ترکیب گازهای دودکش هنگام سوزاندن گاز طبیعی. نجاری، اجاق گاز، کار نقاشی، تولید پله و نرده

تحلیل و بررسی گازهای دودکشدیگ بخار به شما امکان می دهد انحرافات را شناسایی و از بین ببرید حالت های عادیکار، در نتیجه افزایش بازده احتراق سوخت و کاهش انتشار گازهای سمی در جو. برای درک اینکه نیروگاه احتراق سوخت چقدر کارآمد عمل می کند و چگونه می توان انحرافات در عملکرد آن را با استفاده از تجزیه و تحلیل گازهای دودکش شناسایی کرد، باید بدانید که چه گازهایی و در چه غلظت هایی در گازهای دودکش وجود دارد.

در زیر اجزای گاز دودکش به ترتیب کاهش غلظت در گازهای دودکش آورده شده است.

نیتروژن N2.

نیتروژن عنصر اصلی هوای محیط است (79%). نیتروژن در فرآیند احتراق شرکت نمی کند و به عنوان بالاست عمل می کند. هنگامی که به داخل دیگ پمپ می شود، گرم می شود و انرژی صرف شده برای گرم کردن آن را با خود به دودکش می برد و باعث کاهش راندمان دیگ می شود. آنالایزرهای گاز دودکش غلظت نیتروژن را اندازه گیری نمی کنند.

دی اکسید کربن CO2.

در هنگام احتراق سوخت تشکیل می شود. گاز خفه کننده در غلظت های بالاتر از 15 درصد حجمی باعث از دست دادن سریع هوشیاری می شود. آنالایزرهای گازهای دودکش معمولاً غلظت دی اکسید کربن را اندازه گیری نمی کنند، بلکه آن را با محاسبه بر اساس غلظت اکسیژن باقیمانده تعیین می کنند. برخی از مدل های آنالایزر گاز، به عنوان مثال MRU Vario Plus، ممکن است دارای حسگرهای مادون قرمز نوری برای اندازه گیری غلظت دی اکسید کربن باشند.

  • مشعل های دیزل - 12.5…14٪
  • مشعل گاز - 8…11٪

اکسیژن O2.

اکسیژن باقیمانده که به دلیل هوای اضافی در فرآیند احتراق استفاده نمی شود، همراه با گازهای خروجی آزاد می شود. غلظت اکسیژن باقیمانده برای قضاوت در مورد کامل بودن (بازدهی) احتراق سوخت استفاده می شود. علاوه بر این، غلظت اکسیژن اتلاف حرارت با گازهای دودکش و غلظت دی اکسید کربن را تعیین می کند.

غلظت اکسیژن در آنالایزرهای گاز دودکش قابل حمل با استفاده از حسگرهای اکسیژن الکتروشیمیایی اندازه گیری می شود؛ در آنالایزرهای گاز ثابت، سنسورهای زیرکونیوم نیز اغلب استفاده می شود.

  • مشعل های دیزل - 2…5٪
  • مشعل گاز - 2…6٪

مونوکسید کربن CO.

مونوکسید کربن یا مونوکسید کربن- گاز سمی که محصول احتراق ناقص است. گاز سنگین‌تر از هوا است و در صورت نشتی یا سوختگی در دودکش‌های دیگ، می‌تواند در محیط کار رها شود و پرسنل را در معرض خطر مسمومیت قرار دهد. در غلظت CO تا 10000 ppm، معمولاً از سلول های الکتروشیمیایی برای تشخیص آن استفاده می شود. برای اندازه گیری غلظت های بالای 10000 پی پی ام، سلول های نوری عمدتاً از جمله در آنالایزرهای گاز قابل حمل استفاده می شود.

  • مشعل های دیزل - 80…150 ppm
  • مشعل های گازی - 80…100 ppm

اکسیدهای نیتروژن (NOx).

در دمای بالادر کوره بویلرها، نیتروژن با اکسیژن موجود در هوا، اکسید نیتروژن NO را تشکیل می دهد. متعاقباً NO تحت تأثیر اکسیژن به NO2 اکسید می شود. اجزای NO و NO2 را اکسیدهای نیتروژن NOx می نامند.

غلظت NO توسط حسگرهای الکتروشیمیایی اندازه گیری می شود. NO2 در مدل های ساده آنالایزرهای گاز با محاسبه تعیین می شود و معادل 5...10 درصد غلظت NO اندازه گیری شده در نظر گرفته می شود. در برخی موارد، غلظت NO2 توسط یک سنسور دی اکسید نیتروژن الکتروشیمیایی جداگانه اندازه گیری می شود. در هر صورت غلظت حاصل از اکسیدهای نیتروژن NOx برابر با مجموع غلظت NO و NO2 است.

  • مشعل های دیزلی - 50…120 ppm
  • مشعل های گازی - 50…100 ppm

دی اکسید گوگرد (SO2).

گاز سمی که از سوزاندن سوخت های حاوی گوگرد تولید می شود. هنگامی که SO2 با آب (میعانات) یا بخار واکنش می دهد، اسید سولفوردار H2SO3 تشکیل می شود. سلول های الکتروشیمیایی معمولاً برای اندازه گیری غلظت SO2 استفاده می شوند.

هیدروکربن های غیر قابل احتراق (CH).

هیدروکربن های غیر قابل احتراق CH در نتیجه احتراق ناقص سوخت تشکیل می شوند. این گروه شامل متان CH4، بوتان C4H10 و بنزن C6H6 است. سلول های مادون قرمز ترموکاتالیستی یا نوری برای اندازه گیری غلظت هیدروکربن های غیر قابل احتراق استفاده می شوند.

برای اندازه گیری غلظت گاز در انتشارات صنعتی و گازهای دودکش، آنالایزرهای گاز Cascade-N 512، DAG 500، Kometa-Topogaz، AKVT و غیره، تولید داخل یا ابزارهای ساخت خارجی از سازندگانی مانند Testo، MSI Drager، MRU، Kane و غیره استفاده می شود. .

اگر ترکیب عنصری جرم کاری سوخت مشخص باشد، می توان از نظر تئوری مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق سوخت و مقدار گازهای دودکش تولیدی را تعیین کرد.

مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق بر حسب محاسبه می شود متر مکعبدر شرایط عادی (0 درجه سانتیگراد و 760 میلی متر جیوه) - برای 1 کیلوگرم سوخت جامد یا مایع و برای 1 متر مکعب گاز.

حجم نظری هوای خشکبرای احتراق کامل 1 کیلوگرم سوخت جامد و مایع، حجم هوای مورد نیاز از نظر نظری، m 3 / kg، با تقسیم جرم اکسیژن مصرفی بر چگالی اکسیژن در شرایط عادی ρN بدست می‌آید.

O 2 = 1.429 کیلوگرم بر متر مکعب و 0.21، زیرا هوا حاوی 21٪ اکسیژن است.

برای احتراق کامل 1 متر مکعب سوخت گازی خشک، حجم هوای مورد نیاز m3/m3،

در فرمول های فوق، محتوای عناصر سوخت به صورت درصد بر حسب جرم، و ترکیب گازهای قابل احتراق CO، H 2، CH 4 و غیره - به عنوان درصد حجمی بیان می شود. СmНn - هیدروکربن های موجود در گاز، به عنوان مثال متان CH 4 = 1, n= 4)، اتان C 2 H 6 = 2, n= 6) و غیره. این نامگذاری های دیجیتالی ضریب (m + n/4) را تشکیل می دهند.

مثال 5. مقدار نظری هوای مورد نیاز برای احتراق 1 کیلوگرم سوخت را تعیین کنید. ترکیب بعدی: C p = 52.1%; H p = 3.8%;

اس آر 4 = 2.9٪; ن آر= 1.1٪; O آر= 9,1%

با جایگزینی این مقادیر به فرمول (27)، به دست می آوریم B=

0,0889 (52,1 + 0,375 2,9) + 0,265 3,8 - - 0.0333 9.1 = 5.03 m3/kg.

مثال 6. مقدار نظری هوای مورد نیاز برای احتراق 1 متر مکعب گاز خشک با ترکیب زیر را تعیین کنید:

CH 4 = 76.7٪; C 2 H 6 = 4.5٪. C 3 H 8 = 1.7٪. C 4 H 10 = 0.8٪. C5H12 = 0.6%؛ H 2 = 1٪; C0 2 = 0.2%; به، = 14,5%.

جایگزین کردن مقادیر عددیبه فرمول (29)، دریافت می کنیم

حجم گاز دودکش نظری.با احتراق کامل سوخت، گازهای خروجی از کوره حاوی: دی اکسید کربن CO 2، بخارات H 2 O (تشکیل شده در طی احتراق هیدروژن سوخت)، دی اکسید گوگرد SO 2، نیتروژن N 2 - گاز خنثی وارد کوره با اتمسفر اکسیژن، نیتروژن از ترکیب سوخت H 2، و همچنین اکسیژن از هوای اضافی O 2. هنگامی که سوخت به طور ناقص سوزانده شود، مونوکسید کربن CO، هیدروژن H2 و متان CH4 به این عناصر اضافه می شود. برای سهولت در محاسبه، محصولات احتراق به گازهای خشک و بخار آب تقسیم می شوند.

محصولات احتراق گازی شامل گازهای سه اتمی CO 2 و SO 2 هستند که مجموع آنها معمولاً با نماد RO 2 نشان داده می شود و گازهای دو اتمی - اکسیژن O 2 و نیتروژن N 2.

سپس برابری به صورت زیر خواهد بود:

با احتراق کامل

R0 2 + 0 2 + N 2 = 100% (31)

با احتراق ناقص

R0 2 + 0 2 + N 2 + CO = 100٪.

حجم گازهای سه اتمی خشک با تقسیم جرم گازهای CO 2 و SO 2 بر چگالی آنها در شرایط عادی بدست می آید.

Pso 2 = 1.94 و Pso 2 = 2.86 کیلوگرم بر متر مکعب - چگالی دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد در شرایط عادی.

1. شرح فناوری (روش) پیشنهادی برای افزایش بهره وری انرژی، تازگی آن و آگاهی از آن.

هنگام سوزاندن سوخت در دیگهای بخار، درصد "هوای اضافی" می تواند از 3 تا 70٪ (به استثنای فنجان های مکش) حجم هوا متغیر باشد که اکسیژن آن در واکنش شیمیایی اکسیداسیون (احتراق) سوخت شرکت می کند.

"هوای اضافی" شرکت کننده در فرآیند احتراق سوخت بخشی از هوای اتمسفر است که اکسیژن آن در واکنش شیمیایی اکسیداسیون سوخت (احتراق) شرکت نمی کند، اما لازم است رژیم سرعت مورد نیاز برای خروج سوخت ایجاد شود. مخلوط هوا از دستگاه مشعل دیگ بخار. "هوای اضافی" یک مقدار متغیر است و برای همان دیگ با مقدار سوخت سوزانده شده نسبت معکوس دارد، یا هرچه سوخت کمتری سوزانده شود، اکسیژن کمتری برای اکسیداسیون (احتراق) آن مورد نیاز است، اما "هوای اضافی" بیشتر است. برای ایجاد نشت رژیم سرعت مورد نیاز مخلوط سوخت و هوا از دستگاه مشعل دیگ بخار لازم است. درصد «هوای اضافی» در کل جریان هوای مورد استفاده برای احتراق کاملسوخت، با درصد اکسیژن موجود در گازهای دودکش اگزوز تعیین می شود.

اگر درصد "هوای اضافی" را کاهش دهید، مونوکسید کربن "CO" (یک گاز سمی) در گازهای دودکش خروجی ظاهر می شود، که نشان دهنده سوختن کم سوخت است، به عنوان مثال. از دست دادن آن و استفاده از "هوای اضافی" منجر به از دست رفتن انرژی حرارتی برای گرم کردن آن می شود که باعث افزایش مصرف سوخت سوخته و افزایش انتشار گازهای گلخانه ای "CO 2" به جو می شود.

هوای اتمسفر از 79 درصد نیتروژن تشکیل شده است (N 2 - گاز بی اثربی رنگ، بی مزه و بی بو)، که وظیفه اصلی ایجاد رژیم سرعت مورد نیاز برای خروج مخلوط سوخت و هوا از دستگاه مشعل نیروگاه را برای احتراق کامل و پایدار سوخت و اکسیژن 21 درصد (O 2) انجام می دهد. که یک اکسید کننده سوخت است. گازهای دودکش را در حالت احتراق اسمی خارج کنید گاز طبیعیدر واحدهای دیگ بخار از 71 درصد نیتروژن (N 2)، 18 درصد آب (H2 O)، 9 درصد دی اکسید کربن (CO 2) و 2 درصد اکسیژن (O 2) تشکیل شده است. درصد اکسیژن موجود در گازهای دودکش معادل 2% (در خروجی از کوره) نشان دهنده وجود 10% هوای اضافی اتمسفر در کل جریان هوا است که در ایجاد رژیم سرعت مورد نیاز برای جریان مخلوط سوخت و هوا نقش دارد. از دستگاه مشعل واحد دیگ بخار برای اکسیداسیون کامل (احتراق) سوخت.

در فرآیند احتراق کامل سوخت در دیگهای بخار، لازم است از گازهای دودکش استفاده شود و "هوای اضافی" با آنها جایگزین شود که از تشکیل NOx (تا 90.0٪) جلوگیری می کند و انتشار گازهای گلخانه ای (CO) را کاهش می دهد. 2) و همچنین مصرف سوخت سوخته (تا 1.5٪).

این اختراع به مهندسی برق حرارتی، به ویژه نیروگاه های احتراق مربوط می شود انواع مختلفسوخت‌ها و روش‌های استفاده از گازهای دودکش برای احتراق سوخت در نیروگاه‌ها.

یک نیروگاه برای سوزاندن سوخت شامل یک کوره (1) با مشعل (2) و یک دودکش همرفتی (3) است که از طریق یک اگزوز دود (4) و یک دودکش (5) به یک دودکش (6) متصل می شود. یک مجرای هوا (9) از هوای بیرون متصل به دودکش (5) از طریق یک لوله بای پس (11) از گازهای دودکش و یک مجرای هوا (14) از مخلوطی از هوای بیرون و گازهای دودکش، که به یک فن دمنده متصل است. (13)؛ یک دریچه گاز (10) نصب شده روی مجرای هوا (9) و یک سوپاپ (12) نصب شده بر روی خط لوله بای پس گاز دودکش (11) که در آن دریچه گاز (10) و شیر (12) مجهز به محرک هستند. بخاری هوا (8)، واقع در دودکش همرفتی (3)، متصل به فن دمنده (13) و از طریق مجرای هوا (15) مخلوط گرم شده هوای بیرون و گازهای دودکش به مشعل ها (2) متصل می شود. سنسور (16) برای نمونه برداری از گازهای دودکش، نصب شده در ورودی دودکش همرفتی (3) و متصل به یک آنالایزر گاز (17) برای تعیین محتوای اکسیژن و مونوکسید کربن در گازهای دودکش. واحد کنترل الکترونیکی (18) که به آنالایزر گاز (17) و به محرک های دریچه گاز (10) و شیر (12) متصل است. روشی برای استفاده از گازهای دودکش برای سوزاندن سوخت در یک نیروگاه شامل انتخاب بخشی از گازهای دودکش با فشار استاتیکی بیشتر از اتمسفر از دودکش (5) و تغذیه آن از طریق یک خط لوله بای پس گاز دودکش (11) به یک کانال هوای بیرونی است. (9) با فشار ساکن هوای خارجی کمتر از اتمسفر؛ تنظیم تامین هوای بیرون و گازهای دودکش توسط محرک های دریچه گاز (10) و شیر (12) که توسط واحد کنترل الکترونیکی (18) کنترل می شود، به طوری که درصد اکسیژن در هوای بیرون به سطحی کاهش می یابد که در آن در ورودی دودکش همرفتی (3) محتوای اکسیژن در گازهای دودکش کمتر از 1٪ در غیاب مونوکسید کربن بود. اختلاط بعدی گازهای دودکش با هوای بیرون در مجرای هوا (14) و فن دمنده (13) برای به دست آوردن مخلوطی همگن از هوای بیرون و گازهای دودکش. گرم کردن مخلوط حاصل در بخاری هوا (8) با بازیافت گرمای گازهای دودکش. تامین مخلوط گرم شده به مشعل ها (2) از طریق مجرای هوا (15).

2. نتیجه افزایش بهره وری انرژی با اجرای انبوه.
صرفه جویی در سوخت سوخته در دیگ بخار خانه ها، نیروگاه های حرارتی یا نیروگاه های منطقه ای ایالتی تا 1.5 درصد

3. آیا نیاز به تحقیقات اضافی برای گسترش فهرست اشیاء برای اجرای این فناوری وجود دارد؟
وجود دارد زیرا فناوری پیشنهادی می تواند برای موتورها نیز اعمال شود احتراق داخلیو برای نیروگاه های توربین گاز.

4. دلایل عدم استفاده از فناوری کارآمد انرژی پیشنهادی در مقیاس انبوه.
دلیل اصلی جدید بودن فناوری پیشنهادی و اینرسی روانی متخصصان در زمینه مهندسی حرارت و برق است. لازم است فناوری پیشنهادی در وزارتخانه های نیرو و محیط زیست، شرکت های انرژی تولید کننده انرژی الکتریکی و حرارتی میانجی گری شود.

5. اقدامات تشویقی، اجباری، مشوق های موجود برای اجرای فناوری (روش) پیشنهادی و نیاز به بهبود آنها.
معرفی الزامات زیست محیطی جدید و سختگیرانه تر برای انتشار NOx از واحدهای دیگ بخار

6. وجود محدودیت های فنی و سایر محدودیت ها در استفاده از فناوری (روش) در سایت های مختلف.
اعتبار بند 4.3.25 "قوانین عملیات فنی نیروگاه ها و شبکه های فدراسیون روسیه دستور وزارت انرژی روسیه 19 ژوئن 2003 برای سوختن هر نوع سوخت دیگ" را گسترش دهید. در نسخه زیر: «...روی دیگ های بخار که هر سوختی را می سوزانند، در محدوده بار کنترلی، احتراق آن قاعدتاً باید با ضرایب هوای اضافی در خروجی کوره کمتر از 1.03 انجام شود... ".

7. نیاز به تحقیق و توسعه و آزمایشات اضافی. موضوعات و اهداف کار
نیاز به تحقیق و توسعه به دست آوردن اطلاعات بصری (فیلم آموزشی) برای آشنایی کارکنان شرکت های حرارت و برق با فناوری پیشنهادی است.

8. در دسترس بودن مقررات، قوانین، دستورالعمل ها، استانداردها، الزامات، اقدامات بازدارنده و سایر اسناد تنظیم کننده استفاده از این فناوری (روش) و اجباری برای اجرا. نیاز به ایجاد تغییرات در آنها یا نیاز به تغییر در اصول تشکیل این اسناد؛ حضور از قبل موجود اسناد نظارتی، مقررات و ضرورت مرمت آنها.
گسترش دامنه "قوانین بهره برداری فنی نیروگاه ها و شبکه های فدراسیون روسیه به دستور شماره 229 وزارت انرژی روسیه 19 ژوئن 2003"

بند 4.3.25 برای بویلرهایی که هر نوع سوختی را می سوزانند. در چاپ بعدی: «… در دیگ های بخار که سوخت را می سوزانند، در محدوده بار کنترلی، احتراق آن باید به طور معمول با ضرایب هوای اضافی در خروجی کوره کمتر از 1.03 انجام شود.».

بند 4.3.28. "... دیگ نفت کوره گوگردی باید با سیستم گرمایش هوا (گرمکن های هوا، سیستم گردش هوای گرم) از قبل روشن روشن شود. دمای هوای جلوی بخاری هوا در دوره اولیه شلیک در دیگ بخار نفتی معمولاً نباید کمتر از 90 درجه سانتیگراد باشد. احتراق دیگ با استفاده از هر نوع سوخت دیگری باید با سیستم چرخش هوا که قبلاً روشن است انجام شود.»

9. ضرورت تدوین قوانین و مقررات جدید یا اصلاح قوانین موجود.
لازم نیست

10. در دسترس بودن اجرا شده پروژه های آزمایشی، تجزیه و تحلیل اثربخشی واقعی آنها، کاستی ها و پیشنهاداتی برای بهبود فناوری با در نظر گرفتن تجربه انباشته شده شناسایی شده است.
آزمایش فناوری پیشنهادی بر روی یک دیگ بخار گاز دیواری با پیش نویس اجباری و گازهای دودکش اگزوز (محصولات احتراق گاز طبیعی) که به نمای ساختمان با توان اسمی 24.0 کیلووات، اما تحت بار 8.0 تخلیه می شود، انجام شد. کیلووات تامین گازهای دودکش به دیگ از طریق یک جعبه نصب شده در فاصله 0.5 متری از انتشار مشعل دودکش کواکسیال دیگ انجام شد. جعبه دود خروجی را حفظ می کرد که به نوبه خود جایگزین "هوای اضافی" لازم برای احتراق کامل گاز طبیعی شد و یک آنالایزر گاز نصب شده در خروجی دودکش دیگ بخار (محل استاندارد) انتشار گازهای گلخانه ای را کنترل می کرد. در نتیجه آزمایش، کاهش انتشار NOx تا 86.0٪ و کاهش انتشار گازهای گلخانه ای CO2 تا 1.3٪ امکان پذیر شد.

11. امکان تأثیرگذاری بر سایر فرآیندها با معرفی انبوه این فناوری (تغییر وضعیت محیطی، تأثیر احتمالی بر سلامت انسان، افزایش قابلیت اطمینان تأمین انرژی، تغییر در برنامه بارگذاری روزانه یا فصلی تجهیزات انرژیتغییرات در شاخص های اقتصادی تولید و انتقال انرژی و غیره).
بهبود وضعیت زیست محیطی که بر سلامت مردم تأثیر می گذارد و کاهش هزینه سوخت هنگام تولید انرژی حرارتی.

12. نیاز به آموزش ویژه پرسنل واجد شرایط برای بهره برداری از فناوری در حال معرفی و توسعه تولید.
آموزش پرسنل عملیاتی موجود واحدهای دیگ بخار با تکنولوژی پیشنهادی کافی خواهد بود.

13. روش های برآوردی اجرا:
تامین مالی تجاری (با بازیابی هزینه)، زیرا فن آوری پیشنهادی حداکثر ظرف دو سال نتیجه می دهد.

اطلاعات ارائه شده توسط: Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldova, MD 2051, Email: [ایمیل محافظت شده]


به منظور. واسه اینکه. برای اینکه توضیحی درباره فناوری صرفه جویی در انرژی اضافه کنیدبه کاتالوگ، پرسشنامه را پر کرده و به آن ارسال کنید با علامت "به کاتالوگ".

مقدار هوای مورد نیاز از نظر تئوری برای احتراق گازهای ژنراتور، کوره بلند و کوره کک و مخلوط آنها با فرمول تعیین می شود:

V 0 4.762/100 *((%CO 2 + %H 2)/2 + 2 ⋅ %CH 4 + 3 ⋅ %C 2 H 4 + 1.5 ⋅ %H 2 S - %O 2)، nm 3 / nm 3 ، جایی که % بر حسب حجم است.

مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق گاز طبیعی:

V 0 4.762/100* (2 ⋅ %CH 4 + 3.5 ⋅ %C 2 H 6 + 5 ⋅ % C 3 H 8 + 6.5 ⋅ % C 4 H 10 + 8 ⋅ % C 5 H 12)، nm 3 / نانومتر 3، که در آن % بر حسب حجم است.

مقدار هوای مورد نیاز از نظر تئوری برای احتراق سوخت جامد و مایع:

V 0 = 0.0889 ⋅ %C P + 0.265 ⋅ %H P - 0.0333 ⋅ (%O P - %S P)، nm 3 / kg، که % وزنی است.

مقدار واقعی هوای احتراق

کامل بودن احتراق مورد نیاز هنگام سوزاندن سوخت با مقدار هوای مورد نیاز نظری، یعنی. در V 0 (α = 1)، تنها در صورتی می توان به دست آورد که سوخت کاملاً با هوای احتراق مخلوط شده باشد و یک مخلوط آماده گرم (استوکیومتری) به شکل گاز باشد. این امر به عنوان مثال هنگام سوزاندن سوخت های گازی با استفاده از مشعل های احتراق بدون شعله و هنگام سوزاندن سوخت های مایع با گاز سازی اولیه آنها با استفاده از مشعل های ویژه حاصل می شود.

مقدار واقعی هوا برای احتراق سوخت همیشه بیشتر از مقدار مورد نیاز تئوری است، زیرا در شرایط عملی تقریباً همیشه مقداری هوای اضافی برای احتراق کامل لازم است. مقدار واقعی هوا با فرمول تعیین می شود:

V α = αV 0، nm 3 / kg یا nm 3 /nm 3 سوخت،

که α ضریب هوای اضافی است.

در روش احتراق شعله ور، هنگامی که سوخت و هوا در طول فرآیند احتراق مخلوط می شوند، برای گاز، نفت کوره و سوخت پودر شده ضریب هوای اضافی α = 1.05-1.25 است. هنگام سوزاندن گاز، که قبلاً کاملاً با هوا مخلوط شده بود، و هنگام سوزاندن نفت کوره با گاز سازی اولیه و اختلاط شدید گاز نفت کوره با هوا، α = 1.00-1.05. با روش لایه سوزاندن زغال سنگ، آنتراسیت و ذغال سنگ نارس در کوره های مکانیکی با تامین سوخت مداوم و حذف خاکستر - α = 1.3-1.4. در طول تعمیر و نگهداری دستی کوره ها: هنگام سوزاندن آنتراسیت α = 1.4، هنگام سوزاندن زغال سنگ سختα = 1.5-1.6، هنگام سوزاندن زغال سنگ قهوه ای α = 1.6-1.8. برای آتشدان های نیمه گاز α = 1.1-1.2.

هوای اتمسفر حاوی مقدار معینی رطوبت است - d گرم بر کیلوگرم هوای خشک. بنابراین، حجم هوای مرطوب اتمسفر مورد نیاز برای احتراق بیشتر از محاسبه شده با استفاده از فرمول های فوق خواهد بود:

V B o = (1 + 0.0016d) ⋅ V o، nm 3 / kg یا nm 3 /nm 3،

V B α = (1 + 0.0016d) ⋅ V α، nm 3 / kg یا nm 3 /nm 3.

در اینجا 0.0016 = 1.293/(0.804*1000) ضریب تبدیل واحد وزنی رطوبت هوا است که بر حسب گرم بر کیلوگرم هوای خشک بیان می شود، به واحدهای حجمی - نانومتر 3 بخار آب موجود در 1 نانومتر 3 هوای خشک.

کمیت و ترکیب محصولات احتراق

برای ژنراتور، کوره بلند، گازهای کوره کک و مخلوط آنها، تعداد محصولات مجزای احتراق کامل در حین احتراق با ضریب هوای اضافی برابر با α:

مقدار دی اکسید کربن

V CO2 = 0.01 (%CO 2 + %CO + %CH 4 + 2 ⋅ %C 2 H 4)، nm 3 / nm 3

مقدار دی اکسید گوگرد

VSO2 = 0.01 ⋅ %H 2 S nm 3 /nm 3 ;

مقدار بخار آب

V H2O = 0.01 (%H 2 + 2 ⋅ %CH 4 + 2 ⋅ % C 2 H 4 + % H 2 S + % H 2 O + 0.16d ⋅ V α)، nm 3 / nm 3،

که در آن 0.16d V B á nm 3 /nm 3 مقدار بخار آب وارد شده توسط مرطوب است. هوای جویبا رطوبت آن d گرم بر کیلوگرم هوای خشک؛

مقدار نیتروژنی که از گاز منتقل شده و با هوا وارد می شود

مقدار اکسیژن آزاد وارد شده توسط هوای اضافی

VO2 = 0.21 (α - 1) ⋅ VO، nm 3 /nm 3.

مقدار کل محصولات احتراق ژنراتور، کوره بلند، گازهای کوره کک و مخلوط آنها برابر است با مجموع اجزای جداگانه آنها:

V dg = 0.01 (%CO 2 + %CO + %H 2 + 3 ⋅ %CH 4 + 4 ⋅ %C 2 H 4 + 2 ⋅ %H 2 S + %H 2 O + %N 2) + + VO ( α + 0.0016 dα - 0.21)، nm 3 / nm 3.

برای گاز طبیعی، مقدار تک تک محصولات احتراق کامل با فرمول های زیر تعیین می شود:

V CO2 = 0.01 (%CO 2 + %CH 4 + 2 ⋅ % C 2 H 6 + 3 ⋅ % C 3 H 8 + 4 ⋅ % C 4 H 10 + 5 ⋅ % C 5 H 12) nm 3 / nm 3 ;

V H2O = 0.01 (2 ⋅ %CH 4 + 3 ⋅ % C 2 H 6 + 4 ⋅ % C 3 H 8 + 5 ⋅ % C 4 H 10 + 6 ⋅ % C 5 H 12 + %H 2 O + 0.0016d V α) nm 3 / nm 3 ;

V N2 = 0.01 ⋅ %N 2 + 0.79 V α، nm 3 /nm 3.

VO2 = 0.21 (α - 1) VO، nm 3 / nm 3.

مقدار کل محصولات احتراق گاز طبیعی:

V dg = 0.01 (%CO 2 + 3 ⋅ %CH 4 + 5 ⋅ % C 2 H 6 + 7 ⋅ % C 3 H 8 + 9 ⋅ % C 4 ⋅H 10 + 11 ⋅ % C 5 H 12 + %H 2 O + + %N 2) + VO (α + 0.0016dα - 0.21)، nm 3 / nm 3.

برای سوخت جامد و مایع، تعداد محصولات مجزای احتراق کامل:

V CO2 = 0.01855 %C P, nm 3 / kg (از این پس درصد درصد عناصر در گاز کار بر حسب جرم است).

V SO2 = 0.007% S P نانومتر 3 / کیلوگرم.

برای سوخت جامد و مایع

V H2O CHEM = 0.112 ⋅ %H P، نانومتر 3 / کیلوگرم،

که در آن V H2O CHIM بخار آب است که در طی احتراق هیدروژن ایجاد می شود.

V H2O FUR = 0.0124% W P، نانومتر 3 / کیلوگرم،

که در آن V H2O FUR بخار آب است که در طی تبخیر رطوبت از سوخت کار تشکیل می شود.

اگر بخار برای اتمیزه کردن سوخت مایع به مقدار W STEAM کیلوگرم بر کیلوگرم سوخت تامین شود، باید مقدار 1.24 W STEAM نانومتر 3 بر کیلوگرم سوخت به حجم بخار آب اضافه شود. رطوبت وارد شده توسط هوای اتمسفر در رطوبت d ​​گرم بر کیلوگرم هوای خشک 0.0016 d V nm 3 / کیلوگرم سوخت است. بنابراین، مقدار کل بخار آب:

V H2O = 0.112 ⋅ %H P + 0.0124 (%W P + 100 ⋅ %W PAR) + 0.0016d V á، نانومتر 3 / کیلوگرم.

V N2 = 0.79 ⋅ V α + 0.008 ⋅ %N P، نانومتر 3 / کیلوگرم

VO2 = 0.21 (α - 1) VO، نانومتر 3 / کیلوگرم.

فرمول کلی برای تعیین محصولات احتراق سوخت جامد و مایع:

V dg = 0.01 + VO (α + + 0.0016 dα - 0.21) نانومتر 3 / کیلوگرم.

حجم گازهای دودکش هنگام سوزاندن سوخت با مقدار هوای مورد نیاز نظری (VO nm 3 / kg، VO nm 3 /nm 3) با توجه به فرمول های محاسباتی داده شده با ضریب هوای اضافی 1.0 تعیین می شود، در حالی که محصولات احتراق می توانند حاوی اکسیژن نیست

گاز طبیعی رایج ترین سوخت امروزی است. گاز طبیعی را گاز طبیعی می نامند زیرا از اعماق زمین استخراج می شود.

فرآیند احتراق گاز است واکنش شیمیایی، که در آن گاز طبیعی با اکسیژن موجود در هوا برهم کنش دارد.

در سوخت گازی یک قسمت قابل احتراق و یک قسمت غیر قابل احتراق وجود دارد.

جزء اصلی قابل اشتعال گاز طبیعی متان - CH4 است. محتوای آن در گاز طبیعی به 98 درصد می رسد. متان بی بو، بی مزه و غیر سمی است. حد اشتعال آن از 5 تا 15 درصد است. همین ویژگی ها است که امکان استفاده از گاز طبیعی را به عنوان یکی از انواع اصلی سوخت فراهم کرده است. غلظت متان بیش از 10 درصد تهدید کننده زندگی است؛ خفگی ممکن است به دلیل کمبود اکسیژن رخ دهد.

برای تشخیص نشت گاز، گاز بو داده می شود، به عبارت دیگر ماده ای با بوی قوی (اتیل مرکاپتان) به آن اضافه می شود. در این مورد، گاز را می توان در غلظت 1٪ تشخیص داد.

علاوه بر متان، گاز طبیعی ممکن است حاوی گازهای قابل اشتعال - پروپان، بوتان و اتان باشد.

برای اطمینان از احتراق گاز با کیفیت بالا، لازم است هوای کافی به منطقه احتراق داده شود و از اختلاط خوب گاز با هوا اطمینان حاصل شود. نسبت بهینه 1: 10 است. یعنی برای یک قسمت گاز ده قسمت هوا وجود دارد. علاوه بر این، لازم است ایجاد شود رژیم دما. برای اینکه گاز مشتعل شود باید تا دمای اشتعال خود گرم شود و در آینده دما نباید از دمای اشتعال کمتر شود.

سازماندهی حذف محصولات احتراق در جو ضروری است.

احتراق کامل در صورتی حاصل می شود که مواد قابل اشتعال در محصولات احتراق منتشر شده در جو وجود نداشته باشد. در این حالت کربن و هیدروژن با هم ترکیب می شوند و دی اکسید کربن و بخار آب تشکیل می دهند.

از نظر ظاهری، با احتراق کامل، شعله آبی روشن یا بنفش مایل به آبی است.

احتراق کامل گاز.

متان + اکسیژن = دی اکسید کربن + آب

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

علاوه بر این گازها، نیتروژن و اکسیژن باقیمانده با گازهای قابل اشتعال در جو آزاد می شوند. N2+O2

اگر احتراق گاز به طور کامل رخ ندهد، مواد قابل اشتعال در جو آزاد می شوند - مونوکسید کربن، هیدروژن، دوده.

احتراق ناقص گاز به دلیل هوای ناکافی رخ می دهد. در همان زمان، زبانه های دوده به صورت بصری در شعله ظاهر می شوند.

خطر احتراق ناقص گاز این است که مونوکسید کربن می تواند باعث مسمومیت پرسنل دیگ بخار شود. محتوای CO در هوا 0.01-0.02٪ می تواند باعث مسمومیت خفیف شود. غلظت های بالاتر می تواند باعث مسمومیت شدید و مرگ شود.

دوده حاصل روی دیواره های دیگ می نشیند و در نتیجه انتقال گرما به مایع خنک کننده را مختل می کند و راندمان اتاق دیگ بخار را کاهش می دهد. دوده 200 برابر بدتر از متان گرما را هدایت می کند.

از نظر تئوری، 9 متر مکعب هوا برای سوزاندن 1 متر مکعب گاز مورد نیاز است. در شرایط واقعی، هوای بیشتری مورد نیاز است.

یعنی مقدار هوای اضافی لازم است. این مقدار که آلفا تعیین می شود، نشان می دهد که چند برابر بیشتر از آنچه که از نظر تئوری لازم است، هوا مصرف می شود.

ضریب آلفا بستگی به نوع مشعل خاص دارد و معمولاً در گذرنامه مشعل یا مطابق با توصیه های سازماندهی کار راه اندازی در حال انجام مشخص می شود.

با افزایش مقدار هوای اضافی از حد توصیه شده، اتلاف حرارت افزایش می یابد. در افزایش قابل توجهمقدار هوا، شعله ممکن است شکسته شود و وضعیت اضطراری ایجاد کند. اگر مقدار هوا کمتر از مقدار توصیه شده باشد، احتراق ناقص خواهد بود و در نتیجه خطر مسمومیت برای پرسنل دیگ بخار ایجاد می شود.

برای کنترل دقیق تر کیفیت احتراق سوخت، دستگاه هایی وجود دارد - آنالایزر گاز، که محتوای برخی از مواد را در ترکیب گازهای خروجی اندازه گیری می کند.

آنالایزرهای گاز را می توان به صورت کامل با دیگ های بخار عرضه کرد. اگر آنها در دسترس نباشند، اندازه گیری های مربوطه توسط سازمان راه اندازی با استفاده از آنالایزرهای گاز قابل حمل انجام می شود. یک نقشه رژیم تهیه می شود که در آن پارامترهای کنترل لازم تجویز می شود. با رعایت آنها می توانید از احتراق کامل سوخت اطمینان حاصل کنید.

پارامترهای اصلی برای تنظیم احتراق سوخت عبارتند از:

  • نسبت گاز و هوای عرضه شده به مشعل ها.
  • ضریب هوای اضافی
  • خلاء در کوره
  • ضریب راندمان دیگ بخار.

در این حالت راندمان دیگ به معنای نسبت گرمای مفید به مقدار کل گرمای مصرفی است.

ترکیب هوا

نام گاز عنصر شیمیایی مطالب موجود در هوا
نیتروژن N2 78 %
اکسیژن O2 21 %
آرگون آر 1 %
دی اکسید کربن CO2 0.03 %
هلیوم او کمتر از 0.001٪
هیدروژن H2 کمتر از 0.001٪
نئون Ne کمتر از 0.001٪
متان CH4 کمتر از 0.001٪
کریپتون Kr کمتر از 0.001٪
زنون Xe کمتر از 0.001٪


 

شاید خواندن آن مفید باشد: