Այրման կառավարում (Այրման հիմնական սկզբունքները)

>> Վերադառնալ բովանդակությանը

Օպտիմալ այրման համար պետք է օգտագործվի ավելի շատ օդ, քան ակնկալվում է տեսական հաշվարկից: քիմիական ռեակցիա(ստոյխիոմետրիկ օդ):

Դա պայմանավորված է բոլոր առկա վառելիքի օքսիդացման անհրաժեշտությամբ:

Օդի իրական քանակի և օդի ստոյխիոմետրիկ քանակի տարբերությունը կոչվում է ավելցուկային օդ: Սովորաբար օդի ավելցուկը կազմում է 5% և 50%՝ կախված վառելիքի և այրիչի տեսակից:

Ընդհանրապես, որքան դժվար է վառելիքի օքսիդացումը, այնքան ավելորդ օդ է պահանջվում:

Օդի ավելցուկային քանակությունը չպետք է չափազանց լինի։ Ավելորդ այրման օդի մատակարարումը նվազեցնում է ծխատար գազի ջերմաստիճանը և մեծացնում ջերմային գեներատորի ջերմության կորուստը: Բացի այդ, ավելորդ օդի որոշակի սահմանափակ քանակության դեպքում ջահը չափազանց շատ է սառչում, և CO և մուր սկսում են ձևավորվել: Ընդհակառակը, անբավարար օդը կհանգեցնի թերի այրման և վերը նշված նույն խնդիրների: Ուստի վառելիքի ամբողջական այրումն ու այրման բարձր արդյունավետությունն ապահովելու համար ավելորդ օդի քանակը պետք է շատ ճշգրիտ կարգավորվի։

Այրման ամբողջականությունը և արդյունավետությունը ստուգվում են ծխատար գազերում ածխածնի մոնօքսիդի CO կոնցենտրացիան չափելով: Եթե ​​չկա ածխածնի օքսիդ, ապա այրումն ամբողջությամբ տեղի է ունեցել:

Օդի ավելցուկային մակարդակը կարելի է անուղղակիորեն հաշվարկել՝ չափելով ծխատար գազում ազատ թթվածնի O 2 և / կամ ածխաթթու CO 2 կոնցենտրացիան:

Օդի քանակը մոտ 5 անգամ կկազմի չափված ածխածնի ծավալի տոկոսը:

Ինչ վերաբերում է CO 2-ին, ապա դրա քանակությունը ծխատար գազերում կախված է միայն վառելիքի ածխածնի քանակից, այլ ոչ ավելորդ օդի քանակից: Նրա բացարձակ քանակությունը հաստատուն կլինի, իսկ ծավալի տոկոսը կփոխվի՝ կախված ծխատար գազերում ավելորդ օդի քանակից։ Ավելորդ օդի բացակայության դեպքում CO 2-ի քանակը կլինի առավելագույնը, ավելցուկային օդի քանակի ավելացման դեպքում ծխատար գազերում CO 2-ի ծավալային տոկոսը նվազում է: Ավելի քիչ ավելցուկային օդ է համապատասխանում ավելին CO 2 և հակառակը, հետևաբար այրումը ավելի արդյունավետ է, երբ CO 2-ի քանակը մոտ է իր առավելագույն արժեքին:

Ծխատար գազի կազմը կարելի է գծագրել պարզ գրաֆիկի վրա՝ օգտագործելով «այրման եռանկյունին» կամ Օստվալդի եռանկյունին, որը գծագրված է վառելիքի յուրաքանչյուր տեսակի համար:

Այս գրաֆիկով, իմանալով CO 2-ի և O 2-ի տոկոսը, մենք կարող ենք որոշել CO պարունակությունը և ավելորդ օդի քանակը:

Որպես օրինակ՝ Նկ. 10-ը ցույց է տալիս մեթանի այրման եռանկյունը:

Նկար 10. Մեթանի այրման եռանկյունին

X-առանցքը ցույց է տալիս O 2-ի տոկոսը, Y-առանցքը ցույց է տալիս CO 2-ի տոկոսը: հիպոթենուզը A կետից, որը համապատասխանում է CO 2-ի առավելագույն պարունակությանը (կախված վառելիքից) O 2-ի զրոյական պարունակության դեպքում, անցնում է B կետ, որը համապատասխանում է CO 2-ի զրոյական պարունակությանը և O 2-ի առավելագույն պարունակությանը (21%): A կետը համապատասխանում է ստոյխիոմետրիկ այրման պայմաններին, B կետը համապատասխանում է այրման բացակայությանը։ Հիպոթենուզը այն կետերի հավաքածուն է, որը համապատասխանում է իդեալական CO-ից զերծ այրմանը:

Հիպոթենուզին զուգահեռ ուղիղ գծերը համապատասխանում են CO-ի տարբեր տոկոսների։

Ենթադրենք, որ մեր համակարգը սնվում է մեթանով և ծխատար գազերի վերլուծությունը ցույց է տվել, որ CO 2 պարունակությունը կազմում է 10%, իսկ O 2 պարունակությունը՝ 3%: Մեթան գազի եռանկյունից մենք գտնում ենք, որ CO պարունակությունը 0 է, իսկ օդի ավելցուկը՝ 15%։

Աղյուսակ 5-ում ներկայացված է CO 2-ի առավելագույն պարունակությունը տարբեր տեսակներվառելիքը և արժեքը, որը համապատասխանում է օպտիմալ այրմանը: Այս արժեքը խորհուրդ է տրվում և հաշվարկվում է փորձի հիման վրա: Հարկ է նշել, որ երբ վերցված է կենտրոնական սյունակից առավելագույն արժեքըանհրաժեշտ է չափել արտանետումները՝ համաձայն 4.3 գլխում նկարագրված ընթացակարգի:

1. Էներգաարդյունավետության բարձրացման առաջարկվող տեխնոլոգիայի (մեթոդի) նկարագրությունը, դրա նորությունը և դրա մասին տեղեկացվածությունը:

Կաթսաներում վառելիք այրելիս «ավելորդ օդի» տոկոսը կարող է լինել օդի ծավալի 3-ից մինչև 70% (բացառությամբ ներծծող բաժակների), որի թթվածինը մասնակցում է վառելիքի օքսիդացման (այրման) քիմիական ռեակցիային:

Վառելիքի այրման մեջ ներգրավված «ավելորդ օդը» հենց այդ մասն է մթնոլորտային օդը, որի թթվածինը չի մասնակցում վառելիքի օքսիդացման (այրման) քիմիական ռեակցիային, սակայն անհրաժեշտ է ստեղծել կաթսայի այրիչից վառելիք-օդ խառնուրդի արտահոսքի համար անհրաժեշտ արագության ռեժիմ։ «Ավելորդ օդը» փոփոխական արժեք է և նույն կաթսայի համար այն հակադարձ համեմատական ​​է այրված վառելիքի քանակին, կամ որքան քիչ վառելիք է այրվում, այնքան քիչ թթվածին է պահանջվում դրա օքսիդացման (այրման) համար, բայց ավելի շատ է «ավելցուկային օդը»: անհրաժեշտ է կաթսայի այրիչից վառելիք-օդ խառնուրդի արտահոսքի պահանջվող արագությունը ստեղծելու համար: Վառելիքի ամբողջական այրման համար օգտագործվող օդի ընդհանուր հոսքում «ավելցուկային օդի» տոկոսը որոշվում է արտանետվող ծխատար գազերում թթվածնի տոկոսով:

Եթե ​​դուք նվազեցնում եք «ավելորդ օդի» տոկոսը, ապա ածխածնի երկօքսիդը «CO» ( թունավոր գազ), ինչը ցույց է տալիս, որ վառելիքը այրվել է, այսինքն. դրա կորուստը, իսկ «ավելորդ օդի» օգտագործումը հանգեցնում է դրա ջեռուցման համար ջերմային էներգիայի կորստի, ինչը մեծացնում է այրված վառելիքի սպառումը և ավելացնում արտանետումները. ջերմոցային գազեր«CO 2» մթնոլորտ.

Մթնոլորտային օդը բաղկացած է 79% ազոտից (N 2-ը իներտ գազ է՝ առանց գույնի, համի և հոտի), որն իրականացնում է էլեկտրակայանի այրիչ սարքից վառելիք-օդ խառնուրդի արտահոսքի համար անհրաժեշտ արագության ռեժիմ ստեղծելու հիմնական գործառույթը։ վառելիքի և 21% թթվածնի (O 2) ամբողջական և կայուն այրման համար, որը վառելիքի օքսիդիչ է։ Ծխատար գազերը կաթսայատան ագրեգատներում բնական գազի այրման անվանական ռեժիմում բաղկացած են 71% ազոտից (N 2), 18% ջրից (Н 2 О), 9%։ ածխաթթու գազ(CO 2) և 2% թթվածին (O 2): Ծխատար գազերում թթվածնի տոկոսը հավասար է 2%-ի (վառարանից ելքի ժամանակ) ցույց է տալիս օդի ընդհանուր հոսքում մթնոլորտային օդի ավելցուկի 10%-ը՝ մասնակցելով վառելիքի արտահոսքի համար անհրաժեշտ արագության ռեժիմի ստեղծմանը։ օդային խառնուրդ կաթսայատան միավորի այրիչ սարքից ամբողջական օքսիդացման (այրման) վառելիքի համար:

Կաթսաներում վառելիքի ամբողջական այրման գործընթացում անհրաժեշտ է օգտագործել ծխատար գազեր՝ դրանցով փոխարինելով «ավելորդ օդը», ինչը կկանխի NOx-ի ձևավորումը (մինչև 90.0%) և կնվազեցնի «ջերմոցային գազերի» (СО) արտանետումները։ 2), ինչպես նաև այրված վառելիքի սպառումը (մինչև 1,5%):

Գյուտը վերաբերում է ջերմային էներգիայի ճարտարագիտությանը, մասնավորապես՝ այրման համար նախատեսված էլեկտրակայաններին տարբեր տեսակներվառելիքը և էլեկտրակայաններում վառելիքի այրման համար ծխատար գազերի օգտագործման մեթոդները:

Վառելիքի այրման էլեկտրակայանը պարունակում է վառարան (1) այրիչներով (2) և կոնվեկտիվ ծխատար խողովակ (3) միացված ծխի արտանետման միջոցով (4) և ծխնելույզ (5) ծխնելույզին (6); արտաքին օդի խողովակ (9) միացված ծխնելույզին (5) ծխատար գազի շրջանցման գծի (11) միջոցով և արտաքին օդի/ծխատար գազերի խառնուրդի խողովակի (14), որը միացված է փչակին (13); շնչափող (10) տեղադրված օդային խողովակի վրա (9) և փական (12), որը տեղադրված է ծխատար գազի շրջանցման խողովակաշարի (11) վրա, իսկ շնչափողը (10) և փականը (12) հագեցած են շարժիչներով. օդային ջեռուցիչ (8), որը գտնվում է կոնվեկտիվ գազի խողովակում (3), միացված է փչակին (13) և միացված է այրիչներին (2) արտաքին օդի և ծխատար գազերի տաքացվող խառնուրդի օդային խողովակի (15) միջոցով. ծխատար գազերի նմուշառման սենսոր (16), որը տեղադրված է կոնվեկտիվ գազի խողովակի մուտքի մոտ (3) և միացված է գազի անալիզատորին (17) ծխատար գազերում թթվածնի և ածխածնի մոնօքսիդի պարունակությունը որոշելու համար. Էլեկտրոնային կառավարման միավոր (18), որը միացված է գազի անալիզատորին (17) և շնչափողի (10) և փականի (12) շարժիչներին: Վառելիքի այրման համար ծխատար գազերի օգտագործման մեթոդ էլեկտրակայաններառում է ծխնելույզից (5) մթնոլորտայինից ավելի ստատիկ ճնշում ունեցող ծխնելույզների մի մասի ընտրություն և ծխատար գազերի շրջանցիկ խողովակաշարով (11) խողովակաշարով արտաքին օդի խողովակ (9) մատակարարումը՝ ստատիկ ճնշմամբ։ դրսի օդը պակաս մթնոլորտայինից; Արտաքին օդի և ծխատար գազերի մատակարարման կարգավորումը շնչափողի (10) և փականի (12) շարժիչ մեխանիզմներով, կառավարվող էլեկտրոնային միավորհսկողություն (18), այնպես, որ արտաքին օդում թթվածնի տոկոսը նվազեցվի այն մակարդակի, երբ կոնվեկցիոն ծխատարի մուտքի մոտ (3) ծխատար գազերում թթվածնի պարունակությունը ածխածնի երկօքսիդի բացակայության դեպքում 1%-ից պակաս լինի։ ; ծխատար գազերի հետագա խառնումը արտաքին օդի հետ խողովակում (14) և փչակում (13)՝ արտաքին օդի և ծխատար գազերի միատարր խառնուրդ ստանալու համար. ստացված խառնուրդի տաքացում օդատաքացուցիչում (8) ծխատար գազերի ջերմության օգտագործման շնորհիվ. տաքացվող խառնուրդի մատակարարումը այրիչներին (2) օդային խողովակի միջոցով (15):

2. Էներգաարդյունավետության բարձրացման արդյունքը զանգվածային ընդունմամբ:
Կաթսայատներում, ՋԷԿ-երում կամ ՋԷԿ-երում այրված վառելիքի խնայողություն մինչև 1,5%

3. Կա՞ լրացուցիչ հետազոտությունների անհրաժեշտություն այս տեխնոլոգիայի ներդրման օբյեկտների ցանկն ընդլայնելու համար։
Այն գոյություն ունի, քանի որ առաջարկվող տեխնոլոգիան կարող է կիրառվել նաև շարժիչների համար ներքին այրմանև գազատուրբինային կայանքների համար։

4. Պատճառները, թե ինչու առաջարկվող էներգաարդյունավետ տեխնոլոգիան զանգվածային մասշտաբով չի կիրառվում:
Հիմնական պատճառը առաջարկվող տեխնոլոգիայի նորությունն է և ջերմային էներգիայի ոլորտի մասնագետների հոգեբանական իներցիան։ Անհրաժեշտ է միջնորդել առաջարկվող տեխնոլոգիան էներգետիկայի և շրջակա միջավայրի նախարարություններում, էլեկտրաէներգիա և ջերմություն արտադրող էներգետիկ ընկերություններում։

5. Առաջարկվող տեխնոլոգիայի (մեթոդի) իրականացման համար խրախուսման, հարկադրանքի, խրախուսման առկա միջոցառումները և դրանց կատարելագործման անհրաժեշտությունը:
Կաթսայական ագրեգատներից NOx արտանետումների նոր, ավելի խիստ բնապահպանական պահանջների ներդրում

6. Տարբեր օբյեկտներում տեխնոլոգիայի (մեթոդի) օգտագործման տեխնիկական և այլ սահմանափակումների առկայությունը:
Ընդլայնել «ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ԴԱՇՆՈՒԹՅԱՆ ԷՆԵՐԳԵՏԻԿԱՅԻ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅԱՆ ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ԴԱՇՆՈՒԹՅԱՆ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅԱՆ Էլեկտրակայանների և ցանցերի ՏԵԽՆԻԿԱԿԱՆ ՇԱՀԱԳՈՐԾՄԱՆ ԿԱՆՈՆՆԵՐ» 4.3.25 կետի գործողությունը թիվ 2 20 վառելիքի ցանկացած վառելիքի համար 19, 20 վառելիքի 1933. Հետևյալ հրատարակության մեջ՝ «... On գոլորշու կաթսաներայրելով ցանկացած վառելիք, բեռների ճշգրտման միջակայքում, դրա այրումը, որպես կանոն, պետք է իրականացվի վառարանից ելքի օդի ավելցուկային գործակիցներով 1,03-ից պակաս...»:

7. R&D և լրացուցիչ փորձարկումների անհրաժեշտություն; աշխատանքի թեմաներն ու նպատակները.
R&D-ի անհրաժեշտությունը տեսողական տեղեկատվություն ստանալն է ( ուսումնական ֆիլմ) ջերմաէներգետիկ ընկերությունների աշխատակիցներին ծանոթացնել առաջարկվող տեխնոլոգիային։

8. Սույն տեխնոլոգիայի (մեթոդի) կիրառումը կարգավորող և կատարման համար պարտադիր կարգադրությունների, կանոնների, հրահանգների, ստանդարտների, պահանջների, արգելող միջոցների և այլ փաստաթղթերի առկայություն. դրանց փոփոխման անհրաժեշտությունը կամ այդ փաստաթղթերի ձևավորման բուն սկզբունքները փոխելու անհրաժեշտությունը. նախապես գոյություն ունեցող նորմատիվ փաստաթղթեր, կանոնակարգերը եւ դրանց վերականգնման անհրաժեշտությունը։
Ընդլայնել «ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ԴԱՇՆՈՒԹՅԱՆ ԷԼԵԿՏՐԱԿԱՆ ԿԱՅԱՆԵՐԻ ԵՎ ՑԱՆՑԵՐԻ ՏԵԽՆԻԿԱԿԱՆ ՇԱՀԱԳՈՐԾՄԱՆ ԿԱՆՈՆՆԵՐԻ ՌՈՒՍԱՍՏԱՆԻ ԴԱՇՆՈՒԹՅԱՆ ԷՆԵՐԳԵՏԻԿԻ ՆԱԽԱՐԱՐՈՒԹՅԱՆ 2003 ԹՎԱԿԱՆԻ ՀՈՒՆԻՍԻ 19-Ի Թիվ 229» գործողությունները։

էջ 4.3.25 ցանկացած տեսակի վառելիք այրող կաթսաների համար. Հաջորդ հրատարակության մեջ՝ «… Գոլորշի կաթսաների վրա, որոնք այրում են վառելիքը, բեռների կառավարման միջակայքում, դրա այրումը, որպես կանոն, պետք է իրականացվի վառարանից ելքի օդի ավելցուկային գործակիցներով 1,03-ից պակաս ...».

էջ 4.3.28. «... Մազութի ծծմբային կաթսան պետք է միացվի նախապես միացված օդային ջեռուցման համակարգով (օդատաքացուցիչներ, տաք օդի վերաշրջանառության համակարգ): Օդի ջերմաստիճանը օդատաքացուցիչի դիմաց նավթի կաթսայի վրա վառվելու սկզբնական շրջանում, որպես կանոն, պետք է լինի առնվազն 90 ° C: Կաթսայի միացումը ցանկացած այլ տեսակի վառելիքի միջոցով պետք է կատարվի օդի վերաշրջանառության համակարգի միացված վիճակում:»

9. Նոր օրենքների և կանոնակարգերի մշակման կամ փոփոխման անհրաժեշտությունը:
Չի պահանջվում

10. Իրականացված պիլոտային նախագծերի առկայություն, դրանց իրական արդյունավետության վերլուծություն, հայտնաբերված թերություններ և տեխնոլոգիայի կատարելագործման առաջարկներ՝ հաշվի առնելով կուտակված փորձը։
Առաջարկվող տեխնոլոգիան փորձարկվել է պատի վրա տեղադրված գազի կաթսայի վրա՝ հարկադիր քաշքշուկով և արտանետվող ծխի գազերով (բնական գազի այրման արտադրանք) շենքի ճակատին 24,0 կՎտ անվանական հզորությամբ, բայց 8,0 կՎտ ծանրաբեռնվածությամբ: Ծխատար գազերը կաթսա են սնվում կաթսայի կոաքսիալ ծխնելույզի բռնկման ելքից 0,5 մ հեռավորության վրա տեղադրված խողովակի միջոցով: Տուփը պահում էր ելքային ծխատար գազերի խողովակները, որոնք իրենց հերթին փոխարինում էին բնական գազի ամբողջական այրման համար անհրաժեշտ «ավելորդ օդին», և արտանետումները վերահսկվում էին գազի անալիզատորով, որը տեղադրված էր կաթսայի գազի խողովակի ելքում (սովորական տեղում): Փորձի արդյունքում հնարավոր է եղել նվազեցնել NOx արտանետումները 86,0%-ով և CO2 ջերմոցային գազերի արտանետումները կրճատել 1,3%-ով։

11. Այս տեխնոլոգիայի զանգվածային ներդրման ընթացքում այլ գործընթացների վրա ազդելու ունակություն (փոփոխություն էկոլոգիական իրավիճակը, հնարավոր ազդեցությունմարդու առողջության, էլեկտրամատակարարման հուսալիության բարելավման, ամենօրյա կամ սեզոնային բեռնվածության գրաֆիկների փոփոխության վրա ուժային սարքավորումներ, փոփոխությունը տնտեսական ցուցանիշներըէներգիայի արտադրություն և փոխանցում և այլն):
Մարդու առողջության վրա ազդող բնապահպանական իրավիճակի բարելավում և ջերմության արտադրության համար վառելիքի ծախսերի կրճատում:

12. Ներդրված տեխնոլոգիայի շահագործման և արտադրության զարգացման համար որակյալ կադրերի հատուկ պատրաստման անհրաժեշտությունը.
Առաջարկվող տեխնոլոգիայով կաթսայատան ագրեգատների գործող օպերացիոն անձնակազմի վերապատրաստումը բավարար կլինի։

13. Իրականացման առաջարկվող ուղիները.
առևտրային ֆինանսավորում (ծախսերի փոխհատուցմամբ), քանի որ առաջարկվող տեխնոլոգիան ինքն իրեն վճարում է առավելագույնը երկու տարվա ընթացքում:

Տեղեկատվություն տրամադրել է` Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldova, MD 2051, էլ. [էլփոստը պաշտպանված է]

Դեպի ավելացնել նկարագրությունը էներգախնայողության տեխնոլոգիա Կատալոգում, լրացրեք հարցաշարը և ուղարկեք այն նշվում է «դեպի կատալոգ».

Էջ 1

Ծխատար գազի բաղադրությունը հաշվարկվում է այրման ռեակցիաների հիման վրա բաղադրիչ մասերվառելիք.

Ծխատար գազերի բաղադրությունը որոշվում է գազի անալիզատոր կոչվող հատուկ սարքերի միջոցով: Սրանք հիմնական սարքերն են, որոնք որոշում են այրման գործընթացի կատարելության և արդյունավետության աստիճանը, կախված արտանետվող ծխի գազերում ածխաթթու գազի պարունակությունից, որի օպտիմալ արժեքը կախված է վառելիքի տեսակից, այրման սարքի տեսակից և որակից: .

Ծխատար գազերի բաղադրությունը կայուն վիճակում փոխվում է հետևյալ կերպ. H2S-ի և S02-ի պարունակությունը անշեղորեն նվազում է, 32-ը, CO2-ը և CO-ն աննշանորեն փոխվում են / Օքսիդների շերտ առ շերտ այրման ժամանակ կատալիզատորի վերին շերտերը վերականգնվում են. ավելի վաղ, քան ստորինները: Ռեակցիոն երիտասարդության մեջ նկատվում է ջերմաստիճանի աստիճանական նվազում, և թթվածինը հայտնվում է ծխատար գազերում ռեակտորի ելքի մոտ։

Ծխատար գազերի բաղադրությունը վերահսկվում է նմուշներով:

Ծխատար գազի բաղադրությունը որոշվում է ոչ միայն ջրի գոլորշու պարունակությամբ, այլ նաև այլ բաղադրիչների պարունակությամբ:

Ծխատար գազերի կազմը տարբերվում է ջահի երկարությամբ: Հնարավոր չէ հաշվի առնել այս փոփոխությունը ճառագայթային ջերմային փոխանցումը հաշվարկելիս: Հետևաբար, ճառագայթային ջերմության փոխանցման գործնական հաշվարկները հիմնված են խցիկի վերջում գտնվող ծխատար գազերի բաղադրության վրա: Այս պարզեցումը որոշ չափով արդարացված է այն նկատառումով, որ այրման գործընթացը սովորաբար ինտենսիվ է ընթանում խցիկի սկզբնական, ոչ շատ մեծ մասում, և հետևաբար. մեծ մասըխցիկը երբեմն զբաղեցնում են գազերը, որոնց բաղադրությունը մոտ է իր կազմին խցիկի վերջում։ Վերջում այն ​​գրեթե միշտ պարունակում է թերի այրման շատ քիչ արտադրանք:

Ծխատար գազի բաղադրությունը հաշվարկվում է վառելիքի բաղադրիչների այրման ռեակցիաների հիման վրա:

Տարբեր դաշտերից գազի ամբողջական այրման ժամանակ ծխատար գազերի բաղադրությունը մի փոքր տարբերվում է:

Ծխատար գազերը ներառում են՝ 2 61 կգ CO2; 0 45 կգ H2O; 7 34 կգ N2 եւ 3 81 կգ օդ 1 կգ ածուխին։ 870 C ջերմաստիճանում ծխատար գազերի ծավալը 1 կգ ածուխի համար կազմում է 45 մ3, իսկ 16 C ջերմաստիճանում այն ​​հավասար է 11 3 մ3; ծխատար գազերի խառնուրդի խտությունը հավասար է 0,318 կգ/լ3, ինչը 1,03 անգամ ավելի է, քան նույն ջերմաստիճանում օդի խտությունը:

Այրման արտադրանքի գազային բաղադրիչների չափման միավորներ →

Բաժնի բովանդակությունը

Երբ օրգանական վառելիքն այրվում է կաթսայատան վառարաններում, ձևավորվում են այրման տարբեր արտադրանքներ, ինչպիսիք են ածխածնի օքսիդները CO x = CO + CO 2, ջրի գոլորշիները H 2 O, ծծմբի օքսիդները SO x = SO 2 + SO 3, ազոտի օքսիդները NO x = NO: + NO 2, պոլիցիկլիկ անուշաբույր ածխաջրածիններ (PAHs), ֆտորիդներ, վանադիումի միացություններ V 2 O 5, պինդ մասնիկներ և այլն (տես աղյուսակ. 7.1.1): Վառարաններում վառելիքի թերի այրման դեպքում արտանետվող գազերը կարող են պարունակել նաև ածխաջրածիններ CH 4, C 2 H 4 և այլն: Թերի այրման բոլոր արտադրանքները վնասակար են, սակայն, ժամանակակից տեխնոլոգիավառելիքի այրումը, դրանց առաջացումը կարելի է նվազագույնի հասցնել [1]:

Աղյուսակ 7.1.1. Էլեկտրաէներգիայի կաթսաներում օրգանական վառելիքի բռնկվող այրման հատուկ արտանետումներ [3]

Լեգենդ. A p, S p - համապատասխանաբար մոխրի և ծծմբի պարունակությունը վառելիքի աշխատանքային զանգվածի վրա,%:

Շրջակա միջավայրի սանիտարական գնահատման չափանիշը շրջակա միջավայրի օդում գետնի մակարդակում վնասակար նյութի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան (MPC) է: MPC-ն պետք է հասկանալ որպես այդպիսի համակենտրոնացում տարբեր նյութերև քիմիական միացություններ, որը մարդու օրգանիզմի վրա երկարատև ամենօրյա ազդեցության դեպքում որևէ պաթոլոգիական փոփոխություն կամ հիվանդություններ չի առաջացնում։

Բնակեցված տարածքների մթնոլորտային օդում վնասակար նյութերի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան (MPC) բերված է աղյուսակում: 7.1.2 [4]. Վնասակար նյութերի առավելագույն միանգամյա կոնցենտրացիան որոշվում է 20 րոպեի ընթացքում վերցված նմուշներով, միջին օրականը՝ օրական։

Աղյուսակ 7.1.2. Բնակավայրերի մթնոլորտային օդում վնասակար նյութերի առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան

Աղտոտող	Առավելագույն թույլատրելի կոնցենտրացիան, մգ / մ 3
Առավելագույնը մեկանգամյա	Միջին օրական
Փոշին ոչ թունավոր	0,5	0,15
ծծմբի երկօքսիդ	0,5	0,05
Ածխածնի երկօքսիդ	3,0	1,0
Ածխածնի երկօքսիդ	3,0	1,0
Ազոտի երկօքսիդ	0,085	0,04
Ազոտի օքսիդ	0,6	0,06
Մուր (մուր)	0,15	0,05
Ջրածնի սուլֆիդ	0,008	0,008
Բենց (ա) պիրեն	-	0,1 մկգ / 100 մ 3
Վանադիումի պենտաքսիդ	-	0,002
Ֆտորային միացություններ (ֆտորով)	0,02	0,005
Քլոր	0,1	0,03

Հաշվարկներն իրականացվում են յուրաքանչյուր վտանգավոր նյութի համար առանձին, որպեսզի դրանցից յուրաքանչյուրի կոնցենտրացիան չգերազանցի աղյուսակում տրված արժեքները: 7.1.2. Կաթսայատների համար այս պայմանները խստացվում են ներդրմամբ լրացուցիչ պահանջներծծմբի և ազոտի օքսիդների ազդեցության ավելացման անհրաժեշտության մասին, որը որոշվում է արտահայտությամբ

Միևնույն ժամանակ, տեղական օդի պակասի կամ անբարենպաստ ջերմային և աերոդինամիկ պայմանների պատճառով վառարաններում և այրման պալատներում ձևավորվում են թերի այրման արտադրանքներ, որոնք հիմնականում բաղկացած են ածխածնի մոնօքսիդից CO (ածխածնի երկօքսիդ), ջրածնից H 2 և տարբեր ածխաջրածիններից, որոնք բնութագրում են ջերմության կորուստը: կաթսայատան միավորում այրման քիմիական անավարտությունից (քիմիական թերի այրում):

Բացի այդ, այրման գործընթացում առաջանում են մի շարք քիմիական միացություններ, որոնք ձևավորվել են օդում N 2 վառելիքի և ազոտի տարբեր բաղադրիչների օքսիդացման արդյունքում: Դրանցից առավել նշանակալից մասն են կազմում ազոտի օքսիդները NO x և ծծմբի SO x։

Ազոտի օքսիդները առաջանում են օքսիդացումից որպես մոլեկուլային ազոտօդը և վառելիքի մեջ պարունակվող ազոտը. Փորձարարական ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ կաթսաների վառարաններում ձևավորված NO x-ի հիմնական բաժինը, այն է՝ 96 ÷ 100%, բաժին է ընկնում ազոտի մոնօքսիդին (օքսիդ) NO-ին: NO 2 երկօքսիդը և ազոտի հեմիօքսիդը N 2 O ձևավորվում են շատ ավելի փոքր քանակությամբ, և դրանց բաժինը մոտավորապես կազմում է. Կաթսաներում վառելանյութերի բռնկման տիպիկ պայմաններում NO 2 ազոտի երկօքսիդի կոնցենտրացիան, որպես կանոն, աննշան է NO պարունակության համեմատ և սովորաբար տատանվում է 0 ÷ 7-ից: ppmմինչև 20 ÷ 30 ppm... Միևնույն ժամանակ, տաք և սառը շրջանների արագ խառնումը բուռն կրակի մեջ կարող է հանգեցնել ազոտի երկօքսիդի համեմատաբար բարձր կոնցենտրացիաների հոսքի սառը շրջաններում: Բացի այդ, NO 2-ի մասնակի արտանետումը տեղի է ունենում վառարանի վերին մասում և հորիզոնական գազի խողովակում (ժ. Տ> 900 ÷ 1000 K) և ժամը որոշակի պայմաններկարող է հասնել նաև նկատելի չափերի:

Վառելիքի այրման ժամանակ առաջացած ազոտի հեմիօքսիդ N 2 O, ամենայն հավանականությամբ, կարճատև միջանկյալ նյութ է: N 2 O գործնականում բացակայում է կաթսաների ետևում գտնվող այրման արտադրանքներում:

Վառելիքում պարունակվող ծծումբը ծծմբի օքսիդների SO x առաջացման աղբյուրն է՝ ծծմբային SO 2 (ծծմբի երկօքսիդ) և ծծմբի SO 3 (ծծմբի եռօքսիդ) անհիդրիդներ։ SO x-ի ընդհանուր զանգվածային արտանետումը կախված է միայն S p վառելիքում ծծմբի պարունակությունից, իսկ ծխատար գազերում դրանց կոնցենտրացիան նույնպես կախված է օդի հոսքի α գործակիցից: Որպես կանոն, SO 2-ի մասնաբաժինը կազմում է 97 ÷ 99%, իսկ SO 3-ի մասնաբաժինը կազմում է 1 ÷ 3% ընդհանուր SO x արտադրանքի մեջ: Կաթսաներից դուրս եկող գազերում SO 2-ի փաստացի պարունակությունը տատանվում է 0,08-ից 0,6%-ի սահմաններում, իսկ SO 3-ի կոնցենտրացիան՝ 0,0001-ից մինչև 0,008%:

Ի թիվս վնասակար բաղադրիչներծխատար գազեր մեծ խումբպոլիցիկլային արոմատիկ ածխաջրածիններ (PAHs): Շատ PAH-ներ ունեն բարձր քաղցկեղածին և (կամ) մուտագեն ակտիվություն, ակտիվացնում են ֆոտոքիմիական մշուշը քաղաքներում, ինչը պահանջում է խիստ վերահսկողություն և դրանց արտանետումների սահմանափակում: Միևնույն ժամանակ, որոշ PAH-ներ, օրինակ՝ ֆենանտրենը, ֆտորանտենը, պիրենը և մի շարք այլ նյութեր, ֆիզիոլոգիապես գրեթե իներտ են և քաղցկեղածին չեն:

PAH-ները ձևավորվում են ցանկացած ածխաջրածնային վառելիքի թերի այրման արդյունքում: Վերջինս առաջանում է վառելիքի ածխաջրածինների օքսիդացման ռեակցիաների արգելակման պատճառով այրման սարքերի սառը պատերի կողմից և կարող է առաջանալ նաև վառելիքի և օդի անբավարար խառնման հետևանքով։ Սա հանգեցնում է վառարաններում (այրման պալատների) ձևավորմանը տեղական օքսիդացնող գոտիների հետ ցածր ջերմաստիճանկամ ավելցուկային վառելիքով տարածքներ:

Որպես հետեւանք մեծ թվովծխատար գազերում տարբեր PAH-ների և դրանց կոնցենտրացիաների չափման դժվարության մասին, ընդունված է գնահատել այրման արտադրանքի և մթնոլորտային օդի քաղցկեղածին աղտոտվածության մակարդակը ամենահզոր և կայուն քաղցկեղածնի՝ բենզո (ա) պիրենի (B (a) կոնցենտրացիայով. ) P) C 20 H 12.

Բարձր թունավորության պատճառով պետք է հատկապես նշել մազութի այրման այնպիսի արտադրանքները, ինչպիսիք են վանադիումի օքսիդները։ Վանադիումը պարունակվում է մազութի հանքային մասում և այրվելիս ձևավորում է վանադիումի օքսիդներ VO, VO 2։ Այնուամենայնիվ, կոնվեկտիվ մակերեսների վրա նստվածքների ձևավորման ժամանակ վանադիումի օքսիդները հիմնականում առկա են V 2 O 5 ձևով: Վանադիումի պենտօքսիդ V 2 O 5-ը վանադիումի օքսիդների ամենաթունավոր ձևն է, հետևաբար, դրանց արտանետումները հաշվարկվում են V 2 O 5-ով:

Աղյուսակ 7.1.3. Էլեկտրական կաթսաներում օրգանական վառելիքի բռնկման ժամանակ այրման արտադրանքներում վնասակար նյութերի մոտավոր կոնցենտրացիան

Արտանետումներ =	Կոնցենտրացիան, մգ / մ 3
	Բնական գազ	Մազութ	Ածուխ
Ազոտի օքսիդներ NO x (NO 2-ով)	200 ÷ 1200	300 ÷ 1000	350 ÷ 1500
Ծծմբային անհիդրիդ SO 2	-	2000 ÷ 6000	1000 ÷ 5000
Ծծմբի անհիդրիդ SO 3	-	4 ÷ 250	2 ÷ 100
Ածխածնի երկօքսիդ CO	10 ÷ 125	10 ÷ 150	15 ÷ 150
Benz (a) pyrene С 20 Н 12	(0,1 ÷ 1,0) 10 -3	(0.2 ÷ 4.0) · 10 -3	(0.3 ÷ 14) · 10 -3
Պինդ մասնիկներ	-	<100	150 ÷ ​​300

Երբ մազութը և պինդ վառելիքն այրվում են, արտանետումները պարունակում են նաև մասնիկներ՝ բաղկացած թռչող մոխիրից, մուրի մասնիկներից, PAH-ներից և չայրված վառելիքից՝ մեխանիկական թերայրման հետևանքով:

Տարբեր տեսակի վառելանյութերի այրման ժամանակ ծխատար գազերում վնասակար նյութերի կոնցենտրացիաների միջակայքերը տրված են աղյուսակում: 7.1.3.

Բնական գազը այսօր ամենից հաճախ օգտագործվող վառելիքն է։ Բնական գազը կոչվում է բնական գազ, քանի որ այն արդյունահանվում է հենց Երկրի խորքերից:

Գազի այրումը քիմիական ռեակցիա է, որի ժամանակ բնական գազը փոխազդում է օդի թթվածնի հետ:

Գազային վառելիքը պարունակում է այրվող և ոչ այրվող մաս։

Բնական գազի հիմնական այրվող բաղադրիչը մեթանն է՝ CH4: Դրա պարունակությունը բնական գազում հասնում է 98%-ի։ Մեթանը անհոտ է, անհամ և ոչ թունավոր: Դրա դյուրավառության սահմանը 5-ից 15% է: Այս որակները հնարավորություն են տվել բնական գազն օգտագործել որպես վառելիքի հիմնական տեսակներից մեկը։ Մեթանի 10%-ից ավելի կոնցենտրացիան կյանքին վտանգ է ներկայացնում, ուստի թթվածնի պակասի պատճառով կարող է շնչահեղձություն առաջանալ:

Գազի արտահոսքը հայտնաբերելու համար գազը հոտ է գալիս, այլ կերպ ասած՝ ավելացվում է ուժեղ հոտով նյութ (էթիլ մերկապտան)։ Այս դեպքում գազը կարելի է հայտնաբերել արդեն 1% կոնցենտրացիայի դեպքում։

Բացի մեթանից, բնական գազը կարող է պարունակել դյուրավառ գազեր՝ պրոպան, բութան և էթան։

Գազի բարձրորակ այրումն ապահովելու համար անհրաժեշտ է բավարար քանակությամբ օդ մատակարարել այրման գոտի և հասնել գազի լավ խառնման օդի հետ։ Օպտիմալ հարաբերակցությունը 1:10 է: Այսինքն, գազի մի մասը կազմում է օդի տասը մաս: Բացի այդ, անհրաժեշտ է ստեղծել ցանկալի ջերմաստիճանի ռեժիմ։ Որպեսզի գազը բռնկվի, անհրաժեշտ է այն տաքացնել մինչև իր բռնկման ջերմաստիճանը և հետագայում ջերմաստիճանը չպետք է իջնի բռնկման ջերմաստիճանից։

Անհրաժեշտ է կազմակերպել այրման արտադրանքի հեռացումը մթնոլորտ:

Ամբողջական այրումը ձեռք է բերվում, եթե մթնոլորտ արտանետվող այրման արտադրանքներում չկան այրվող նյութեր: Այս դեպքում ածխածինը և ջրածինը միանում են և առաջանում ածխաթթու գազ և ջրային գոլորշի:

Տեսողականորեն, ամբողջական այրման դեպքում, բոցը բաց կապույտ կամ կապտամանուշակագույն է:

Գազի ամբողջական այրում.

մեթան + թթվածին = ածխածնի երկօքսիդ + ջուր

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Բացի այդ գազերից, ազոտը և մնացած թթվածինը մթնոլորտ են արտանետվում այրվող գազերով։ N 2 + O 2

Եթե ​​գազի այրումը ամբողջությամբ տեղի չի ունենում, ապա մթնոլորտ են արտանետվում դյուրավառ նյութեր՝ ածխածնի օքսիդ, ջրածին, մուր։

Գազի թերի այրումը տեղի է ունենում անբավարար օդի պատճառով։ Միաժամանակ բոցի մեջ հայտնվում են մուր լեզուները։

Գազի թերի այրման վտանգը կայանում է նրանում, որ ածխածնի օքսիդը կարող է թունավորել կաթսայատան անձնակազմին: Օդում CO պարունակությունը 0,01-0,02% կարող է թեթեւ թունավորման պատճառ դառնալ։ Ավելի բարձր կոնցենտրացիան կարող է հանգեցնել ծանր թունավորման և մահվան:

Ստացված մուրը նստում է կաթսաների պատերին, դրանով իսկ խաթարում է ջերմության փոխանցումը հովացուցիչ նյութին և նվազեցնում կաթսայատան աշխատանքի արդյունավետությունը: Մուրը ջերմություն է հաղորդում մեթանից 200 անգամ ավելի վատ:

Տեսականորեն 1մ3 գազ այրելու համար անհրաժեշտ է 9մ3 օդ: Իրական պայմաններում ավելի շատ օդ է պահանջվում։

Այսինքն՝ ավելորդ քանակությամբ օդ է պետք։ Այս արժեքը, որը նշանակված է ալֆա, ցույց է տալիս, թե քանի անգամ ավելի շատ օդ է սպառվում, քան տեսականորեն անհրաժեշտ է:

Ալֆա գործակիցը կախված է կոնկրետ այրիչի տեսակից և սովորաբար սահմանվում է այրիչի անձնագրում կամ կատարված շահագործման աշխատանքների կազմակերպման առաջարկություններին համապատասխան:

Քանի որ ավելորդ օդի քանակն ավելանում է առաջարկվող քանակից, ջերմության կորուստը մեծանում է: Օդի քանակի զգալի աճի դեպքում բոցի տարանջատումը կարող է առաջանալ՝ ստեղծելով արտակարգ իրավիճակ: Եթե ​​օդի քանակությունը առաջարկվածից քիչ է, ապա այրումը թերի կլինի՝ դրանով իսկ թունավորման վտանգ ստեղծելով կաթսայատան անձնակազմի համար:

Վառելիքի այրման որակի ավելի ճշգրիտ վերահսկման համար կան գործիքներ՝ գազի անալիզատորներ, որոնք չափում են ծխատար գազերի բաղադրության մեջ որոշակի նյութերի պարունակությունը:

Գազի անալիզատորները կարող են մատակարարվել կաթսաներով: Եթե ​​դրանք չկան, համապատասխան չափումները կատարվում են գործարկող կազմակերպության կողմից՝ օգտագործելով շարժական գազային անալիզատորներ: Կազմվում է ռեժիմի քարտեզ, որում սահմանված են անհրաժեշտ հսկողության պարամետրերը։ Կառչելով դրանցից՝ դուք կարող եք ապահովել վառելիքի նորմալ ամբողջական այրումը։

Վառելիքի այրումը կարգավորող հիմնական պարամետրերն են.

• այրիչներին մատակարարվող գազի և օդի հարաբերակցությունը.

• ավելցուկային օդի գործակիցը.

• լիցքաթափում կրակատուփում.

• Կաթսայի արդյունավետությունը.

Այս դեպքում կաթսայի արդյունավետության գործակիցը նշանակում է օգտակար ջերմության հարաբերակցությունը ողջ սպառված ջերմության քանակին:

Օդի կազմը

Գազի անվանումը	Քիմիական տարր	Բովանդակություն օդում
Ազոտ	N2	78 %
Թթվածին	O2	21 %
Արգոն	Ար	1 %
Ածխաթթու գազ	CO2	0.03 %
Հելիում	Նա	0,001%-ից պակաս
Ջրածին	Հ2	0,001%-ից պակաս
Նեոն	Նե	0,001%-ից պակաս
Մեթան	CH4	0,001%-ից պակաս
Կրիպտոն	Քր	0,001%-ից պակաս
Քսենոն	Xe	0,001%-ից պակաս