Doğal gaz yakarken baca gazlarının bileşimi. Marangozluk, soba, boya işleri, merdiven ve çit imalatı

Analiz baca gazları kazanlar sapmaları tanımlamanıza ve ortadan kaldırmanıza olanak tanır normal modlar böylece yakıtın yanma verimi artırılır ve atmosfere zehirli gaz emisyonları azaltılır. Bir yakıt yakma tesisinin ne kadar verimli çalıştığını ve bir baca gazı analizörü kullanarak çalışmasındaki sapmaların nasıl tespit edileceğini anlamak için, baca gazlarında hangi gazların ve hangi konsantrasyonlarda mevcut olduğunu bilmeniz gerekir.

Baca gazlarındaki azalan konsantrasyon sırasına göre baca gazı bileşenleri aşağıda verilmiştir.

Azot N2.

Azot ortam havasının ana unsurudur (%79). Azot yanma sürecine katılmaz ve balast görevi görür. Kazana pompalandığında ısınır ve ısıtmak için harcanan enerjiyi bacaya alarak kazanın verimliliğini azaltır. Baca gazı analizörleri nitrojen konsantrasyonunu ölçmez.

Karbondioksit CO2.

Yakıtın yanması sırasında oluşur. Hacimce %15'in üzerindeki konsantrasyonlarda boğucu gaz, hızlı bilinç kaybına neden olur. Baca gazı analizörleri genellikle karbondioksit konsantrasyonunu ölçmez, ancak bunu kalan oksijen konsantrasyonuna dayalı hesaplamayla belirler. MRU Vario Plus gibi bazı gaz analizör modelleri, karbondioksit konsantrasyonlarını ölçmek için yerleşik optik kızılötesi sensörlere sahip olabilir.

  • dizel brülörler - %12,5…14
  • gaz brülörleri - %8…11

Oksijen O2.

Fazla hava nedeniyle yanma işleminde kullanılmayan artık oksijen, egzoz gazlarıyla birlikte açığa çıkar. Artık oksijen konsantrasyonu, yakıt yanmasının tamlığını (verimliliğini) değerlendirmek için kullanılır. Ayrıca oksijen konsantrasyonu baca gazlarından ısı kaybını ve karbondioksit konsantrasyonunu da belirler.

Taşınabilir baca gazı analizörlerindeki oksijen konsantrasyonu, elektrokimyasal oksijen sensörleri kullanılarak ölçülür; sabit gaz analizörlerinde zirkonyum sensörler de sıklıkla kullanılır.

  • dizel brülörler - %2…5
  • gaz brülörleri - %2…6

Karbon monoksit CO.

Karbon monoksit veya karbonmonoksit- eksik yanmanın ürünü olan zehirli gaz. Gaz havadan ağırdır ve kazan bacalarında sızıntı veya yanma olması durumunda çalışma ortamına karışarak personeli zehirlenme riskine maruz bırakabilir. 10.000 ppm'e kadar olan CO konsantrasyonlarında, tespiti için genellikle elektrokimyasal hücreler kullanılır. 10.000 ppm'nin üzerindeki konsantrasyonları ölçmek için, taşınabilir gaz analizörleri de dahil olmak üzere esas olarak optik hücreler kullanılır.

  • dizel brülörler - 80…150 ppm
  • gaz brülörleri - 80…100 ppm

Azot oksitler (NOx).

Şu tarihte: yüksek sıcaklıklar Kazan fırınlarında azot, havadaki oksijenle birlikte azot oksit NO oluşturur. Daha sonra NO, oksijenin etkisi altında NO2'ye oksitlenir. NO ve NO2 bileşenlerine nitrojen oksitler NOx adı verilir.

NO konsantrasyonu elektrokimyasal sensörler tarafından ölçülür. Basit gaz analizör modellerindeki NO2 hesaplamayla belirlenir ve ölçülen NO konsantrasyonunun %5...10'una eşit olarak alınır. Bazı durumlarda NO2 konsantrasyonu ayrı bir elektrokimyasal nitrojen dioksit sensörüyle ölçülür. Her durumda, nitrojen oksit NOx'in ortaya çıkan konsantrasyonu, NO ve NO2 konsantrasyonlarının toplamına eşittir.

