Горение воздуха

РАСЧЕТ ГОРЕНИЯ ПРИРОДНОГО ГАЗА И РАСХОДА ВОЗДУХА

⇐ ПредыдущаяСтр 13 из 42

Расчет ведем на 100 м3 природного газа. Для расчета горения природного газа составим таблицу 39.

Таблица 39 Состав природного газа, кг

Определим расход кислорода при α=1,0.

На сжигание составляющих газа потребуется кислорода, кг:

С + О2 = СО2 54,0•32/12=144,0

2Н2 + О2 = 2Н2О 17,465•32/4=139,72

S + O2 = SO2 0,245•32/32=0,245

283,965 кг, или 198,78 м3

Примем, что 1 м3 воздуха содержит 0,0117 м3 влаги. С воздухом поступит влаги 795,10•0,0117=9,30 м3, или 7,46 кг.

Теоретический состав газов будет:

Теплота сгорания газа при α=1 равна 8659,6 ккал/м3.

Сжигание природного газа при недостатке кислорода и высоких температурах по данным И.В. Лаврова, характеризуется образованием СО, Н2 и Н2О и СО2, т.е. протекают реакции:

СН4 + 1/2О2 = СО + 2Н2 + 8520 ккал; (1)

С2Н6 + 2О2 = 2СО + Н2 + 2Н2О + 147860 ккал; (2)

2Н2 + О2 = 2Н2О + 115600 ккал; (3)

2СО + О2 = 2СО2 + 135280 ккал. (4)

Согласно исследованиям Уральского политехнического института им. С.М. Кирова, при сжигании природного газа при высоких температурах (свыше 9000С) и коэффициенте избытка воздуха α=0,8 содержание водорода в отходящих газах не превышает 1% вследствие его высокой скорости сгорания. На основании этих данных определим состав и количество продуктов горения газа.

По реакции (1) потребуется кислорода 63,2•16/16=63,2 кг.

Образуется СО 63,2•28/16=110,6 кг; Н2 63,2•4/16=15,8 кг.

По реакции (2) потребуется кислорода 8,25•64/30=17,6 кг.

Образуется СО 8,25•56/30=15,4 кг; Н2 8,25•2/30=0,55 кг; Н2О 8,25•36/30=9,9 кг.

По данным расчетов определим объем и состав отходящих газов при α=0,8:

Выход отходящих газов на 1,0 м3 природного газа будет равен 785,57/100=7,86 м3.

Определим энтальпию газов. Количество тепла, выделяющееся по реакциям (1) – (4):

(1) (2) (3) (4) 63,2:16•8520=33654 8,25:30•147860=40661 15,53:2•57800=448817 38,73:28•67640=93561
Всего

Энтальпия 1 м3 газов 616693/785,57=785 ккал.

В действительности с учетом потерь тепла через кладку и на испарение влаги воздуха, а также реакций диссоциации энтальпия газов будет несколько ниже, но поскольку эти потери невелики, то в расчете они не учитываются. Определим температуру газов, вдуваемых в ванну, методом подбора по найденному выше составу, ккал/м3:

Находим температуру, при которой газы будут иметь энтальпию, равную 785 ккал:

827,28–783,38/100=0,439 ккал/0С;

(785–783,38)/0,439=40С; tr=20040С.

Для определения расхода газа, необходимого для переработки 100 кг шлаков, составим уравнение теплового баланса.

Приход тепла

1. С газами 785•7,86X ккал.

2. Тепло, вносимое жидким шлаком при температуре 11500С:

100•1150•0,29=33350 ккал.

3. С твердым пиритом 5•25•0,13=16,25 ккал.

Всего приход тепла составит 33350+16,25+6170,1Х.

Расход тепла

1. С жидким шлаком при 13000С: 87,9•1300•0,31=35423,7 ккал.

2. С жидким штейном при 12000С: 5,192•1200•0,21=1308,4 ккал.

3. Тепло, уносимое возгонами при 13000С: 11,1•1300•0,20=2886,0 ккал.

Разложение пирита: FeS2 → FeS + S – 19800 ккал; 5/119,85•19800=826 ккал.

С парами серы уйдет 0,808•1300•0,403=423,3 ккал.

Всего расход тепла на эндотермические реакции составит 2759,3 ккал.

5. Тепло, уносимое газами при 13000С. На реакции восстановления ZnO и РbО израсходуется СО, кг:

ZnO РbО 6,25•28/65,4=2,68 1,11•28/207,2=0,15
Всего 2,83 кг, или 2,26 м3

Таким образом, количество СО2 составит 2,83•44/28=4,45 кг, или 2,26 м3.

Определим тепло, уносимое газами, с учетом реакций восстановления, ккал:

35423,7+1308,4+2886,0+2759,3+3803,9Х+575,2+5004,9+925,5Х=47957,5+4729,4Х.

Решая уравнение

33666,25+6170,1Х=47957,5+4729,4Х, находим X=10,13 м3

Определим состав газов на выходе из ванны:

м3 % (объемн)
СО СО2 Н2О Н2 S N2 7,08–2,26=4,82 3,18+2,26=5,44 19,59 0,964 0,17 48,79 6,1 6,8 24,6 1,2 0,02 61,28

Определим энтальпию газов, выходящих из ванны при 13000С (таблица 25), ккал:

В среднем энтальпия 1 м3 газа равна 491,1 ккал.

По данным расчетов составим тепловой баланс процесса на 100 кг шлаков (таблица 40).

ТАБЛИЦА 40 Тепловой баланс шлаковозгоночного процесса на 100 кг шлаков

Приход тепла Расход тепла
Статьи баланса ккал % Статьи баланса ккал %
Шлак Пирит Топочные газы 16,25 34,8 0,01 65,19 Шлак Штейн Возгоны Эндометрические реакции Отходящие газы Охлаждающая вода 35423,7 1308,4 2886,0 2759,3 39128,8 14380,2 36,9 1,4 3,0 2,9 40,8 15,0
Итого 95869,25 Итого 95886,4

Примечание. Невязка 0,01%.

Определим количество кислорода, необходимого для дожигания газа, выходящего из ванны печи.

В газе содержится: 4,82 м3 СО; 0,964 м3 Н2; 0,17 м3 S; 6,25 кг Zn; 1,1 кг Рb и 0,57 м3 S от пирита.

Расход кислорода на дожигание составит, кг:

кг м3
СО2 Н2О SО2 4,82•28/22,4+3,44=9,46 0,964/22,4•2+0,7=0,79 0,245•2+0,808•2=2,1 4,82 0,98 0,74

Выделится тепла при образовании, ккал:

CO2 H2O SO2 4,82•67640/44=7409,6 0,98•57800/18=3142,2 2,1•70960/64=2328 ZnO РbO 6,25•83170/65,4=7948 1,1•52400/207,2=278,2

Газы на входе в котел-утилизатор после дожигания будут иметь следующий состав:

м3 % (объемн)
СО2 Н2О SО2 N2 О2 5,44+4,82=10,26 19,59+0,98=20,57 0,16+0,58=0,740 48,79+20,0=68,79 2,0 10,0 20,10 0,70 67,25 1,95

В газах содержится тепла 39102,2+21111,1=60213,3 ккал, или на 1 м3 60213,3/102,36=588,23 ккал.

С учетом потерь тепла в кессонах колошника, равных 15%, энтальпия газов будет составлять 588,2–0,15•588,2=500,0 ккал.

Методом подбора определим температуру газов, поступающих в котел-утилизатор (таблица 25). Задаем для этого две возможные температуры (1400 и 13000С) и производим подсчет, ккал/м3:.

Запас тепла в полученных нами газах (500,0 ккал) ближе к подсчету для 13000С.

Корректируем полученные данные и находим температуру газов:

Состав воздуха

Воздух – смесь газов, необходимых для существования и поддержания жизни на планете. Каковы его особенности, и какие вещества входят в состав воздуха?

Воздух необходим для дыхания всем живым организмам. Он состоит из азота, кислорода, аргона, углекислого газа и ряда примесей. Состав атмосферного воздуха может меняться в зависимости от условий и местности. Так в городской среде уровень углекислого газа в воздухе по сравнению с лесной полосой повышается из-за обилия транспортных средств. В высокогорье концентрация кислорода снижается, так как молекулы азота легче, чем молекулы кислорода. Поэтому концентрация кислорода уменьшается быстрее.

Шотландский физик и химик Джозеф Блэк в 1754 году опытным путем доказал, что воздух – это не просто вещество, а именно газовая смесь

Рис. 1. Джозеф Блэк.

Если говорить о составе воздуха в процентах, то основным его компонентом является азот. Азот занимает 78% от всего объема воздуха. Процентное соотношение кислорода в молекуле воздухе составляет 20,9%. Азот и кислород – 2 основные элемента воздуха. Содержание остальных веществ значительно меньше и не превышает 1%. Так, аргон занимает объем 0,9%, а углекислый газ – 0,03%. Также воздух имеет такие примеси, как неон, криптон, метан, гелий, водород и ксенон.

Рис. 2. Состав воздуха.

В производственных помещениях большое значение предают аэроионному составу воздуха. Имеющиеся в воздухе отрицательно заряженные ионы благоприятно влияют на организм человека, заряжают его энергией, повышают настроение.

Азот

Азот – главная составляющая воздуха. Перевод названия элемента – «безжизненный» – может относится к азоту как простому веществу, но азот в связанном состоянии является одним из главных элементов жизни, входит в состав белков, нуклеиновых кислот, витаминов и т. д.

Азот – элемент второго периода, не имеет возбужденных состояний, так как атом не имеет свободных орбиталей. Однако азот способен проявлять в основном состоянии валентность не только III, но и IV за счет образования ковалентной связи по донорно-акцепторному механизму с участием неподеленной электронной пары азота. Степень окисления, которую может проявлять азот, изменяется в широких пределах: от -3 до +5.

В природе азот встречается в виде простого вещества – газа N2 и в связанном состоянии. В молекуле азота атомы связаны прочной тройной связью (энергия связи 940 кДж/моль). При обычной температуре азот может взаимодействовать только с литием. После предварительной активизации молекул путем нагревания, облучения или действием катализаторов азот вступает в реакции с металлами и неметаллами.

Кислород

Кислород – самый распространенный элемент на Земле: массовая доля в земной коре 47,3%, а объемная доля в атмосфере – 20,95%, массовая доля в живых организмах – около 65%.

Практически во всех соединениях (кроме соединений с фтором и пероксидов) кислород проявляет постоянную валентность II и степень окисления – 2. Атом кислорода не имеет возбужденных состояний, так как на втором внешнем уровне нет свободных орбиталей. В качестве простого вещества кислород существует в виде двух аллотропных видоизменений – газов кислорода О2 и озона О3. Самое важное соединение кислорода – это вода. Около 71% земной поверхности занимает водная оболочка, без воды невозможна жизнь.

Озон в природе образуется из кислорода воздуха во время грозовых разрядов, а в лаборатории – пропусканием электрического разряда через кислород.

Рис. 3. Озон.

Озон – еще более сильный окислитель, чем кислород. В частности? он окисляет золото и платину

Кислород в промышленности обычно получают сжижением воздуха с последующим отделением азота за счет его испарения (имеется разница в температурах кипения: – -183 градуса для жидкого кислорода и -196 градусов для жидкого азота.)

Что мы узнали?

Воздух – необходимый элемент для каждого живого существа, значение которого трудно переоценить. Большую часть которого составляет азот и кислород. В химический состав воздуха также входит углекислый газ, аргон, неон, криптон, водород, гелий. В данной статье по химии (8 класс) кратко рассказывается о воздухе в целом, и об его основных элементах.

Тест по теме

Оценка доклада

Тема: ФБ соотношение газ-воздух.

Реализация зависит от устройств которыми нужно управлять, например в некоторых импортных «бесступенчатых» горелках (название выговорить не могу, на W начинается) это было реализовано сначала механически, потом со временем с помощью электроники, т.е. газовая и воздушная заслонка управляются приводами с обратной связью, с какой-то зависимостью по положению. Некоторые производители идут другим путём, например изобретают смесительную камеру, в которую воздух и газ подаются в зону с одинаковым давлением, импортные камеры обычно напоминают помесь цангового карандаша с инжектором, российские— творение двоечника по газодинамике, давление газа регулируется механически от давления воздуха, (например клапанами от кромшрёдера) соотношение регулируется изменением площади отверстий для воздуха или газа в смесительной камере. тот.же кромшрёшер выпускает горелки со смесительными камерами и регуляторы соотношения давлений.
Если используют рекуператор или подобное для подогрева воздуха, то перечисленное выше не всегда подходит, например если рекуператор один, а зон горения несколько. в этом случае только полноценное измерение массового расхода с учётом температуры и давления. (расход приведённый к нормальным кубам в час). Традиционно для изменения температуры регулируют подачу газа, а от измеренного расхода газа вычисляют сколько нужно подать воздуха. Подачу воздуха и газа стабилизируют пид-регулятором, это самый дорогой и лучший вариант, но часто выходит дешевле если речь идёт о большом расходе, когда механические регуляторы сильно вырастают в цене из-за размеров или ими практически невозможно стабильно удержать соотношение, и когда разница давлений воздуха и газа сильно отличается.
Есть ещё и способ корректировки соотношения по отходящим газам, по наличию CO и кислорода, вроде в России применяли такое в куче с предыдущим способом, но по слухам датчики для этого долго не живут, да и в зону горения часто попадает неучтённый воздух, попадает и в отходящие газы через разные шели.
Как правило во всех этих устройствах контроллер самая недорогая деталь.
т.е. фб на все случаи жизни не будет, всё зависит от объекта которым нужно управлять. Перечислите что Вы имеете, возможно под Вашу задачу кто-то поделится наработками.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ И ПРОДУКТЫ ЕГО СГОРАНИЯ

Общие сведения. Другой важный источник внутреннего загрязнения, сильный сенсибилизирующий фактор для человека — природный газ и продукты его сгорания. Газ — многокомпонентная система, состоящая из десятков различных соединений, в том числе и специально добавляемых (табл.

12.3).

Имеется прямое доказательство того, что использование приборов, в которых происходит сжигание природного газа (газовые плиты и котлы), оказывает неблагоприятный эффект на человеческое здоровье. Кроме того, индивидуумы с повышенной чувствительностью к факторам окружающей среды реагируют неадекватно на компоненты природного газа и продукты его сгорания.

Природный газ в доме — источник множества различных загрязнителей. Сюда относятся соединения, которые непосредственно присутствуют в газе (одоранты, газообразные углеводороды, ядовитые металлоорганические комплексы и радиоактивный газ радон), продукты неполного сгорания (оксид углерода, диоксид азота, аэрозольные органические частицы, полициклические ароматические углеводороды и небольшое количество летучих органических соединений). Все перечисленные компоненты могут воздействовать на организм человека как сами по себе, так и в комбинации друг с другом (эффект синергизма).

Таблица 12.3

Состав газообразного топлива

Компоненты

Метан

Этан

0,2-6,0

Пропан

0,1-4,0

Бутан

0,1-2,0

Пентан

До 0,5

Этилен

Содержатся в отдельных месторождениях

Пропилен

Бутилен

Бензол

Сернистый газ

Сероводород

Диоксид углерода

0,1-0,7

Оксид углерода

0,001

Водород

До 0,001

Одоранты. Одоранты — серосодержащие органические ароматические соединения (меркаптаны, тиоэфиры и тио- ароматические соединения). Добавляются к природному газу с целью его обнаружения при утечках. Хотя эти соединения присутствуют в весьма небольших, подпороговых концентрациях, которые не рассматриваются как ядовитые для большинства индивидуумов, их запах может вызывать тошноту и головные боли у здоровых людей.

Клинический опыт и эпидемиологические данные указывают, что химически чувствительные люди реагируют неадекватно на химические соединения, присутствующие даже в подпороговых концентрациях. Индивидуумы, страдающие астмой, часто идентифицируют запах как промотор (триггер) астматических приступов.

К одорантам относится, к примеру, метантиол. Метанти- ол, известный также как метилмеркаптан (меркаптометан, тиометилалкоголь), — газообразное соединение, которое обычно используется как ароматическая добавка к природному газу.

Неприятный запах ощущает большинство людей в концентрации 1 часть на 140 млн, однако это соединение может быть обнаружено при значительно меньших концентрациях высокочувствительными индивидуумами. Токсикологические исследования на животных показали, что 0,16% метантиола, 3,3% этантиола или 9,6% диметилсульфида способны стимулировать коматозное состояние у 50% крыс, подвергнутых воздействию этих соединений в течение 15 мин.

Другой меркаптан, используемый тоже как ароматическая добавка к природному газу, — меркаптоэтанол C2H6OS) известен также как 2-тиоэтанол, этилмеркаптан. Сильный раздражитель для глаз и кожи, способен оказывать токсический эффект через кожу. Огнеопасен и при нагревании разлагается с образованием высокоядовитых паров SOx.

Меркаптаны, являясь загрязнителями воздуха помещений, содержат серу и способны захватывать элементарную ртуть. В высоких концентрациях меркаптаны могут вызывать нарушение периферического кровообращения и учащение пульса, способны стимулировать потерю сознания, развитие цианоза или даже смерть.

Аэрозоли. Сгорание природного газа приводит к образованию мелких органических частиц (аэрозолей), включая канцерогенные ароматические углеводороды, а также некоторые летучие органические соединения. ДОС — предположительно сенсибилизирующие агенты, которые способны индуцировать совместно с другими компонентами синдром «больного здания», а также множественную химическую чувствительность (МХЧ).

К ДОС относится и формальдегид, образующийся в небольших количествах при сгорании газа. Использование газовых приборов в доме, где проживают чувствительные индивидуумы, увеличивает воздействие к этим раздражителям, впоследствии усиливая признаки болезни и также способствуя дальнейшей сенсибилизации.

Аэрозоли, образованные в процессе сгорания природного газа, могут стать центрами адсорбции для разнообразных химических соединений, присутствующих в воздухе. Таким образом, воздушные загрязнители могут концентрироваться в микрообъемах, реагировать друг с другом, особенно когда металлы выступают в роли катализаторов реакций. Чем меньше по размеру частица, тем выше концентрационная активность такого процесса.

Более того, водяные пары, образующиеся при сгорании природного газа, — транспортное звено для аэрозольных частиц и загрязнителей при их переносе к легочным альвеолам.

При сгорании природного газа образуются и аэрозоли, содержащие полициклические ароматические углеводороды. Они оказывают неблагоприятное воздействие на дыхательную систему и являются известными канцерогенными веществами. Помимо этого, углеводороды способны приводить к хронической интоксикации у восприимчивых людей.

Образование бензола, толуола, этилбензола и ксилола при сжигании природного газа также неблагоприятно для здоровья человека. Бензол, как известно, канцерогенен в дозах, значительно ниже пороговых. Воздействие к бензолу коррелирует с увеличенным риском возникновения рака, особенно лейкемии. Сенсибилизирующие эффекты бензола не известны.

Металлоорганические соединения. Некоторые компоненты природного газа могут содержать высокие концентрации ядовитых тяжелых металлов, включая свинец, медь, ртуть, серебро и мышьяк. По всей вероятности, эти металлы присутствуют в природном газе в форме металлоорганических комплексов типа триметиларсенита (CH3)3As. Связь с органической матрицей этих токсичных металлов делает их растворимыми в липидах. Это ведет к высокому уровню поглощения и тенденции к биоаккумуляции в жировой ткани человека. Высокая токсичность тетраметилплюмбита (СН3)4РЬ и диметилртути (CH3)2Hg предполагает влияние на здоровье человека, так как метилированные составы этих металлов более ядовиты, чем сами металлы. Особую опасность представляют эти соединения во время лактации у женщин, так как в этом случае происходит миграция липидов из жировых депо организма.

Диметилртуть (CH3)2Hg — особенно опасное металлоорганическое соединение из-за его высокой липофильности. Метилртуть может быть инкорпорирована в организм путем ингаляционного поступления, а также через кожу. Всасывание этого соединения в желудочно-кишечном трактате составляет почти 100%. Ртуть обладает выраженным нейро- токсическим эффектом и свойством влиять на репродуктивную функцию человека. Токсикология не располагает данными о безопасных уровнях ртути для живых организмов.

Органические соединения мышьяка также весьма ядовиты, особенно при их метаболическом разрушении (метаболическая активация), заканчивающимся образованием высокоядовитых неорганических форм.

Продукты сгорания природного газа. Диоксид азота способен действовать на легочную систему, что облегчает развитие аллергических реакций к другим веществам, уменьшает функцию легких, восприимчивость к инфекционным заболеваниям легких, потенцирует бронхиальную астму и другие респираторные заболевания. Это особенно выражено у детей.

Имеются доказательства того, что N02, полученный при сжигании природного газа, может индуцировать:

  • воспаление легочной системы и уменьшение жизненной функции легких;
  • увеличение риска астмоподобных признаков, включая появление хрипов, одышку и приступы заболевания. Это особенно часто проявляется у женщин, приготавливающих еду на газовых плитах, а также у детей;
  • уменьшение резистентности к бактериальным заболеваниям легких из-за снижения иммунологических механизмов защиты легких;
  • оказание неблагоприятных эффектов в целом на иммунную систему человека и животных;
  • воздействие как адъюванта на развитие аллергических реакций к другим компонентам;
  • увеличение чувствительности и усиление аллергической ответной реакции на побочные аллергены.

В продуктах сгорания природного газа присутствует довольно высокая концентрация сероводорода (H2S), который загрязняет окружающую среду. Он ядовит в концентрациях ниже, чем 50.ppm, а в концентрации 0,1— 0,2% смертелен даже при непродолжительной экспозиции. Так как организм имеет механизм для детоксикации этого соединения, токсичность сероводорода связана больше с его воздействующей концентрацией, чем с продолжительностью экспозиции.

Хотя сероводород имеет сильный запах, его непрерывное низкоконцентрационное воздействие ведет к утрате чувства запаха. Это делает возможным токсический эффект для людей, которые несознательно могут подвергаться действию опасных уровней этого газа. Незначительные концентрации его в воздухе жилых помещений приводят к раздражению глаз, носоглотки. Умеренные уровни вызывают головную боль, головокружение, а также кашель и затруднение дыхания. Высокие уровни ведут к шоку, конвульсиям, коматозному состоянию, которые заканчиваются смертью. Оставшиеся в живых после острого токсического воздействия сероводорода испытывают неврологические дисфункции типа амнезии, тремора, нарушение равновесия, а иногда и более серьезного повреждения головного мозга.

Острая токсичность относительно высоких концентраций сероводорода хорошо известна, однако, к сожалению, имеется немного информации по хроническому НИЗКОДОЗО- вому воздействию этого компонента.

Радон. Радон (222Rn) также присутствует в природном газе и может быть доставлен по трубопроводам к газовым плитам, которые становятся источниками загрязнения. Так как радон распадается до свинца (период полураспада 210РЬ равен 3,8 дня), это приводит к созданию тонкого слоя радиоактивного свинца (в среднем толщиной 0,01 см), который покрывает внутренние поверхности труб и оборудования. Образование слоя радиоактивного свинца повышает фоновое значение радиоактивности на несколько тысяч распадов в минуту (на площади 100 см2). Удаление его очень сложно и требует замены труб.

Следует учитывать, что простого отключения газового оборудования недостаточно, чтобы снять токсическое воздействие и принести облегчение химически чувствительным пациентам. Газовое оборудование должно быть полностью удалено из помещения, так как даже не работающая газовая плита продолжает выделять ароматические соединения, которые она поглотила за годы использования.

Совокупные эффекты природного газа, влияние ароматических соединений, продуктов сгорания на здоровье человека точно не известны. Предполагается, что воздействие от нескольких соединений может умножаться, при этом реакция от воздействия нескольких загрязнителей может быть больше, чем сумма отдельных эффектов.

Таким образом, характеристиками природного газа, вызывающими беспокойство в отношении здоровья человека и животных, являются:

  • огнеопасность и взрывоопасный характер;
  • асфиксические свойства;
  • загрязнение продуктами сгорания воздушной среды помещений;
  • присутствие радиоактивных элементов (радон);
  • содержание в продуктах сгорания высокотоксичных соединений;
  • присутствие следовых количеств ядовитых металлов;
  • содержание токсичных ароматических соединений, добавляемых к природному газу (особенно для людей с множественной химической чувствительностью);
  • способность компонентов газа к сенсибилизации.

mlynok

Природный газ. Процесс горения.

Опубликовано: 01.02.2014 | Korni (Олександр Корнієнко) | Filed under: Отопление |

Природный газ — это самое распространенное топливо на сегодняшний день. Природный газ так и называется природным, потому что он добывается из самых недр Земли.

Процесс горения газа является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия природного газа с кислородом, который содержится в воздухе.

В газообразном топливе присутствует горючая часть и негорючая.

Основным горючим компонентом природного газа является метан — CH4. Его содержание в природном газе достигает 98 %. Метан не имеет запаха, не имеет вкуса и является нетоксичным. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.

Для обнаружения утечки газа, газ подвергают одоризации, иначе говоря добавляют сильнопахнущее вещество (этилмеркаптан). При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1 %.

Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы — пропан, бутан и этан.

Для обеспечения качественного горения газа необходимо в достаточном количестве подвести воздух в зону горения и добиться хорошего перемешивания газа с воздухом. Оптимальным считается соотношение 1 : 10. То есть на одну часть газа приходится десять частей воздуха. Кроме этого необходимо создание нужного температурного режима. Чтобы газ воспламенился необходимо его нагреть до температуры его воспламенения и в дальнейшем температура не должна опускаться ниже температуры воспламенения.

Необходимо организовать отвод продуктов сгорания в атмосферу.

Полное горение достигается в том случае, если в продуктах сгорания выходящих в атмосферу отсутствуют горючие вещества. При этом углерод и водород соединяются вместе и образуют углекислый газ и пары воды.

Визуально при полном сгорании пламя светло-голубое или голубовато-фиолетовое.

Полное сгорание газа.

метан + кислород = углекислый газ + вода

СН4 + 2О2 = СО2 + 2Н2О

Кроме этих газов в атмесферу с горючими газами выходит азот и оставшийся кислород. N2 + O2

Если сгорание газа происходит не полностью, то в атмосферу выбрасываются горючие вещества – угарный газ, водород, сажа.

CO + H + C

Неполное сгорание газа происходит вследствие недостаточного количества воздуха. При этом визуально в пламени появляются языки копоти.

Опасность неполного сгорания газа состоит в том, что угарный газ может стать причиной отравления персонала котельной. Содержание СО в воздухе 0,01-0,02% может вызвать легкое отравление. Более высокая концентрация может привести к тяжелому отравлению и смерти.

Образующаяся сажа оседает на стенках котлов ухудшая тем самым передачу тепла теплоносителю снижает эффективность работы котельной. Сажа проводит тепло хуже метана в 200 раз.

Теоретически для сжигания 1м3 газа необходимо 9м3 воздуха. В реальных условиях воздуха требуется больше.

То есть необходимо избыточное количество воздуха. Эта величина обозначаемая альфа показывает во сколько раз воздуха расходуется больше, чем необходимо теоретически.

Коэффициент альфа зависит от типа конкретной горелки и обычно прописывается в паспорте горелки или в соответствие с рекомендациями организации производимой пусконаладочные работы.

С увеличением количества избыточного воздуха выше рекомендуемого, растут потери тепла. При значительном увеличение количества воздуха может произойти отрыв пламени, создав аварийную ситуацию. Если количество воздуха меньше рекомендуемого то горение будет неполным, создавая тем самым угрозу отравления персонала котельной.

Для более точного контроля качества сгорания топлива существуют приборы — газоанализаторы, которые измеряют содержание определенных веществ в составе уходящих газов.

Газоанализаторы могут поступать в комплекте с котлами. В случае если их нет, соответствующие измерения проводит пусконаладочная организация при помощи переносных газоанализаторов. Составляется режимная карта в которой прописываются необходимые контрольные параметры. Придерживаясь их можно обеспечить нормальное полное сгорание топлива.

Основными параметрами регулирования горения топлива являются:

  • соотношение газа и воздуха подаваемых на горелки.
  • коэфициент избытка воздуха.
  • разряжение в топке.
  • Кэфициент полезного действия котла.

При этом под коэфициентом полезного действия котла подразумевают соотношение полезного тепла к величине всего затраченного тепла.

Состав воздуха

Название газа Химический элемент

admin

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх