Reglarea procesului de ardere (Principii de bază ale arderii)

>> Înapoi la conținut

Pentru arderea optimă, trebuie folosit mai mult aer decât este calculat teoretic. reactie chimica(aer stoichiometric).

Acest lucru se datorează necesității de a oxida tot combustibilul disponibil.

Diferența dintre cantitatea reală de aer și cantitatea stoechiometrică de aer se numește exces de aer. De regulă, excesul de aer este în intervalul de la 5% la 50%, în funcție de tipul de combustibil și de arzător.

În general, cu cât este mai dificilă oxidarea combustibilului, cu atât este necesar mai mult exces de aer.

Excesul de aer nu trebuie să fie excesiv. Alimentarea excesivă a aerului de ardere scade temperatura gazelor arse și crește pierderea de căldură a sursei de căldură. În plus, la o anumită limită a excesului de aer, focul se răcește prea mult și încep să se formeze CO și funingine. În schimb, prea puțin aer provoacă arderea incompletă și aceleași probleme menționate mai sus. Prin urmare, pentru a asigura arderea completă a combustibilului și o eficiență ridicată a arderii, cantitatea de aer în exces trebuie reglată foarte precis.

Completitudinea și eficiența arderii se verifică prin măsurarea concentrației de monoxid de carbon CO din gazele de ardere. Dacă nu există monoxid de carbon, atunci arderea a avut loc complet.

Indirect, nivelul de exces de aer poate fi calculat prin măsurarea concentrației de oxigen liber O 2 și/sau dioxid de carbon CO 2 în gazele de ardere.

Cantitatea de aer va fi de aproximativ 5 ori mai mare decât cantitatea măsurată de carbon în procente de volum.

În ceea ce privește CO 2 , cantitatea acestuia în gazele de ardere depinde doar de cantitatea de carbon din combustibil, și nu de cantitatea de aer în exces. Cantitatea sa absolută va fi constantă, iar procentul din volum se va modifica în funcție de cantitatea de aer în exces din gazele de ardere. În absenţa excesului de aer, cantitatea de CO 2 va fi maximă, odată cu creşterea cantităţii de exces de aer, procentul de volum de CO 2 din gazele de ardere scade. Mai puțin exces de aer corespunde Mai mult CO 2 și invers, deci arderea este mai eficientă atunci când cantitatea de CO 2 este aproape de valoarea sa maximă.

Compoziția gazelor de ardere poate fi afișată pe un grafic simplu folosind „triunghiul de ardere” sau triunghiul Ostwald, care este reprezentat grafic pentru fiecare tip de combustibil.

Cu acest grafic, cunoscând procentul de CO 2 și O 2 , putem determina conținutul de CO și cantitatea de aer în exces.

De exemplu, în fig. 10 prezintă triunghiul de ardere pentru metan.

Figura 10. Triunghiul de ardere pentru metan

Axa X indică procentul de O2, axa Y indică procentul de CO2. ipotenuza merge de la punctul A, corespunzător conținutului maxim de CO 2 (în funcție de combustibil) la conținut zero de O 2, până la punctul B, corespunzător conținutului zero de CO 2 și conținut maxim de O 2 (21%). Punctul A corespunde condițiilor de ardere stoechiometrică, punctul B corespunde absenței arderii. Ipotenuza este mulțimea de puncte corespunzătoare arderii ideale fără CO.

Liniile drepte paralele cu ipotenuza corespund diferitelor procente de CO.

Să presupunem că sistemul nostru funcționează pe metan și analiza gazelor arse arată că conținutul de CO 2 este de 10% și conținutul de O 2 este de 3%. Din triunghiul pentru gaz metan, constatăm că conținutul de CO este 0 și conținutul de aer în exces este de 15%.

Tabelul 5 prezintă conținutul maxim de CO 2 pentru tipuri diferite combustibil şi valoarea care corespunde arderii optime. Această valoare este recomandată și calculată pe baza experienței. De remarcat că atunci când se ia coloana centrală valoare maximă este necesară măsurarea emisiilor urmând procedura descrisă în capitolul 4.3.

1. Descrierea tehnologiei (metodei) propuse pentru îmbunătățirea eficienței energetice, noutatea acesteia și cunoașterea acesteia.

Când combustibilul este ars în cazane, procentul de „aer în exces” poate fi de la 3 la 70% (excluzând aspirația) din volumul de aer, al cărui oxigen este implicat în reacția chimică de oxidare (combustie) a combustibilului.

„Aerul în exces” implicat în procesul de ardere este acea parte aerul atmosferic, al cărui oxigen nu participă la reacția chimică de oxidare a combustibilului (combustie), dar este necesar să se creeze modul de viteză necesar pentru ca amestecul combustibil-aer să curgă din arzătorul cazanului. „Excesul de aer” este o valoare variabilă și pentru același cazan este invers proporțional cu cantitatea de combustibil ars, sau cu cât se arde mai puțin combustibil, cu atât este necesar mai puțin oxigen pentru oxidarea (arderea acestuia), dar mai mult „aerul în exces” este necesare pentru a crea regimul de turație necesar scurgerea amestecului combustibil-aer din dispozitivul de arzător al cazanului. Procentul de „aer în exces” în debitul total de aer utilizat pentru arderea completă a combustibilului este determinat de procentul de oxigen din gazele de ardere.

Dacă procentul de „exces de aer” este redus, atunci va apărea monoxid de carbon „CO” în gazele de ardere ( gaz otrăvitor), care indică o ardere insuficientă a combustibilului, adică pierderea acestuia, iar utilizarea „excesului de aer” duce la pierderea energiei termice pentru încălzirea acestuia, ceea ce crește consumul de combustibil ars și crește emisiile. gaze cu efect de sera CO 2 în atmosferă.

Aerul atmosferic este format din 79% azot (N2 este un gaz inert, fără culoare, gust și miros), care îndeplinește funcția principală de a crea regimul de viteză necesar pentru evacuarea amestecului combustibil-aer din arzătorul centralei pt. arderea completă și durabilă a combustibilului și 21% oxigen (O 2), care este un oxidant de combustibil. Gazele de ardere ieșite la modul nominal de ardere a gazelor naturale în unitățile cazanelor constau din 71% azot (N2), 18% apă (H2O), 9% dioxid de carbon(CO2) și 2% oxigen (O2). Procentul de oxigen din gazele de ardere egal cu 2% (la ieșirea din cuptor) indică un conținut de 10% de exces de aer atmosferic în debitul total de aer implicat în crearea regimului de viteză necesar pentru evacuarea amestecului combustibil-aer de la dispozitivul arzător al unității cazanului pentru combustibil de oxidare completă (combustie).

În procesul de ardere completă a combustibilului în cazane, este necesar să se utilizeze gazele de ardere, înlocuindu-le cu „exces de aer”, care va preveni formarea de NOx (până la 90,0%) și va reduce emisiile de „gaze cu efect de seră” (СО). 2), precum și consumul de combustibil ars (până la 1,5%).

Invenţia se referă la inginerie energetică, în special la centrale electrice pentru ardere diferite feluri combustibil și metode de utilizare a gazelor de ardere pentru arderea combustibilului în centrale electrice.

Centrala electrică pentru arderea combustibilului conține un cuptor (1) cu arzătoare (2) și o conductă de gaz convectivă (3) conectată printr-un evacuator de fum (4) și un coș de fum (5) la un coș (6); conducta de aer exterior (9) conectată la coșul de fum (5) prin conducta de derivație a gazelor arse (11) și conducta de aer (14) a amestecului de aer exterior și gaze de ardere, care este conectată la ventilatorul de tiraj (13); o clapetă de accelerație (10) montată pe conducta de aer (9) și un clapete (12) montat pe conducta de derivație a gazelor arse (11), clapeta de accelerație (10) și clapeta (12) fiind echipate cu actuatoare; încălzitor de aer (8) situat în conducta de gaz convectivă (3), conectat la ventilatorul de tiraj (13) și conectat la arzătoarele (2) prin conducta de aer (15) a amestecului încălzit de aer exterior și gaze de ardere; un senzor de prelevare a probelor de gaze arse (16) instalat la intrarea în coșul convectiv (3) și conectat la un analizor de gaze (17) pentru determinarea conținutului de oxigen și monoxid de carbon din gazele de ardere; unitatea electronică de comandă (18), care este conectată la analizorul de gaz (17) și la dispozitivele de acţionare ale clapetei (10) și supapei (12). Metoda de utilizare a gazelor de ardere pentru arderea combustibilului în centrală electrică include preluarea unei părți din gazele de ardere cu o presiune statică mai mare decât cea atmosferică din coșul de fum (5) și alimentarea acesteia prin conducta de derivație a gazelor de ardere (11) către conducta de aer exterior (9) cu o presiune statică a aerului exterior mai mică decât atmosferice; reglarea alimentării cu aer exterior și gaze arse de către actuatoarele clapetei de accelerație (10) și clapetei (12), controlate unitate electronică control (18), astfel încât procentul de oxigen din aerul exterior să fie redus la un nivel la care, la intrarea în coșul convectiv (3), conținutul de oxigen din gazele de ardere să fie mai mic de 1% în absența monoxid de carbon; amestecarea ulterioară a gazelor de ardere cu aerul exterior în conducta de aer (14) și ventilatorul de tiraj (13) pentru a obține un amestec omogen de aer exterior și gaze de ardere; încălzirea amestecului rezultat în încălzitorul de aer (8) prin utilizarea căldurii gazelor de ardere; alimentarea amestecului încălzit la arzătoarele (2) prin conducta de aer (15).

2. Rezultatul creșterii eficienței energetice în timpul implementării în masă.
Economii de până la 1,5% la combustibilul ars în cazane, CHPP sau SDPP

3. Este nevoie de cercetări suplimentare pentru a extinde lista de obiecte pentru introducerea acestei tehnologii?
Există, pentru că tehnologia propusă poate fi aplicată și motoarelor combustie internași pentru instalațiile cu turbine cu gaz.

4. Motive pentru care tehnologia de eficientizare energetică propusă nu este aplicată la scară de masă.
Motivul principal este noutatea tehnologiei propuse și inerția psihologică a specialiștilor din domeniul ingineriei termoenergetice. Este necesară mediatizarea tehnologiei propuse în Ministerele Energiei și Ecologiei, companiile energetice producătoare de energie electrică și termică.

5. Stimulente existente, constrângere, stimulente pentru introducerea tehnologiei (metodei) propuse și necesitatea îmbunătățirii acestora.
Introducerea de noi cerințe de mediu mai stricte pentru emisiile de NOx de la unitățile cazanelor

6. Disponibilitatea restricțiilor tehnice și de altă natură privind utilizarea tehnologiei (metodei) la diferite facilități.
Extindeți sfera de aplicare a clauzei 4.3.25 din „REGULILE DE FUNCȚIONARE TEHNICĂ A STAȚIILOR ȘI REȚELELE ELECTRICE ALE FEDERAȚIEI RUSE ORDINUL MINISTERULUI ENERGIEI FEDERATIEI RUSE DIN 19 IUNIE 2003 Nr. 229 care arde orice tip de combustibili” . În următoarea ediţie: „... Pe cazane cu abur, arderea oricărui combustibil, în domeniul de control al sarcinilor, arderea acestuia trebuie efectuată, de regulă, cu coeficienți de aer în exces la ieșirea cuptorului mai mici de 1,03 ... ".

7. Necesitatea cercetării și dezvoltării și a testării suplimentare; temele și scopurile lucrării.
Necesitatea cercetării și dezvoltării este de a obține informații vizuale ( film educativ) să familiarizeze angajații companiilor de energie termică cu tehnologia propusă.

8. Disponibilitatea decretelor, regulilor, instrucțiunilor, standardelor, cerințelor, măsurilor prohibitive și a altor documente care reglementează utilizarea acestei tehnologii (metode) și obligatorii pentru executare; necesitatea de a le aduce modificări sau nevoia de a schimba înseși principiile formării acestor documente; prezența preexistentelor documente normative, reglementări și necesitatea refacerii acestora.
Extindeți sfera de aplicare a „REGULUI PENTRU FUNCȚIONAREA TEHNICĂ A STAȚIILOR ȘI REȚELELOR ELECTRICE ALE FEDERAȚIEI RUSE ORDINUL MINISTERULUI ENERGIEI FEDERATIEI RUSĂ DIN 19 IUNIE 2003 Nr. 229”

clauza 4.3.25 pentru cazane care ard orice tip de combustibil. În următoarea ediție: „… La cazanele cu abur care ard combustibil, în intervalul de control al sarcinilor, arderea acestuia trebuie efectuată, de regulă, cu coeficienți de aer în exces la ieșirea cuptorului mai mici de 1,03 ...».

clauza 4.3.28. „... Pornirea cazanului cu păcură sulfuroasă trebuie efectuată cu sistemul de încălzire cu aer (încălzitoare, sistem de recirculare a aerului cald) pornit în prealabil. Temperatura aerului din fața încălzitorului de aer în timpul perioadei inițiale de aprindere a unui cazan cu ulei nu trebuie, de regulă, să fie mai mică de 90°C. Aprinderea cazanului pe orice alt tip de combustibil trebuie efectuată cu sistemul de recirculare a aerului pornit în prealabil»

9. Necesitatea de a dezvolta noi sau de a modifica legi și reglementări existente.
Nu este necesar

10. Disponibilitatea proiectelor pilot implementate, analiza eficacității lor reale, deficiențele identificate și propunerile de îmbunătățire a tehnologiei, ținând cont de experiența acumulată.
Testarea tehnologiei propuse a fost efectuată pe un cazan pe gaz montat pe perete cu tiraj forțat și ieșire de gaze de ardere (produse de ardere a gazelor naturale) către fațada clădirii cu o putere nominală de 24,0 kW, dar sub o sarcină de 8,0 kW. Gazele de ardere au fost alimentate la centrala printr-o conducta instalata la o distanta de 0,5 m de emisia de ardere a cosului coaxial al cazanului. Cutia a întârziat ieșirea fumului, care la rândul său a înlocuit „excesul de aer” necesar arderii complete a gazelor naturale, iar analizorul de gaze instalat la ieșirea din coșul cazanului (loc obișnuit) a controlat emisiile. În urma experimentului, a fost posibilă reducerea emisiilor de NOx cu 86,0% și reducerea emisiilor de „gaze cu efect de seră” CO2 cu 1,3%.

11. Posibilitatea de a influența alte procese în timpul introducerii în masă a acestei tehnologii (modificare situația de mediu, impact posibil asupra sănătății oamenilor, creșterea fiabilității aprovizionării cu energie, modificarea programelor de încărcare zilnice sau sezoniere echipamente de putere, schimbarea indicatori economici generarea și transmiterea energiei etc.).
Îmbunătățirea situației de mediu care afectează sănătatea oamenilor și reducerea costurilor cu combustibilul în producția de energie termică.

12. Necesitatea pregătirii speciale a personalului calificat pentru exploatarea tehnologiei introduse și dezvoltarea producției.
Va fi suficientă instruirea personalului de service existent al unităților de cazane cu tehnologia propusă.

13. Metode de implementare sugerate:
finanțare comercială (la recuperare a costurilor), deoarece tehnologia propusă se amortizează în maximum doi ani.

Informații furnizate de: Y. Panfil, PO Box 2150, Chișinău, Moldova, MD 2051, e-mail: [email protected]

Pentru a Adauga descriere tehnologie de economisire a energiei la Catalog, completați chestionarul și trimiteți-l la marcat „la catalog”.

Pagina 1

Compoziția gazelor de ardere se calculează pe baza reacțiilor de ardere părțile constitutive combustibil.

Compoziția gazelor de ardere se determină cu ajutorul unor dispozitive speciale numite analizoare de gaze. Acestea sunt principalele instrumente care determină gradul de perfecțiune și eficiență a procesului de ardere, în funcție de conținutul de dioxid de carbon din gazele de ardere, a cărui valoare optimă depinde de tipul de combustibil, tipul și calitatea dispozitivului de ardere.

Compoziția gazelor de ardere în starea de echilibru se modifică după cum urmează: conținutul de H2S și S02 este în scădere constantă, 32, CO2 și CO - se modifică ușor / În arderea strat cu strat a oxa, straturile superioare ale catalizatorului sunt regenerate mai devreme decât cele inferioare. Se observă o scădere treptată a temperaturii în zona de reacție, iar oxigenul apare în gazele de ardere la ieșirea din reactor.

Compoziția gazelor de ardere este controlată prin probe.

Compoziția gazelor de ardere este determinată nu numai de conținutul de vapori de apă, ci și de conținutul altor componente.

Compoziția gazelor de ardere variază de-a lungul lungimii flăcării. Nu este posibil să se țină cont de această modificare atunci când se calculează transferul radiativ de căldură. Prin urmare, calculele practice ale transferului radiativ de căldură se bazează pe compoziția gazelor de ardere la capătul camerei. Această simplificare este justificată într-o anumită măsură de considerația că procesul de ardere se desfășoară de obicei intens în partea inițială, nu foarte mare, a camerei și, prin urmare, majoritatea camera este ocupată de gaze a căror compoziție este apropiată de compoziția sa de la capătul camerei. La sfârșitul acestuia conține aproape întotdeauna foarte puțini produse de ardere incompletă.

Compoziția gazelor de ardere se calculează pe baza reacțiilor de ardere ale părților constitutive ale combustibilului.

Compoziția gazelor de ardere în timpul arderii complete a gazelor din diferite câmpuri diferă ușor.

Gazele de ardere includ: 2 61 kg CO2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg de N2 și 3 81 kg de aer la 1 kg de cărbune. La 870 C, volumul gazelor de ardere la 1 kg de cărbune este de 45 m3, iar la 16 C este de 113 m3; densitatea amestecului de gaze arse este de 0,318 kg/l3, care este de 103 ori mai mare decât densitatea aerului la aceeași temperatură.

Unităţi de măsură ale componentelor gazoase ale produselor de ardere →

Conținutul secțiunii

La arderea combustibililor organici în cuptoarele cazanelor, se formează diverse produse de ardere, cum ar fi oxizi de carbon CO x \u003d CO + CO 2, vapori de apă H 2 O, oxizi de sulf SO x \u003d SO 2 + SO 3, oxizi de azot NO x \ u003d NO + NO 2 , hidrocarburi policiclice aromatice (HAP), fluoruri, compuși de vanadiu V 2 O 5 , particule etc. (vezi Tabelul 7.1.1). La arderea incompletă a combustibilului în cuptoare, gazele de eșapament pot conține, de asemenea, hidrocarburi CH 4, C 2 H 4 etc. Toate produsele de ardere incompletă sunt dăunătoare, totuși, atunci când tehnologie moderna arderea combustibilului, formarea lor poate fi minimizată [1].

Tabelul 7.1.1. Emisii specifice de la arderea combustibililor organici în cazanele electrice [3]

Simboluri: A p, S p – respectiv, conținutul de cenușă și sulf pe masa de lucru de combustibil, %.

Criteriul de evaluare sanitară a mediului este concentrația maximă admisă (MPC) a unei substanțe nocive în aerul atmosferic la nivelul solului. MPC trebuie înțeles ca o astfel de concentrație diverse substanteși compuși chimici, care, atunci când este expus zilnic pentru o perioadă lungă de timp organismului uman, nu provoacă modificări patologice sau boli.

Concentrațiile maxime admisibile (MPC) de substanțe nocive în aerul atmosferic din zonele populate sunt date în tabel. 7.1.2 [4]. Concentrația maximă unică de substanțe nocive este determinată de probe prelevate în 20 de minute, media zilnică - pe zi.

Tabelul 7.1.2. Concentrații maxime admise de substanțe nocive în aerul atmosferic al zonelor populate

Poluant	Concentrația maximă admisă, mg/m 3
Maxim o singură dată	Mediu zilnic
Praf netoxic	0,5	0,15
dioxid de sulf	0,5	0,05
monoxid de carbon	3,0	1,0
monoxid de carbon	3,0	1,0
dioxid de azot	0,085	0,04
Oxid de azot	0,6	0,06
funingine (funingine)	0,15	0,05
sulfat de hidrogen	0,008	0,008
Benz(a)piren	-	0,1 μg / 100 m 3
pentoxid de vanadiu	-	0,002
Compuși cu fluor (pentru fluor)	0,02	0,005
Clor	0,1	0,03

Calculele sunt efectuate pentru fiecare substanță nocivă separat, astfel încât concentrația fiecăreia dintre ele să nu depășească valorile date în tabel. 7.1.2. Pentru casele de cazane, aceste condiții sunt înăsprite prin introducere cerințe suplimentare asupra necesității de a rezuma impactul oxizilor de sulf și azot, care este determinat de expresie

În același timp, din cauza deficiențelor locale de aer sau a condițiilor termice și aerodinamice nefavorabile, în cuptoare și camere de ardere se formează produse de ardere incomplete, formate în principal din monoxid de carbon CO (monoxid de carbon), hidrogen H 2 și diferite hidrocarburi, care caracterizează căldura. pierderi în unitatea cazanului din incompletitudinea chimică a arderii (subardere chimică).

În plus, în timpul procesului de ardere, se obțin o serie de compuși chimici, care se formează ca urmare a oxidării diferitelor componente ale combustibilului și azotului din aer N2. Cea mai semnificativă parte a acestora este oxizii de azot NO x și sulf SO x .

Oxizii de azot se formează prin oxidare ca azot molecular aerul și azotul conținute în combustibil. Studiile experimentale au arătat că ponderea principală a NO x format în cuptoarele cazanelor, și anume 96÷100%, revine monoxidului (oxidului) de azot NO. Dioxidul de azot NO 2 și hemioxidul de azot N 2 O se formează în cantități mult mai mici, iar ponderea lor este de aproximativ: pentru NO 2 - până la 4%, iar pentru N 2 O - sutimi de procent din emisia totală de NO x. În condiții tipice de ardere a combustibililor în cazane, concentrațiile de dioxid de azot NO 2 sunt, de regulă, neglijabile în comparație cu conținutul de NO și variază de obicei între 0÷7 ppm până la 20÷30 ppm. În același timp, amestecarea rapidă a regiunilor calde și reci într-o flacără turbulentă poate duce la concentrații relativ mari de dioxid de azot în zonele reci ale fluxului. În plus, emisia parțială de NO 2 are loc în partea superioară a cuptorului și în coșul orizontal (la T> 900÷1000 K) iar la anumite condiții poate ajunge și la dimensiuni vizibile.

Hemoxidul de azot N 2 O, format în timpul arderii combustibililor, este, aparent, un intermediar de scurtă durată. N 2 O este practic absent în produsele de ardere din spatele cazanelor.

Sulful conținut în combustibil este o sursă de formare a oxizilor de sulf SO x: anhidride SO 2 sulfuroase (dioxid de sulf) și SO 3 sulfuric (trioxid de sulf). Emisia de masă totală de SO x depinde numai de conținutul de sulf din combustibilul S p , iar concentrația acestora în gazele de ardere depinde și de coeficientul de debit de aer α. De regulă, ponderea SO 2 este de 97÷99%, iar ponderea SO 3 este de 1÷3% din producția totală de SO x . Conținutul real de SO 2 în gazele care părăsesc cazanele variază de la 0,08 la 0,6%, iar concentrația de SO 3 - de la 0,0001 la 0,008%.

Printre componente nocive gazele de ardere ocupă un loc aparte grup mare hidrocarburi aromatice policiclice (HAP). Multe HAP au activitate cancerigenă și (sau) mutagenă ridicată, activează smogul fotochimic în orașe, ceea ce necesită un control strict și limitarea emisiilor lor. În același timp, unele HAP, cum ar fi fenantren, fluoranten, piren și o serie de altele, sunt aproape inerte din punct de vedere fiziologic și nu sunt cancerigene.

HAP se formează ca urmare a arderii incomplete a oricăror combustibili cu hidrocarburi. Acesta din urmă apare din cauza inhibării reacțiilor de oxidare a hidrocarburilor combustibile de către pereții reci ai dispozitivelor de ardere și poate fi cauzat și de un amestec nesatisfăcător de combustibil și aer. Aceasta duce la formarea în cuptoare (camere de ardere) de zone oxidante locale cu temperatura scazuta sau zone cu exces de combustibil.

Din cauza un numar mare diferite HAP din gazele de ardere și dificultatea de a măsura concentrațiile acestora, se obișnuiește să se estimeze nivelul de contaminare cancerigen a produselor de ardere și a aerului atmosferic prin concentrația celui mai puternic și stabil cancerigen, benzo(a)piren (B(a) P) C20H12.

Datorită toxicității ridicate, trebuie făcute o mențiune specială pentru astfel de produse de ardere a păcurului precum oxizii de vanadiu. Vanadiul este conținut în partea minerală a păcurului și, atunci când este ars, formează oxizi de vanadiu VO, VO 2 . Cu toate acestea, în timpul formării depunerilor pe suprafețele convective, oxizii de vanadiu sunt prezenți în principal sub formă de V 2 O 5 . Pentoxidul de vanadiu V 2 O 5 este cea mai toxică formă de oxizi de vanadiu, prin urmare emisiile acestora sunt contabilizate în termeni de V 2 O 5 .

Tabelul 7.1.3. Concentrația aproximativă a substanțelor nocive în produsele de ardere în timpul arderii combustibililor organici în cazanele electrice

Emisii =	Concentrație, mg/m 3
	Gaz natural	păcură	Cărbune
Oxizi de azot NO x (în termeni de NO 2)	200÷ 1200	300÷ 1000	350 ÷1500
Dioxid de sulf SO2	-	2000÷6000	1000÷5000
Anhidrida sulfurica SO 3	-	4÷250	2 ÷100
Monoxid de carbon ASA DE	10÷125	10÷150	15÷150
Benz (a) piren C 20 H 12	(0,1÷1, 0) 10 -3	(0,2÷4,0) 10 -3	(0,3÷14) 10 -3
Particule solide	-	<100	150÷300

În timpul arderii păcurului și a combustibililor solizi, emisiile conțin și particule în suspensie, constând din cenușă zburătoare, particule de funingine, HAP și combustibil nears ca urmare a arderii mecanice insuficiente.

Intervalele concentrațiilor de substanțe nocive din gazele de ardere în timpul arderii diferitelor tipuri de combustibili sunt date în tabel. 7.1.3.

Gazul natural este cel mai utilizat combustibil astăzi. Gazul natural se numește gaz natural deoarece este extras chiar din intestinele Pământului.

Procesul de ardere a gazelor este o reacție chimică în care gazul natural interacționează cu oxigenul conținut în aer.

În combustibilul gazos există o parte combustibilă și o parte incombustibilă.

Principalul component combustibil al gazelor naturale este metanul - CH4. Conținutul său în gaze naturale ajunge la 98%. Metanul este inodor, insipid și non-toxic. Limita sa de inflamabilitate este de la 5 la 15%. Aceste calități au făcut posibilă utilizarea gazelor naturale ca unul dintre principalele tipuri de combustibil. Concentrația de metan este mai mult de 10% periculoasă pentru viață, așa că poate apărea sufocarea din cauza lipsei de oxigen.

Pentru a detecta o scurgere de gaz, gazul este supus odorizării, cu alte cuvinte, se adaugă o substanță cu miros puternic (etil mercaptan). În acest caz, gazul poate fi detectat deja la o concentrație de 1%.

Pe lângă metan, gazele combustibile precum propanul, butanul și etanul pot fi prezente în gazele naturale.

Pentru a asigura arderea de înaltă calitate a gazului, este necesar să aduceți aer în zona de ardere în cantități suficiente și să obțineți o bună amestecare a gazului cu aerul. Raportul de 1: 10 este considerat optim, adică zece părți de aer cad pe o parte a gazului. În plus, este necesar să se creeze regimul de temperatură dorit. Pentru ca gazul să se aprindă, acesta trebuie încălzit la temperatura sa de aprindere, iar în viitor temperatura nu ar trebui să scadă sub temperatura de aprindere.

Este necesar să se organizeze eliminarea produselor de ardere în atmosferă.

Arderea completă se realizează dacă nu există substanțe combustibile în produsele de ardere eliberate în atmosferă. În acest caz, carbonul și hidrogenul se combină și formează dioxid de carbon și vapori de apă.

Vizual, cu arderea completă, flacăra este albastru deschis sau violet-albăstrui.

Arderea completă a gazului.

metan + oxigen = dioxid de carbon + apă

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

Pe lângă aceste gaze, azotul și oxigenul rămas intră în atmosferă cu gaze combustibile. N2 + O2

Dacă arderea gazului nu este completă, atunci substanțele combustibile sunt emise în atmosferă - monoxid de carbon, hidrogen, funingine.

Arderea incompletă a gazului are loc din cauza aerului insuficient. În același timp, limbi de funingine apar vizual în flacără.

Pericolul arderii incomplete a gazului este că monoxidul de carbon poate provoca otrăvirea personalului din camera cazanelor. Conținutul de CO din aer 0,01-0,02% poate provoca otrăviri ușoare. Concentrațiile mai mari pot duce la otrăviri severe și la moarte.

Funinginea rezultată se depune pe pereții cazanelor, înrăutățind astfel transferul de căldură către lichidul de răcire, ceea ce reduce eficiența cazanului. Funinginea conduce căldura de 200 de ori mai rău decât metanul.

Teoretic, este nevoie de 9m3 de aer pentru a arde 1m3 de gaz. În condiții reale, este nevoie de mai mult aer.

Adică este nevoie de o cantitate în exces de aer. Această valoare, notată alpha, arată de câte ori se consumă mai mult aer decât este necesar teoretic.

Coeficientul alfa depinde de tipul unui anumit arzător și este de obicei prescris în pașaportul arzătorului sau în conformitate cu recomandările organizației de punere în funcțiune.

Odată cu creșterea cantității de aer în exces peste cel recomandat, pierderile de căldură cresc. Odată cu o creștere semnificativă a cantității de aer, poate apărea separarea flăcării, creând o urgență. Dacă cantitatea de aer este mai mică decât cea recomandată, arderea va fi incompletă, creând astfel riscul de otrăvire a personalului cazanului.

Pentru a controla mai precis calitatea arderii combustibilului, există dispozitive - analizoare de gaze care măsoară conținutul anumitor substanțe din compoziția gazelor de eșapament.

Analizatoarele de gaze pot fi furnizate cu boilere. Dacă acestea nu sunt disponibile, măsurătorile relevante sunt efectuate de către organizația de punere în funcțiune folosind analizoare portabile de gaz. Se întocmește o hartă a regimului în care sunt prescriși parametrii de control necesari. Prin aderarea la acestea, puteți asigura arderea normală completă a combustibilului.

Principalii parametri pentru controlul arderii combustibilului sunt:

• raportul dintre gaz și aer furnizat arzătoarelor.

• raportul de aer în exces.

• crăpătură în cuptor.

• Factorul de randament al cazanului.

În același timp, randamentul cazanului înseamnă raportul dintre căldura utilă și valoarea căldurii totale consumate.

Compoziția aerului

Denumirea gazului	Element chimic	Conținut în aer
Azot	N2	78 %
Oxigen	O2	21 %
argon	Ar	1 %
Dioxid de carbon	CO2	0.03 %
Heliu	El	mai puțin de 0,001%
Hidrogen	H2	mai puțin de 0,001%
Neon	Ne	mai puțin de 0,001%
Metan	CH4	mai puțin de 0,001%
Krypton	kr	mai puțin de 0,001%
Xenon	Xe	mai puțin de 0,001%