Compoziția gazelor de ardere în timpul arderii gazelor naturale. Tamplarie, cuptor, lucrari de zugravitfabricare scari si garduri

Analiză gaze de ardere cazane vă permite să identificați și să eliminați abaterile de la moduri normale lucru, crescând astfel eficiența arderii combustibilului și reducând emisiile de gaze toxice în atmosferă. Pentru a înțelege cât de eficient funcționează o instalație de ardere și pentru a detecta abaterile în funcționarea acesteia cu ajutorul unui analizor de gaze arse, este necesar să se cunoască ce gaze și în ce concentrații sunt prezente în gazele de ardere.

Componentele gazelor arse sunt enumerate mai jos în ordinea descrescătoare a concentrației lor în gazele arse.

Azot N2.

Azotul este principalul element al aerului ambiental (79%). Azotul nu este implicat în procesul de ardere, este balast. Injectat în cazan, se încălzește și ia cu ea energia cheltuită pentru încălzirea acestuia în coș, reducând randamentul cazanului. Analizoarele de gaze arse nu măsoară concentrația de azot.

Dioxid de carbon CO2.

Formată în timpul arderii combustibilului. Gazul asfixiant, la concentrații de peste 15% în volum, provoacă pierderea rapidă a conștienței. Analizoarele de gaze de ardere nu măsoară de obicei concentrația de dioxid de carbon, ci o determină prin calcul din concentrația de oxigen rezidual. Unele modele de analizoare de gaz, cum ar fi MRU Vario Plus, pot avea încorporați senzori optici cu infraroșu pentru măsurarea concentrațiilor de dioxid de carbon.

  • arzatoare diesel - 12,5...14%
  • arzatoare pe gaz - 8...11%

Oxigen O2.

Oxigenul rezidual, neutilizat în procesul de ardere din cauza excesului de aer, este emis împreună cu gazele de evacuare. Completitudinea (eficiența) arderii combustibilului este judecată de concentrația de oxigen rezidual. În plus, din concentrația de oxigen se determină pierderea de căldură cu gazele de ardere și concentrația de dioxid de carbon.

Concentrația de oxigen în analizoarele portabile de gaze arse este măsurată cu ajutorul senzorilor electrochimici de oxigen; în analizoarele de gaze staționare, senzorii de zirconiu sunt, de asemenea, destul de des utilizați.

  • arzatoare diesel - 2...5%
  • arzatoare pe gaz - 2...6%

Monoxid de carbon CO.

monoxid de carbon sau monoxid de carbon- Gazul otravitor, care este un produs al arderii incomplete. Gazul este mai greu decât aerul și în prezența scurgerilor sau arsurilor în coșurile cazanelor poate fi eliberat în mediul de lucru, expunând personalul la riscul de otrăvire. La concentrații de CO de până la 10.000 ppm, celulele electrochimice sunt de obicei folosite pentru a-l detecta. Pentru măsurarea concentrațiilor peste 10.000 ppm, celulele optice sunt utilizate în principal, inclusiv în analizoarele portabile de gaze.

  • arzatoare diesel - 80…150 ppm
  • arzatoare pe gaz - 80…100 ppm

Oxizi de azot (NOx).

La temperaturi mariîn cuptorul cazanului, azotul formează oxid nitric NO cu oxigenul atmosferic. Ulterior, NO este oxidat la NO2 sub influența oxigenului. Componentele NO și NO2 se numesc oxizi de azot NOx.

Concentrația de NO este măsurată de senzori electrochimici. NO2 în modelele simple de analizoare de gaz se determină prin calcul și se ia egal cu 5 ... 10% procente din concentrația măsurată de NO. În unele cazuri, concentrația de NO2 este măsurată de un senzor electrochimic separat de dioxid de azot. În orice caz, concentrația rezultată de oxizi de azot NOx este egală cu suma concentrațiilor de NO și NO2.

  • arzatoare diesel - 50…120 ppm
  • arzatoare pe gaz - 50…100 ppm

Dioxid de sulf (SO2).

Gaz toxic produs la arderea combustibilului care conține sulf. Când SO2 reacţionează cu apa (condens) sau abur, se formează acid sulfuros H2SO3. Celulele electrochimice sunt utilizate în mod obișnuit pentru a măsura concentrațiile de SO2.

Hidrocarburi ignifuge (CH).

Hidrocarburile incombustibile CH se formează ca urmare a arderii incomplete a combustibilului. Acest grup include metanul CH4, butanul C4H10 și benzenul C6H6. Celulele catalitice termice sau optice în infraroșu sunt utilizate pentru măsurarea concentrațiilor de hidrocarburi incombustibile.

Pentru a măsura concentrațiile de gaze în emisiile industriale și gazele de ardere, analizoare de gaze Kaskad-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT etc. de producție internă sau dispozitive de fabricație străină de la producători precum Testo, MSI Drager, MRU, Kane , etc sunt folosite .

Dacă se cunoaște compoziția elementară a masei de lucru a combustibilului, este posibil să se determine teoretic cantitatea de aer necesară arderii combustibilului și cantitatea de gaze de ardere generate.

Cantitatea de aer necesară arderii este calculată în metri cubiîn condiții normale (0 ° C și 760 mm Hg) - pentru 1 kg de combustibil solid sau lichid și pentru 1 m 3 gazos.

Volumul teoretic al aerului uscat. Pentru arderea completă a 1 kg de combustibil solid și lichid, volumul de aer necesar teoretic, m 3 / kg, se găsește împărțind masa de oxigen consumată la densitatea oxigenului în condiții normale ρ N

Cam 2 \u003d 1,429 kg / m3 și cu 0,21, deoarece aerul conține 21% oxigen

Pentru arderea completă a 1 m 3 de combustibil gazos uscat, volumul necesar de aer, m3 / m3,

În formulele de mai sus, conținutul de elemente combustibile este exprimat în procente în greutate, iar compoziția gazelor combustibile CO, H 2 , CH 4 etc. - ca procent în volum; CmHn - hidrocarburi care formează gazul, de exemplu metanul CH4 (m= 1, n= 4), etan C2H6 (m= 2, n= 6), etc. Aceste numere alcătuiesc coeficientul (m + n/4)

Exemplul 5. Determinați cantitatea teoretică de aer necesară pentru arderea a 1 kg de combustibil următoarea compoziție: Cp = 52,1%; Hp = 3,8%;

S R 4 = 2,9%; N R=1,1%; O R= 9,1%

Înlocuind aceste cantități în formula (27), obținem B=

0,0889 (52,1 + 0,375 2,9) + 0,265 3,8 - - 0,0333 9,1 = 5,03 m3/kg.

Exemplul 6 Determinați cantitatea teoretică de aer necesară pentru arderea a 1 m3 de gaz uscat cu următoarea compoziție:

CH4 = 76,7%; C2H6 = 4,5%; C3H8 = 1,7%; C4H10 = 0,8%; C5H12 = 0,6%; H2 = 1%; CO2 = 0,2%; LA, = 14,5%.

Înlocuind valori numericeîn formula (29), obținem

Volumul teoretic al gazelor de ardere. La arderea completă a combustibilului, gazele de ardere care ies din cuptor conțin: dioxid de carbon CO 2, vapori de H 2 O (formați în timpul arderii combustibilului hidrogen), dioxid de sulf SO 2, azot N 2 - un gaz neutru care a intrat în cuptor cu oxigenul atmosferic, azotul din compoziția combustibilului H 2 , precum și oxigenul din excesul de aer O 2 . La arderea incompletă a combustibilului, la aceste elemente se adaugă monoxid de carbon CO, hidrogen H2 și metan CH4. Pentru confortul calculelor, produsele de ardere sunt împărțite în gaze uscate și vapori de apă.

Produsele de combustie gazoasă constau din gaze triatomice CO 2 și SO 2, a căror sumă este de obicei indicată prin simbolul RO 2, și gaze diatomice - oxigen O 2 și azot N 2.

Atunci egalitatea va arăta astfel:

cu ardere completă

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

cu ardere incompletă

R02 + 02 + N2 + CO = 100%;

Volumul gazelor triatomice uscate se află prin împărțirea maselor de gaze CO 2 și SO 2 la densitatea lor în condiții normale.

Pco 2 = 1,94 și Pso 2 = 2,86 kg / m3 - densitatea dioxidului de carbon și a dioxidului de sulf în condiții normale.

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.

„Excesul de aer” implicat în procesul de ardere a combustibilului este acea parte a aerului atmosferic, al cărei oxigen nu participă la reacția chimică de oxidare (combustie) a combustibilului, dar este necesar să se creeze regimul de viteză necesar pentru scurgerea amestecului combustibil-aer din dispozitivul de arzător al 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 oxidare (ardere), dar mai mult „aer 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 ardere completă combustibil, 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” (gaz otrăvitor) în gazele de ardere, ceea ce indică faptul că combustibilul este subars, de exemplu. 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 de gaze cu efect de seră „CO 2” în atmosferă.

Aerul atmosferic este format din 79% azot (N 2 - gaz inert fără culoare, gust și miros), care îndeplinește funcția principală de a crea modul de viteză necesar pentru scurgerea amestecului combustibil-aer din dispozitivul de arzător al centralei electrice pentru arderea completă și stabilă a combustibilului și 21% oxigen (O 2 ). ), care este oxidantul combustibilului. Ieșirea gazelor arse la modul de ardere nominal gaz naturalîn unitățile cazanelor sunt formate din 71% azot (N 2), 18% apă (H 2 O), 9% dioxid de carbon (CO 2) și 2% oxigen (O 2). 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 de 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 de fum (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 de ardere (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 arse; un senzor de prelevare a probelor de gaze de ardere (16) instalat la intrarea în conducta convectivă (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 control (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 într-o centrală electrică include prelevarea 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 aerul exterior. conducta (9) cu o presiune statică a aerului exterior mai mică decât cea atmosferică; controlul alimentării cu aer exterior și gaze arse de către actuatoarele clapetei de accelerație (10) și clapetei (12), controlate de unitatea electronică de control (18), astfel încât procentul de oxigen din aerul exterior să scadă la un nivel de care la intrarea în conducta de gaz convectivă (3) conținutul de oxigen din gazele de ardere a fost mai mic de 1% în absența monoxidului 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 EXPLOATARE TEHNICĂ A STAȚIILOR ȘI REȚELELOR ELECTRICE ALE FEDERAȚIEI RUSE ORDINUL MINISTERULUI ENERGIEI FEDERATIEI RUSE DIN 19 IUNIE 2003 Nr. 229 de ardere” pentru orice tip de cazane. combustibil. În următoarea formulare: „... La cazanele de abur care ard orice 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 de instruire) pentru a familiariza 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.
Extinderea sferei de aplicare a „REGOLUILOR DE EXPLOATARE TEHNICĂ A STAȚIILOR ȘI REȚELELOR ELECTRICE ALE FEDERAȚIEI RUSE ORDINUL MINISTERULUI ENERGIEI AL 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 de 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 embedded proiecte pilot, analiza eficacității lor reale, a identificat deficiențe și propuneri de îmbunătățire a tehnologiei, ținând cont de experiența acumulată.
Tehnologia propusă a fost testată pe un cazan pe gaz montat pe perete cu tiraj forțat și gaze arse (produse ale arderii gazelor naturale) pe 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 cazan printr-o conductă instalată la o distanță de 0,5 m de emisia de flăcări a coșului 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 (modificări ale situației mediului, posibil impact asupra sănătății umane, fiabilitate sporită a aprovizionării cu energie, modificări ale programelor de încărcare zilnice sau sezoniere echipamente de putere, modificări ale indicatorilor economici ai producerii și transportului de energie 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 adăugați descrierea tehnologiei de economisire a energiei la Catalog, completați chestionarul și trimiteți-l la marcat „la catalog”.

Teoretic, cantitatea necesară de aer pentru arderea gazelor generatorului, furnalului și cuptorului de cocs și amestecurile acestora este determinată de formula:

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 , unde % este în volum.

Cantitatea de aer necesară teoretic pentru arderea gazelor naturale:

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 / nm 3, unde% este în volum.

Cantitatea de aer necesară teoretic pentru arderea combustibililor solizi și lichizi:

V 0 \u003d 0,0889 ⋅% C P + 0,265 ⋅% H P - 0,0333 ⋅ (% O P -% S P), nm 3 / kg, unde% este în greutate.

Cantitatea reală de aer de ardere

Completitudinea necesară a arderii la arderea combustibilului cu o cantitate de aer necesară teoretic, de ex. la V 0 (α = 1), se poate realiza numai dacă combustibilul este complet amestecat cu aerul de ardere și este un amestec fierbinte (stoichiometric) gata preparat sub formă gazoasă. Acest lucru se realizează, de exemplu, la arderea combustibililor gazoși cu arzătoare fără flacără și la arderea combustibililor lichizi cu gazeificarea lor prealabilă folosind arzătoare speciale.

Cantitatea reală de aer pentru arderea combustibilului este întotdeauna mai mare decât cea necesară teoretic, deoarece în condiții practice este aproape întotdeauna necesar un exces de aer pentru arderea completă. Cantitatea reală de aer este determinată de formula:

V α \u003d αV 0, nm 3 / kg sau nm 3 / nm 3 de combustibil,

unde α este coeficientul de exces de aer.

Cu metoda arderii cu ardere, când combustibilul este amestecat cu aer în timpul procesului de ardere, pentru gaz, păcură și combustibil pulverizat, coeficientul de exces de aer α = 1,05–1,25. La arderea gazului, anterior complet amestecat cu aer, și la arderea păcurului cu gazeificare prealabilă și amestecarea intensivă a păcurii cu aer, α = 1,00–1,05. Cu metoda stratificată de ardere a cărbunelui, antracitului și turbei în cuptoare mecanice cu alimentare continuă cu combustibil și îndepărtarea cenușii - α = 1,3–1,4. Cu întreținerea manuală a cuptoarelor: la arderea antracitului α = 1,4, la ardere carbune tareα = 1,5–1,6, la arderea cărbunelui brun α = 1,6–1,8. Pentru cuptoarele cu semigaz α = 1,1–1,2.

Aerul atmosferic conține o anumită cantitate de umiditate - d g / kg de aer uscat. Prin urmare, volumul de aer atmosferic umed necesar pentru ardere va fi mai mare decât cel calculat folosind formulele de mai sus:

V B o \u003d (1 + 0,0016d) ⋅ V o, nm 3 / kg sau nm 3 / nm 3,

V B α \u003d (1 + 0,0016d) ⋅ V α, nm 3 / kg sau nm 3 / nm 3.

Aici 0,0016 \u003d 1,293 / (0,804 * 1000) este factorul de conversie pentru unitățile de greutate ale umidității aerului, exprimate în g / kg de aer uscat, în unități de volum - nm 3 de vapori de apă conținut în 1 nm 3 de aer uscat.

Cantitatea și compoziția produselor de ardere

Pentru generator, furnal, gaze de cocs și amestecurile acestora, cantitatea de produse individuale de ardere completă în timpul arderii cu un coeficient de exces de aer egal cu α:

Cantitatea de dioxid de carbon

V CO2 \u003d 0,01 (% CO 2 + % CO + % CH 4 + 2 ⋅% C 2 H 4), nm 3 / nm 3

Cantitatea de dioxid de sulf

V SO2 \u003d 0,01 ⋅% H 2 S nm 3 / nm 3;

Cantitatea de vapori de apă

V H2O \u003d 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,

unde 0,16d V Bá nm 3 / nm 3 - cantitatea de vapori de apă introduși de umezeală aerul atmosferic la conținutul său de umiditate d g/kg de aer uscat;

Cantitatea de azot care trece din gaz și introdusă cu aer

Cantitatea de oxigen liber introdusă de excesul de aer

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) ⋅ V O, nm 3 / nm 3.

Cantitatea totală de produse de ardere ale generatorului, furnalului, gazelor de cocs și amestecurile acestora este egală cu suma componentelor lor individuale:

V dg \u003d 0,01 (% CO 2 + % CO + % H 2 + 3 ⋅ % CH 4 + 4 ⋅ % C 2 H 4 + 2 ⋅ % H 2 S + % H 2 O + % N 2) + + V O (α + 0,0016 dα - 0,21), nm3/nm3.

Pentru gazele naturale, cantitatea de produse individuale de ardere completă este determinată de formulele:

V CO2 \u003d 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 \u003d 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 + 0,0016 dVa) nm3/nm3;

V N2 \u003d 0,01 ⋅% N 2 + 0,79 V α, nm 3 / nm 3;

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / nm 3.

Cantitatea totală de produse de ardere a gazelor naturale:

V dg \u003d 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 + % H20 + +% N2) + V0 (a + 0,0016dα - 0,21), nm3/nm3.

Pentru combustibilii solizi și lichizi, numărul de produse individuale de ardere completă:

V CO2 \u003d 0,01855% C P, nm 3 / kg (în continuare, % este procentul de elemente din gazul de lucru în masă);

V SO2 \u003d 0,007% S P nm 3 / kg.

Pentru combustibili solizi și lichizi

V H2O CHEM \u003d 0,112 ⋅% H P, nm 3 / kg,

unde V H2O CHEM - vapori de apă formați în timpul arderii hidrogenului.

V H2O MEX \u003d 0,0124% W P, nm 3 / kg,

unde V H2O MEX - vapori de apă formați în timpul evaporării umidității din combustibilul de lucru.

Dacă se furnizează abur pentru atomizarea combustibilului lichid în cantitate de W PAR kg/kg de combustibil, atunci la volumul de vapori de apă trebuie adăugată cantitatea de 1,24 W PAR nm 3 /kg de combustibil. Umiditatea introdusă de aerul atmosferic la un conținut de umiditate de d g / kg de aer uscat este de 0,0016 d V á nm 3 / kg de combustibil. Prin urmare, cantitatea totală de vapori de apă:

V H2O \u003d 0,112 ⋅ % H P + 0,0124 (% W P + 100 ⋅ % W PAR) + 0,0016d V á, nm 3 / kg.

V N2 \u003d 0,79 ⋅ V α + 0,008 ⋅% N P, nm 3 / kg

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / kg.

Formula generală pentru determinarea produselor de ardere a combustibililor solizi și lichizi:

Vdg \u003d 0,01 + V O (α + + 0,0016 dα - 0,21) nm 3 / kg.

Volumul gazelor de ardere în timpul arderii combustibilului cu o cantitate de aer necesară teoretic (V O nm 3 /kg, V O nm 3 / nm 3) este determinat de formulele de calcul de mai sus cu un coeficient de exces de aer egal cu 1,0, în timp ce oxigenul va să lipsească în produsele de ardere.

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

Procesul de ardere al unui gaz este reactie chimica, la care interacțiunea gazului natural cu oxigenul, care este 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 gazului de înaltă calitate, 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 necesarul regim de temperatură. Pentru ca gazul să se aprindă, acesta trebuie încălzit la temperatura de aprindere și 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. La crestere semnificativa cantitatea de aer, flacăra se poate rupe, 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.

Analizoarele 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%

 

Ar putea fi util să citiți: