Запальное устройство. Запальный трансформатор

Запальным устройством или запальником оснащаются практически все тепловые агрегаты, работающие на природном газе, имеющие циклический режим работы. То есть, если работа теплового агрегата предусматривает периодическое включение и отключение, то имеет смысл оборудовать горелку этого агрегата запальным устройством для автоматизации процесса розжига. Как правило, запальными горелками оборудуются стенды нагрева ковшей - мартеновские печи, водогрейные котлы и тому подобные крупные непрерывно работающие установки встроенных запальных устройств чаще всего не имеют.

Запальник представляет собой металлическую трубу, к которой осуществляется подвод воздуха и газа. Так же внутри этой трубы размещаются ионизационный и запальный электроды. В некоторых случаях ионизационный электрод выполняет роль запального. Отличить ионизационный электрод от запального можно по следующим визуальным признакам. Ионизационный электрод (во всяком случае его свободный конец) обычно располагается вдоль оси запальника, запальный же электрод приближен с одной стороны к внутренней стенке трубы запальника. Довольно часто свободный конец запального электрода изгибают под 90°, либо на него напрессовывают фактурную шайбу, имеющую вид многоконечной звезды. Кроме того, ионизационный электрод всегда длинее запального.

Ко второму концу запального электрода подводиться высокое напряжение с высоковольтного трансформатора. Корпус запальника после его установки внутрь горелки тщательно заземляют. Второй вывод высоковольтной обмотки запального трансформатора также должен быть заземлен. Чаще всего он электрически соединен с заземленным защитным корпусом трансформатора. В результате при подаче напряжения на первичную обмотку трансформатора, на его вторичной обмотке возникает высокое напряжение, которое прикладывается между запальным электродом и корпусом запальной горелки. Из-за того, что это напряжение очень велико возникает электрический пробой: появляется электрическая дуга. Тепловая энергия этой дуги и воспламеняет газовоздушную смесь. Это похоже на то, как бытовую газовую плиту разжигают с помощью пьезоэлектрической зажигалки. В запальниках с загнутым Г-образным запальным электродом искра образуется между торцом загнутой части электрода и внутренней стенкой запальника. Вращающаяся по кругу искра образуется если используется запальный электрод с напрессованной фактурной шайбой.

Наиболее распространены трансформаторы с выходным напряжением 5 и 7,5кВ. Трансформаторы на 7,5 кВ применяются с горелками прерывистого действия (горелка в процессе работы много раз автоматически гасится и разжигается) или если установлен запальный электрод с напрессованной многоконечной звездой. В остальных случаях применяются 5 кВ трансформаторы. Запальный трансформатор рекомендуется устанавливать в непосредственной близости от горелки. Длина высоковольтного кабеля должна быть менее 1 метра. Допускается применение высоковольтного кабеля длиной до 5 метров, но при этом существенно падает запальная мощность искры. Запрещается прокладывать высоковольтный кабель внутри металлических защитных труб. Кабель розжига необходимо прокладывать как можно дальше от ионизационного кабеля и других кабелей.
В связи с тем, что запальный трансформатор фактически работает в режиме короткого замыкания и в условиях повышенной температуры окружающего воздуха то он должен иметь прерывистый режим работы. В среднем можно рекомендовать на каждые 15 секунд работы трансформатора 1 минуту «отдыха». Некоторые трансформаторы дополнительно оснащаются разрядником, защищающим вторичную обмотку трансформатора от перенапряжения, и высокоомным резистором ограничивающим ток разряда.

Трансформаторы могут использоваться как с запальниками, имеющими два электрода, так и с запальниками с розжигом и контролем пламени с помощью одного электрода. В этом случае в режиме контроля ионизации ток ионизации протекает по вторичной обмотке запального трансформатора. При неисправности трансформатора, связанной с обрывом во вторичной обмотке может наблюдаться следующая картина. Розжиг запальника осуществляется нормально, искра мощная и устойчивая, но сигнал ионизации постоянно пропадает на первых секундах работы. В этом случае необходимо менять трансформатор на новый, либо можно установить его на горелку, оборудованную отдельным ионизационным электродом.
Как правило, запальный трансформатор не комплектуется высоковольтным кабелем. Этот кабель подключается на месте, для его подсоединения трансформатор имеет специальное гнездо с игольчатым контактом и резьбой как у шурупа. В качестве высоковольтного кабеля можно использовать провод марки ПВ-1, но с эксплуатационной точки зрения по устойчивости к высоким и низким температурам окружающей среды куда лучше себя зарекомендовали высоковольтные кабели в силиконовой оболочке, поэтому их применение предпочтительнее.