  • dizel brülörler - 50…120 ppm
  • gaz brülörleri - 50…100 ppm

Kükürt dioksit (SO2).

Kükürt içeren yakıtların yakılmasıyla üretilen zehirli bir gaz. SO2 su (yoğuşma) veya buharla reaksiyona girdiğinde sülfürik asit H2SO3 oluşur. Elektrokimyasal hücreler genellikle SO2 konsantrasyonlarını ölçmek için kullanılır.

Yanmayan hidrokarbonlar (CH).

Yanmayan CH hidrokarbonlar, yakıtın eksik yanması sonucu oluşur. Bu grup metan CH4, bütan C4H10 ve benzen C6H6'yı içerir. Yanıcı olmayan hidrokarbonların konsantrasyonlarını ölçmek için termokatalitik veya optik kızılötesi hücreler kullanılır.

Endüstriyel emisyonlar ve baca gazlarındaki gaz konsantrasyonlarını ölçmek için Cascade-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT vb. gaz analizörleri, yurt içinde üretilen veya Testo, MSI Drager, MRU, Kane gibi üreticilerin yabancı yapımı cihazları vb. kullanılmaktadır.

Yakıtın çalışma kütlesinin elementel bileşimi biliniyorsa, yakıtın yanması için gerekli hava miktarını ve üretilen baca gazı miktarını teorik olarak belirlemek mümkündür.

Yanma için gerekli hava miktarı hesaplanır. metreküp normal koşullar altında (0 ° C ve 760 mm Hg) - 1 kg katı veya sıvı yakıt ve 1 m3 gaz için.

Kuru havanın teorik hacmi. 1 kg katı ve sıvı yakıtın tamamen yanması için teorik olarak gerekli hava hacmi, m3 /kg, normal koşullar altında tüketilen oksijen kütlesinin oksijen yoğunluğuna bölünmesiyle bulunur ρ N

Ç2 = 1,429 kg/m3 ve 0,21, çünkü hava %21 oksijen içerir

1 m3 kuru gaz yakıtın tamamen yanması için gerekli hava hacmi m3/m3,

Yukarıdaki formüllerde, yakıt elemanlarının içeriği kütleye göre yüzde olarak ifade edilir ve yanıcı gazlar CO, H2, CH4 vb. - hacimce yüzde olarak ifade edilir; СmНn - gazın içerdiği hidrokarbonlar, örneğin metan CH4 (M= 1, n= 4), etan C2H6 (M= 2, n= 6), vb. Bu dijital gösterimler katsayıyı oluşturur (m + n/4)

Örnek 5. 1 kg yakıtın yanması için gerekli olan teorik hava miktarını belirleyin sonraki kadro: Cp =%52.1; HP =%3,8;

S R 4 = %2,9; N R=%1,1; Ö R= 9,1%

Bu miktarları formül (27)'de değiştirerek şunu elde ederiz: B=

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

Örnek 6. Aşağıdaki bileşime sahip 1 m3 kuru gazın yanması için gereken teorik hava miktarını belirleyin:

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

Değiştirme sayısal değerler formül (29)'a girersek, şunu elde ederiz:

Teorik baca gazı hacmi. Yakıtın tamamen yanması ile fırından çıkan baca gazları şunları içerir: karbondioksit CO2, H20 buharları (yakıt hidrojeninin yanması sırasında oluşur), kükürt dioksit SO2, nitrojen N2 - fırına atmosferik olarak giren nötr gaz oksijen, H2 yakıt bileşiminden nitrojen ve ayrıca fazla hava O2'den gelen oksijen. Yakıt tam olarak yakılmadığında bu elementlere karbon monoksit CO, hidrojen H2 ve metan CH4 eklenir. Hesaplama kolaylığı için yanma ürünleri kuru gazlara ve su buharına ayrılır.

Gaz halindeki yanma ürünleri, toplamı genellikle RO2 sembolü ile gösterilen triatomik gazlar CO2 ve SO2'den ve diatomik gazlar - oksijen O2 ve nitrojen N2'den oluşur.

O zaman eşitlik şöyle görünecektir:

tam yanma ile

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

eksik yanma ile

R02 + 02 + N2 + CO = %100;

Kuru triatomik gazların hacmi, CO 2 ve SO 2 gazlarının kütlelerinin normal koşullardaki yoğunluklarına bölünmesiyle bulunur.

Pso 2 = 1,94 ve Pso 2 = 2,86 kg/m3 - normal koşullar altında karbondioksit ve kükürt dioksitin yoğunlukları.

1. Enerji verimliliğinin arttırılması için önerilen teknolojinin (yöntemin) tanımı, yeniliği ve farkındalığı.

Kazanlarda yakıt yakarken, "fazla hava" yüzdesi, oksijeni yakıtın oksidasyonunun (yanmasının) kimyasal reaksiyonuna katılan hava hacminin% 3 ila 70'i (vantuz hariç) arasında değişebilir.

Yakıt yanma sürecine katılan “fazla hava”, atmosferik havanın, oksijeni yakıt oksidasyonunun (yanma) kimyasal reaksiyonuna katılmayan kısmıdır, ancak yakıtın çıkışı için gerekli hız rejimini oluşturmak gerekir. kazan brülör cihazından hava karışımı. “Fazla hava” değişken bir değerdir ve aynı kazan için yakılan yakıt miktarı ile ters orantılıdır veya ne kadar az yakıt yakılırsa oksidasyonu (yanması) için o kadar az oksijen gerekir, ancak daha fazla “fazla hava” ortaya çıkar. Kazan brülör cihazından yakıt-hava karışımının gerekli hız rejimi sızıntısını oluşturmak için gerekli. Kullanılan toplam hava akışındaki "fazla hava" yüzdesi tam yanma yakıt, egzoz baca gazlarındaki oksijen yüzdesi ile belirlenir.

"Fazla hava" yüzdesini azaltırsanız, egzoz baca gazlarında yakıtın yetersiz yandığını gösteren karbon monoksit "CO" (zehirli bir gaz) görünecektir; kaybı ve "fazla hava" kullanımı, onu ısıtmak için termal enerji kaybına yol açar, bu da yanmış yakıt tüketimini artırır ve atmosfere sera gazı "CO2" emisyonlarını artırır.

Atmosfer havası %79 nitrojenden (N 2 - atıl gaz yakıtın ve% 21 oksijenin (O2) tam ve stabil yanması için yakıt-hava karışımının santralin brülör cihazından çıkışı için gerekli hız rejimini oluşturma ana işlevini yerine getiren renksiz, tatsız ve kokusuz) bir yakıt oksitleyicidir. Nominal yanma modunda egzoz baca gazları doğal gaz kazan ünitelerinde %71 nitrojen (N2), %18 su (H2O), %9 karbondioksit (CO2) ve %2 oksijenden (O2) oluşur. Baca gazlarındaki %2'ye eşit oksijen yüzdesi (fırından çıkışta), yakıt-hava karışımının çıkışı için gerekli hız rejiminin oluşturulmasında rol oynayan toplam hava akışında% 10'luk fazla atmosferik hava içeriğini gösterir. yakıtın tamamen oksidasyonu (yanması) için kazan ünitesinin brülör cihazından.

Kazanlarda yakıtın tamamen yanması sürecinde, NOx oluşumunu (% 90,0'a kadar) önleyecek ve "sera gazları" (CO) emisyonlarını azaltacak olan "fazla havayı" bunlarla değiştirerek baca gazlarından yararlanmak gerekir. 2) yanı sıra yanmış yakıt tüketimi (% 1,5'e kadar).

Buluş termik enerji mühendisliğine, özellikle de yanmaya yönelik enerji santrallerine ilişkindir. çeşitli türler Enerji santrallerinde yakıtların yanması için yakıtlar ve baca gazlarından yararlanma yöntemleri.

Yakıt yakmaya yönelik bir enerji santrali, brülörlere (2) sahip bir fırın (1) ve bir duman aspiratörü (4) ve bir baca (5) aracılığıyla bir bacaya (6) bağlanan bir konvektif baca (3) içerir; baca gazlarının bir baypas borusu (11) aracılığıyla bacaya (5) bağlanan bir dış hava hava kanalı (9) ve bir üfleyici fana bağlanan, dış hava ve baca gazları karışımından oluşan bir hava kanalı (14) (13); hava kanalına (9) monte edilmiş bir gaz kelebeği (10) ve baca gazı bypass boru hattına (11) monte edilmiş bir valf (12), burada gaz kelebeği (10) ve valf (12) aktüatörlerle donatılmıştır; konvektif bacada (3) bulunan, üfleyici fana (13) bağlanan ve ısıtılmış dış hava ve baca gazları karışımının hava kanalı (15) aracılığıyla brülörlere (2) bağlanan hava ısıtıcısı (8); konvektif bacanın (3) girişine monte edilen ve baca gazlarındaki oksijen ve karbon monoksit içeriğini belirlemek için bir gaz analiz cihazına (17) bağlanan baca gazlarını örneklemek için sensör (16); gaz analiz cihazına (17) ve gaz kelebeği (10) ve valfin (12) aktüatörlerine bağlanan elektronik kontrol ünitesi (18). Bir enerji santralinde yakıt yakmak için baca gazlarından yararlanmaya yönelik bir yöntem, baca gazlarının atmosferik basınçtan daha yüksek bir statik basınca sahip bir kısmının bir bacadan (5) seçilmesini ve bunun bir baca gazı bypass boru hattı (11) aracılığıyla bir dış hava kanalına beslenmesini içerir. (9) dış havanın statik basıncının atmosferik basınçtan daha düşük olduğu; elektronik kontrol ünitesi (18) tarafından kontrol edilen kısma (10) ve valf (12) aktüatörleri tarafından dış hava ve baca gazlarının beslenmesinin düzenlenmesi, böylece dış havadaki oksijen yüzdesinin, dış havadaki oksijen yüzdesinin, konvektif bacanın (3) girişinde, karbon monoksit yokluğunda baca gazlarındaki oksijen içeriği %1'den azdı; homojen bir dış hava ve baca gazı karışımı elde etmek için baca gazlarının hava kanalında (14) ve üfleyici fanda (13) dış hava ile daha sonra karıştırılması; baca gazlarının ısısını geri dönüştürerek elde edilen karışımın hava ısıtıcısında (8) ısıtılması; ısıtılan karışımın hava kanalı (15) vasıtasıyla brülörlere (2) verilmesidir.

2. Toplu uygulama ile enerji verimliliğinin artırılmasının sonucu.
Kazan dairelerinde, termik santrallerde veya eyalet bölgesi enerji santrallerinde %1,5'a kadar yanmış yakıt tasarrufu

3. Bu teknolojinin uygulanmasına yönelik nesnelerin listesini genişletmek için ek araştırmalara ihtiyaç var mı?
Var çünkü Önerilen teknoloji motorlara da uygulanabilir içten yanma ve gaz türbini tesisleri için.

4. Önerilen enerji verimliliği teknolojisinin kitlesel ölçekte uygulanmamasının nedenleri.
Bunun ana nedeni, önerilen teknolojinin yeniliği ve ısı ve enerji mühendisliği alanındaki uzmanların psikolojik ataletidir. Önerilen teknolojinin Enerji ve Ekoloji Bakanlıklarında, elektrik ve termal enerji üreten enerji şirketlerinde aracılık edilmesi gerekmektedir.

5. Önerilen teknolojinin (yöntemin) uygulanmasına yönelik mevcut teşvik, zorlama ve teşvik tedbirleri ve bunların iyileştirilmesi ihtiyacı.
Kazan ünitelerinden kaynaklanan NOx emisyonlarına yönelik yeni ve daha sıkı çevresel gerekliliklerin getirilmesi

6. Çeşitli sitelerde teknolojinin (yöntem) kullanımına ilişkin teknik ve diğer kısıtlamaların varlığı.
Her türlü yakıtı yakan kazanlar için "RUSYA FEDERASYONU ENERJİ SANTRALLERİ VE ŞEBEKELERİNİN TEKNİK İŞLETİLMESİNE İLİŞKİN KURALLAR" RF ENERJİ BAKANLIĞI 19 HAZİRAN 2003 No. 229 Emri"nin 4.3.25 maddesinin geçerliliğini genişletin. Aşağıdaki baskıda: “...Kontrol yükü aralığında herhangi bir yakıt yakan buhar kazanlarında, yanması kural olarak fırın çıkışındaki fazla hava katsayıları 1,03'ten az olacak şekilde gerçekleştirilmelidir... ”.

7. Ar-Ge ve ek test ihtiyacı; Çalışmanın konuları ve hedefleri.
Ar-Ge ihtiyacı, ısı ve enerji şirketlerinin çalışanlarını önerilen teknolojiye alıştırmak için görsel bilgi (eğitim filmi) elde etmektir.

8. Bu teknolojinin (yöntemin) kullanımını düzenleyen ve uygulanması zorunlu olan düzenlemelerin, kuralların, talimatların, standartların, gerekliliklerin, yasaklayıcı önlemlerin ve diğer belgelerin mevcudiyeti; bunlarda değişiklik yapma ihtiyacı veya bu belgelerin oluşum ilkelerini değiştirme ihtiyacı; önceden var olanın varlığı düzenleyici belgeler, düzenlemeler ve bunların restorasyonu ihtiyacı.
“RUSYA FEDERASYONU ENERJİ SANTRALLERİNİN VE ŞEBEKELERİNİN TEKNİK İŞLETİMİNE İLİŞKİN KURALLAR RF ENERJİ BAKANLIĞI'NIN 19 HAZİRAN 2003 229 SayıLI EMRİ” kapsamını genişletin

Her türlü yakıt yakan kazanlar için madde 4.3.25. Bir sonraki baskıda: "... Kontrol yükü aralığı dahilinde yakıt yakan buhar kazanlarında, yanması kural olarak fırın çıkışındaki aşırı hava katsayıları 1,03'ten az olacak şekilde gerçekleştirilmelidir.».

madde 4.3.28. "... Kükürtlü yakıt kazanı, hava ısıtma sistemi (hava ısıtıcıları, sıcak hava devridaim sistemi) önceden açılmış haldeyken ateşlenmelidir. Sıvı yakıtlı bir kazanın ilk ateşleme periyodu sırasında hava ısıtıcısının önündeki hava sıcaklığı, kural olarak 90°C'nin altında olmamalıdır. Başka türde yakıt kullanan bir kazanın ateşlenmesi, hava devridaim sistemi önceden açıkken yapılmalıdır.»

9. Yeni kanun ve yönetmeliklerin geliştirilmesi veya mevcut kanun ve yönetmeliklerin değiştirilmesi ihtiyacı.
Gerekli değil

10. Uygulananların mevcudiyeti pilot projeler, gerçek etkinliklerinin analizi, tespit edilen eksiklikler ve birikmiş deneyim dikkate alınarak teknolojinin iyileştirilmesine yönelik öneriler.
Önerilen teknolojinin testi, 24,0 kW nominal güce sahip, ancak 8,0 yük altında binanın cephesine boşaltılan cebri çekişli ve egzoz baca gazları (doğal gaz yanma ürünleri) ile duvara monte bir gaz kazanı üzerinde gerçekleştirildi. kW. Kazana baca gazı beslemesi, kazanın koaksiyel bacasının alev emisyonundan 0,5 m mesafeye monte edilen bir kutu vasıtasıyla gerçekleştirildi. Kutu, doğal gazın tamamen yanması için gerekli olan "fazla havanın" yerini alan, kaçan dumanı tuttu ve kazan baca çıkışına (standart konum) monte edilen bir gaz analizörü, emisyonları izledi. Deney sonucunda NOx emisyonlarını %86,0, sera gazı CO2 emisyonlarını ise %1,3 oranında azaltmak mümkün oldu.

11. Bu teknolojinin toplu olarak tanıtılmasıyla diğer süreçleri etkileme olasılığı (çevresel durumdaki değişiklikler, insan sağlığı üzerindeki olası etki, enerji tedarikinin güvenilirliğinin artması, günlük veya mevsimsel yük programlarındaki değişiklikler) enerji ekipmanları, enerji üretimi ve iletiminin ekonomik göstergelerindeki değişiklikler vb.).
İnsanların sağlığını etkileyen çevresel durumun iyileştirilmesi ve termal enerji üretilirken yakıt maliyetlerinin azaltılması.

12. Tanıtılan teknolojiyi kullanmak ve üretimi geliştirmek için nitelikli personelin özel eğitimine duyulan ihtiyaç.
Kazan ünitelerinin mevcut işletme personelinin önerilen teknoloji konusunda eğitilmesi yeterli olacaktır.

13. Tahmini uygulama yöntemleri:
Önerilen teknoloji maksimum iki yıl içinde kendini amorti ettiğinden ticari finansman (maliyet kurtarma ile).

Bilgiyi sağlayan: Y. Panfil, PO Box 2150, Kişinev, Moldova, MD 2051, e-posta: [e-posta korumalı]


İçin enerji tasarrufu teknolojisinin bir açıklamasını ekleyin Kataloğa girin, anketi doldurun ve adresine gönderin. “Kataloğa” olarak işaretlendi.

Jeneratör, yüksek fırın ve kok fırını gazlarının ve bunların karışımlarının yanması için teorik olarak gerekli hava miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:

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 burada % hacme göredir.

Doğal gazın yanması için teorik olarak gerekli hava miktarı:

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, burada % hacme göredir.

Katı ve sıvı yakıtların yanması için teorik olarak gerekli hava miktarı:

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

Gerçek yanma havası miktarı

Yakıtın teorik olarak gerekli miktarda hava ile yakılması sırasında gerekli yanmanın tamlığı, yani. V 0'da (α = 1), yalnızca yakıtın yanma havasıyla tamamen karışması ve gaz halinde hazır sıcak (stokiyometrik) bir karışım olması durumunda elde edilebilir. Bu, örneğin gazlı yakıtların alevsiz yanmalı brülörler kullanılarak yakılması sırasında ve sıvı yakıtların özel brülörler kullanılarak ön gazlaştırılmasıyla yakılması sırasında elde edilir.

Yakıtın yanması için gereken gerçek hava miktarı her zaman teorik olarak gerekenden daha fazladır, çünkü pratik koşullarda tam yanma için neredeyse her zaman bir miktar fazla hava gerekir. Gerçek hava miktarı aşağıdaki formülle belirlenir:

V α = αV 0, nm3 /kg veya nm3 /nm3 yakıt,

burada α aşırı hava katsayısıdır.

Alevli yanma yönteminde, yanma işlemi sırasında yakıt ve hava karıştırıldığında, gaz, akaryakıt ve tozlaştırılmış yakıt için fazla hava katsayısı α = 1,05–1,25'tir. Daha önce tamamen havayla karıştırılmış gazı yakarken ve yakıtı ön gazlaştırma ve yakıt gazının havayla yoğun şekilde karıştırılmasıyla yakarken, α = 1,00–1,05. Sürekli yakıt beslemesi ve kül giderme ile mekanik fırınlarda kömür, antrasit ve turba yakmanın katman yöntemiyle - α = 1,3–1,4. Fırınların manuel bakımı sırasında: antrasit yakarken α = 1,4, yanarken sert kömürlerα = 1,5–1,6, kahverengi kömür yakarken α = 1,6–1,8. Yarı gazlı ocaklar için α = 1,1–1,2.

Atmosfer havası belirli bir miktarda nem içerir - dg/kg kuru hava. Bu nedenle, yanma için gerekli olan nemli atmosferik havanın hacmi, yukarıdaki formüller kullanılarak hesaplanandan daha büyük olacaktır:

V B o = (1 + 0,0016d) ⋅ V o, nm3 /kg veya nm3 /nm3,

V B α = (1 + 0,0016d) ⋅ V α, nm3/kg veya nm3/nm3.

Burada 0,0016 = 1,293/(0,804*1000), g/kg kuru hava cinsinden ifade edilen hava nemi ağırlık birimlerinin, 1 nm3 kuru havada bulunan su buharının nm3 hacim birimlerine dönüşüm faktörüdür.

Yanma ürünlerinin miktarı ve bileşimi

Jeneratör, yüksek fırın, kok fırını gazları ve bunların karışımları için, α'ya eşit fazla hava katsayısı ile yanma sırasında tam yanmanın tek tek ürünlerinin sayısı:

Karbondioksit miktarı

V CO2 = 0,01(%CO2 + %CO + %CH4 + 2 ⋅ %C2H4), nm 3 / nm 3

Kükürt dioksit miktarı

VS02 = 0,01 ⋅ %H2S nm3/nm3;

Su buharı miktarı

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,

burada 0,16d V Bá nm3 /nm3 ıslak su tarafından verilen su buharı miktarıdır. atmosferik hava nem içeriği d g/kg kuru hava ile;

Gazdan aktarılan ve hava ile verilen nitrojen miktarı

Fazla havanın getirdiği serbest oksijen miktarı

VO2 = 0,21 (a - 1) ⋅VO, nm3/nm3.

Jeneratör, yüksek fırın, kok fırını gazları ve bunların karışımlarının yanma ürünlerinin toplam miktarı, bireysel bileşenlerinin toplamına eşittir:

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 ( a + 0,0016 da - 0,21), nm3/nm3.

Doğal gaz için, tam yanmanın tek tek ürünlerinin miktarı aşağıdaki formüllerle belirlenir:

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 Va) nm3/nm3;

VN2 = 0,01⋅%N2 + 0,79 Vα, nm3/nm3;

VO2 = 0,21(a - 1)VO, nm3/nm3.

Doğal gaz yanma ürünlerinin toplam miktarı:

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 + + %N2) + VO (a + 0,0016dα - 0,21), nm3/nm3.

Katı ve sıvı yakıtlar için, tam yanmanın tek tek ürünlerinin sayısı:

V CO2 = 0,01855 %C P, nm3 /kg (bundan sonra %, çalışma gazındaki elementlerin kütlece yüzde içeriğidir);

VS02 = %0,007 SP nm3/kg.

Katı ve sıvı yakıtlar için

V H2O CHEM = 0,112 ⋅ %H P, nm3 /kg,

burada V H2O CHIM hidrojenin yanması sırasında oluşan su buharıdır.

V H2O KÜRK = %0,0124W P, nm3 /kg,

burada V H2O FUR, çalışma yakıtından nemin buharlaşması sırasında oluşan su buharıdır.

Sıvı yakıtı W STEAM kg/kg yakıt miktarında atomize etmek için buhar verilirse, bu durumda su buharı hacmine 1,24 W STEAM nm3 /kg yakıt değerinin eklenmesi gerekir. d g/kg kuru hava nem içeriğinde atmosferik havanın getirdiği nem, 0,0016 d Vá nm3 /kg yakıttır. Buna göre toplam su buharı miktarı:

V H2O = 0,112 ⋅ %H P + 0,0124 (%W P + 100 ⋅ %W PAR) + 0,0016d Vá, nm3 /kg.

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

VO2 = 0,21 (a - 1)VO, nm3/kg.

Katı ve sıvı yakıtların yanma ürünlerini belirlemek için genel formül:

V dg = 0,01 + VO (a + + 0,0016 da - 0,21) nm3/kg.

Yakıtın teorik olarak gerekli miktarda hava (VO nm3 /kg, VO nm3 /nm3) ile yakılması sırasında baca gazlarının hacmi, fazla hava katsayısı 1,0 olan verilen hesaplama formüllerine göre belirlenirken, yanma ürünleri oksijen içermez.

Günümüzde en yaygın yakıt doğal gazdır. Doğal gaz, dünyanın en derinlerinden çıkarıldığı için doğal gaz olarak adlandırılmaktadır.

Gazın yanma süreci Kimyasal reaksiyon doğal gazın havadaki oksijenle etkileşime girdiği yer.

Gaz yakıtta yanıcı bir kısım ve yanıcı olmayan bir kısım vardır.

Doğal gazın ana yanıcı bileşeni metan - CH4'tür. Doğal gazdaki içeriği %98'e ulaşır. Metan kokusuz, tatsız ve toksik değildir. Yanma sınırı %5 ila %15 arasındadır. Doğal gazın ana yakıt türlerinden biri olarak kullanılmasını mümkün kılan bu niteliklerdir. %10'un üzerindeki metan konsantrasyonu yaşamı tehdit eder; oksijen eksikliği nedeniyle boğulma meydana gelebilir.

Gaz kaçaklarını tespit etmek için gaz kokulandırılır, yani keskin kokulu bir madde (etil merkaptan) eklenir. Bu durumda gaz zaten %1'lik bir konsantrasyonda tespit edilebilir.

Doğal gaz, metana ek olarak yanıcı gazlar (propan, bütan ve etan) da içerebilir.

Gazın yüksek kalitede yanmasını sağlamak için yanma bölgesine yeterli havanın sağlanması ve gazın havayla iyi karışmasının sağlanması gerekir. Optimum oran 1: 10'dur. Yani, gazın bir kısmı için on kısım hava vardır. Ayrıca gerekli ortamı oluşturmak gerekiyor. sıcaklık rejimi. Bir gazın tutuşabilmesi için tutuşma sıcaklığına kadar ısıtılması ve gelecekte sıcaklığın tutuşma sıcaklığının altına düşmemesi gerekir.

Yanma ürünlerinin atmosfere atılmasını organize etmek gereklidir.

Atmosfere salınan yanma ürünlerinde yanıcı madde bulunmaması durumunda tam yanma sağlanır. Bu durumda karbon ve hidrojen bir araya gelerek karbondioksit ve su buharını oluşturur.

Görsel olarak, tam yanma ile alev açık mavi veya mavimsi-mor renktedir.

Gazın tamamen yanması.

metan + oksijen = karbondioksit + su

CH4 + 2O2 = C02 + 2H2O

Bu gazların yanı sıra nitrojen ve kalan oksijen yanıcı gazlarla atmosfere salınır. N2+O2

Gaz yanması tamamen gerçekleşmezse, yanıcı maddeler atmosfere salınır - karbon monoksit, hidrojen, kurum.

Yetersiz hava nedeniyle gazın eksik yanması meydana gelir. Aynı zamanda alevde görsel olarak kurum dilleri belirir.

Gazın eksik yanması tehlikesi, karbon monoksitin kazan dairesi personelinin zehirlenmesine neden olabilmesidir. Havadaki %0,01-0,02 oranındaki CO içeriği hafif zehirlenmeye neden olabilir. Daha yüksek konsantrasyonlar ciddi zehirlenmelere ve ölüme neden olabilir.

Ortaya çıkan kurum, kazanın duvarlarına yerleşerek ısının soğutucuya transferini bozar ve kazan dairesinin verimliliğini azaltır. Kurum, ısıyı metandan 200 kat daha kötü iletir.

Teorik olarak 1m3 gazı yakmak için 9m3 havaya ihtiyaç vardır. Gerçek koşullarda daha fazla havaya ihtiyaç vardır.

Yani aşırı miktarda havaya ihtiyaç vardır. Alfa olarak adlandırılan bu değer, teorik olarak gerekenden kaç kat daha fazla hava tüketildiğini gösterir.

Alfa katsayısı, belirli brülörün tipine bağlıdır ve genellikle brülör pasaportunda veya gerçekleştirilen işletmeye alma işinin organizasyonuna ilişkin önerilere uygun olarak belirtilir.

Fazla hava miktarı tavsiye edilen seviyenin üzerine çıktıkça ısı kaybı da artar. Şu tarihte: önemli artış hava miktarının artmasıyla alev kopabilir ve acil durum yaratabilir. Hava miktarının tavsiye edilenden az olması durumunda yanma tam olarak gerçekleşmeyecek ve kazan dairesi personelinin zehirlenme riski oluşacaktır.

Yakıt yanma kalitesinin daha doğru kontrolü için, egzoz gazlarının bileşimindeki belirli maddelerin içeriğini ölçen cihazlar - gaz analizörleri vardır.

Gaz analizörleri kazanlarla birlikte temin edilebilir. Bunların mevcut olmaması durumunda ilgili ölçümler, devreye alan kuruluş tarafından portatif gaz analizörleri kullanılarak gerçekleştirilir. Gerekli kontrol parametrelerinin belirlendiği bir rejim haritası hazırlanır. Onlara bağlı kalarak yakıtın normal şekilde tamamen yanmasını sağlayabilirsiniz.

Yakıt yanmasını düzenleyen ana parametreler şunlardır:

  • brülörlere sağlanan gaz ve havanın oranı.
  • aşırı hava katsayısı.
  • fırında vakum.
  • Kazan verimlilik faktörü.

Bu durumda kazanın verimliliği, faydalı ısının harcanan toplam ısı miktarına oranı anlamına gelir.

Hava bileşimi

Gaz adı Kimyasal element Havadaki içerikler
Azot N2 78 %
Oksijen O2 21 %
Argon Ar 1 %
Karbon dioksit CO2 0.03 %
Helyum O %0,001'den az
Hidrojen H2 %0,001'den az
Neon Hayır %0,001'den az
Metan CH4 %0,001'den az
Kripton Kr. %0,001'den az
Ksenon Xe %0,001'den az


 

Okumak faydalı olabilir: