दहन नियंत्रण (दहन के मूल सिद्धांत)

>> सामग्री पर वापस जाएं

इष्टतम दहन के लिए, सैद्धांतिक गणना से अपेक्षा से अधिक हवा का उपयोग किया जाना चाहिए। रासायनिक प्रतिक्रिया(स्टोइकोमेट्रिक वायु)।

यह सभी उपलब्ध ईंधन को ऑक्सीकरण करने की आवश्यकता के कारण है।

हवा की वास्तविक मात्रा और हवा की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा के बीच के अंतर को अतिरिक्त हवा कहा जाता है। आमतौर पर अतिरिक्त हवा ईंधन और बर्नर के प्रकार के आधार पर 5% से 50% के बीच होती है।

आम तौर पर, ईंधन को ऑक्सीकरण करना जितना कठिन होता है, उतनी ही अधिक हवा की आवश्यकता होती है।

हवा की अधिक मात्रा अत्यधिक नहीं होनी चाहिए। अत्यधिक दहन हवा की आपूर्ति ग्रिप गैस के तापमान को कम करती है और गर्मी जनरेटर की गर्मी के नुकसान को बढ़ाती है। इसके अलावा, अतिरिक्त हवा की एक निश्चित सीमित मात्रा के साथ, मशाल बहुत अधिक ठंडा हो जाता है और सीओ और कालिख बनने लगती है। इसके विपरीत, अपर्याप्त हवा अपूर्ण दहन और ऊपर वर्णित समान समस्याओं का कारण बनेगी। इसलिए, ईंधन के पूर्ण दहन और उच्च दहन दक्षता को सुनिश्चित करने के लिए, अतिरिक्त हवा की मात्रा को बहुत सटीक रूप से समायोजित किया जाना चाहिए।

ग्रिप गैस में कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ की सांद्रता को मापकर दहन की पूर्णता और दक्षता की जाँच की जाती है। यदि कार्बन मोनोऑक्साइड नहीं है, तो दहन पूरी तरह से हुआ है।

अतिरिक्त वायु स्तर की गणना परोक्ष रूप से ग्रिप गैस में मुक्त ऑक्सीजन ओ 2 और / या कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 की एकाग्रता को मापकर की जा सकती है।

वायु की मात्रा मापी गई कार्बन आयतन प्रतिशत का लगभग 5 गुना होगी।

सीओ 2 के लिए, ग्रिप गैसों में इसकी मात्रा केवल ईंधन में कार्बन की मात्रा पर निर्भर करती है, न कि अतिरिक्त हवा की मात्रा पर। इसकी निरपेक्ष मात्रा स्थिर रहेगी, और ग्रिप गैसों में अतिरिक्त हवा की मात्रा के आधार पर आयतन का प्रतिशत बदल जाएगा। अतिरिक्त हवा की अनुपस्थिति में, CO2 की मात्रा अधिकतम होगी, अतिरिक्त हवा की मात्रा में वृद्धि के साथ, ग्रिप गैसों में CO2 का आयतन प्रतिशत कम हो जाता है। कम अतिरिक्त हवा से मेल खाती है अधिकसीओ 2 और इसके विपरीत, इसलिए दहन अधिक कुशल होता है जब सीओ 2 की मात्रा अपने अधिकतम मूल्य के करीब होती है।

ग्रिप गैस संरचना को "दहन त्रिकोण" या ओस्टवाल्ड त्रिकोण का उपयोग करके एक साधारण ग्राफ पर प्रदर्शित किया जा सकता है, जिसे प्रत्येक प्रकार के ईंधन के लिए प्लॉट किया जाता है।

इस ग्राफ के साथ, CO 2 और O 2 के प्रतिशत को जानकर, हम CO सामग्री और अतिरिक्त हवा की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।

एक उदाहरण के रूप में, अंजीर। 10 मीथेन के दहन त्रिकोण को दर्शाता है।

चित्रा 10. मीथेन के लिए दहन त्रिकोण

एक्स-अक्ष ओ 2 के प्रतिशत को इंगित करता है, वाई-अक्ष सीओ 2 के प्रतिशत को इंगित करता है। कर्ण बिंदु ए से जाता है, सीओ 2 की अधिकतम सामग्री (ईंधन के आधार पर) ओ 2 की शून्य सामग्री पर, सीओ 2 की शून्य सामग्री और ओ 2 (21%) की अधिकतम सामग्री के अनुरूप बिंदु बी तक जाता है। बिंदु ए स्टोइकोमेट्रिक दहन की स्थितियों से मेल खाती है, बिंदु बी दहन की अनुपस्थिति से मेल खाती है। कर्ण एक आदर्श सीओ मुक्त दहन के अनुरूप बिंदुओं का समूह है।

कर्ण के समानांतर सीधी रेखाएँ CO के विभिन्न प्रतिशतों के अनुरूप होती हैं।

मान लीजिए कि हमारा सिस्टम मीथेन से भरा हुआ है और ग्रिप गैस विश्लेषण से पता चला है कि सीओ 2 सामग्री 10% है और ओ 2 सामग्री 3% है। मीथेन गैस के त्रिभुज से, हम पाते हैं कि CO की मात्रा 0 है और अतिरिक्त वायु सामग्री 15% है।

तालिका 5 के लिए अधिकतम सीओ 2 सामग्री दिखाती है विभिन्न प्रकारईंधन और मूल्य जो इष्टतम दहन से मेल खाता है। अनुभव के आधार पर इस मान की अनुशंसा और गणना की जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब केंद्र कॉलम से लिया जाता है अधिकतम मूल्यअध्याय 4.3 में वर्णित प्रक्रिया के अनुसार उत्सर्जन को मापना आवश्यक है।

1. ऊर्जा दक्षता, इसकी नवीनता और इसके बारे में जागरूकता बढ़ाने के लिए प्रस्तावित प्रौद्योगिकी (विधि) का विवरण।

बॉयलर में ईंधन जलाते समय, "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत हवा की मात्रा के 3 से 70% (चूषण को छोड़कर) हो सकता है, जिसकी ऑक्सीजन ईंधन के ऑक्सीकरण (दहन) की रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल होती है।

ईंधन के दहन में शामिल "अतिरिक्त वायु" वह भाग है वायुमंडलीय हवा, जिनमें से ऑक्सीजन ईंधन के ऑक्सीकरण (दहन) की रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेता है, लेकिन बॉयलर बर्नर से ईंधन-वायु मिश्रण के बहिर्वाह के लिए आवश्यक गति व्यवस्था बनाना आवश्यक है। "अतिरिक्त वायु" एक परिवर्तनशील मान है और उसी बॉयलर के लिए यह जलने वाले ईंधन की मात्रा के व्युत्क्रमानुपाती होता है, या कम ईंधन जलाया जाता है, इसके ऑक्सीकरण (दहन) के लिए कम ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिक "अतिरिक्त हवा" होती है। आवश्यक गति बनाने के लिए बॉयलर बर्नर से ईंधन-वायु मिश्रण का बहिर्वाह आवश्यक है। ईंधन के पूर्ण दहन के लिए उपयोग किए जाने वाले कुल वायु प्रवाह में "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत निकास ग्रिप गैस में ऑक्सीजन के प्रतिशत से निर्धारित होता है।

यदि आप "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत कम करते हैं, तो कार्बन मोनोऑक्साइड "CO" ( जहरीली गैस), जो इंगित करता है कि ईंधन कम जल रहा है, अर्थात। इसका नुकसान, और "अतिरिक्त हवा" के उपयोग से इसके ताप के लिए तापीय ऊर्जा का नुकसान होता है, जिससे ईंधन की खपत बढ़ जाती है और उत्सर्जन बढ़ जाता है ग्रीन हाउस गैसेंवातावरण में "सीओ 2"।

वायुमंडलीय हवा में 79% नाइट्रोजन होता है (एन 2 रंग, स्वाद और गंध के बिना एक अक्रिय गैस है), जो बिजली संयंत्र के बर्नर डिवाइस से ईंधन-वायु मिश्रण के बहिर्वाह के लिए आवश्यक गति शासन बनाने का मुख्य कार्य करता है। ईंधन के पूर्ण और स्थिर दहन के लिए और 21% ऑक्सीजन (O2), जो एक ईंधन ऑक्सीकारक है। बॉयलर इकाइयों में प्राकृतिक गैस के दहन के नाममात्र मोड में ग्रिप गैसों में 71% नाइट्रोजन (एन 2), 18% पानी (Н 2 ), 9% शामिल हैं कार्बन डाइआक्साइड(सीओ 2) और 2% ऑक्सीजन (ओ 2)। फ़्लू गैसों में ऑक्सीजन का प्रतिशत 2% (भट्ठी से बाहर निकलने पर) के बराबर होता है, जो कुल वायु प्रवाह में 10% अतिरिक्त वायुमंडलीय हवा को इंगित करता है जो ईंधन-वायु मिश्रण के बहिर्वाह के लिए आवश्यक गति व्यवस्था बनाने में शामिल है। पूर्ण ऑक्सीकरण (दहन) ईंधन के लिए बॉयलर इकाई का बर्नर उपकरण।

बॉयलरों में ईंधन के पूर्ण दहन की प्रक्रिया में, "अतिरिक्त हवा" के स्थान पर ग्रिप गैसों का उपयोग करना आवश्यक है, जो NOx (90.0% तक) के गठन को रोकेगा और "ग्रीनहाउस गैसों" (СО) के उत्सर्जन को कम करेगा। 2), साथ ही जले हुए ईंधन की खपत (1.5% तक)।

आविष्कार गर्मी बिजली इंजीनियरिंग से संबंधित है, विशेष रूप से दहन के लिए बिजली संयंत्रों के लिए विभिन्न प्रकारबिजली संयंत्रों में ईंधन के दहन के लिए ईंधन और ग्रिप गैसों के उपयोग के तरीके।

ईंधन के दहन के लिए बिजली संयंत्र में एक भट्टी (1) बर्नर के साथ (2) और एक संवहन प्रवाह (3) एक स्मोक एग्जॉस्टर (4) और एक चिमनी (5) से चिमनी (6) से जुड़ी होती है; एक बाहरी वायु वाहिनी (9) एक चिमनी (5) से एक ग्रिप गैस बाईपास पाइपलाइन (11) और एक बाहरी वायु / ग्रिप गैस मिश्रण वाहिनी (14) के माध्यम से जुड़ी होती है, जो एक ब्लोअर (13) से जुड़ी होती है; एयर डक्ट (9) पर स्थापित एक थ्रॉटल (10) और ग्रिप गैस बाईपास पाइपलाइन (11) पर लगा एक वाल्व (12), और थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) एक्चुएटर्स से लैस हैं; एक एयर हीटर (8) संवहन गैस डक्ट (3) में स्थित है, जो ब्लोइंग फैन (13) से जुड़ा है और बाहरी हवा और ग्रिप गैसों के गर्म मिश्रण के एयर डक्ट (15) के माध्यम से बर्नर (2) से जुड़ा है; एक ग्रिप गैस सैंपलिंग सेंसर (16) इनलेट पर संवहनी गैस डक्ट (3) में स्थापित होता है और ग्रिप गैसों में ऑक्सीजन और कार्बन मोनोऑक्साइड सामग्री का निर्धारण करने के लिए एक गैस विश्लेषक (17) से जुड़ा होता है; इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई (18), जो गैस विश्लेषक (17) और थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) के एक्चुएटर्स से जुड़ा है। में ईंधन के दहन के लिए ग्रिप गैसों के उपयोग की विधि बिजली संयंत्रचिमनी (5) से वायुमंडलीय से अधिक स्थिर दबाव के साथ ग्रिप गैसों के एक हिस्से का चयन और इसे बाहरी वायु वाहिनी (9) के स्थिर दबाव के साथ ग्रिप गैसों की बाईपास पाइपलाइन (11) के माध्यम से आपूर्ति करना शामिल है। बाहरी हवा वायुमंडलीय से कम; नियंत्रित थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) के सक्रिय तंत्र द्वारा बाहरी हवा और ग्रिप गैसों की आपूर्ति का विनियमन इलेक्ट्रॉनिक इकाईनियंत्रण (18) ताकि बाहरी हवा में ऑक्सीजन का प्रतिशत एक स्तर तक कम हो जाए, जिस पर संवहन प्रवाह के प्रवेश द्वार पर (3) कार्बन मोनोऑक्साइड की अनुपस्थिति में ग्रिप गैसों में ऑक्सीजन की मात्रा 1% से कम हो; बाहरी हवा और ग्रिप गैसों का एक सजातीय मिश्रण प्राप्त करने के लिए डक्ट (14) और ब्लोअर (13) में बाहरी हवा के साथ ग्रिप गैसों का मिश्रण; ग्रिप गैसों की गर्मी के उपयोग के कारण एयर हीटर (8) में परिणामी मिश्रण को गर्म करना; वायु वाहिनी (15) के माध्यम से बर्नर (2) को गर्म मिश्रण की आपूर्ति।

2. बड़े पैमाने पर अपनाने के साथ ऊर्जा दक्षता में वृद्धि का परिणाम।
बॉयलर हाउस, सीएचपीपी या एसडीपीपी में 1.5% तक जलने वाले ईंधन की बचत

3. क्या इस तकनीक के कार्यान्वयन के लिए वस्तुओं की सूची का विस्तार करने के लिए अतिरिक्त शोध की आवश्यकता है?
यह मौजूद है क्योंकि प्रस्तावित तकनीक को इंजनों पर भी लागू किया जा सकता है अन्तः ज्वलनऔर गैस टरबाइन प्रतिष्ठानों के लिए।

4. प्रस्तावित ऊर्जा कुशल प्रौद्योगिकी को बड़े पैमाने पर लागू नहीं करने के कारण।
मुख्य कारण प्रस्तावित प्रौद्योगिकी की नवीनता और ताप विद्युत इंजीनियरिंग के क्षेत्र में विशेषज्ञों की मनोवैज्ञानिक जड़ता है। ऊर्जा और पर्यावरण मंत्रालय, बिजली और गर्मी पैदा करने वाली ऊर्जा कंपनियों में प्रस्तावित तकनीक में मध्यस्थता करना आवश्यक है।

5. प्रस्तावित प्रौद्योगिकी (विधि) के कार्यान्वयन के लिए प्रोत्साहन, जबरदस्ती, प्रोत्साहन के मौजूदा उपाय और उन्हें सुधारने की आवश्यकता।
बॉयलर इकाइयों से NOx उत्सर्जन के लिए नई, अधिक कठोर पर्यावरणीय आवश्यकताओं का परिचय

6. विभिन्न वस्तुओं पर प्रौद्योगिकी (विधि) के उपयोग पर तकनीकी और अन्य प्रतिबंधों की उपस्थिति।
किसी भी प्रकार के ईंधन को जलाने वाले बॉयलरों के लिए "जून 19, 2003 नंबर 229 के रूसी संघ के ऊर्जा मंत्रालय के रूसी संघ के आदेश के बिजली संयंत्रों और नेटवर्क के तकनीकी संचालन के नियम" खंड 4.3.25 के प्रभाव का विस्तार करें। निम्नलिखित संस्करण में: "... चालू भाप बॉयलरकिसी भी ईंधन को जलाने, भार की समायोजन सीमा में, इसका दहन, एक नियम के रूप में, भट्ठी से आउटलेट पर 1.03 से कम हवा के अतिरिक्त गुणांक के साथ किया जाना चाहिए ... "।

7. अनुसंधान एवं विकास और अतिरिक्त परीक्षण की आवश्यकता; काम के विषय और लक्ष्य।
दृश्य सूचना प्राप्त करने के लिए R&D की आवश्यकता है ( शैक्षिक फिल्म) गर्मी और बिजली कंपनियों के कर्मचारियों को प्रस्तावित तकनीक से परिचित कराना।

8. इस तकनीक (विधि) के उपयोग को विनियमित करने वाले फरमानों, नियमों, निर्देशों, मानकों, आवश्यकताओं, निषेधात्मक उपायों और अन्य दस्तावेजों की उपलब्धता और निष्पादन के लिए अनिवार्य; उन्हें संशोधित करने की आवश्यकता या इन दस्तावेजों के निर्माण के सिद्धांतों को बदलने की आवश्यकता; पूर्व मौजूदा नियामक दस्तावेज, विनियम और उनकी बहाली की आवश्यकता।
"जून 19, 2003 नंबर 229 के रूसी संघ के ऊर्जा मंत्रालय के रूसी संघ के आदेश के बिजली संयंत्रों और नेटवर्क के तकनीकी संचालन के नियमों" के कार्यों का विस्तार करें।

पी. 4.3.25 किसी भी प्रकार के ईंधन को जलाने वाले बॉयलरों के लिए। अगले संस्करण में: "... भाप बॉयलरों पर जो ईंधन को जलाते हैं, भार की नियंत्रण सीमा में, इसका दहन, एक नियम के रूप में, 1.03 से कम भट्ठी से आउटलेट पर अतिरिक्त वायु गुणांक के साथ किया जाना चाहिए ...».

पृष्ठ 4.3.28। "... सल्फरस फ्यूल ऑयल बॉयलर की फायरिंग को प्री-स्विच ऑन एयर हीटिंग सिस्टम (एयर हीटर, हॉट एयर रीसर्क्युलेशन सिस्टम) के साथ किया जाना चाहिए। तेल बॉयलर पर जलाने की प्रारंभिक अवधि में एयर हीटर के सामने हवा का तापमान, एक नियम के रूप में, कम से कम 90 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। किसी अन्य प्रकार के ईंधन का उपयोग करके बॉयलर को फायर करना एयर रीसर्क्युलेशन सिस्टम को चालू करके किया जाना चाहिए।»

9. नए विकसित करने या मौजूदा कानूनों और विनियमों को बदलने की आवश्यकता।
की जरूरत नहीं है

10. संचित अनुभव को ध्यान में रखते हुए कार्यान्वित पायलट परियोजनाओं की उपलब्धता, उनकी वास्तविक प्रभावशीलता का विश्लेषण, कमियों की पहचान और प्रौद्योगिकी में सुधार के प्रस्ताव।
प्रस्तावित तकनीक का परीक्षण दीवार पर चढ़कर गैस बॉयलर पर मजबूर ड्राफ्ट और एग्जॉस्ट ग्रिप गैसों (प्राकृतिक गैस दहन उत्पादों) के उत्पादन के साथ किया गया था, जो कि 24.0 kW की मामूली शक्ति के साथ इमारत के मुखौटे तक, लेकिन 8.0 kW के भार के तहत था। . बायलर के समाक्षीय चिमनी के फ्लेयर डिस्चार्ज से 0.5 मीटर की दूरी पर स्थापित डक्ट के माध्यम से बॉयलर को ग्रिप गैसों की आपूर्ति की गई थी। बॉक्स ने आउटगोइंग ग्रिप गैस नलिकाओं को रखा, जिसने बदले में प्राकृतिक गैस के पूर्ण दहन के लिए आवश्यक "अतिरिक्त हवा" को बदल दिया, और बॉयलर गैस डक्ट आउटलेट (एक नियमित स्थान पर) में स्थापित गैस विश्लेषक के साथ उत्सर्जन की निगरानी की गई। प्रयोग के परिणामस्वरूप, NOx उत्सर्जन को 86.0% तक कम करना और "ग्रीनहाउस गैसों" CO2 के उत्सर्जन को 1.3% तक कम करना संभव था।

11. इस तकनीक के बड़े पैमाने पर परिचय के दौरान अन्य प्रक्रियाओं को प्रभावित करने की संभावना (परिवर्तन पारिस्थितिक स्थिति, संभावित प्रभावमानव स्वास्थ्य पर, बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता में सुधार, दैनिक या मौसमी लोड शेड्यूल बदलना ऊर्जा उपकरण, परिवर्तन आर्थिक संकेतकऊर्जा का उत्पादन और संचरण, आदि)।
मानव स्वास्थ्य को प्रभावित करने वाली पर्यावरणीय स्थिति में सुधार और गर्मी उत्पादन के लिए ईंधन की लागत में कमी।

12. शुरू की गई प्रौद्योगिकी के संचालन और उत्पादन के विकास के लिए योग्य कर्मियों के विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता।
प्रस्तावित प्रौद्योगिकी के साथ बॉयलर इकाइयों के मौजूदा परिचालन कर्मियों का प्रशिक्षण पर्याप्त होगा।

13. कार्यान्वयन के प्रस्तावित तरीके:
वाणिज्यिक वित्तपोषण (लागत की प्रतिपूर्ति के साथ), क्योंकि प्रस्तावित तकनीक अधिकतम दो वर्षों के भीतर अपने लिए भुगतान करती है।

द्वारा प्रदान की गई जानकारी: वाई। पैनफिल, पीओ बॉक्स 2150, चिसीनाउ, मोल्दोवा, एमडी 2051, ई-मेल: [ईमेल संरक्षित]

प्रति विवरण जोड़ें ऊर्जा बचत प्रौद्योगिकी कैटलॉग में, प्रश्नावली भरें और इसे भेजें "कैटलॉग के लिए" चिह्नित.

पृष्ठ 1

ग्रिप गैस संरचना की गणना दहन प्रतिक्रियाओं के आधार पर की जाती है घटक भागोंईंधन।

ग्रिप गैसों की संरचना गैस विश्लेषक नामक विशेष उपकरणों का उपयोग करके निर्धारित की जाती है। ये मुख्य उपकरण हैं जो दहन प्रक्रिया की पूर्णता और दक्षता की डिग्री निर्धारित करते हैं, जो निकास ग्रिप गैसों में कार्बन डाइऑक्साइड सामग्री पर निर्भर करता है, जिसका इष्टतम मूल्य ईंधन के प्रकार, दहन उपकरण के प्रकार और गुणवत्ता पर निर्भर करता है। .

स्थिर अवस्था में ग्रिप गैसों की संरचना निम्नलिखित तरीके से बदलती है: H2S और S02 की सामग्री लगातार घट रही है, 32, CO2 और CO - नगण्य परिवर्तन / ऑक्साइड के परत-दर-परत दहन में, उत्प्रेरक की ऊपरी परतें हैं निचले वाले की तुलना में पहले पुनर्जीवित। प्रतिक्रिया युवाओं में तापमान में धीरे-धीरे कमी देखी जाती है, और रिएक्टर के आउटलेट पर ग्रिप गैसों में ऑक्सीजन दिखाई देती है।

ग्रिप गैसों की संरचना को नमूनों द्वारा नियंत्रित किया जाता है।

ग्रिप गैस की संरचना न केवल जल वाष्प सामग्री से, बल्कि अन्य घटकों की सामग्री से भी निर्धारित होती है।

फ़्लू गैसों की संरचना मशाल की लंबाई के साथ बदलती रहती है। विकिरण गर्मी हस्तांतरण की गणना करते समय इस परिवर्तन को ध्यान में रखना संभव नहीं है। इसलिए, विकिरण गर्मी हस्तांतरण की व्यावहारिक गणना कक्ष के अंत में ग्रिप गैसों की संरचना पर आधारित होती है। यह सरलीकरण कुछ हद तक इस विचार से उचित है कि दहन प्रक्रिया आमतौर पर प्रारंभिक रूप से गहन रूप से आगे बढ़ती है, कक्ष के बहुत बड़े हिस्से में नहीं, और इसलिए के सबसेकक्ष में कभी-कभी गैसों का कब्जा होता है, जिसकी संरचना कक्ष के अंत में इसकी संरचना के करीब होती है। अंत में इसमें लगभग हमेशा अधूरे दहन के बहुत कम उत्पाद होते हैं।

ग्रिप गैस संरचना की गणना ईंधन घटकों की दहन प्रतिक्रियाओं के आधार पर की जाती है।

विभिन्न क्षेत्रों से गैस के पूर्ण दहन के दौरान ग्रिप गैसों की संरचना थोड़ी भिन्न होती है।

ग्रिप गैसों की संरचना में शामिल हैं: 2 61 किलो 2; 0 45 किग्रा एच2ओ; 7 34 किलो एन2 और 3 81 किलो हवा प्रति 1 किलो कोयला। 870 सी पर प्रति 1 किलो कोयले में ग्रिप गैसों की मात्रा 45 एम 3 है, और 16 सी पर यह 11 3 एम 3 के बराबर है; ग्रिप गैस मिश्रण का घनत्व 0 318 किग्रा / एल 3 के बराबर होता है, जो समान तापमान पर हवा के घनत्व से 1 03 गुना अधिक होता है।

दहन उत्पादों के गैसीय घटकों के मापन की इकाइयाँ →

अनुभाग सामग्री

जब बॉयलर भट्टियों में कार्बनिक ईंधन को जलाया जाता है, तो विभिन्न दहन उत्पाद बनते हैं, जैसे कार्बन ऑक्साइड CO x = CO + CO 2, जल वाष्प H 2 O, सल्फर ऑक्साइड SO x = SO 2 + SO 3, नाइट्रोजन ऑक्साइड NO x = NO + NO 2, पॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (PAHs), फ्लोराइड्स, वैनेडियम यौगिक V 2 O 5, ठोस कण, आदि (तालिका 7.1.1 देखें)। भट्टियों में ईंधन के अधूरे दहन के मामले में, निकास गैसों में हाइड्रोकार्बन सीएच 4, सी 2 एच 4, आदि भी हो सकते हैं। अपूर्ण दहन के सभी उत्पाद हानिकारक होते हैं, हालांकि, आधुनिक तकनीकईंधन का दहन, उनके गठन को कम किया जा सकता है [1]।

तालिका 7.1.1. बिजली बॉयलरों में जैविक ईंधन के ज्वलनशील दहन से विशिष्ट उत्सर्जन [3]

किंवदंती: ए पी, एस पी - क्रमशः राख और सल्फर सामग्री प्रति कार्य द्रव्यमान ईंधन,%।

पर्यावरण के स्वच्छता मूल्यांकन के लिए मानदंड जमीनी स्तर पर परिवेशी वायु में हानिकारक पदार्थ की अधिकतम अनुमेय एकाग्रता (एमपीसी) है। एमपीसी को ऐसी एकाग्रता के रूप में समझा जाना चाहिए विभिन्न पदार्थतथा रासायनिक यौगिक, जो मानव शरीर पर लंबे समय तक दैनिक जोखिम के साथ किसी भी रोग संबंधी परिवर्तन या बीमारियों का कारण नहीं बनता है।

आबादी वाले क्षेत्रों की वायुमंडलीय हवा में हानिकारक पदार्थों की अधिकतम अनुमेय सांद्रता (एमपीसी) तालिका में दी गई है। 7.1.2 [4]। हानिकारक पदार्थों की अधिकतम एक बार की एकाग्रता 20 मिनट के भीतर लिए गए नमूनों द्वारा निर्धारित की जाती है, औसत दैनिक - प्रति दिन।

तालिका 7.1.2। आबादी वाले क्षेत्रों की वायुमंडलीय हवा में हानिकारक पदार्थों की अधिकतम अनुमेय एकाग्रता

प्रदूषक	अधिकतम अनुमेय एकाग्रता, मिलीग्राम / मी 3
अधिकतम एक बार	औसत दैनिक
धूल गैर विषैले	0,5	0,15
सल्फर डाइऑक्साइड	0,5	0,05
कार्बन मोनोआक्साइड	3,0	1,0
कार्बन मोनोआक्साइड	3,0	1,0
नाइट्रोजन डाइऑक्साइड	0,085	0,04
नाइट्रिक ऑक्साइड	0,6	0,06
कालिख (कालिख)	0,15	0,05
हाइड्रोजन सल्फाइड	0,008	0,008
बेंज (ए) पाइरीन	-	0.1 माइक्रोग्राम / 100 मीटर 3
वैनेडियम पेंटाक्साइड	-	0,002
फ्लोरीन यौगिक (फ्लोरीन द्वारा)	0,02	0,005
क्लोरीन	0,1	0,03

प्रत्येक हानिकारक पदार्थ के लिए अलग-अलग गणना की जाती है, ताकि उनमें से प्रत्येक की एकाग्रता तालिका में दिए गए मानों से अधिक न हो। 7.1.2. बॉयलर हाउस के लिए, इन शर्तों को परिचय द्वारा कठिन बना दिया गया है अतिरिक्त आवश्यकताएंसल्फर और नाइट्रोजन ऑक्साइड के प्रभाव को जोड़ने की आवश्यकता पर, जो अभिव्यक्ति द्वारा निर्धारित किया जाता है

इसी समय, स्थानीय हवा की कमी या प्रतिकूल थर्मल और वायुगतिकीय परिस्थितियों के कारण, भट्टियों और दहन कक्षों में अपूर्ण दहन उत्पाद बनते हैं, जिसमें मुख्य रूप से कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ (कार्बन मोनोऑक्साइड), हाइड्रोजन एच 2 और विभिन्न हाइड्रोकार्बन होते हैं, जो गर्मी के नुकसान की विशेषता रखते हैं। दहन की रासायनिक अपूर्णता (रासायनिक अपूर्ण दहन) से बॉयलर इकाई में।

इसके अलावा, दहन प्रक्रिया एन 2 हवा में ईंधन और नाइट्रोजन के विभिन्न घटकों के ऑक्सीकरण के परिणामस्वरूप बनने वाले कई रासायनिक यौगिकों का उत्पादन करती है। उनमें से सबसे महत्वपूर्ण हिस्सा नाइट्रोजन ऑक्साइड NO x और सल्फर SO x हैं।

नाइट्रोजन ऑक्साइड ऑक्सीकरण द्वारा बनते हैं जैसे आणविक नाइट्रोजनईंधन में निहित वायु और नाइट्रोजन। प्रायोगिक अध्ययनों से पता चला है कि बॉयलरों की भट्टियों में बनने वाले NO x का मुख्य हिस्सा, अर्थात् 96 100%, नाइट्रोजन मोनोऑक्साइड (ऑक्साइड) NO पर पड़ता है। डाइऑक्साइड NO 2 और नाइट्रोजन हीमियोक्साइड N 2 O बहुत कम मात्रा में बनते हैं, और उनका हिस्सा लगभग होता है: NO 2 के लिए - 4% तक, और N 2 O के लिए - कुल NO x उत्सर्जन का सौवां हिस्सा। बॉयलरों में ईंधन के ज्वलनशील दहन की विशिष्ट परिस्थितियों में, नाइट्रोजन डाइऑक्साइड NO 2 की सांद्रता, एक नियम के रूप में, NO की सामग्री की तुलना में नगण्य है और आमतौर पर 0 7 से होती है। पीपीएम 20 30 . तक पीपीएम... उसी समय, गर्म और ठंडे क्षेत्रों को एक अशांत लौ में तेजी से मिलाने से प्रवाह के ठंडे क्षेत्रों में नाइट्रोजन डाइऑक्साइड की अपेक्षाकृत उच्च सांद्रता हो सकती है। इसके अलावा, NO2 का आंशिक उत्सर्जन भट्ठी के ऊपरी भाग में और क्षैतिज गैस वाहिनी (at .) में होता है टी> 900 1000 K) और at कुछ शर्तेंध्यान देने योग्य आकारों तक भी पहुँच सकते हैं।

ईंधन के दहन के दौरान बनने वाला नाइट्रोजन हेमोऑक्साइड एन 2 ओ, सबसे अधिक संभावना है, एक अल्पकालिक मध्यवर्ती है। एन 2 ओ बॉयलर के पीछे दहन उत्पादों में व्यावहारिक रूप से अनुपस्थित है।

ईंधन में निहित सल्फर सल्फर ऑक्साइड SO x: सल्फरस SO 2 (सल्फर डाइऑक्साइड) और सल्फ्यूरिक SO 3 (सल्फर ट्राइऑक्साइड) एनहाइड्राइड के निर्माण का स्रोत है। एसओ एक्स का कुल द्रव्यमान उत्सर्जन केवल एस पी ईंधन में सल्फर सामग्री पर निर्भर करता है, और ग्रिप गैसों में उनकी एकाग्रता भी वायु प्रवाह गुणांक α पर निर्भर करती है। एक नियम के रूप में, SO 2 का अनुपात 97 99% है, और SO 3 का अनुपात कुल SO x आउटपुट का 1 3% है। बॉयलर से निकलने वाली गैसों में वास्तविक SO 2 सामग्री 0.08 से 0.6% और SO 3 सांद्रता - 0.0001 से 0.008% तक होती है।

के बीच में हानिकारक घटकग्रिप गैसों का एक विशेष स्थान है बड़ा समूहपॉलीसाइक्लिक एरोमैटिक हाइड्रोकार्बन (PAHs)। कई पीएएच में उच्च कार्सिनोजेनिक और / या उत्परिवर्तजन गतिविधि होती है और शहरों में फोटोकैमिकल स्मॉग को सक्रिय करते हैं, जिसके लिए उनके उत्सर्जन पर सख्त नियंत्रण और सीमा की आवश्यकता होती है। साथ ही, कुछ पीएएच, उदाहरण के लिए, फेनेंथ्रीन, फ्लोरैन्थीन, पायरीन और कई अन्य, शारीरिक रूप से लगभग निष्क्रिय हैं और कैंसरजन्य नहीं हैं।

पीएएच किसी भी हाइड्रोकार्बन ईंधन के अधूरे दहन के परिणामस्वरूप बनते हैं। उत्तरार्द्ध दहन उपकरणों की ठंडी दीवारों द्वारा ईंधन हाइड्रोकार्बन के ऑक्सीकरण प्रतिक्रियाओं के निषेध के कारण होता है, और यह ईंधन और हवा के असंतोषजनक मिश्रण के कारण भी हो सकता है। यह स्थानीय ऑक्सीकरण क्षेत्रों के भट्टियों (दहन कक्षों) में गठन की ओर जाता है कम तापमानया अतिरिक्त ईंधन वाले क्षेत्र।

एक परिणाम के रूप में एक लंबी संख्याग्रिप गैसों में विभिन्न पीएएच और उनकी सांद्रता को मापने की कठिनाई, यह सबसे शक्तिशाली और स्थिर कार्सिनोजेन - बेंजो (ए) पाइरीन (बी (ए) की एकाग्रता से दहन उत्पादों और वायुमंडलीय हवा के कार्सिनोजेनिक प्रदूषण के स्तर का अनुमान लगाने के लिए प्रथागत है। ) पी) सी 20 एच 12.

उच्च विषाक्तता के कारण, वैनेडियम ऑक्साइड जैसे ईंधन तेल दहन के ऐसे उत्पादों को विशेष रूप से नोट किया जाना चाहिए। वैनेडियम ईंधन तेल के खनिज भाग में निहित होता है और जलने पर वैनेडियम ऑक्साइड VO, VO 2 बनाता है। हालांकि, संवहनी सतहों पर जमा के निर्माण के दौरान, वैनेडियम ऑक्साइड मुख्य रूप से वी 2 ओ 5 के रूप में मौजूद होते हैं। वैनेडियम पेंटोक्साइड वी 2 ओ 5 वैनेडियम ऑक्साइड का सबसे जहरीला रूप है, इसलिए उनके उत्सर्जन को वी 2 ओ 5 के संदर्भ में माना जाता है।

तालिका 7.1.3. बिजली बॉयलरों में कार्बनिक ईंधन के ज्वलन दहन के दौरान दहन उत्पादों में हानिकारक पदार्थों की अनुमानित सांद्रता

उत्सर्जन =	एकाग्रता, मिलीग्राम / एम 3
	प्राकृतिक गैस	ईंधन तेल	कोयला
नाइट्रोजन ऑक्साइड NO x (NO2 के संदर्भ में)	200 1200	300 1000	350 1500
सल्फरस एनहाइड्राइड SO2	-	2000 6000	1000 5000
सल्फ्यूरिक एनहाइड्राइडएसओ 3	-	4 250	2 100
कार्बन मोनोआक्साइडसीओ	10 125	10 150	15 150
बेंज (ए) पाइरीन 20 Н 12	(0.1 1.0) 10 -3	(0.2 4.0) · 10 -3	(0.3 14) · 10 -3
ठोस कणों	-	<100	150 300

जब ईंधन तेल और ठोस ईंधन को जलाया जाता है, तो उत्सर्जन में यांत्रिक अंडरबर्निंग के परिणामस्वरूप फ्लाई ऐश, कालिख के कण, पीएएच और बिना जले हुए ईंधन से युक्त कण भी होते हैं।

विभिन्न प्रकार के ईंधन के दहन के दौरान ग्रिप गैसों में हानिकारक पदार्थों की सांद्रता तालिका में दी गई है। 7.1.3.

प्राकृतिक गैस आज सबसे अधिक इस्तेमाल किया जाने वाला ईंधन है। प्राकृतिक गैस को प्राकृतिक गैस इसलिए कहा जाता है क्योंकि इसे पृथ्वी की गहराई से निकाला जाता है।

गैस दहन एक रासायनिक प्रतिक्रिया है जिसमें प्राकृतिक गैस हवा में ऑक्सीजन के साथ परस्पर क्रिया करती है।

गैसीय ईंधन में एक दहनशील और गैर-दहनशील भाग होता है।

प्राकृतिक गैस का मुख्य दहनशील घटक मीथेन - CH4 है। प्राकृतिक गैस में इसकी सामग्री 98% तक पहुँच जाती है। मीथेन गंधहीन, बेस्वाद और गैर विषैले है। इसकी ज्वलनशीलता की सीमा 5 से 15% है। इन गुणों ने प्राकृतिक गैस को मुख्य प्रकार के ईंधन में से एक के रूप में उपयोग करना संभव बना दिया। 10% से अधिक मीथेन की सांद्रता जीवन के लिए खतरा है, इसलिए ऑक्सीजन की कमी के कारण श्वासावरोध हो सकता है।

गैस रिसाव का पता लगाने के लिए, गैस को गंधयुक्त किया जाता है, दूसरे शब्दों में, एक मजबूत महक वाला पदार्थ (एथिल मर्कैप्टन) मिलाया जाता है। इस मामले में, गैस का पहले से ही 1% की एकाग्रता में पता लगाया जा सकता है।

मीथेन के अलावा, प्राकृतिक गैस में ज्वलनशील गैसें हो सकती हैं - प्रोपेन, ब्यूटेन और ईथेन।

गैस के उच्च-गुणवत्ता वाले दहन को सुनिश्चित करने के लिए, दहन क्षेत्र में पर्याप्त हवा की आपूर्ति करना और हवा के साथ गैस का अच्छा मिश्रण प्राप्त करना आवश्यक है। इष्टतम अनुपात 1:10 है। यानी हवा के दस हिस्से गैस के एक हिस्से पर पड़ते हैं। इसके अलावा, वांछित तापमान शासन बनाना आवश्यक है। गैस को प्रज्वलित करने के लिए, इसे अपने प्रज्वलन तापमान तक गर्म करना आवश्यक है और भविष्य में, तापमान इग्निशन तापमान से नीचे नहीं गिरना चाहिए।

दहन उत्पादों को वातावरण में हटाने को व्यवस्थित करना आवश्यक है।

यदि वातावरण में उत्सर्जित दहन उत्पादों में कोई दहनशील पदार्थ नहीं हैं तो पूर्ण दहन प्राप्त होता है। इस मामले में, कार्बन और हाइड्रोजन एक साथ मिलकर कार्बन डाइऑक्साइड और जल वाष्प बनाते हैं।

दृष्टि से, पूर्ण दहन के साथ, लौ हल्के नीले या नीले-बैंगनी रंग की होती है।

गैस का पूर्ण दहन।

मीथेन + ऑक्सीजन = कार्बन डाइऑक्साइड + पानी

सीएच 4 + 2 ओ 2 = सीओ 2 + 2 एच 2 ओ

इन गैसों के अलावा, नाइट्रोजन और शेष ऑक्सीजन दहनशील गैसों के साथ वातावरण में छोड़ी जाती है। एन 2 + ओ 2

यदि गैस का दहन पूरी तरह से नहीं होता है, तो ज्वलनशील पदार्थ वायुमंडल में उत्सर्जित होते हैं - कार्बन मोनोऑक्साइड, हाइड्रोजन, कालिख।

अपर्याप्त वायु के कारण गैस का अधूरा दहन होता है। उसी समय, लौ में कालिख की जीभ दिखाई देती है।

गैस के अधूरे दहन का खतरा यह है कि कार्बन मोनोऑक्साइड बॉयलर रूम के कर्मियों को जहर दे सकता है। 0.01-0.02% की हवा में सीओ सामग्री हल्के विषाक्तता का कारण बन सकती है। उच्च एकाग्रता से गंभीर विषाक्तता और मृत्यु हो सकती है।

परिणामस्वरूप कालिख बॉयलरों की दीवारों पर जम जाती है, जिससे शीतलक में गर्मी के हस्तांतरण में बाधा आती है और बॉयलर रूम की दक्षता कम हो जाती है। कालिख मीथेन की तुलना में 200 गुना खराब गर्मी का संचालन करती है।

सैद्धांतिक रूप से, 1m3 गैस को जलाने के लिए 9m3 हवा की आवश्यकता होती है। वास्तविक परिस्थितियों में, अधिक हवा की आवश्यकता होती है।

यानी अधिक मात्रा में हवा की जरूरत होती है। यह मान, नामित अल्फा, दिखाता है कि सैद्धांतिक रूप से आवश्यक से कितनी गुना अधिक हवा की खपत होती है।

अल्फा गुणांक एक विशेष बर्नर के प्रकार पर निर्भर करता है और आमतौर पर बर्नर पासपोर्ट में या कमीशनिंग कार्य के संगठन की सिफारिशों के अनुसार निर्धारित किया जाता है।

जैसे ही अतिरिक्त हवा की मात्रा अनुशंसित मात्रा से अधिक हो जाती है, गर्मी की कमी बढ़ जाती है। हवा की मात्रा में उल्लेखनीय वृद्धि के साथ, ज्वाला पृथक्करण हो सकता है, जिससे आपात स्थिति पैदा हो सकती है। यदि हवा की मात्रा अनुशंसित से कम है, तो दहन अधूरा होगा, जिससे बॉयलर रूम कर्मियों के लिए विषाक्तता का खतरा पैदा होगा।

ईंधन दहन की गुणवत्ता के अधिक सटीक नियंत्रण के लिए, ऐसे उपकरण हैं - गैस विश्लेषक जो ग्रिप गैसों की संरचना में कुछ पदार्थों की सामग्री को मापते हैं।

गैस विश्लेषक बॉयलर के साथ आपूर्ति की जा सकती है। यदि वे वहां नहीं हैं, तो पोर्टेबल गैस एनालाइजर का उपयोग करके कमीशनिंग संगठन द्वारा उचित माप किए जाते हैं। एक शासन मानचित्र तैयार किया जाता है जिसमें आवश्यक नियंत्रण पैरामीटर निर्धारित किए जाते हैं। उनका पालन करके, आप ईंधन के सामान्य पूर्ण दहन को सुनिश्चित कर सकते हैं।

ईंधन दहन को विनियमित करने के लिए मुख्य पैरामीटर हैं:

• बर्नर को आपूर्ति की जाने वाली गैस और हवा का अनुपात।

• अतिरिक्त वायु अनुपात।

• भट्ठी में निर्वहन।

• बॉयलर दक्षता।

इस मामले में, बॉयलर की दक्षता के गुणांक का अर्थ है उपयोगी गर्मी का अनुपात सभी खपत गर्मी की मात्रा में।

वायु संरचना

गैस का नाम	रासायनिक तत्व	हवा में सामग्री
नाइट्रोजन	एन 2	78 %
ऑक्सीजन	O2	21 %
आर्गन	एआर	1 %
कार्बन डाइआक्साइड	सीओ 2	0.03 %
हीलियम	वह	0.001% से कम
हाइड्रोजन	एच 2	0.001% से कम
नीयन	Ne	0.001% से कम
मीथेन	सीएच4	0.001% से कम
क्रीप्टोण	कृ	0.001% से कम
क्सीनन	ज़ी	0.001% से कम