Контрол на горенето (Основни принципи на горенето)
>> Обратно към съдържаниетоЗа оптимално горене трябва да се използва повече въздух, отколкото се очаква от теоретичното изчисление. химическа реакция(стехиометричен въздух).
Това се дължи на необходимостта от окисляване на цялото налично гориво.
Разликата между действителното количество въздух и стехиометричното количество въздух се нарича излишен въздух. Обикновено излишният въздух е между 5% и 50% в зависимост от вида гориво и горелката.
Като цяло, колкото по-трудно е да се окисли горивото, толкова повече излишен въздух е необходим.
Излишното количество въздух не трябва да е прекомерно. Прекомерното подаване на въздух за горене понижава температурата на димните газове и увеличава топлинните загуби на топлогенератора. Освен това, при определено ограничено количество излишен въздух, горелката се охлажда твърде много и започват да се образуват CO и сажди. Обратно, недостатъчният въздух ще причини непълно изгаряне и същите проблеми, споменати по-горе. Следователно, за да се осигури пълно изгаряне на горивото и висока ефективност на горене, количеството излишен въздух трябва да се регулира много прецизно.
Пълнотата и ефективността на изгарянето се проверяват чрез измерване на концентрацията на въглероден оксид CO в димния газ. Ако няма въглероден окис, тогава изгарянето е настъпило напълно.
Нивото на излишния въздух може да бъде изчислено индиректно чрез измерване на концентрацията на свободен кислород O 2 и/или въглероден диоксид CO 2 в димния газ.
Количеството въздух ще бъде около 5 пъти по-голямо от измерения обемен процент въглерод.
Що се отнася до CO 2, неговото количество в димните газове зависи само от количеството въглерод в горивото, а не от количеството на излишния въздух. Абсолютното му количество ще бъде постоянно, а процентът от обема ще се променя в зависимост от количеството излишен въздух в димните газове. При липса на излишен въздух количеството на CO 2 ще бъде максимално, с увеличаване на количеството на излишния въздух обемният процент на CO 2 в димните газове намалява. По-малко излишен въздух съответства на Повече ▼ CO 2 и обратно, следователно изгарянето е по-ефективно, когато количеството CO 2 е близо до максималната му стойност.
Съставът на димните газове може да бъде начертан на обикновена графика с помощта на "триъгълника на горене" или триъгълника на Оствалд, който е начертан за всеки тип гориво.
С тази графика, знаейки процента на CO 2 и O 2, можем да определим съдържанието на CO и количеството излишен въздух.
Като пример, фиг. 10 показва триъгълника на горене за метан.
Фигура 10. Триъгълник на горене за метан
Оста X показва процента на O 2, оста Y показва процента на CO 2. хипотенузата преминава от точка А, съответстваща на максималното съдържание на CO 2 (в зависимост от горивото) при нулево съдържание на O 2, до точка B, съответстваща на нулево съдържание на CO 2 и максимално съдържание на O 2 (21%). Точка А съответства на условията на стехиометрично горене, точка В съответства на липсата на горене. Хипотенузата е набор от точки, съответстващи на идеално изгаряне без CO.
Прави линии, успоредни на хипотенузата, съответстват на различни проценти CO.
Да предположим, че нашата система е заредена с метан и анализът на димните газове показа, че съдържанието на CO 2 е 10%, а съдържанието на O 2 е 3%. От триъгълника за газ метан намираме, че съдържанието на CO е 0, а излишното съдържание на въздух е 15%.
Таблица 5 показва максималното съдържание на CO 2 за различни видовегориво и стойността, която съответства на оптималното изгаряне. Тази стойност се препоръчва и се изчислява въз основа на опита. Трябва да се отбележи, че когато се взема от централната колона максимална стойносте необходимо да се измерват емисиите съгласно процедурата, описана в глава 4.3.
1. Описание на предлаганата технология (метод) за повишаване на енергийната ефективност, нейната новост и информираност за нея.
При изгаряне на гориво в котли процентът на "излишния въздух" може да бъде от 3 до 70% (с изключение на вендузите) от обема на въздуха, чийто кислород участва в химическата реакция на окисляване (изгаряне) на горивото.
"Излишният въздух", участващ в изгарянето на горивото, е тази част атмосферен въздух, чийто кислород не участва в химическата реакция на окисляване (изгаряне) на горивото, но е необходимо да се създаде необходимия скоростен режим за изтичане на горивно-въздушната смес от горелката на котела. "Излишният въздух" е променлива стойност и за един и същ котел е обратно пропорционална на количеството изгорено гориво, или колкото по-малко гориво се изгаря, толкова по-малко кислород е необходим за неговото окисляване (изгаряне), но повече "излишен въздух" е необходими за създаване на необходимата скорост на изтичане на сместа гориво-въздух от горелката на котела. Процентът на "излишния въздух" в общия въздушен поток, използван за пълно изгаряне на горивото, се определя от процента на кислород в отработените димни газове.
Ако намалите процента на "излишния въздух", тогава въглеродният оксид "CO" ( отровен газ), което показва, че горивото е недоизгоряло, т.е. загубата му, а използването на "излишен въздух" води до загуба на топлинна енергия за отоплението му, което увеличава разхода на изгорено гориво и увеличава емисиите парникови газове"CO 2" в атмосферата.
Атмосферният въздух се състои от 79% азот (N 2 е инертен газ без цвят, вкус и мирис), който изпълнява основната функция за създаване на необходимия скоростен режим за изтичане на горивно-въздушната смес от горивното устройство на електроцентралата за пълно и стабилно изгаряне на гориво и 21% кислород (O 2), който е окислител на горивото. Димните газове при номиналния режим на горене на природен газ в котелни агрегати се състоят от 71% азот (N 2), 18% вода (Н 2 О), 9% въглероден двуокис(CO 2) и 2% кислород (O 2). Процентното съдържание на кислород в димните газове, равно на 2% (на изхода от пещта), показва 10% от излишния атмосферен въздух в общия въздушен поток, участващ в създаването на необходимия скоростен режим за изтичане на горивото. въздушна смес от горелното устройство на котелния агрегат за пълно окисление (изгаряне) на горивото.
В процеса на пълно изгаряне на горивото в котлите е необходимо да се оползотворяват димните газове, като се заменят "излишният въздух" с тях, което ще предотврати образуването на NOx (до 90,0%) и ще намали емисиите на "парникови газове" (СО 2), както и консумацията на изгорено гориво (до 1,5%).
Изобретението се отнася до топлоенергетиката, по-специално до електроцентрали за горене различни видовегориво и методи за оползотворяване на димните газове за изгаряне на гориво в електроцентрали.
Електроцентралата за изгаряне на гориво съдържа пещ (1) с горелки (2) и конвективен димоотвод (3), свързани чрез димоотвод (4) и комин (5) към комина (6); външен въздуховод (9), свързан към комин (5) чрез байпасен тръбопровод за димни газове (11) и канал за външна смес въздух/димни газове (14), който е свързан към вентилатор (13); дросел (10), монтиран на въздуховода (9) и клапан (12), монтиран на байпасния тръбопровод за димните газове (11), а дроселът (10) и клапанът (12) са оборудвани със задвижващи механизми; въздушен нагревател (8), разположен в конвективния газопровод (3), свързан към вентилатора (13) и свързан към горелките (2) през въздуховода (15) на нагрятата смес от външен въздух и димни газове; сензор за вземане на проби от димни газове (16), монтиран на входа на конвективния газопровод (3) и свързан към газов анализатор (17) за определяне на съдържанието на кислород и въглероден оксид в димните газове; електронен блок за управление (18), който е свързан към газоанализатора (17) и към задвижващите механизми на дросела (10) и клапана (12). Метод за използване на димните газове за изгаряне на гориво в електроцентралавключва селекцията на част от димните газове със статично налягане по-голямо от атмосферното от комина (5) и подаването им през байпасния тръбопровод за димните газове (11) във външния въздуховод (9) със статично налягане на външното въздух по-малко от атмосферния; регулиране на подаването на външен въздух и димни газове от задействащите механизми на дросела (10) и клапана (12), управляван електронен блокконтрол (18) така, че процентът на кислород във външния въздух да се намали до ниво, при което на входа на конвективния дим (3) съдържанието на кислород в димните газове е по-малко от 1% при отсъствие на въглероден оксид; последващо смесване на димните газове с външния въздух в канала (14) и вентилатора (13) за получаване на хомогенна смес от външен въздух и димни газове; загряване на получената смес във въздушния нагревател (8) поради оползотворяване на топлината на димните газове; подаване на нагрятата смес към горелките (2) през въздуховода (15).
2. Резултат от повишена енергийна ефективност с масово усвояване.
Спестяване на гориво, изгорено в котелни, ТЕЦ или ТЕЦ до 1,5%
3. Има ли нужда от допълнителни изследвания за разширяване на списъка с обекти за внедряване на тази технология?
Съществува, защото предложената технология може да се приложи и към двигатели вътрешно горенеи за газотурбинни инсталации.
4. Причини, поради които предложената енергийно ефективна технология не се прилага масово.
Основната причина е новостта на предлаганата технология и психологическата инерция на специалистите в областта на топлоенергетиката. Необходимо е посредничество на предложената технология в министерствата на енергетиката и околната среда, енергийните компании, произвеждащи електрическа и топлинна енергия.
5. Съществуващи мерки за насърчаване, принуда, стимули за внедряване на предлаганата технология (метод) и необходимостта от подобряването им.
Въвеждане на нови, по-строги екологични изисквания за емисии на NOx от котелни агрегати
6. Наличието на технически и други ограничения за използването на технология (метод) на различни обекти.
Разширете действието на клауза 4.3.25 "ПРАВИЛА ЗА ТЕХНИЧЕСКА ЕКСПЛОАТАЦИЯ НА ЕЛЕКТРИЧЕСКИ СТАЦИИ И МРЕЖИ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ЗАПОВЕД НА МИНИСТЕРСТВОТО НА ЕНЕРГЕТИКАТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ОТ 19 ЮНИ 2003 ГОДИНА ОТ 19 ЮНИ 2003 Г. за всякакъв вид гориво, горящо гориво. В следното издание: „... На парни котлиизгаряйки каквото и да е гориво, в диапазона на регулиране на товарите, неговото изгаряне трябва да се извършва като правило с коефициенти на излишък на въздух на изхода от пещта, по-малки от 1,03 ... ".
7. Необходимостта от НИРД и допълнителни тестове; теми и цели на работа.
Необходимостта от научноизследователска и развойна дейност е да се получи визуална информация ( образователен филм) за запознаване на служителите на топлоенергийните компании с предложената технология.
8. Наличие на постановления, правила, инструкции, стандарти, изисквания, забранителни мерки и други документи, регламентиращи използването на тази технология (метод) и задължителни за изпълнение; необходимостта от тяхното изменение или необходимостта от промяна на самите принципи на формиране на тези документи; съществуващи преди нормативни документи, наредби и необходимостта от тяхното възстановяване.
Разширете действията на "ПРАВИЛАТА ЗА ТЕХНИЧЕСКА ЕКСПЛОАТАЦИЯ НА ТЕХНИЧЕСКИ СТАЦИИ И МРЕЖИ НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ЗАПОВЕД НА МИНИСТЕРСТВОТО НА ЕНЕРГИЯТА НА РУСКАТА ФЕДЕРАЦИЯ ОТ 19 ЮНИ 2003 Г. № 229"
т. 4.3.25 за котли, работещи с всякакъв вид гориво. В следващото издание: „… На парни котли, които изгарят гориво, в контролния диапазон на товарите, неговото изгаряне трябва да се извършва като правило с коефициенти на излишък на въздух на изхода от пещта по-малки от 1,03 ...».
стр. 4.3.28. “... Котелът на сярно мазут трябва да се запали с предварително включена въздушна отоплителна система (въздухонагреватели, система за рециркулация на горещ въздух). Температурата на въздуха пред въздушния нагревател по време на началния период на разпалване на нафтовия котел по правило трябва да бъде най-малко 90 ° C. Запалването на котела с друг вид гориво трябва да се извършва при включена система за рециркулация на въздуха.»
9. Необходимостта от разработване на нови или промяна на съществуващи закони и разпоредби.
Не е задължително
10. Наличие на реализирани пилотни проекти, анализ на реалната им ефективност, установени недостатъци и предложения за усъвършенстване на технологията, отчитайки натрупания опит.
Предложената технология е тествана върху стенен газов котел с принудителна тяга и изходящи димни газове (продукти от горенето на природен газ) към фасадата на сградата с номинална мощност 24,0 kW, но при натоварване 8,0 kW. Димните газове се подават в котела чрез канал, монтиран на разстояние 0,5 m от факелния изход на коаксиалния комин на котела. Кутията поддържаше изходящите комини, които от своя страна заменяха "излишния въздух", необходим за пълното изгаряне на природен газ, а емисиите бяха наблюдавани от газов анализатор, монтиран в изхода на газопровода на котела (на редовно място). В резултат на експеримента беше възможно да се намалят емисиите на NOx с 86,0% и да се намалят емисиите на CO2 парникови газове с 1,3%.
11. Способността да се влияе на други процеси по време на масовото въвеждане на тази технология (промяна екологична ситуация, възможно влияниевърху човешкото здраве, подобряване на надеждността на електрозахранването, промяна на ежедневните или сезонни графици на натоварване енергийно оборудване, промяната икономически показателипроизводство и пренос на енергия и др.).
Подобряване на екологичната ситуация, засягаща човешкото здраве и намаляване на разходите за гориво за производство на топлинна енергия.
12. Необходимостта от специално обучение на квалифициран персонал за експлоатация на въведената технология и развитие на производството.
Обучението на съществуващия експлоатационен персонал на котелни агрегати с предложената технология ще бъде достатъчно.
13. Предложени начини за изпълнение:
търговско финансиране (с възстановяване на разходите), тъй като предложената технология се изплаща в рамките на максимум две години.
Информация предоставена от: Y. Panfil, пощенска кутия 2150, Кишинев, Молдова, MD 2051, e-mail: [защитен с имейл]
За да добавете описание енергоспестяваща технология към Каталога, попълнете въпросника и го изпратете на с надпис "към каталога".
Страница 1
Съставът на димните газове се изчислява въз основа на реакциите на горене съставни частигориво.
Съставът на димните газове се определя с помощта на специални устройства, наречени газови анализатори. Това са основните устройства, които определят степента на съвършенство и ефективност на горивния процес в зависимост от съдържанието на въглероден диоксид в отработените димни газове, чиято оптимална стойност зависи от вида на горивото, вида и качеството на горивното устройство .
Съставът на димните газове в стационарно състояние се променя по следния начин: съдържанието на H2S и S02 постоянно намалява, 32, CO2 и CO се променят незначително / При послойно изгаряне на оксиди, горните слоеве на катализатора се регенерират по-рано от по-ниските. В реакционната младост се наблюдава постепенно намаляване на температурата и в димните газове на изхода на реактора се появява кислород.
Съставът на димните газове се контролира чрез проби.
Съставът на димните газове се определя не само от съдържанието на водна пара, но и от съдържанието на други компоненти.
Съставът на димните газове варира по дължината на горелката. Не е възможно тази промяна да се вземе предвид при изчисляване на радиационния топлопренос. Следователно практическите изчисления на радиационния топлопренос се основават на състава на димните газове в края на камерата. Това опростяване до известна степен е оправдано от съображението, че процесът на горене обикновено протича интензивно в началната, не много голяма част от камерата, и следователно повечето откамерата понякога е заета от газове, чийто състав е близък до неговия състав в края на камерата. В крайна сметка почти винаги съдържа много малко продукти на непълно изгаряне.
Съставът на димните газове се изчислява въз основа на реакциите на горене на горивните съставки.
Съставът на димните газове при пълно изгаряне на газ от различни полета се различава леко.
Димните газове включват: 2 61 kg CO2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg N2 и 3 81 kg въздух на 1 kg въглища. При 870 С обемът на димните газове на 1 kg въглища е 45 m3, а при 16 C е равен на 11 3 m3; плътността на сместа от димни газове е равна на 0 318 kg / l3, което е 1 03 пъти повече от плътността на въздуха при същата температура.
Съдържание на раздела
Когато органичните горива се изгарят в пещи на котли, се образуват различни продукти на горенето, като въглеродни оксиди CO x = CO + CO 2, водна пара H 2 O, серни оксиди SO x = SO 2 + SO 3, азотни оксиди NO x = NO + NO 2 , полициклични ароматни въглеводороди (PAHs), флуориди, ванадиеви съединения V 2 O 5, твърди частици и др. (виж таблица 7.1.1). В случай на непълно изгаряне на горивото в пещите, отработените газове могат да съдържат и въглеводороди CH 4, C 2 H 4 и др. Всички продукти на непълното изгаряне са вредни, но с модерна технологияизгаряне на гориво, тяхното образуване може да бъде сведено до минимум [1].
Таблица 7.1.1. Специфични емисии от факелно изгаряне на органични горива в енергийни котли [3]
Легенда: A p, S p - съответно съдържание на пепел и сяра на работна маса гориво,%.
Критерият за санитарна оценка на околната среда е максимално допустимата концентрация (ПДК) на вредно вещество в атмосферния въздух на нивото на земята. ПДК трябва да се разбира като такава концентрация различни веществаи химични съединения, което не причинява патологични изменения или заболявания при ежедневно излагане за продължително време върху човешкото тяло.
Максимално допустимата концентрация (ПДК) на вредни вещества в атмосферния въздух на населените места са дадени в табл. 7.1.2 [4]. Максималната еднократна концентрация на вредни вещества се определя от проби, взети в рамките на 20 минути, среднодневната - на ден.
Таблица 7.1.2. Максимално допустима концентрация на вредни вещества в атмосферния въздух на населените места
| Замърсител | Максимално допустима концентрация, mg / m 3 | |
| Максимум еднократно | Средно дневно | |
| Прах, нетоксичен | 0,5 | 0,15 |
| серен диоксид | 0,5 | 0,05 |
| Въглероден окис | 3,0 | 1,0 |
| Въглероден окис | 3,0 | 1,0 |
| Азотен диоксид | 0,085 | 0,04 |
| Азотен оксид | 0,6 | 0,06 |
| сажди (сажди) | 0,15 | 0,05 |
| Водороден сулфид | 0,008 | 0,008 |
| Бенц (а) пирен | - | 0,1 μg / 100 m 3 |
| Ванадиев пентаксид | - | 0,002 |
| Флуоридни съединения (чрез флуор) | 0,02 | 0,005 |
| хлор | 0,1 | 0,03 |
Изчисленията се извършват за всяко опасно вещество поотделно, така че концентрацията на всяко от тях да не надвишава стойностите, дадени в табл. 7.1.2. За котелни тези условия се влошават от въвеждането допълнителни изискваниявърху необходимостта от сумиране на ефекта на серните и азотните оксиди, който се определя от израза
В същото време, поради локален недостиг на въздух или неблагоприятни топлинни и аеродинамични условия, в пещите и горивните камери се образуват продукти на непълно горене, състоящи се главно от въглероден оксид CO (въглероден оксид), водород H 2 и различни въглеводороди, които характеризират загубата на топлина в котелен агрегат от химическа непълнота на изгаряне (химическо непълно изгаряне).
В допълнение, процесът на горене произвежда редица химични съединения, образувани в резултат на окисляването на различни компоненти на горивото и азота във въздуха N 2. Най-значимата част от тях са азотните оксиди NO x и сярата SO x.
Азотните оксиди се образуват при окисляване като молекулен азотвъздух и азот, съдържащи се в горивото. Експерименталните изследвания показват, че основният дял на NO x, образуван в пещите на котлите, а именно 96 ÷ 100%, се пада на азотния монооксид (оксид) NO. Диоксидът NO 2 и азотният хемиоксид N 2 O се образуват в много по-малки количества, като делът им е приблизително: за NO 2 - до 4%, а за N 2 O - стотни от процента от общата емисия на NO x. При типични условия на факелно изгаряне на горива в котли, концентрацията на азотен диоксид NO 2, като правило, е незначителна в сравнение със съдържанието на NO и обикновено варира от 0 ÷ 7 ppmдо 20 ÷ 30 ppm... В същото време бързото смесване на горещи и студени области в турбулентен пламък може да доведе до относително високи концентрации на азотен диоксид в студените области на потока. В допълнение, частична емисия на NO 2 възниква в горната част на пещта и в хоризонталния газопровод (при т> 900 ÷ 1000 K) и при определени условияможе да достигне и забележими размери.
Азотният хемиоксид N 2 O, образуван при изгаряне на горивото, най-вероятно е краткотраен междинен продукт. N 2 O практически липсва в продуктите от горенето зад котлите.
Съдържащата се в горивото сяра е източник на образуване на серни оксиди SO x: серен SO 2 (серен диоксид) и серен SO 3 (серен триоксид) анхидриди. Общата масова емисия на SO x зависи само от съдържанието на сяра в горивото S p, а концентрацията им в димните газове също зависи от коефициента на въздушния поток α. Като правило делът на SO 2 е 97 ÷ 99%, а делът на SO 3 е 1 ÷ 3% от общия SO x изход. Действителното съдържание на SO 2 в газовете, излизащи от котлите, варира от 0,08 до 0,6%, а концентрацията на SO 3 - от 0,0001 до 0,008%.
Между вредни компонентидимни газове голяма групаполициклични ароматни въглеводороди (PAHs). Много PAH имат висока канцерогенна и (или) мутагенна активност, активират фотохимичен смог в градовете, което изисква строг контрол и ограничаване на емисиите им. В същото време някои PAH, например фенантрен, флуорантен, пирен и редица други, са физиологично почти инертни и не са канцерогенни.
PAHs се образуват в резултат на непълно изгаряне на всякакви въглеводородни горива. Последното възниква поради инхибирането на окислителните реакции на горивните въглеводороди от студените стени на горивните устройства и може да бъде причинено и от незадоволително смесване на гориво и въздух. Това води до образуването в пещите (горивните камери) на локални окислителни зони с ниска температураили зони с излишно гориво.
Като последствие Голям бройна различни PAHs в димните газове и трудностите при измерването на техните концентрации, е обичайно да се оценява нивото на канцерогенно замърсяване на продуктите от горенето и атмосферния въздух чрез концентрацията на най-мощния и стабилен канцероген - бензо (a) пирен (B (a ) P) C 20 H 12.
Поради високата токсичност трябва да се отбележат особено продуктите на горенето на мазут като ванадиевите оксиди. Ванадий се съдържа в минералната част на мазута и при изгаряне образува ванадиеви оксиди VO, VO 2. Въпреки това, по време на образуването на отлагания върху конвективни повърхности, ванадиевите оксиди присъстват главно под формата на V 2 O 5. Ванадиевият пентоксид V 2 O 5 е най-токсичната форма на ванадиевите оксиди, поради което техните емисии се отчитат като V 2 O 5.
Таблица 7.1.3. Приблизителна концентрация на вредни вещества в продуктите на горенето при факелно изгаряне на органични горива в енергийни котли
| Емисии = | Концентрация, mg / m 3 | ||
| Природен газ | Мазут | въглища | |
| Азотни оксиди NO x (по отношение на NO 2) | 200 ÷ 1200 | 300 ÷ 1000 | 350 ÷ 1500 |
| Серен анхидрид SO2 | - | 2000 ÷ 6000 | 1000 ÷ 5000 |
| Серен анхидридТАКА 3 | - | 4 ÷ 250 | 2 ÷ 100 |
| Въглероден окис CO | 10 ÷ 125 | 10 ÷ 150 | 15 ÷ 150 |
| Бенц (а) пирен С 20 Н 12 | (0,1 ÷ 1,0) 10 -3 | (0,2 ÷ 4,0) · 10 -3 | (0,3 ÷ 14) · 10 -3 |
| Твърди частици | - | <100 | 150 ÷ 300 |
Когато се изгарят мазут и твърди горива, емисиите също съдържат прахови частици, състоящи се от летяща пепел, частици сажди, PAH и неизгорено гориво в резултат на механично недоизгаряне.
Диапазоните на концентрациите на вредни вещества в димните газове при изгарянето на различни видове горива са дадени в табл. 7.1.3.
Природният газ е най-често използваното гориво днес. Природният газ се нарича природен газ, защото се добива от самите дълбини на Земята.
Изгарянето на газ е химична реакция, при която природният газ взаимодейства с кислорода във въздуха.
Газообразното гориво съдържа горима и негорима част.
Основният горим компонент на природния газ е метанът - CH4. Съдържанието му в природния газ достига 98%. Метанът е без мирис, вкус и нетоксичен. Неговата граница на запалимост е от 5 до 15%. Тези качества направиха възможно използването на природния газ като един от основните видове гориво. Концентрацията на метан над 10% е животозастрашаваща, така че може да настъпи задушаване поради липса на кислород.
За да се открие изтичане на газ, газът се одоризира, с други думи се добавя силно миришещо вещество (етил меркаптан). В този случай газът може да бъде открит вече при концентрация от 1%.
Освен метан, природният газ може да съдържа запалими газове – пропан, бутан и етан.
За да се осигури висококачествено изгаряне на газ, е необходимо да се подава въздух в достатъчни количества в зоната на горене и да се постигне добро смесване на газа с въздуха. Оптималното съотношение е 1: 10. Това означава, че една част от газа представлява десет части въздух. Освен това е необходимо да се създаде желания температурен режим. За да се запали газът, е необходимо да се нагрее до температурата на запалване и в бъдеще температурата не трябва да пада под температурата на запалване.
Необходимо е да се организира отстраняването на продуктите от горенето в атмосферата.
Пълно изгаряне се постига, ако в продуктите на горенето, изпускани в атмосферата, няма горими вещества. В този случай въглеродът и водородът се комбинират заедно и образуват въглероден диоксид и водна пара.
Визуално, при пълно изгаряне, пламъкът е светлосин или синкаво-виолетов.
Пълно изгаряне на газ.
метан + кислород = въглероден диоксид + вода
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
В допълнение към тези газове, азотът и останалият кислород се отделят в атмосферата с горими газове. N 2 + O 2
Ако изгарянето на газа не се случи напълно, тогава в атмосферата се отделят запалими вещества - въглероден окис, водород, сажди.
Непълното изгаряне на газ се получава поради недостатъчен въздух. В същото време в пламъка се появяват езици от сажди.
Опасността от непълно изгаряне на газа е, че въглеродният оксид може да отрови персонала на котелното помещение. Съдържанието на CO във въздуха от 0,01-0,02% може да причини леко отравяне. По-високата концентрация може да доведе до тежко отравяне и смърт.
Получените сажди се утаяват по стените на котлите, като по този начин нарушават преноса на топлина към охлаждащата течност и намаляват ефективността на котелното помещение. Саждите провеждат топлина 200 пъти по-лошо от метана.
Теоретично 1 m3 газ изисква 9 m3 въздух за изгаряне. В реални условия се изисква повече въздух.
Тоест е необходимо излишно количество въздух. Тази стойност, обозначена като алфа, показва колко пъти повече въздух се изразходва, отколкото е теоретично необходимо.
Коефициентът алфа зависи от вида на конкретната горелка и обикновено се предписва в паспорта на горелката или в съответствие с препоръките на организацията на извършената работа по въвеждане в експлоатация.
Тъй като количеството на излишния въздух се увеличава над препоръчаното количество, топлинните загуби се увеличават. При значително увеличаване на количеството въздух може да се получи отделяне на пламъка, което създава аварийна ситуация. Ако количеството въздух е по-малко от препоръчаното, изгарянето ще бъде непълно, което ще създаде заплаха от отравяне за персонала на котелното помещение.
За по-точен контрол на качеството на изгаряне на горивото има уреди - газови анализатори, които измерват съдържанието на определени вещества в състава на димните газове.
Газоанализатори могат да се доставят с котли. Ако те не са там, съответните измервания се извършват от организацията за въвеждане в експлоатация с помощта на преносими газови анализатори. Изготвя се режимна карта, в която се предписват необходимите параметри за управление. Придържайки се към тях, можете да осигурите нормално пълно изгаряне на горивото.
Основните параметри за регулиране на изгарянето на гориво са:
- съотношението газ и въздух, подавани към горелките.
- коефициент на излишък на въздух.
- изхвърляне в горивната камера.
- Ефективност на котела.
В този случай коефициентът на ефективност на котела означава съотношението на полезната топлина към количеството на цялата консумирана топлина.
Състав на въздуха
| Име на газ | Химичен елемент | Съдържание във въздуха |
| Азот | N2 | 78 % |
| Кислород | O2 | 21 % |
| аргон | Ар | 1 % |
| Въглероден двуокис | CO2 | 0.03 % |
| хелий | Той | по-малко от 0,001% |
| водород | H2 | по-малко от 0,001% |
| Неон | Не | по-малко от 0,001% |
| метан | CH4 | по-малко от 0,001% |
| Криптон | Кр | по-малко от 0,001% |
| ксенон | Xe | по-малко от 0,001% |
