πιεζοστάτης αερίου (ανάλογα με την ισχύ), υποχρεωτική συσκευή ελέγχου διαρροής αερίου και ηλεκτρόδιο ιονισμού για τον έλεγχο της φλόγας, συνδεδεμένο με συσκευή προγραμματισμού του κύκλου εκκίνησης και ασφάλειας.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Στο κύκλωμα του αερίου των πιεστικών καυστήρων (καυστήρων εμφύσησης) πρέπει να υπάρχουν απαραίτητα: 1) μια βαλβίδα (βάνα) αερίου, 2) ένα φίλτρο, 3) ένας σταθεροποιητής πίεσης, που διατηρεί σταθερή την πίεση στην έξοδο, 4) μια βαλβίδα ασφάλειας και 5) μια βαλβίδα λειτουργίας. Ανάλογα με την ισχύ του καυστήρα υπάρχει και πιεζοστάτης αερίου, ώστε να μην επιτρέπεται η εκκίνηση αν η πίεση του αερίου είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από ένα όριο ή αν δεν λειτουργεί ο ανεμιστήρας. Υποχρεωτικά υπάρχει συσκευή ελέγχου διαρροής αερίου, ενώ ο έλεγχος της φλόγας γίνεται με ηλεκτρόδιο ιονισμού, του οποίου η ένδειξη καταλήγει σε συσκευή προγραμματισμού του κύκλου «εκκίνησης και ασφάλειας».

Κριτήρια αξιολόγησης:

Βάνα αερίου, φίλτρο, σταθεροποιητής πίεσης, βαλβίδα ασφάλειας, βαλβίδα λειτουργίας· πιεζοστάτης, έλεγχος διαρροής, ηλεκτρόδιο ιονισμού

Διατάξεις-όργανα σχήματος 2.22

Ερώτηση: Να αναφερθείτε διεξοδικά στις επιμέρους διατάξεις - όργανα, με αρ. 3 έως και 10, του σχήματος 2.22.

Απάντηση:

Άσκηση 2.4. Το σχήμα της σύνδεσης αγωγού αερίου με καυστήρα εμφύσησης αριθμεί τις διατάξεις: 3 φίλτρο, 4 ρυθμιστής πίεσης αερίου, 5 έλεγχος πίεσης αερίου, 6 αυτόνομα ρυθμιζόμενο μέλος, 7 συσκευή ελέγχου στεγανότητας, 8 έλεγχος φλόγας, 9 καυστήρας, 10 στόμιο μέτρησης πίεσης, μανόμετρο με διάταξη διακοπής.
§2.4.5. Η λειτουργία κάθε διάταξης περιγράφεται στα όργανα ελέγχου και ασφαλείας των πιεστικών καυστήρων.

Σύνοψη: (ενδεικτική) Οι διατάξεις με αριθμούς 3 έως 10 είναι: 3) Το φίλτρο, που συγκρατεί τις ακαθαρσίες του αερίου και προστατεύει τον ρυθμιστή και τις υπόλοιπες διατάξεις. 4) Ο ρυθμιστής (σταθεροποιητής) πίεσης αερίου, που διατηρεί σταθερή την πίεση, δηλαδή την παροχή αερίου στην έξοδο, ακόμη και όταν η πίεση εισόδου μεταβάλλεται σημαντικά. 5) Ο έλεγχος πίεσης αερίου (πιεζοστάτης), που δεν επιτρέπει την εκκίνηση του καυστήρα αν η πίεση του αερίου είναι μικρότερη ή μεγαλύτερη από ένα όριο. 6) Το αυτόνομα ρυθμιζόμενο μέλος, δηλαδή η ηλεκτρική βαλβίδα λειτουργίας που ανοίγει και κλείνει την παροχή αερίου (ταχέος ανοίγματος/κλεισίματος, αργού ανοίγματος ή με κινητήρα). 7) Η συσκευή ελέγχου στεγανότητας, που υπάρχει υποχρεωτικά για τον έλεγχο διαρροής αερίου. 8) Ο έλεγχος φλόγας, που γίνεται με ηλεκτρόδιο το οποίο ελέγχει τον ιονισμό του αέρα από τη φλόγα και δίνει την ένδειξη σε συσκευή προγραμματισμού του κύκλου «εκκίνησης και ασφάλειας». 9) Ο καυστήρας εμφύσησης αερίου, στον οποίο ο αέρας καύσης παρέχεται από ανεμιστήρα υπό πίεση. 10) Το στόμιο μέτρησης πίεσης με μανόμετρο και διάταξη διακοπής, για τη μέτρηση της πίεσης του αερίου. Σημείωση: το βιβλίο αναφέρει «σχήμα 2.22», όμως η αρίθμηση 1-10 των διατάξεων δίνεται στο σχήμα 2.21 (Άσκηση 2.4).

Κριτήρια αξιολόγησης:

3 φίλτρο, 4 ρυθμιστής πίεσης, 5 έλεγχος πίεσης, 6 αυτόνομα ρυθμιζόμενο μέλος, 7 έλεγχος στεγανότητας, 8 έλεγχος φλόγας, 9 καυστήρας, 10 στόμιο μέτρησης πίεσης