Sestava dimnih plinov pri zgorevanju zemeljskega plina. Mizarstvo, štedilnik, slikopleskarska dela, izdelava stopnic in ograj

Analiza dimni plini kotlov omogoča prepoznavanje in odpravo odstopanj od normalni načini delo, s čimer se poveča učinkovitost izgorevanja goriva in zmanjšajo emisije strupenih plinov v ozračje. Da bi razumeli, kako učinkovito deluje kurilna naprava in kako prepoznati odstopanja v njenem delovanju z analizatorjem dimnih plinov, morate vedeti, kateri plini in v kakšnih koncentracijah so prisotni v dimnih plinih.

V nadaljevanju so navedene komponente dimnih plinov po padajoči koncentraciji v dimnih plinih.

Dušik N2.

Dušik je glavni element zunanjega zraka (79 %). Dušik ne sodeluje pri zgorevanju in deluje kot balast. Ko se črpa v kotel, se segreje in s seboj v dimnik odnese energijo, porabljeno za ogrevanje, kar zmanjša učinkovitost kotla. Analizatorji dimnih plinov ne merijo koncentracije dušika.

Ogljikov dioksid CO2.

Nastane med zgorevanjem goriva. Zadušljivi plini v koncentracijah nad 15 volumskih odstotkov povzročijo hitro izgubo zavesti. Analizatorji dimnih plinov običajno ne merijo koncentracije ogljikovega dioksida, ampak jo določajo računsko na podlagi koncentracije preostalega kisika. Nekateri modeli plinskih analizatorjev, na primer MRU Vario Plus, imajo lahko vgrajene optične infrardeče senzorje za merjenje koncentracije ogljikovega dioksida.

  • dizelski gorilniki - 12,5…14%
  • plinski gorilniki - 8…11%

Kisik O2.

Preostali kisik, ki se zaradi presežka zraka ne porabi v procesu zgorevanja, se sprosti skupaj z izpušnimi plini. Koncentracija preostalega kisika se uporablja za presojo popolnosti (učinkovitosti) zgorevanja goriva. Poleg tega koncentracija kisika določa toplotne izgube z dimnimi plini in koncentracijo ogljikovega dioksida.

Koncentracija kisika v prenosnih analizatorjih dimnih plinov se meri z elektrokemičnimi senzorji kisika, v stacionarnih analizatorjih plinov pa se pogosto uporabljajo tudi cirkonijevi senzorji.

  • dizelski gorilniki - 2…5%
  • plinski gorilniki - 2…6%

Ogljikov monoksid CO.

Ogljikov monoksid oz ogljikov monoksid- strupeni plin, ki je produkt nepopolnega zgorevanja. Plin je težji od zraka in, če pride do puščanja ali izgorevanja v dimnikih kotlov, se lahko sprosti v delovno okolje in izpostavi osebje nevarnosti zastrupitve. Pri koncentracijah CO do 10.000 ppm se za njegovo detekcijo običajno uporabljajo elektrokemične celice. Za merjenje koncentracij nad 10.000 ppm se uporabljajo predvsem optične celice, tudi v prenosnih plinskih analizatorjih.

  • dizelski gorilniki - 80…150 ppm
  • plinski gorilniki - 80…100 ppm

Dušikovi oksidi (NOx).

pri visoke temperature V kurišču kotlov tvori dušik s kisikom v zraku dušikov oksid NO. Nato se NO pod vplivom kisika oksidira v NO2. Komponenti NO in NO2 imenujemo dušikovi oksidi NOx.

Koncentracija NO se meri z elektrokemijskimi senzorji. NO2 v enostavnih modelih plinskih analizatorjev se določi z izračunom in se vzame za 5...10% odstotkov izmerjene koncentracije NO. V nekaterih primerih se koncentracija NO2 meri z ločenim elektrokemičnim senzorjem dušikovega dioksida. V vsakem primeru je nastala koncentracija dušikovih oksidov NOx enaka vsoti koncentracij NO in NO2.

  • dizelski gorilniki - 50…120 ppm
  • plinski gorilniki - 50…100 ppm

Žveplov dioksid (SO2).

Toksičen plin, ki nastane pri sežiganju goriv, ​​ki vsebujejo žveplo. Pri reakciji SO2 z vodo (kondenzat) ali paro nastane žveplova kislina H2SO3. Za merjenje koncentracij SO2 se običajno uporabljajo elektrokemične celice.

Negorljivi ogljikovodiki (CH).

Negorljivi CH ogljikovodiki nastanejo kot posledica nepopolnega zgorevanja goriva. V to skupino spadajo metan CH4, butan C4H10 in benzen C6H6. Za merjenje koncentracije negorljivih ogljikovodikov se uporabljajo termokatalitične ali optične infrardeče celice.

Za merjenje koncentracije plinov v industrijskih emisijah in dimnih plinih se uporabljajo plinski analizatorji Cascade-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT itd., domače proizvodnje ali instrumenti tujih proizvajalcev, kot so Testo, MSI Drager, MRU, Kane. se uporabljajo itd.

Če je znana elementna sestava delovne mase goriva, je mogoče teoretično določiti količino zraka, potrebnega za zgorevanje goriva, in količino nastalih dimnih plinov.

Količina zraka, ki je potrebna za zgorevanje, se izračuna v kubičnih metrov pri normalnih pogojih (0 ° C in 760 mm Hg) - za 1 kg trdnega ali tekočega goriva in za 1 m 3 plinastega.

Teoretični volumen suhega zraka. Za popolno zgorevanje 1 kg trdnega in tekočega goriva se teoretično potrebna prostornina zraka, m 3 /kg, izračuna tako, da se masa porabljenega kisika deli z gostoto kisika pri normalnih pogojih ρ N

O 2 = 1,429 kg/m3 in za 0,21, saj zrak vsebuje 21 % kisika.

Za popolno zgorevanje 1 m 3 suhega plinastega goriva je potrebna prostornina zraka, m3/m3,

V danih formulah je vsebnost gorivnih elementov izražena v masnih odstotkih, sestava gorljivih plinov CO, H 2, CH 4 itd. - v prostorninskih odstotkih; СmНn - ogljikovodiki, vključeni v plin, na primer metan CH 4 (m= 1, n= 4), etan C 2 H 6 (m= 2, n= 6) itd. Te digitalne oznake sestavljajo koeficient (m + n/4)

Primer 5. Določite teoretično količino zraka, potrebnega za zgorevanje 1 kg goriva naslednja postava Cp = 52,1 %; H p = 3,8 %;

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

Če nadomestimo te količine v formulo (27), dobimo B=

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

Primer 6. Določite teoretično količino zraka, potrebnega za zgorevanje 1 m3 suhega plina naslednje sestave:

CH4 = 76,7%; C2H6 = 4,5 %; C3H8 = 1,7%; C4H10 = 0,8 %; C5H12 = 0,6 %; H2 = 1 %; C02 = 0,2 %; TO, = 14,5%.

Nadomeščanje številske vrednosti v formulo (29), dobimo

Teoretična prostornina dimnih plinov. Pri popolnem zgorevanju goriva dimni plini, ki zapuščajo peč, vsebujejo: ogljikov dioksid CO 2, hlape H 2 O (ki nastanejo pri zgorevanju goriva vodik), žveplov dioksid SO 2, dušik N 2 - nevtralni plin, ki vstopa v peč z atmosferskim kisik, dušik iz sestave goriva H 2, kot tudi kisik iz presežka zraka O 2. Pri nepopolnem zgorevanju goriva se tem elementom dodajo ogljikov monoksid CO, vodik H2 in metan CH4. Zaradi lažjega izračuna produkte zgorevanja delimo na suhe pline in vodno paro.

Plinasti produkti zgorevanja so sestavljeni iz triatomskih plinov CO 2 in SO 2, katerih vsota je običajno označena s simbolom RO 2, in dvoatomnih plinov - kisika O 2 in dušika N 2.

Potem bo enakost videti takole:

s popolnim zgorevanjem

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

z nepopolnim zgorevanjem

R0 2 + 0 2 + N 2 + CO = 100 %;

Prostornino suhih triatomskih plinov dobimo tako, da mase plinov CO 2 in SO 2 delimo z njuno gostoto pri normalnih pogojih.

Pso 2 = 1,94 in Pso 2 = 2,86 kg/m3 - gostoti ogljikovega dioksida in žveplovega dioksida pri normalnih pogojih.

1. Opis predlagane tehnologije (metode) za povečanje energetske učinkovitosti, njena novost in poznavanje le-te.

Pri zgorevanju goriva v kotlih se lahko odstotek "odvečnega zraka" giblje od 3 do 70% (brez priseskov) prostornine zraka, katerega kisik sodeluje v kemični reakciji oksidacije (zgorevanja) goriva.

"Presežek zraka", ki sodeluje v procesu zgorevanja goriva, je tisti del atmosferskega zraka, katerega kisik ne sodeluje v kemični reakciji oksidacije goriva (zgorevanja), vendar je treba ustvariti zahtevani hitrostni režim za odtok goriva- mešanica zraka iz gorilne naprave kotla. “Presežek zraka” je spremenljiva vrednost in je pri istem kotlu obratno sorazmerna s količino zgorelega goriva oziroma manj kot je zgorelo gorivo, manj kisika je potrebno za njegovo oksidacijo (zgorevanje), več pa je “odvečnega zraka”. potrebno za ustvarjanje zahtevanega režima hitrosti uhajanja mešanice goriva in zraka iz gorilne naprave kotla. Odstotek "odvečnega zraka" v skupnem pretoku zraka, ki se uporablja za popolno zgorevanje goriva, se določi z odstotkom kisika v izpušnih dimnih plinih.

Če zmanjšate odstotek "odvečnega zraka", se bo v izpušnih dimnih plinih pojavil ogljikov monoksid "CO" (strupen plin), kar kaže na premajhno zgorevanje goriva, tj. njegova izguba, uporaba »odvečnega zraka« pa vodi v izgubo toplotne energije za ogrevanje le-tega, kar povečuje porabo zgorelega goriva in povečuje izpuste toplogrednih plinov »CO 2 « v ozračje.

Atmosferski zrak je sestavljen iz 79% dušika (N 2 - inertni plin brez barve, okusa in vonja), ki opravlja glavno funkcijo ustvarjanja zahtevanega režima hitrosti za odtok mešanice goriva in zraka iz gorilne naprave elektrarne za popolno in stabilno zgorevanje goriva in 21% kisika (O 2) , ki je oksidant goriva. Izpušni dimni plini pri nazivnem načinu zgorevanja zemeljski plin v kotlovskih enotah so sestavljeni iz 71 % dušika (N 2), 18 % vode (H 2 O), 9 % ogljikovega dioksida (CO 2) in 2 % kisika (O 2). Odstotek kisika v dimnih plinih, ki je enak 2% (na izhodu iz peči), pomeni 10% vsebnost presežka atmosferskega zraka v celotnem zračnem toku, ki sodeluje pri ustvarjanju zahtevanega režima hitrosti pretoka mešanice goriva in zraka. iz gorilne naprave kotlovske enote za popolno oksidacijo (zgorevanje) goriva.

V procesu popolnega zgorevanja goriva v kotlih je potrebno izkoristiti dimne pline in z njimi nadomestiti »odvečni zrak«, kar bo preprečilo nastajanje NOx (do 90,0%) in zmanjšalo emisije »toplogrednih plinov« (CO 2), pa tudi poraba zgorelega goriva (do 1,5%).

Izum se nanaša na termoenergetiko, zlasti na kurilne elektrarne različne vrste goriva in načini izrabe dimnih plinov za zgorevanje goriva v elektrarnah.

Elektrarna za kurjenje goriva vsebuje kurišče (1) z gorilniki (2) in konvekcijskim kanalom (3), ki je preko odvoda dima (4) in dimnika (5) povezan z dimnikom (6); zračni kanal (9) zunanjega zraka, povezan z dimnikom (5) preko obvodne cevi (11) dimnih plinov in zračni kanal (14) mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov, ki je povezan z ventilatorjem (13); dušilka (10), nameščena na zračnem vodu (9) in ventil (12), nameščen na obvodnem vodu (11) dimnih plinov, pri čemer sta dušilka (10) in ventil (12) opremljena z aktuatorji; grelnik zraka (8), ki se nahaja v konvektivnem dimniku (3), povezan z ventilatorjem (13) in povezan z gorilniki (2) preko zračnega kanala (15) segrete mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov; senzor (16) za vzorčenje dimnih plinov, nameščen na vhodu v konvekcijsko cev (3) in povezan z plinskim analizatorjem (17) za določanje vsebnosti kisika in ogljikovega monoksida v dimnih plinih; elektronsko krmilno enoto (18), ki je povezana z analizatorjem plina (17) ter z aktuatorjema dušilke (10) in ventila (12). Metoda za izrabo dimnih plinov za zgorevanje goriva v elektrarni vključuje odvajanje dela dimnih plinov s statičnim tlakom, večjim od atmosferskega, iz dimnika (5) in dovajanje po obvodnem cevovodu (11) dimnih plinov v zunanji zračni kanal. (9) s statičnim tlakom zunanjega zraka, manjšim od atmosferskega; regulacijo dovoda zunanjega zraka in dimnih plinov s pogoni dušilne lopute (10) in ventila (12), ki jih krmili elektronska krmilna enota (18), tako da se odstotek kisika v zunanjem zraku zmanjša na raven, pri kateri na vstopu v konvekcijsko cev (3 ) je bila vsebnost kisika v dimnih plinih ob odsotnosti ogljikovega monoksida manjša od 1 %; naknadno mešanje dimnih plinov z zunanjim zrakom v zračnem kanalu (14) in ventilatorju (13) za pridobitev homogene mešanice zunanjega zraka in dimnih plinov; segrevanje nastale mešanice v grelniku zraka (8) z recikliranjem toplote dimnih plinov; dovajanje segrete zmesi do gorilnikov (2) skozi zračni kanal (15).

2. Rezultat povečanja energetske učinkovitosti z množično implementacijo.
Prihranek izgorelega goriva v kotlovnicah, termoelektrarnah ali državnih daljinskih elektrarnah do 1,5 %

3. Ali so potrebne dodatne raziskave za razširitev seznama objektov za izvajanje te tehnologije?
Obstaja, ker predlagano tehnologijo je mogoče uporabiti tudi pri motorjih notranje zgorevanje in za plinske turbine.

4. Razlogi, zakaj se predlagana energetsko učinkovita tehnologija ne uporablja v množičnem obsegu.
Glavni razlog je novost predlagane tehnologije in psihološka vztrajnost strokovnjakov na področju toplotne in energetske tehnike. Predlagano tehnologijo je potrebno mediatizirati pri ministrstvih za energetiko in ekologijo, energetskih podjetjih, ki proizvajajo električno in toplotno energijo.

5. Obstoječi ukrepi spodbujanja, prisile, spodbude za implementacijo predlagane tehnologije (metode) in potreba po njihovi izboljšavi.
Uvedba novih, strožjih okoljskih zahtev za emisije NOx iz kotlovnic

6. Prisotnost tehničnih in drugih omejitev za uporabo tehnologije (metode) na različnih mestih.
Razširite veljavnost klavzule 4.3.25 "PRAVIL ZA TEHNIČNO DELOVANJE ELEKTRARNAT IN OMREŽIJ RUSKE FEDERACIJE ODREDBE MINISTRSTVA ZA ENERGIJO RF Z DNE 19. JUNIJA 2003 št. 229" za kotle, ki uporabljajo vse vrste goriva. V naslednji izdaji: "... Pri parnih kotlih, ki uporabljajo katero koli gorivo, v območju nadzorne obremenitve, je treba njegovo zgorevanje praviloma izvajati s koeficienti presežka zraka na izstopu iz peči, manjšimi od 1,03 ... ”.

7. Potreba po raziskavah in razvoju ter dodatnem testiranju; teme in cilji dela.
Potreba po raziskavah in razvoju je pridobiti vizualne informacije (izobraževalni film) za seznanitev zaposlenih v toplotnih in energetskih podjetjih s predlagano tehnologijo.

8. Razpoložljivost predpisov, pravil, navodil, standardov, zahtev, prepovednih ukrepov in drugih dokumentov, ki urejajo uporabo te tehnologije (metode) in so obvezni za izvedbo; potreba po njihovi spremembi ali potreba po spremembi samih načel oblikovanja teh dokumentov; prisotnost že obstoječega regulativni dokumenti, predpisi in potreba po njihovi obnovi.
Razširite področje uporabe »PRAVIL ZA TEHNIČNO DELOVANJE ELEKTRARNAT IN OMREŽIJ RUSKE FEDERACIJE ODREDBE MINISTRSTVA ZA ENERGIJO RF Z DNE 19. JUNIJA 2003 št. 229«

klavzula 4.3.25 za kotle, ki uporabljajo katero koli vrsto goriva. V naslednji izdaji: "... Pri parnih kotlih, ki kurijo gorivo v območju regulacijske obremenitve, je treba njegovo zgorevanje praviloma izvajati s koeficienti presežka zraka na izhodu iz peči, manjšimi od 1,03 ...».

klavzula 4.3.28. "... Kotel na žveplovo kurilno olje naj bo kurjen s predhodno vklopljenim sistemom ogrevanja zraka (grelniki zraka, recirkulacija toplega zraka). Temperatura zraka pred grelnikom zraka v začetnem času kurjenja pri kotlu na kurilno olje praviloma ne sme biti nižja od 90°C. Vžig kotla, ki uporablja katero koli drugo vrsto goriva, mora biti izveden s predhodno vklopljenim sistemom za kroženje zraka.»

9. Potreba po razvoju novih ali spremembi obstoječih zakonov in predpisov.
Ni zahtevano

10. Razpoložljivost izvedenih pilotni projekti, analiza njihove dejanske učinkovitosti, ugotovljene pomanjkljivosti in predlogi za izboljšanje tehnologije ob upoštevanju nabranih izkušenj.
Testiranje predlagane tehnologije je bilo izvedeno na stenskem plinskem kotlu s prisilnim vlekom in odvodom dimnih plinov (produktov zgorevanja zemeljskega plina) na fasado stavbe z nazivno močjo 24,0 kW, vendar pod obremenitvijo 8,0 kW. Dovod dimnih plinov v kotel je bil izveden preko škatle, nameščene na razdalji 0,5 m od izpusta bakle koaksialnega dimnika kotla. Škatla je zadrževala uhajajoči dim, ki je nadomestil »odvečni zrak«, ki je potreben za popolno izgorevanje zemeljskega plina, analizator plina, nameščen v izhodu dimnika kotla (standardna lokacija), pa je spremljal emisije. Kot rezultat poskusa je bilo mogoče zmanjšati emisije NOx za 86,0 % in zmanjšati emisije toplogrednih plinov CO2 za 1,3 %.

11. Možnost vplivanja na druge procese z množično uvedbo te tehnologije (spremembe okoljske situacije, možni vplivi na zdravje ljudi, povečana zanesljivost oskrbe z energijo, spremembe dnevnih ali sezonskih voznih redov obremenitev). energetska oprema, spremembe ekonomskih kazalnikov proizvodnje in prenosa energije itd.).
Izboljšanje okoljske situacije, ki vpliva na zdravje ljudi, in zmanjšanje stroškov goriva pri pridobivanju toplotne energije.

12. Potreba po posebnem usposabljanju usposobljenega osebja za upravljanje uvedene tehnologije in razvoj proizvodnje.
Zadostuje usposabljanje obstoječega obratovalnega osebja kotlovskih agregatov s predlagano tehnologijo.

13. Predvideni načini izvedbe:
komercialno financiranje (s povračilom stroškov), saj se predlagana tehnologija izplača v največ dveh letih.

Informacije zagotovil: Y. Panfil, PO Box 2150, Kišinjev, Moldavija, MD 2051, e-pošta: [e-pošta zaščitena]


Da bi dodajte opis varčne tehnologije v Katalog, izpolnite vprašalnik in ga pošljite na z oznako "v katalog".

Teoretično potrebna količina zraka za zgorevanje generatorskih, plavžnih in koksarniških plinov ter njihovih mešanic se določi po formuli:

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 , kjer je % prostornina.

Teoretično potrebna količina zraka za zgorevanje zemeljskega plina:

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, kjer je % prostornina.

Teoretično potrebna količina zraka za zgorevanje trdnih in tekočih goriv:

V 0 = 0,0889 ⋅ %C P + 0,265 ⋅ %H P – 0,0333 ⋅ (%O P - %S P), nm 3 /kg, kjer je % masni.

Dejanska količina zgorevalnega zraka

Zahtevana popolnost zgorevanja pri zgorevanju goriva s teoretično zahtevano količino zraka, tj. pri V 0 (α = 1), lahko doseže le, če je gorivo popolnoma zmešano z zgorevalnim zrakom in je že pripravljena vroča (stehiometrična) mešanica v plinasti obliki. To se doseže na primer pri gorenju plinastih goriv z gorilniki brez plamena in pri gorenju tekočih goriv z njihovim predhodnim uplinjanjem s posebnimi gorilniki.

Dejanska količina zraka za zgorevanje goriva je vedno večja od teoretično potrebne, saj je v praktičnih razmerah za popolno zgorevanje skoraj vedno potreben nekaj presežka zraka. Dejanska količina zraka se določi po formuli:

V α = αV 0, nm 3 /kg ali nm 3 /nm 3 goriva,

kjer je α koeficient presežka zraka.

Pri metodi zgorevanja na bakli, ko se gorivo in zrak med zgorevanjem mešata, je za plin, kurilno olje in gorivo v prahu koeficient presežka zraka α = 1,05–1,25. Pri zgorevanju plina, predhodno popolnoma pomešanega z zrakom, in pri zgorevanju kurilnega olja s predhodnim uplinjanjem in intenzivnim mešanjem plina iz kurilnega olja z zrakom je α = 1,00–1,05. S plastno metodo gorenja premoga, antracita in šote v mehanskih pečeh z neprekinjenim dovajanjem goriva in odstranjevanjem pepela - α = 1,3–1,4. Pri ročnem vzdrževanju kurišč: pri zgorevanju antracit α = 1,4, pri zgorevanju črno ogljeα = 1,5–1,6, pri gorenju rjavega premoga α = 1,6–1,8. Za polplinska kurišča α = 1,1–1,2.

Atmosferski zrak vsebuje določeno količino vlage - d g/kg suhega zraka. Zato bo količina vlažnega atmosferskega zraka, ki je potrebna za zgorevanje, večja od izračunane z zgornjimi formulami:

V B o = (1 + 0,0016d) ⋅ V o, nm 3 /kg ali nm 3 /nm 3,

V B α = (1 + 0,0016d) ⋅ V α, nm 3 /kg ali nm 3 /nm 3.

Tu je 0,0016 = 1,293/(0,804*1000) pretvorbeni faktor za utežne enote zračne vlage, izražene v g/kg suhega zraka, v prostorninske enote - nm 3 vodne pare v 1 nm 3 suhega zraka.

Količina in sestava produktov zgorevanja

Za generatorske, plavžne, koksarniške pline in njihove mešanice število posameznih produktov popolnega zgorevanja pri zgorevanju s koeficientom presežka zraka α:

Količina ogljikovega dioksida

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

Količina žveplovega dioksida

V SO2 = 0,01 ⋅ %H 2 S nm 3 /nm 3 ;

Količina vodne pare

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,

kjer je 0,16d V B á nm 3 /nm 3 količina vodne pare, ki jo vnese mokro atmosferski zrak z vsebnostjo vlage d g/kg suhega zraka;

Količina dušika, prenesena iz plina in vnesena z zrakom

Količina prostega kisika, ki ga vnese presežek zraka

VO2 = 0,21 (α - 1) ⋅ VO, nm 3 /nm 3.

Skupna količina produktov zgorevanja generatorskih, plavževih, koksarniških plinov in njihovih mešanic je enaka vsoti njihovih posameznih komponent:

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.

Za zemeljski plin se količina posameznih produktov popolnega zgorevanja določi po formulah:

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) nm3/nm3;

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

VO2 = 0,21 (α - 1) VO, nm 3 /nm 3.

Skupna količina produktov zgorevanja zemeljskega plina:

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.

Za trdna in tekoča goriva število posameznih produktov popolnega zgorevanja:

V CO2 = 0,01855 %C P, nm 3 /kg (v nadaljevanju % je masni odstotek elementov v delovnem plinu);

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

Za trda in tekoča goriva

V H2O CHEM = 0,112 ⋅ %H P, nm 3 /kg,

kjer je V H2O CHIM vodna para, ki nastane pri zgorevanju vodika.

V H2O FUR = 0,0124 % W P, nm 3 /kg,

kjer je V H2O FUR vodna para, ki nastane pri izhlapevanju vlage iz delovnega goriva.

Če se za razprševanje tekočega goriva dovaja para v količini W STEAM kg/kg goriva, potem je treba volumnu vodne pare prišteti vrednost 1,24 W STEAM nm 3 /kg goriva. Vlaga, ki jo vnese atmosferski zrak pri vsebnosti vlage d g/kg suhega zraka, je 0,0016 d V á nm 3 /kg goriva. Zato je skupna količina vodne pare:

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

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

VO2 = 0,21 (α - 1) VO, nm 3 /kg.

Splošna formula za določanje produktov zgorevanja trdnih in tekočih goriv:

V dg = 0,01 + VO (α + + 0,0016 dα - 0,21) nm 3 /kg.

Prostornina dimnih plinov pri zgorevanju goriva s teoretično zahtevano količino zraka (VO nm 3 /kg, V O nm 3 /nm 3) se določi po danih računskih formulah s koeficientom presežka zraka 1,0, produkti zgorevanja pa bodo ne vsebujejo kisika.

Zemeljski plin je danes najbolj razširjeno gorivo. Zemeljski plin se imenuje zemeljski plin, ker se pridobiva iz samih globin Zemlje.

Proces zgorevanja plina je kemijska reakcija, pri katerem zemeljski plin sodeluje s kisikom v zraku.

V plinastem gorivu obstaja gorljiv in negorljiv del.

Glavna vnetljiva sestavina zemeljskega plina je metan - CH4. Njegova vsebnost v zemeljskem plinu doseže 98%. Metan je brez vonja, okusa in netoksičen. Njegova meja vnetljivosti je od 5 do 15%. Prav te lastnosti so omogočile uporabo zemeljskega plina kot enega glavnih vrst goriva. Koncentracija metana nad 10 % je smrtno nevarna, zaradi pomanjkanja kisika lahko pride do zadušitve.

Za odkrivanje uhajanja plina se plin odorizira, z drugimi besedami, doda snov z močnim vonjem (etilmerkaptan). V tem primeru lahko plin zaznamo že pri koncentraciji 1 %.

Poleg metana lahko zemeljski plin vsebuje vnetljive pline - propan, butan in etan.

