Мазутная горелка своими руками

В холодный сезон в обогреве нуждаются не только жилые, но и вспомогательные помещения. В данный момент для отопления применяются устройства на разных видах топлива, включая отработку или отслужившее техническое масло. На российском рынке можно встретить приспособления, перерабатывающие разную топливную основу, а также имеющие узкую специализацию. По типу сжигаемого топлива подобные устройства бывают:

По функциональности горелки на отработке бывают не только обогревающие, но также сварочные и осветительные

• газовые;
• на жидком топливе;
• комбинированные.

Наиболее простым и экономичным прибором для обогрева помещения считается горелка на отработке. По функциональности горелки подразделяются на 3 подвида:

• сварочные;
• осветительные;
• обогревающие.

Принцип работы этих устройств был позаимствован у примитивного керогаза еще в 50-е годы. Довольно быстро простейшие горелки стали популярны, их стали приобретать для отопления дачных домиков и гаражей. В те времена любое топливо стоило недорого, но со временем рачительные хозяева, изобретатели и рационализаторы начали искать замену бензину, солярке и керосину. В ход пошли мазут и бросовое масло, которое теперь используется как полноценное топливо. Сегодня прибор все еще актуален, к тому же является отличным способом сохранения экологии.

Важно! В помещении, где будет применяться любой аппарат на жидком топливе, будь то самодельная бензиновая горелка, аппарат на отработке или горелка на солярке своими руками, обязательно должен быть огнетушитель!

Горелки на отработке по типу бывают на жидком топливе, газовые и комбинированные

Принцип работы горелки Бабингтона

Несколько слов об истории изобретения. Рассматриваемый способ сжигания тяжелых фракций жидкого топлива появился относительно недавно – в середине прошлого века. Если точнее, то изобретатель Роберт С. Бабингтон (R.S. Babington) запатентовал свою горелку на дизельном топливе в 1969 году. Однако, срок действия патента давно истек и теперь ее устройство доступно всем интересующимся.

Изобретение Бабингтона по принципу работы в корне отличается от традиционных масляных горелок, где смесь воздуха и топлива впрыскивается форсункой под давлением:

1. Отработка или дизель подается из бака насосом малой производительности.
2. Топливо капает на рабочую поверхность – сферическую или наклонную. По ней горючее стекает вниз, образуя тонкую пленку.
3. В центре указанной поверхности проделано отверстие малого диаметра (не более 0.3 мм), сквозь которое компрессор нагнетает сжатый воздух.
4. Горелка Бабингтона на отработанном масле работает по следующему принципу: поток сжатого воздуха, выходящего через малое отверстие под давлением, отрывает часть масляной пленки от поверхности.
5. В результате получаем струю топливовоздушной смеси, которая после розжига образует устойчивый факел пламени. Он направляется в топку печи или котла, нагревая стенки камеры либо водяную рубашку. Ниже на рисунке показана схема работы горелочного устройства:

Поскольку часть топлива течет мимо отверстия, организован сток обратно в бак

Здесь хорошо видно, что несгоревшие остатки отработанного масла стекают с полусферы в специальную емкость, а оттуда — обратно в главный бак. Из него топливо поступает на сжигание уже под небольшим давлением, причем предварительно подогревается для разжижения. Как видите, никаких фильтрующих элементов конструкцией не предусмотрено.

Подогрев отработанного масла или дизельного топлива перед сжиганием горелкой Бабингтона очень важен и вот почему:

1. Нагретая отработка разжижается и образует более тонкую пленку на рабочей поверхности, которая хорошо распыляется потоком воздуха. Это способствует более эффективному горению.
2. Чем мельче капельки жидкого топлива, взвешенные в струе, тем легче произвести розжиг котла или печи Бабингтона в ручном/автоматическом режиме.

Справка. Найти и купить готовую горелку Бабингтона в заводском исполнении нереально. Известные производители масляных и дизельных агрегатов, например, KROLL или EURONORD, таковых не производят. Выход один – заказать горелку хорошему мастеру или же сделать ее самому.

Изготовление своими руками

Собрав в гараже всё необходимое, приступают к пошаговой сборке горелки на жидком топливе. Своими руками сделать её по силам даже любителю. Для работ понадобятся следующие материалы:

1. Тройник стальной ДУ50 для двухдюймовых труб.
2. Сферическая головка форсунки. Используют латунные дверные ручки, сферические гайки или похожие детали.
3. Сгон-сопло — стальная трубка с резьбой на концах. Длина — 150−200 мм.
4. Медная трубка диаметром 10 мм для подачи топлива к форсунке от топливного бака.
5. Трубка из металла диаметром не менее 10 мм для воздухопровода.
6. Резьбовые заглушки для соединений.
7. Машинный или мотоциклетный насос для топлива.

Не забываем про материалы, которые нам понадобятся

Собрав все необходимые детали, приступают к сборке. Для этого следуют пошаговой инструкции:

1. В полусфере будущей форсунки делают маленькое отверстие не более 0,3 мм.
2. Прикрепляют к полусфере трубку воздухопровода.
3. Вставляют полусферу внутрь тройника, завинчивают герметичную резьбовую заглушку.
4. Проделывают на сопле для поджигания горелки отверстие.
5. Прикручивают сгон-сопло к корпусу.
6. Сверху прикручивают медную трубку-топливопровод.
7. Другой конец вставляют в бак с топливом.
8. Бак оснащают ТЭНом для подогрева топлива до 70°С.
9. Трубку подачи топлива оборачивают вокруг сопла для подогрева топлива во время работы горелки.
10. Подключают компрессор для нагнетания воздуха в форсунку на отработке.

Своими руками по чертежам так делают отличную горелку. Для более надёжной и безопасной работы приспособление обеспечивают измерительными датчиками и дополнительными деталями, которые повысят эффективность устройства.

Как уменьшить расход топлива

Расход топлива в жидкотопливной горелке для котла настроить намного сложнее, чем в газовой. Простое снижение давление на форсунке не способно уменьшить расход топлива и, при этом нарушает качество его распыла, и процесс образования воздушно-топливной смеси.

Неполнота сгорания топлива приводит к задымлению топки, падению разрежения. Из трубы начинают валить клубы черного дыма. Еще более опасным становится ситуация, когда дизель стекает на горячий под топки, создавая взрывоопасные пары.

Процесс регулировки ЖТГ четко прописан в заводских и производственных инструкциях котла. Оперативный персонал несет ответственность за точное выполнение всех требований по эксплуатации такого устройства. Обычно уменьшение расхода топлива на ЖТГ происходит путем смены размера распылителя на форсунке.

Алгоритм уменьшения расхода топлива:

1. Останавливают котел.
2. Перекрывают подачу топлива на форсунку и открывают линию рециркуляции солярки, для возврата ее в емкость хранения.
3. Вынимают форсунку из горелочного устройства с помощью снятия крепежных элементов.
4. Согласно таблице в заводской инструкции выбирают номер распылителя для форсунки, который обеспечит необходимую тепловую мощность котла.
5. Устанавливают распылитель в посадочное место на форсунке и собирают горелочное устройство в обратном порядке.
6. Запускают котел в работу согласно заводской инструкции.
7. Проверяют полноту сжигания топлива путем замера уходящих газов перед дымососом на присутствие СО, СО2 и О2.
8. Сравнивают полученные значения с данными завода-изготовителя, если показатели не будут соответствовать нормальному процессу горения дизеля, нужно будет отрегулировать соотношение «топливо-воздух».

Как устроена самодельная печка на отработанном масле

Котлы на отработанном масле изготавливаются в виде пары емкостей, для соединения которых друг с другом используется металлическая труба. Дополнительными элементами являются дымоход, необходимый для отвода продуктов горения в атмосферу, и горелка. Схема печи на отработке используется специализированными фирмами, поставляющими на рынок отопительное оборудование. Имея соответствующие чертежи, можно собрать такую конструкцию в домашних условиях.

Для изготовления оборудования, обеспечивающего масляное отопление, необходим листовой металл толщиной 4 мм и лист стали толщиной 6 мм, из которого изготавливается крышка для второй емкости. За счет такого сочетания материалов предупреждается прогорание конструкции, благодаря чему заметно увеличивается срок ее службы.

Обогреватель на отработке создается с использованием соединительной трубы, диаметр которой составляет минимум 10 см. По длине труба должна превышать размер каждого блока в 4 раза. Соединительную трубу перфорируют полностью по боковым поверхностям, делая посредством сверления отверстия, диаметр которых равен 9 мм. В итоге печка на отработке в области соединительного элемента должна содержит 48 отверстий, которые удобно расположить по три ряда с каждой стороны.

Горелка

Устройство печи на отработанном масле – это наличие такого обязательного элемента, как горелка, являющаяся достаточно сложным в конструктивном исполнении изделием и самостоятельным рабочим узлом. В стандартных промышленных котлах для горелки предусмотрено специальное посадочное место, и присутствует возможность замены элемента в зависимости от вида топлива (устанавливается мазутная горелка своими руками или вариант для газа). Изготавливая котлы на отработанном масле самостоятельно, необходимо помнить о том, что основной сложностью при работе становится изменение вязкости топлива со сменой сезонов. Для исключения проблемы при работе котел на мазуте или масле собирают, встраивая в горелку нагревательный элемент, который разогреет топливо до температуры впрыска порядка 71 градуса.

Превышение указанной температуры нецелесообразно, так как происходит недопустимое увеличение количества испарений и снижение КПД вследствие неэффективного сгорания топлива. Поэтому для управления системой подогрева отопление на отработанном масле оснащается автоматическим узлом.

Дымоходная труба по чертежам и размерам

Изготовленный из жаростойкой стали элемент размещается над верхним блоком отопительной системы. Самый верх дымохода часто делают из оцинковки своими руками, что обусловлено контактом с газами пониженной температуры. Обогреватели на отработанном масле имеют высоту дымохода, равную минимум 4 метрам. Допускается увеличение размера до 7 метров.

Чтобы теплоотдача была максимальной, трубу располагают под наклоном, придавая вертикальное положение только конечному участку для предупреждения задувания отопительной системы ветром. Дополнительно печь своими руками оснащается козырьком или зонтиком, который станет преградой для снега и дождевой воды.

Собирая дымоходную трубу, важно делать конструкцию легкой для разборки, чтобы иметь доступ к стенкам, на которых оседает сажа и копоть, когда они существенно загрязнятся.

Снизу печь на отработанном масле оснащается ножками, которые присоединяют посредством сварки. Для изготовления опорных элементов используют части труб или уголок из металла. Нижняя емкость закрывается крышкой с отверстием, через которое поступает воздух и подается масляная смесь. Прилегание должно быть очень герметичным, любые зазоры недопустимы. Соединительную трубу приваривают к крышке, а с другой стороны соединяют с верхней емкостью. К расположенному вверху блоку подводят и дымоход. Для регулировки мощности горения, когда работает печь на отработанном масле, используют установленную на крышке заслонку, корректируя зазор. Также функцией заслонки становится уменьшение выделения из дымовой трубы копоти, если сильно дымит печь при растопке.

Компактная и удобная в обращении самодельная печь на отработанном масле легко перевозится и устанавливается в нужном помещении. Нагреть воздух с ее помощью удается до 95 градусов, поэтому, помимо традиционного использования для отопления дома, такие устройства широко применяют в теплицах.

Функционирование котлов

Свою актуальность не утратили котлы, работающие на жидком углеводородном топливе. Они эксплуатируются как в централизованных котельных, так и в бытовых условиях.

Жидкотопливные котлы для отопления дома бывают монотопливными, потребляющими мазут, и комбинированными, работающими попеременно на газу и мазуте.

Бывают и мультитопливные водные теплогенераторы. Они способны работать на нескольких типах топлива.

Отличие между моделями мазутных котлов заключается в таких характеристиках:

• топочные камеры;
• габаритные параметры;
• дифференциация по дымогенераторным каналам.

По типу горелки такого котла для отопления дома определяется его назначение, а реальный КПД находится в прямой зависимости от параметров факела и степени сгорания топлива в рабочей зоне. В расчет берется также и качество топлива, ведь чем оно чище, тем эффективнее происходит процесс горения.

Наиболее популярные котлы отопления для частного дома на мазуте делятся на такие группы:

• газомазутные;
• мазутные;
• работающие на водно-мазутной эмульсии.

Так как принцип работы различных горелок достаточно близок, то перенастройка их на различные типажи углеводородов не занимает много времени.

Эксплуатационные параметры

Конструкция агрегатов отличается в большей степени по виду горелки. Последняя способна пропускать жидкость определенного типа.

Повышение эффективности работы осуществляется за счет того, что по мазутным котлам отопительным для дома пропускают природный газ.

Во время данного процесса обеспечивается максимально полное прогорание жидкого углеводорода.

В комбинированных газо-мазутных горелках предусмотрены центральные каналы для подачи жидкости, а по вспомогательным полостям поступает газообразное топливо. Подобное конструкционное решение обеспечивает то, что такой котел для отопления частного дома способен обогревать теплоноситель:

• исключительно газом;
• исключительно мазутом;
• топливной смесью из двух этих веществ.

За счет сложности и относительной дороговизны имеющихся в конструкции форсунок, раньше использовать комбинированный котел отопления для частного дома было дорого. Это связано с различной скоростью подачи топлива, его дозировкой, ведь сгорание мазута и газа происходит с разной скоростью. Однако, при развитии технологий появились и бытовые модели.

Мультитопливные экземпляры рассчитаны на эксплуатацию с разными типами жидкого топлива:

• мазут;
• дизтопливо;
• отработка.

В мазутный отопительный котел для частного дома встроена горелка пневмомеханического типа. Данный элемент оснащен камерой, в которой происходит предварительный нагрев топлива, что существенно понижает коэффициент вязкости жидкого углеводорода.

Нагревательные камеры представлены двух типов:

• ротационная;
• паромеханическая.

В первом случае используется вращающаяся чаша. Обе конструкции эксплуатируются, используя принцип «раскручивания» жидкости перед подачей. Это обеспечивает эффект пленки на краях подающего сопла. Для мазутных конструкций паром обеспечивается сдувание пленки и формирование мазутно-водной смеси. Актуальными горелками для таких систем являются пневмомеханические.

Жидкое топливо для теплогенераторов

В бытовых условиях понадобится смонтировать один или несколько резервуаров для хранения запаса топлива. Желательно не смешивать разные по фракциям углеводороды, чтобы обеспечить их равномерное сгорание. Наиболее популярными разновидностями являются следующие марки мазута:

• легкие Ф12 и Ф5;
• средние М40В и М40;
• тяжелые М100В и М100.

Основные компоненты, входящие в состав веществ распределяются в таких пропорциях:

• азот и кислород менее 0,5%;
• водород не более 12,5%;
• углерод около 88%.

Негативной примесью для углеводородов, в том числе и мазута, является сера. Чрезмерное ее содержание приводит к образованию вредного соединения – сернистого ангидрида.

Избыток влаги в составе жидкого топлива также негативно сказывается на процессе горения. При повышении объема воды в мазуте снижается теплообразование, а также возникают очаги коррозии внутри системы на металлических элементах. Избавиться от нежелательной влаги помогает отстой. Достаточно 5-10 суток, чтобы вода опустилась на дно в резервуаре, так как ее плотность меньше углеводородов.

Чтобы правильно сделать выбор котла отопления для частного дома на жидком топливе, необходимо разбираться в физико-химических свойствах мазута:

• Вязкость. Параметр показывает степень текучести жидкости. Для определения точного значения этой характеристики используют специализированные приборы. Данный фактор оказывает влияние на такие процессы, как перекачка, сжигание.
• Температура замерзания. При достижении этого значения жидкость переходит в твердое состояние. Для разных марок мазута такой точкой является значение из интервала -10…-35ºС. Параметр накладывает ограничение на условия хранения запасов.
• Температура вспышки. Этот фактор колеблется у разных марок углеводорода в пределах +90-+150ºС. Такое воспламенение горючей смеси воздуха и топлива осуществляется при поднесении открытого огня. Самовозгорание осуществляется, как правило, по достижении 350 º С.

При передаче топлива к форсунке происходит обязательный предпусковой подогрев до 75-120ºС. Он является обязательным для мазута под давлением, располагающегося в герметичных полостях змеевиков или магистральных трубах.

Рейтинг лучших жидкотопливных котлов отопления для частного дома

Большинство моделей котлов, эффективно работающих на жидком топливе, выпускается за рубежом. Рассмотрим наиболее популярные модели аппаратов.

De Dietrich Thermique GT

Ведущий французский производитель De Dietrich Thermique предлагает оборудование De Dietrich GT, способное работать также и на газу. Основой для их изготовления служит высококлассный чугун, устойчивый к коррозии при любых условиях эксплуатации. Такой материал выдерживает значительные ударные и тепловые нагрузки.

Protherm «Бизон»

Компания из Словакии Protherm выпускает жидкотопливные аппараты «Бизон». В их оснащении идут горелки для жидкого топлива. В качестве дополнения пользователи могут самостоятельно покупать газовые горелки.

Все агрегаты нуждаются в подключении к электричеству. Также требуется запастись необходимым объемом топлива.

Расчет стоимости отопления на мазуте

В итоговую стоимость отопления дома на основе жидкого топлива входят:

• стоимость котла – в среднем составляет 85 000 руб.;
• горелка – 5 000 руб.;
• водонагреватель – 60 000 руб.;
• монтаж системы – 15 000 руб.;
• стоимость топлива и электроэнергии – 100 000 руб.

Это ориентировочные ценники на оборудование, монтаж и энергию, рассчитанные на 20 лет безаварийной работы оборудования.

Итого, затраты составят:

З_атр ∑ = 85 000 +5 000 + 60 000 + 15 000 + 100 000 ≈ 265 000 руб.

За время работы мазутный котел выработает на отопление дома и горячее водоснабжение порядка 408600 кВт/ч тепла. Соответственно, себестоимость 1 кВт/ч тепловой энергии, производимой теплогенератором, составит:

С_т = 265000/408600 ≈ 0,64 руб/кВт в час

Таким образом, получается, что стоимость 1 киловатта в час тепловой энергии для отопления загородного дома составляет 64 копейки. Зная тариф на электроэнергию и газ в своем регионе, несложно посчитать, насколько выгодным будет эксплуатация жидкотопливного котла.

ВИДЕО: Как работает котел на мазуте

История появления горелок на отработанном моторном масле

Такой вид горелок известен достаточно давно и получил широкое распространение, так как отработанное масло, которое применяют в них, является не просто дешевым, а практически бесплатным по сравнению с газом, электроэнергией или твердым топливом.

В далекие 60-е годы прошлого века жители нашей страны начали приобретать дачные участки и на них строить домики, которые в холода надо было чем-то отапливать. Хотя бензин и другие виды топлива стоили недорого, но заработные платы у граждан также были невелики, поэтому люди искали альтернативу бензину, дровам и углю. И наши народные умельцы разработали своими руками систему, которая работает на отработке.

Принцип действия ее был уже известен. Он подобен керогазу, которым в то время пользовалось очень много людей. В нем происходило испарение керосина, а затем он дожигался в специально предусмотренной камере. Это приспособление было относительно безопасно при использовании, но имело недостаток, так как при каком-либо сбое выделялась копоть, и появлялся резкий запах. И это все происходило незадолго до возможной аварии. Горелка на отработанном масле работает по тому же принципу, только умельцам пришлось продумать, как же сделать так, чтобы сжигание загрязненного топлива проходило до самого конца.

Работа приспособления состояла из нескольких этапов:

• Первоначальный не слишком большой запас энергии жидкого топлива пускали на его распад до более простых и легких фракций. Они были наиболее активными. Процесс расщепления называется пиролизом. Это термическое разложение многих неорганических и органических соединений. В узком понимании — разложение органических природных соединений при недостатке кислорода. В широком понимании — разложение различных соединений на несколько менее тяжелых молекул или элементов при воздействии повышенной температуры.
• Полученные фракции сжигали в несколько стадий.

Насосный агрегат служит для подачи очищенного топлива из расходного бака в бачок предварительного подогревателя топлива, расположенный на горелке. Насосный агрегат подключается к разъему горелки и действует автоматически.

Преимуществом насосного агрегата NORTEC является использование в качестве топливного фильтра стандартного заменяемого автомобильного масляного фильтрующего элемента. Как известно, автомобильный масляный фильтр обеспечивает очень высокую чистоту масла, поступающего в трущиеся пары двигателя, при пробегах до 15 000 км.
Таким образом, в горелки NORTEC поступает хорошо очищенное масло, что обеспечивает длительный межсервисный интервал горелок.

После того, как ресурс фильтрующего элемента исчерпан, он просто заменяется на новый, что очень удобно при эксплуатации голрелки.

Насосный агрегат NORTEC WBP с фланцем под установку масляного фильтра тонкой очистки

Насосный агрегат с фильтром тонкой очистки входит в комплект поставки горелок NORTEC WB.

Закажите горелку NORTEC сейчас
и получите 20% скидку!

NORTEC Group поставляет оборудование, осуществляет проектирование и монтаж
«под ключ» систем воздушного отопления промышленных
зданий, промышленного кондиционирования, вентиляции и отопления на отработанном масле.

В чем преимущества котельной водогрейного режима?

Помимо экономической выгоды для потребителя, водогрейные котлоагрегаты обладают дополнительными преимуществами:

1. Комплекс современной автоматики, запорно-регулирующее оборудование, оборудование охранно-пожарной сигнализации.
2. Бесперебойная работа данных котельных в неблагоприятном климате.
3. Система согласований для подключений современных котельных довольно сильно упрощена.
4. Главным видом топлива водогрейных котельных является – природный газ. На сегодняшний день данный вид топлива является наиболее экологически чистым и достаточно дешевым.
5. Современное водогрейное оборудование может функционировать сразу на двух видах топлива: газ и дизель/мазут/печное топливо/нефть.

Подобные котельные незаменимы для бесперебойного теплоснабжения потребителей во время возникновения перебоя в подаче топлива, либо аварии, благодаря резервному запасу топлива.

Котельные могут остановиться, когда прерывается подача основного топлива. Дополнительный вид топлива дает возможность избежать появления подобных аварийных ситуаций, благодаря тому, что все оборудование легко переключается на резервное топливо, и процесс выработки тепла котельной не прерывается.