Горелка на отработанном масле своими руками

Популярность отработанного масла как источника калорий в отопительных системах объясняется его дешевизной. До эпохи энергетических кризисов автопредприятия тратили средства для его утилизации. С появлением обогревательных приборов, на которых есть автоматика для котла на отработанном масле, стало целесообразно сжигать его, получая конечными продуктами окисления углеводородов тепло и углекислый газ, нужный растениям, а также азотистые соединения в виде примесей.

Автоматика для котла на отработанном масле набирает популярность.

Разновидности горелок и их конструкция

Сгорание масла классифицируют по 2 типам поступления топлива в рабочую камеру:

• капельному методу (под действием силы тяжести самотеком);
• нагнетанию давления.

В современных конструкциях приготовление взвеси масла с окислителем осуществляется по второму способу нагнетанием воздуха.

Горелка состоит из таких частей и деталей, как:

• резервуар для жидкого топлива;
• масляный насос;
• система фильтрации отработки для удаления твердых и несгораемых фракций;
• форсунка;
• механизм дозированной подачи кислорода для образования факела;
• топливные трубопроводы;
• воздуховоды отработанных газов.

Горелка состоит из различных деталей.

Для первоначального разжигания разработаны устройства независимого разогрева масла до рабочих температур. Конструкция осуществляет полное сгорание топлива. Сначала в области форсунки образуется зона пониженного давления, куда попадает подогретое масло и преобразуется в облачную смесь с нагнетаемым воздухом. Далее происходят воспламенение и полное сгорание нефтепродукта.

Горелка Бабингтона

Слабым местом конструкций с принудительной подачей топлива является форсунка. Для образования воздушно-масляной взвеси ее рабочее распылительное отверстие рассверливают на 1,5 мм. В процессе эксплуатации оно засоряется и требует очистки.

В горелке Бабингтона масло стекает по сферической поверхности. Постепенно слой его истончается до пленки. Часть топлива преобразуется в облако под действием потока воздуха из отверстия в центре агрегата, которое воспламеняется и образует факел. Несгоревшая отработка улавливается накопителем и возвращается в резервуар через отстойник для повторного использования.

Отличие этой конструкции от других в том, что через форсунку под давлением подается воздух, а не топливо. Предварительная фильтрация и удаление загрязняющих компонентов не нужны. Достаточно увеличить текучесть масла начальным разогревом.

Схема горелки Бабингтона.

Капельный тип

Отработку возможно сжечь без предварительного разогрева и наддува, пуская ее дозами в раскаленную чашечную испарительную горелку. Подачу топлива осуществляют из отдельно расположенной емкости. Чаша работает как часть обогревательного котла или теплогенератора. Отдельно это устройство не эксплуатируется, в отличие от истинных горелок, способных к установке в отопительных агрегат ах разных конфигураций.

Для жидкого топлива

К мобильным и производительным устройствам относят горелку пиролизного типа. Масло состоит из углеводородов, которые, сгорая при комнатной температуре, окисляются не полностью, выделяя незначительное число калорий и большое количество копоти. Поэтому его разогревают до градусов, когда горючее расщепляется на фракции.

Когда емкость с порцией топлива поджигают, с поверхности начинают испаряться и улетучиваться в камеру дожига легкие компоненты масел. Там они сгорают до бесцветного углекислого газа и незначительных фрагментов сажи, выделяя тепло.

Достоинства этого метода:

• компактная конструкция;
• экономичное сжигание топлива;
• экологичная безопасность процесса.

Горелка пиролизного типа относится к мобильным устройствам.

К недостаткам относят сложную конструкцию первоначального воспламенения рабочего состава, когда нужно разогреть большую массу горючего.

Инжекционная с наддувом

Этот тип горелки используют для образования факела с температурой +1200…+1400°С. Регулировка осуществляется интенсивной накачкой воздуха (в металлургии баллонного кислорода), что уменьшает расход масла и повышает производительность агрегата.

К недостаткам относят:

• сложность изготовления и подгонки деталей;
• необходимость фильтрации топлива;
• обязательную установку автоматики.

Конструкция энергозависима и потребляет 20-25 Вт на выработку 1 кВт тепла.

Преимущества горелок на отработке

Достоинства применения подобных конструкций:

• отсутствие трущихся деталей рабочей зоны и невозможность их механического износа;
• простота изготовления в условиях домашних мастерских;
• информационная доступность (в Сети много чертежей и инструкций по изготовлению);
• дешевизна топлива;
• энергопродуктивность масла как источника калорий;
• компактность рабочей части устройства, позволяющая встраивать горелки в отопительные системы, смонтированные ранее;
• разработанные меры обеспечения пожарной безопасности.

Невозможность механического износа является преимуществом горелок.

Применение данных устройств улучшает экологическую обстановку в стране.

Недостатки подобных горелок

Отрицательные стороны:

• отработка непригодна для отопления жилых помещений из-за запаха сгорающих присадок и примесей;
• простые конструкции требуют ритмичных профилактических мероприятий по очистке;
• для сложных способов сгорания необходимы дополнительные условия по подготовке рабочей смеси.

Отмеченные недостатки считают незначительными по сравнению с преимуществами.

Принцип работы горелки на отработанном масле

Масло с научной точки зрения — смесь ненасыщенных углеводородов. При комнатной температуре оно сгорает не полностью, и запасенная в нем энергия остается в виде химических связей.

Для полной утилизации топлива создают следующие условия:

• первоначальный разогрев до температуры возгонки жидких фракций;
• перемешивание с кислородом, содержащимся в воздухе;
• скоротечное горение образованного дисперсного облака;
• утилизацию выделенного в результате окисления нефтепродуктов тепла;
• удаление из рабочей зоны образовавшихся углекислого газа и примесей.

Принцип работы котла на отработанном масле.

В качестве топлива используют спектр промышленных нефтепродуктов и растительных масел. Чем выше вязкость горючего, тем сильнее его энергонасыщенность и тяжелее преобразование в воздушную взвесь.

Подготовка топлива

Масло после слива из двигателей содержит мусор в виде металлических примесей. При хранении и транспортировке оно смешивается с горючими и негорючими жидкостями и нуждается в очистке от инородных фракций. Поэтому его фильтруют на топливопроводе перед подачей в секции горения.

Грязное вязкое масло скоро выводит фильтры из строя, забивая их примесями. Эту проблему решают ступенчатой очисткой. В резервуаре отделяют металлические примеси механическим путем, пропуская через мелкоячеистую сетку. Тонкую очистку проводят предварительно, уменьшая вязкость масла разогревом до +100…+200°С либо ТЭНами. Возможно пустить маслопровод через согретые детали конструкции.

Подача масла в горелку

Блок питания автоматической конструкции использует принудительную подачу топлива. Ее обеспечивает масляный насос, создающий давление в магистрали. Разогретая отработка подается на форсунку и образует мелкодисперсную взвесь, которая и формирует факел. Несгоревшие капли конденсируются и отводятся по возвратному каналу в топливный резервуар. Синхронность разновременных процессов обеспечивает автоматика конструкции котла, которая регулирует поступление топлива и воздуха.

Розжиг и поддержание огня

Топливо должно гореть при температуре +190…+200°С.

Розжиг и поддержание огня происходит при высокой температуре.

Для достижения этого показателя устанавливают системы:

• устройство предварительного разогрева до +80…+90°С;
• механизм насыщения смеси избытком кислорода при помощи турбины либо вентилятора;
• электророзжиг в виде электродов, воспламеняющих мелкодисперсное облако в автоматическом режиме;
• вентилятор вторичной подачи воздуха для поддержания горения в продуктивном режиме.

Указанный набор приспособлений устанавливают при полной комплектации горелки.

Как выбрать горелку под отработку

При выборе этого модуля котла определяющим фактором является мощность. Важны механизм предварительного разогрева топлива и конструкция форсунки.

Мощность

Она определяет характеристики производительности горелки. Установка устройства 30 кВт в котел 15 кВт недопустима и приведет к оплавлению конструкции. В паспортах магазинных изделий указаны теплоотдача и размеры рекомендуемой и предельной отапливаемых площадей.

Количество ступеней

Регулирование мощности теплоотдачи осуществляется 2 способами:

1. Горелки одноступенчатые разогревают теплоноситель до заданной температуры. Далее подача топлива блокируется, котел остывает до установленного значения, и цикл повторяется.
2. Двухступенчатые конструкции работают без отключения в 2 режимах: в полную мощь — при разогреве системы до запланированных показателей (после чего начинается переключение на экономное расходование масла), вдвое или на две трети меньше.

Регулирование мощности осуществляется горелкой.

Подобный способ регулировки требует оснащения автоматикой, что повышает стоимость конструкции, но на 15-20% снижает эксплуатационные расходы.

Если подача топлива и воздуха полностью автоматизирована и ориентируется на показания датчиков температур теплоносителя, подогретого и сгораемого масла, объема поступающего воздуха и топлива, то такие блоки называют плавно-двухступенчатыми и модуляционными.

Размер и объем

Горелки компактны, их производительность прямо не зависит от размера обогревательных приборов и определяется конструктивными решениями на стадии планирования.

Материал горелки

Ее корпус изготавливают из устойчивых к коррозии стальных деталей, топливопроводы — из мягких цветных металлов (меди) и их сплавов.

Расход масла

Количество топлива на обогрев помещения зависит от:

• теплопотерь обслуживаемых площадей;
• территориальной принадлежности к климатическим зонам (в Приполярье зима холоднее и дольше);
• количества примесей и их влияния на калорийность горючей смеси;
• коэффициента полезного действия агрегата;
• настроек отопительного прибора и его мощности;
• количества рабочих часов и температурного режима обогреваемого помещения.

Расход масла зависит от теплопотерь обслуживаемых площадей.

Ориентировочный показатель для средней полосы страны — 2,5-4 т при круглосуточном расходовании 3 л в час.

Использование горелки на отработанном масле

Грамотная эксплуатация прибора улучшает финансовое состояние хозяина и срок жизни агрегата. Необходимо обеспечить его безопасное использование и своевременный ремонт.

Инструкция

Рабочий режим горелки подразумевает температурные перепады, что приводит к уменьшению просвета топливных магистралей и ухудшению степени сгорания топлива. Для увеличения эксплуатационного срока горелки на отработке составляют план профилактического и сервисного обслуживания, отображенного в инструкции.

Перед сезоном эксплуатации проводят:

• настройку режима сгорания нефтепродуктов;
• выявление и замену износившихся деталей;
• очищение либо смену фильтрующих элементов;
• анализ продуктов сгорания.

Перед сезоном эксплуатации проводят настройку режима сгорания.

Для объективности оценки используют приборы: манометр, газоанализатор, тест измерения сажи.

С началом отопительного сезона вывешивают инструкцию с ежедневным регламентом обслуживания горелки и периодичностью ее чистки от сажи.

Техника безопасности

Для предупреждения пожаров и иных неприятностей при эксплуатации сжигающих топливо приборов соблюдают правила:

• территорию контакта с горелкой обстраивают: стены и потолок обивают металлом с асбестовой подкладкой и ограничивают доступ посторонних и случайных лиц;
• резервуар с запасом топлива размещают на безопасном расстоянии;
• при обнаружении протечек блокируют поступление горючих материалов;
• конструкцию электроизолируют во избежание искрообразования в зоне распыления масла;
• отопительный агрегат располагают в местах, исключающих образование сквозняков и воздушных завихрений.

Работающая горелка должна находиться под контролем назначенного лица.

Устранение неисправностей

В механизме горения топлива отсутствуют движущиеся части. Неисправности возможны только из-за накопления сажи, которую удаляют плановыми чистками. Электроприборы (вентилятор, привод маслонасоса, ТЭНы) ремонтируют или заменяют на рабочие экземпляры.

Неисправности возникают из-за накопления сажи.

Промышленные горелки на отработке и их особенности

Конструкции, осуществляющие отопление помещений и произведенные промышленным способом, характеризуются заранее объявленными свойствами производимого теплового потока.

При подборе заводской горелки на отработке учитывают ее параметры:

• заявленную в паспорте мощность устройства (она должна превосходить производительность отопительного агрегата);
• количество ступеней и особенности переключения режимов горения;
• комплектацию приборами подачи воздуха и топлива;
• возможность установки на планируемый котел генераторов тепла.

Дополнительно обращают внимание на толщину корпуса и двери котла для правильного подбора размеров сопла и распылителя пламени, которые должны быть толще.

При покупке учитывают, что заводские изделия заведомо дороже, модернизируются по правилам и в коридоре, заранее установленном производителем.

Качественные бренды горелок

Считается, что качество и надежность вне конкуренции обеспечивают североамериканские производители (США и Канада). Их продукцию устанавливают на промышленные отопители помещений. Из европейских популярны немецкие и австрийские фирмы в силу традиционной культуры производства. Китайские, корейские и польские изделия являются репликами промышленных горелок для подсобных помещений в домашнем хозяйстве. Они отличаются ценовой доступностью и многофункциональностью.

Nortec

Китайский лидер климатического оборудования предлагает бюджетные универсальные горелки серии WB. Источниками тепла служат жиры животного происхождения, печное топливо, отработка растительных и автомобильных масел, дизтопливо. Для перенастройки системы при смене вида используемых углеводородов достаточно отрегулировать механизм подачи воздуха в ручном режиме.

Nortec — универсальная горелка.

Особенности использования универсальных горелок фирмы Nortec:

• запрещается применение бензина, растворителя, веществ, образующих при нагревании взрывоопасные смеси;
• для облегчения запуска и обеспечения заявленного режима работы следует разбавлять масла дизельным топливом в пропорции 10:1;
• не рекомендовано сжигание свежих, не бывших в работе нефтепродуктов.

Продукция сертифицирована.

Euronord

Китайский производитель выпускает горелки «Евронорд» для установки на стационарные и мобильные теплогенераторы и печи водяного отопления для закрытых помещений. Они оснащены компрессорным и вентиляторным оборудованием для подачи масла и воздуха. Линейка моделей представлена одноступенчатым типом горения от 16 до 230 кВт.

Преимущества продукции фирмы:

• предварительная очистка топлива производится в фильтрационном сегменте, более удачном, чем фильтр, подобный автомобильному;
• воздушная магистраль проходит по камере подогревания масла, что улучшает степень сгорания компонентов;
• подогрев топлива является двухуровневым.

Производитель реализует продукцию с сертификатами безопасности и качества.

Euronord EcoLogic

Горелки «Евронорд Эколоджик» адаптированы для обогревательных конструкций мировых производителей благодаря унитарному посадочному месту, что облегчает монтажные и обслуживающие работы.

Euronord EcoLogic — горелка для обогревательных конструкций.

Рабочие механизмы и функциональные части доступны без снятия всего агрегата.

Электроника, блок управления и электрика от европейских производителей уровней германского Siemens и итальянского Fida.

DanVex

Финский концерн DanV ex Oy (Osakeyhtio) предлагает российскому потребителю готовые к монтажу вентиляторно-компрессорные горелки в комплекте с компрессорами собственного производства. Приборы на жидком топливе DanVex предназначены для работы на отопительных агрегатах фирмы, но интегрируются в конструкции сторонних производителей при соответствии технических характеристик и размеров фланцев.

Olympia

Российская фирма «Олимпия» предлагает потребителю горелки на отработанном масле модельного ряда AL. Для бытовых нужд используют одноступенчатое устройство AL-4V мощностью от 15 до 45 кВт. В комплектацию включен плавающий топливозаборник с насосом и фильтром на кронштейне. Кислород нагнетается воздушным компрессором с давлением 2 бара. Горелка оснащена системой непрерывной продувки для предотвращения оплавления деталей при ее остановке. Подходят все сорта отработки и их смеси. Горелку устанавливают на различные типы жидкотопливных котлов и термогенераторов.

Olympia — горелка на отработанном масле.

«Ставпечь»

Котельный завод в г. Ставрополь производит тепловые приборы под торговым брендом Stavpech: котлы, калориферы, комплектующие и автоматику по приемлемой цене. Также он выпускает горелки «Гном» мощностью от 10 до 35 кВт.

Ее особенности:

• топливо в камеру сжигания подается сжатым воздухом от компрессора;
• масло нагревается ТЭНами топливного бачка и подогревателем в сопле;
• подача первичного воздуха регулируется редуктором, вторичного — вентилятором;
• сжигаются минеральное и синтетическое масла промышленного происхождения и растительное рапсовое, животные жиры и их смеси произвольной дозировки.

Горелка универсальна и работает на водогрейном оборудовании и генераторах тепла иных производителей.

Горелка на отработанном масле своими руками

Домашнему мастеру рекомендуется освоить изготовление нагревательного прибора, если назрела необходимость отопления нежилых помещений. Лучше всего для указанной цели приспособлена горелка Бабингтона, оснащенная принудительным наддувом. Она способна перерабатывать солярку, мазуты, керосин, масла растительного происхождения.

При смене источника тепла достаточно изменить диаметр форсунки и отрегулировать интенсивность подачи воздуха в камеру сгорания. Особенности конструкции делают ее безразличной к качеству рабочей смеси. Топливо может быть загрязнено водой, металлическими включениями (опилками).

Подготовка и инструменты

В подготовительный период изыскивают материалы:

• листовой металл для корпуса обогревательного прибора и деталей конструкции;
• медные и стальные трубки для топлива и воздуха (ДУ10);
• резервуар для масла и отстойник;
• сантехнический тройник d=50 мм;
• масляный нагнетатель (предпочтительнее автомобильный) с двигателем для него (регулятор оборотов обязателен);
• сферу или полусферу-испаритель менее 40-45 мм, размещаемую внутри тройника;
• ТЭН для прогрева масла перед пуском;
• клапаны;
• болты, гайки, крепежные элементы.

Домашнему мастеру нужен листовой металл для корпуса.

Инструменты:

• конвертор (сварка);
• углошлифовальная машинка (УШРМ);
• ножовка по металлу;
• слесарный инструмент (тиски, напильники и пр.).

Разработка чертежа

Перед изготовлением агрегата конструкцию горелки привязывают к месту ее эксплуатации.

В рабочих схемах и чертежах определяют детали системы отопления:

• размеры устройства;
• конструкцию теплообменника (воздушное или водяное отопление);
• удобство доступа в рабочую зону устройства для проведения плановых чисток камеры сгорания;
• способ подачи топлива (принудительный или естественным самотеком), сбор обратки и исходя из этого размещение и вид емкости для масла;
• систему подачи кислорода для утилизации ненасыщенных углеводородов до газообразных продуктов горения.

Чертеж котла на отработанном масле.

Сборка

Возможный вариант схемы отопительного прибора и очередность этапов изготовления:

• сваривают корпус котла из листового металла либо используют детали и заготовки цилиндрической формы (пропановые или кислородные баллоны);
• готовят посадочное место для горелки;
• подводят воздух и топливо;
• в нижней части котла устанавливают механизм начального подогрева масла до 80°С.

Сборка горелки:

1. В полусфере высверливают распылительное отверстие d=0,1-0,3 мм для непосредственной подачи топлива либо собирают агрегат с отдельно изготовленной форсункой. Ось должна совпадать с центром воздуховода для создания равномерного факела.
2. Полусферу закрепляют внутри тройника, в верхней части которого будет вварен штуцер для подачи масла, а в нижней — укреплены трубы для сбора несгоревшего топлива.
3. Сопло изготавливают из заглушенного сгона длиной 10 см.
4. Воздуховод оснащают компрессором для создания давления внутри камеры сгорания не менее 5 бар.
5. Топливопровод из медной трубки 3-5 раз оборачивают вокруг горелки для подогрева масла.

В нижней части котла устанавливают механизм подогрева масла.

Регулировка воздушного потока

Кислород в камере сгорания называют первичным. Он обеспечивает горение масла и создание пониженного давления для поступления топлива. Для полного сгорания нефтепродукта в аппарат при помощи вентилятора нагнетается вторичный воздух, поступление которого контролируют заслонкой и изменением числа оборотов электродвигателя. Опытным способом добиваются автоматического изменения работы, чтобы мотор обеспечивал количество кислорода в зависимости от степени ее открытия.

Подача топлива в горелку

Система снабжения аппарата маслом должна быть заземлена, герметична и не закупорена в процессе изготовления. Количество подаваемого воздуха и топлива должно быть сбалансировано и обеспечивать полное сгорание нефтепродуктов; нагнетательные электроприборы — иметь параметры, соответствующие расчетной мощности горелки. Забор масла рекомендуют производить топливоприемником на поплавке, препятствовать при этом попаданию в систему механических примесей, оседающих на дне емкости. Перед сжиганием топливо подогревается до температуры +100…+800°С.

Форсунка своими руками

Заготовками детали могут стать металлическая ручка для мебели, полусферическая гайка. Разрешается использовать выгнутую пластину металла с вваренным жиклером.

Форсунка, выходящая в отверстие полусферы, обеспечивает воздушное снабжение горелки. От качества ее изготовления и калибровки отверстия зависит мощность. Ее монтируют заподлицо с полусферой. Рекомендуется использовать промышленные жиклеры (автомобильные; для газового оборудования).

Рекомендуемый диаметр отверстия — 0,3-0,35 мм, он обеспечивает 17-18 кВт тепла. Увеличение размера вызывает турбулентность потока и ухудшение характеристик процесса. Если есть потребность в большем количестве тепла — увеличивают число отверстий, располагая их не ближе 1 см друг от друга.