Za kakovostno zgorevanje plina je treba v zgorevalno cono dovajati zadostno količino zraka in zagotoviti dobro mešanje plina z zrakom. Optimalno razmerje je 1: 10. To pomeni, da je za en del plina deset delov zraka. Poleg tega je treba ustvariti potrebno temperaturni režim. Da se plin vname, ga je treba segreti na temperaturo vžiga in v prihodnje temperatura ne sme pasti pod temperaturo vžiga.

Potrebno je organizirati odstranjevanje produktov zgorevanja v ozračje.

Popolno zgorevanje je doseženo, če v produktih zgorevanja, ki se sproščajo v ozračje, ni vnetljivih snovi. V tem primeru se ogljik in vodik združita in tvorita ogljikov dioksid in vodno paro.

Vizualno je pri popolnem zgorevanju plamen svetlo moder ali modrikasto vijoličen.

Popolno zgorevanje plina.

metan + kisik = ogljikov dioksid + voda

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

Poleg teh plinov se z vnetljivimi plini v ozračje sproščata dušik in preostali kisik. N2+O2

Če zgorevanje plina ne pride v celoti, se v ozračje sproščajo vnetljive snovi - ogljikov monoksid, vodik, saje.

Do nepopolnega zgorevanja plina pride zaradi pomanjkanja zraka. Hkrati se v plamenu vizualno pojavijo jeziki saj.

Nevarnost nepopolnega zgorevanja plina je, da lahko ogljikov monoksid povzroči zastrupitev osebja kotlovnice. Vsebnost CO v zraku 0,01-0,02 % lahko povzroči blago zastrupitev. Višje koncentracije lahko povzročijo hudo zastrupitev in smrt.

Nastale saje se usedajo na stene kotla in s tem poslabšajo prenos toplote na hladilno tekočino in zmanjšajo učinkovitost kotlovnice. Saje prevajajo toploto 200-krat slabše kot metan.

Teoretično je za zgorevanje 1 m3 plina potrebnih 9 m3 zraka. V realnih razmerah je potrebno več zraka.

To pomeni, da je potrebna presežna količina zraka. Ta vrednost, imenovana alfa, kaže, kolikokrat več zraka se porabi, kot je teoretično potrebno.

Koeficient alfa je odvisen od vrste določenega gorilnika in je običajno naveden v potnem listu gorilnika ali v skladu s priporočili za organizacijo izvajanja zagonskih del.

Ko se količina odvečnega zraka poveča nad priporočeno raven, se toplotne izgube povečajo. pri znatno povečanje količine zraka, lahko plamen izbruhne in povzroči izredne razmere. Če je količina zraka manjša od priporočene, bo zgorevanje nepopolno, s tem pa obstaja nevarnost zastrupitve osebja v kotlovnici.

Za natančnejši nadzor nad kakovostjo zgorevanja goriva obstajajo naprave - plinski analizatorji, ki merijo vsebnost določenih snovi v sestavi izpušnih plinov.

Analizatorji plina se lahko dobavijo skupaj s kotli. Če niso na voljo, ustrezne meritve izvede organizacija za zagon s prenosnimi analizatorji plina. Izdela se režimska karta, v kateri so predpisani potrebni kontrolni parametri. Če se jih držite, lahko zagotovite normalno popolno zgorevanje goriva.

Glavni parametri za regulacijo zgorevanja goriva so:

  • razmerje med plinom in zrakom, dovedenim v gorilnike.
  • koeficient presežka zraka.
  • vakuum v peči.
  • Faktor učinkovitosti kotla.

V tem primeru izkoristek kotla pomeni razmerje med koristno toploto in količino celotne porabljene toplote.

Sestava zraka

Ime plina Kemični element Vsebina v zraku
Dušik N2 78 %
kisik O2 21 %
Argon Ar 1 %
Ogljikov dioksid CO2 0.03 %
Helij On manj kot 0,001 %
vodik H2 manj kot 0,001 %
Neon ne manj kot 0,001 %
Metan CH4 manj kot 0,001 %
kripton Kr manj kot 0,001 %
Ksenon Xe manj kot 0,001 %


 

Morda bi bilo koristno prebrati: