CH 4 + 2 × O 2 +7,52 × N 2 \u003d CO 2 +2× H20 + 7,5× N 2 +8500 kcal
Zrak:
, stoga zaključak:
1 m 3 O 2 čini 3,76 m 3N 2
Pri sagorijevanju 1 m 3 plina potrebno je potrošiti 9,52 m 3 zraka (jer 2 + 7,52). Potpuno sagorijevanje ispuštanja plina:
· Ugljični dioksid CO 2 ;
· Vodena para;
· Dušik (zračni balast);
· Toplina se oslobađa.
Pri sagorijevanju 1 m 3 plina oslobađa se 2 m 3 vode. Ako je temperatura dimnih plinova u dimnjaku manja od 120°C, a cijev je visoka i nije izolirana, tada se te vodene pare kondenziraju duž stijenki dimnjaka do njegovog donjeg dijela, odakle ulaze u odvodni spremnik ili vod kroz Rupa.
Kako bi se spriječilo stvaranje kondenzata u dimnjaku, potrebno je izolirati dimnjak ili smanjiti visinu dimnjaka, prethodno izračunavši propuh u dimnjaku (tj. opasno je smanjiti visinu dimnjaka).
Proizvodi potpunog izgaranja plina.
· Ugljični dioksid;
· Vodena para.
Proizvodi nepotpunog izgaranja plina.
· Ugljični monoksid CO;
· Vodik H2;
· ugljik C.
U stvarnim uvjetima za izgaranje plina, dovod zraka je nešto veći od izračunatog formulom. Omjer stvarnog volumena zraka koji se dovodi do izgaranja i teoretski izračunatog volumena naziva se koeficijent viška zraka (a). Ne bi trebao biti veći od 1,05 ... 1,2:
Pretjerano veliki višak zraka smanjuje učinkovitost. kotao.
U gradu:
Za proizvodnju 1 Gcal topline utroši se 175 kg referentnog goriva.
Po industriji:
Za proizvodnju 1 Gcal topline potroši se 162 kg standardnog goriva.
Višak zraka utvrđuje se analizom dimnih plinova pomoću uređaja.
Koeficijentapo dužini prostora peći nije isti. Na početku peći kod plamenika, i kada dimni plinovi izlaze u dimnjak, veći je od proračunskog zbog propuštanja zraka kroz propusnu oblogu (kožu) kotla.
Ova informacija se odnosi na kotlove koji rade pod vakuumom, kada je tlak u peći manji od atmosferskog tlaka.
Kotlovi koji rade pod prekomjernim tlakom plinova u kotlovskoj peći nazivaju se kotlovi pod tlakom. Kod takvih kotlova obloga mora biti jako čvrsta kako bi se spriječilo da dimni plinovi uđu u kotlovnicu i otrovaju ljude.
Proizvodi izgaranja prirodnog plina su ugljični dioksid, vodena para, nešto viška kisika i dušik. Produkti nepotpunog izgaranja plina mogu biti ugljični monoksid, neizgorjeli vodik i metan, teški ugljikovodici, čađa.
Što je više ugljičnog dioksida CO 2 u produktima izgaranja, to će manje ugljičnog monoksida CO biti u njima i to će izgaranje biti potpunije. Koncept “maksimalnog sadržaja CO 2 u produktima izgaranja” uveden je u praksu. Količina ugljičnog dioksida u produktima izgaranja nekih plinova prikazana je u donjoj tablici.
Količina ugljičnog dioksida u produktima izgaranja plina
Koristeći podatke iz tablice i poznavajući postotak CO 2 u produktima izgaranja, lako se može odrediti kakvoća izgaranja plina i koeficijent viška zraka a. Da biste to učinili, uz pomoć plinskog analizatora, potrebno je odrediti količinu CO 2 u produktima izgaranja plina i podijeliti vrijednost CO 2max uzetu iz tablice s dobivenom vrijednošću. Tako, na primjer, ako proizvodi izgaranja plina sadrže 10,2% ugljičnog dioksida u produktima izgaranja, tada je koeficijent viška zraka u peći
α = CO 2max / CO 2 analiza = 11,8 / 10,2 = 1,15.
Najsavršeniji način kontrole protoka zraka u peć i potpunosti njegovog izgaranja je analiza produkata izgaranja pomoću automatskih analizatora plina. Analizatori plina povremeno uzimaju uzorak ispušnih plinova i određuju sadržaj ugljičnog dioksida u njima, kao i količinu ugljikovog monoksida i neizgorjelog vodika (CO + H 2) u volumnim postocima.
Ako su očitanja pokazivača plinskog analizatora na ljestvici (CO 2 + H 2) jednaka nuli, to znači da je izgaranje završeno, a u produktima izgaranja nema ugljičnog monoksida i neizgorjelog vodika. Ako strelica odstupi od nule udesno, tada proizvodi izgaranja sadrže ugljični monoksid i neizgorjeli vodik, odnosno dolazi do nepotpunog izgaranja. Na drugoj skali, igla plinskog analizatora trebala bi pokazati maksimalni sadržaj CO 2max u produktima izgaranja. Potpuno izgaranje događa se pri maksimalnom postotku ugljičnog dioksida, kada je kazaljka na skali CO + H 2 na nuli.
Izgaranje je kemijska reakcija koja se odvija brzo u vremenu, spajajući zapaljive komponente goriva s kisikom u zraku, praćena intenzivnim oslobađanjem topline, svjetlosti i produkata izgaranja.
Za metan, reakcija izgaranja sa zrakom je:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Qn
C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 3H2O + Qn
Za UNP:
C4 H10 + 6,5O2 = 4CO2 + 5H2O + Qn
Produkti potpunog izgaranja plinova su vodena para (H2 O), ugljični dioksid (CO2 ) ili ugljični dioksid.
S potpunim izgaranjem plinova, boja plamena je u pravilu plavkasto-ljubičasta.
Uzima se volumetrijski sastav suhog zraka:O2 ≈ 21%, N2 ≈ 79%, iz ovoga slijedi da
1m3 kisika nalazi se u 4,76m3 (≈ 5 m3) zraka.
Zaključak: za spaljivanje
- 1m3 metana zahtijeva 2m3 kisika ili oko 10m3 zraka,
- 1m3 propana - 5m3 kisika ili oko 25m3 zraka,
- 1 m3 butana - 6,5 m3 kisika ili oko 32,5 m3 zraka,
- 1m3 LPG ~ 6m3 kisika ili oko 30m3 zraka.
U praksi, kada se plin izgara, vodena para se u pravilu ne kondenzira, već se uklanja zajedno s drugim produktima izgaranja. Stoga se tehnički izračuni temelje na nižoj ogrjevnoj vrijednosti Pn.
Uvjeti potrebni za izgaranje:
1. dostupnost goriva (plin);
2. prisutnost oksidacijskog sredstva (kisik zraka);
3. prisutnost izvora temperature paljenja.
Nepotpuno izgaranje plinova.
Uzrok nepotpunog izgaranja plina je nedovoljno zraka.
Produkti nepotpunog izgaranja plinova su ugljični monoksid ili ugljični monoksid (CO), neizgoreni zapaljivi ugljikovodici (Cn Hm) i atomski ugljik ili čađa.
Za prirodni plinCH4 + O2 → CO2 + H2 O + CO+ CH4 + C
Za UNPCn Hm + O2 → CO2 + H2 O + CO + Cn Hm + C
Najopasnija je pojava ugljičnog monoksida, koji ima toksični učinak na ljudski organizam. Formiranje čađe daje plamenu žutu boju.
Nepotpuno izgaranje plina opasno je za ljudsko zdravlje (sa sadržajem od 1% CO2 u zraku, 2-3 udisaja za osobu je dovoljno za trovanje sa smrtnim ishodom).
Nepotpuno izgaranje je neekonomično (čađa ometa proces prijenosa topline; nepotpunim izgaranjem plina dobivamo manje topline za koju sagorijevamo plin).
Kako biste kontrolirali potpunost izgaranja, obratite pozornost na boju plamena, koja bi trebala biti plava tijekom potpunog izgaranja, a žućkasto-slamasta ako je nepotpuno izgaranje. Najsavršeniji način kontrole potpunosti izgaranja je analiza produkata izgaranja pomoću plinskih analizatora.
Metode izgaranja plina.
Koncept primarnog i sekundarnog zraka.
Postoje 3 načina spaljivanja plina:
1) difuzija,
2) kinetički,
3) mješoviti.
Difuzijska metoda ili metoda bez prethodnog miješanja plina sa zrakom.
Samo plin iz plamenika ulazi u zonu izgaranja. Zrak potreban za izgaranje miješa se s plinom u zoni izgaranja. Taj se zrak naziva sekundarnim.
Plamen je izdužen, žut.
a= 1,3÷1,5t≈ (900÷1000) o S
Kinetička metoda - metoda s potpunim prethodnim miješanjem plina sa zrakom.
Plin se dovodi do plamenika, a zrak se dovodi pomoću uređaja za puhanje. Zrak potreban za izgaranje i koji se dovodi u plamenik radi prethodnog miješanja s plinom naziva se primarnim.
Plamen je kratak, zelenkasto-plavkaste boje.
a= 1,01÷1,05t≈ 1400o S
Mješovita metoda - metoda s djelomičnim preliminarnim miješanjem plina sa zrakom.
Plin ubrizgava primarni zrak u plamenik. Smjesa plina i zraka s nedovoljnom količinom zraka za potpuno izgaranje ulazi u zonu izgaranja iz plamenika. Ostatak zraka je sekundaran.
Plamen je srednje veličine, zelenkastoplave boje.
a=1,1 ¸ 1,2 t≈1200o S
Omjer viška zrakaa= Litd./L teor. je omjer količine zraka potrebne za izgaranje u praksi i količine zraka potrebnog za izgaranje i teoretski izračunato.
Uvijek bi trebao bitia>1, inače će doći do potapanja.
Lnpr.=a∙ L teor., tj. koeficijent viška zraka pokazuje koliko je puta količina zraka potrebna za izgaranje u praksi veća od količine zraka koja je potrebna za izgaranje i izračunato teoretski.
Opće informacije. Drugi važan izvor unutarnjeg onečišćenja, snažan faktor senzibilizacije za ljude, je prirodni plin i produkti njegovog izgaranja. Plin je višekomponentni sustav koji se sastoji od desetaka različitih spojeva, uključujući i one posebno dodane (tablica 1.).
Postoje izravni dokazi da uporaba uređaja koji sagorevaju prirodni plin (plinske peći i kotlovi) štetno djeluje na zdravlje ljudi. Osim toga, osobe s povećanom osjetljivošću na čimbenike okoliša neadekvatno reagiraju na komponente prirodnog plina i produkte njegovog izgaranja.
Prirodni plin u kući izvor je mnogih različitih zagađivača. To uključuje spojeve koji su izravno prisutni u plinu (mirisi, plinoviti ugljikovodici, toksični organometalni kompleksi i radioaktivni plin radon), produkte nepotpunog izgaranja (ugljični monoksid, dušikov dioksid, organske čestice aerosola, policiklički aromatski ugljikovodici i male količine hlapljivih organskih spojeva ). Sve ove komponente mogu utjecati na ljudski organizam kako same tako i u kombinaciji jedna s drugom (sinergijski učinak).
Tablica 12.3
Sastav plinovitog goriva
Mirisi. Mirisi su organski aromatični spojevi koji sadrže sumpor (merkaptani, tioeteri i tioaromatski spojevi). Dodaju se prirodnom plinu kako bi ga otkrili u slučaju curenja. Iako su ti spojevi prisutni u vrlo niskim koncentracijama ispod praga koje se ne smatraju toksičnim za većinu pojedinaca, njihov miris može uzrokovati mučninu i glavobolju kod inače zdravih osoba.
Klinička iskustva i epidemiološki podaci ukazuju na to da kemijski osjetljive osobe neprikladno reagiraju na kemikalije prisutne čak i pri koncentracijama ispod praga. Osobe s astmom često prepoznaju miris kao promotor (okidač) napadaja astme.
Mirisi uključuju, na primjer, metanetiol. Metanetiol, također poznat kao metilmerkaptan (merkaptometan, tiometilalkohol), je plinoviti spoj koji se obično koristi kao aromatski dodatak prirodnom plinu. Većina ljudi osjeti neugodan miris u koncentraciji od 1 dijela na 140 ppm, ali vrlo osjetljive osobe mogu otkriti ovaj spoj u mnogo nižim koncentracijama.
Toksikološke studije na životinjama pokazale su da 0,16% metanetiola, 3,3% etanetiola ili 9,6% dimetil sulfida može izazvati komatozna stanja u 50% štakora izloženih tim spojevima tijekom 15 minuta.
Drugi merkaptan, koji se također koristi kao aromatski dodatak prirodnom plinu, je merkaptoetanol (C2H6OS) također poznat kao 2-tioetanol, etil merkaptan. Jako nadražuje oči i kožu, može imati toksični učinak kroz kožu. Zapaljiv je i razgrađuje se kada se zagrije stvarajući vrlo otrovne pare SOx.
Merkaptani, kao zagađivači zraka u zatvorenom prostoru, sadrže sumpor i mogu uhvatiti elementarnu živu. U visokim koncentracijama merkaptani mogu uzrokovati poremećenu perifernu cirkulaciju i ubrzan rad srca, mogu potaknuti gubitak svijesti, razvoj cijanoze, pa čak i smrt.
Aerosoli. Izgaranjem prirodnog plina nastaju fine organske čestice (aerosoli), uključujući kancerogene aromatske ugljikovodike, kao i neke hlapljive organske spojeve. DOS su za koje se sumnja da su senzibilizirajuća sredstva koja mogu, zajedno s drugim komponentama, izazvati sindrom "bolesne zgrade", kao i višestruku kemijsku osjetljivost (MCS).
DOS također uključuje formaldehid, koji nastaje u malim količinama tijekom izgaranja plina. Korištenje plinskih uređaja u domu u kojem žive osjetljive osobe povećava izloženost tim nadražujućim tvarima, pogoršavajući znakove bolesti i također promičući daljnju senzibilizaciju.
Aerosoli nastali tijekom izgaranja prirodnog plina mogu postati adsorpcijski centri za razne kemijske spojeve prisutne u zraku. Tako se onečišćivači zraka mogu koncentrirati u mikrovolumenima, međusobno reagirati, posebno kada metali djeluju kao katalizatori reakcija. Što je čestica manja, to je veća koncentracijska aktivnost takvog procesa.
Štoviše, vodena para nastala tijekom izgaranja prirodnog plina je transportna veza za čestice aerosola i onečišćujuće tvari kada se prenose u plućne alveole.
Tijekom izgaranja prirodnog plina također nastaju aerosoli koji sadrže policikličke aromatske ugljikovodike. Imaju štetne učinke na dišni sustav i poznati su kancerogeni. Osim toga, ugljikovodici mogu dovesti do kronične intoksikacije kod osjetljivih ljudi.
Stvaranje benzena, toluena, etilbenzola i ksilena pri izgaranju prirodnog plina također je nepovoljno za ljudsko zdravlje. Poznato je da je benzen kancerogen u dozama znatno ispod praga. Izloženost benzenu povezana je s povećanim rizikom od raka, posebno leukemije. Senzibilizirajuće djelovanje benzena nije poznato.
organometalni spojevi. Neke komponente prirodnog plina mogu sadržavati visoke koncentracije otrovnih teških metala, uključujući olovo, bakar, živu, srebro i arsen. Po svoj prilici, ovi metali su prisutni u prirodnom plinu u obliku organometalnih kompleksa tipa trimetilarsenita (CH3)3As. Povezanost s organskom matricom ovih toksičnih metala čini ih topljivim u lipidima. To dovodi do visoke razine apsorpcije i sklonosti bioakumulaciji u ljudskom masnom tkivu. Visoka toksičnost tetrametilplumbita (CH3)4Pb i dimetil žive (CH3)2Hg ukazuje na utjecaj na ljudsko zdravlje, budući da su metilirani spojevi ovih metala toksičniji od samih metala. Od posebne su opasnosti ovi spojevi tijekom dojenja kod žena, jer u ovom slučaju dolazi do migracije lipida iz masnih depoa tijela.
Dimetil živa (CH3)2Hg je posebno opasan organometalni spoj zbog svoje visoke lipofilnosti. Metil živa se može ugraditi u tijelo udisanjem kao i kroz kožu. Apsorpcija ovog spoja u gastrointestinalnom traktu je gotovo 100%. Živa ima izražen neurotoksični učinak i sposobnost utjecaja na reproduktivnu funkciju čovjeka. Toksikologija ne raspolaže podacima o sigurnim razinama žive za žive organizme.
Organski spojevi arsena također su vrlo otrovni, posebno kada su metabolički uništeni (metabolička aktivacija), što rezultira stvaranjem visoko toksičnih anorganskih oblika.
Proizvodi izgaranja prirodnog plina. Dušikov dioksid je u stanju djelovati na plućni sustav, što olakšava razvoj alergijskih reakcija na druge tvari, smanjuje funkciju pluća, sklonost zaraznim bolestima pluća, potencira bronhijalnu astmu i druge bolesti dišnog sustava. To je posebno izraženo kod djece.
Postoje dokazi da N02 proizveden spaljivanjem prirodnog plina može izazvati:
- upala plućnog sustava i smanjenje vitalne funkcije pluća;
- povećan rizik od simptoma sličnih astmi, uključujući piskanje, otežano disanje i napade astme. To je osobito često kod žena koje kuhaju na plinskim štednjacima, kao i kod djece;
- smanjenje otpornosti na bakterijske bolesti pluća zbog smanjenja imunoloških mehanizama zaštite pluća;
- pružanje štetnih učinaka općenito na imunološki sustav ljudi i životinja;
- utjecaj kao pomoćno sredstvo na razvoj alergijskih reakcija na druge komponente;
- povećana osjetljivost i povećani alergijski odgovor na bočne alergene.
Produkti izgaranja prirodnog plina sadrže prilično visoku koncentraciju sumporovodika (H2S), koji onečišćuje okoliš. Otrovan je u koncentracijama manjim od 50.ppm, a u koncentracijama od 0,1-0,2% smrtonosan je i pri kratkom izlaganju. Budući da tijelo ima mehanizam za detoksikaciju ovog spoja, toksičnost sumporovodika je više povezana s koncentracijom izloženosti nego s trajanjem izlaganja.
Iako sumporovodik ima jak miris, kontinuirano izlaganje niskim koncentracijama dovodi do gubitka osjeta mirisa. To omogućuje toksični učinak za ljude koji bi nesvjesno mogli biti izloženi opasnim razinama ovog plina. Neznatne koncentracije u zraku stambenih prostorija dovode do iritacije očiju, nazofarinksa. Umjerene razine uzrokuju glavobolju, vrtoglavicu, kao i kašalj i otežano disanje. Visoke razine dovode do šoka, konvulzija, kome, što završava smrću. Preživjeli nakon akutne toksične izloženosti sumporovodiku doživljavaju neurološke disfunkcije kao što su amnezija, drhtanje, neravnoteža, a ponekad i teža oštećenja mozga.
Akutna toksičnost pri relativno visokim koncentracijama sumporovodika dobro je poznata, međutim, nažalost, malo je podataka dostupno o kroničnim učincima NISKIH DOZA ove komponente.
Radon. Radon (222Rn) također je prisutan u prirodnom plinu i može se transportirati cjevovodima do plinskih peći, koje postaju izvori onečišćenja. Budući da se radon raspada u olovo (210Pb ima poluživot od 3,8 dana), to rezultira tankim slojem radioaktivnog olova (prosječno debljine 0,01 cm) koji prekriva unutarnje površine cijevi i opreme. Formiranje sloja radioaktivnog olova povećava pozadinu radioaktivnosti za nekoliko tisuća dezintegracija u minuti (na površini od 100 cm2). Uklanjanje je vrlo teško i zahtijeva zamjenu cijevi.
Treba imati na umu da jednostavno isključivanje plinske opreme nije dovoljno za uklanjanje toksičnih učinaka i donošenje olakšanja kemijski osjetljivim pacijentima. Plinska oprema mora biti potpuno uklonjena iz prostora, jer čak i plinski štednjak koji ne radi nastavlja ispuštati aromatične spojeve koje je apsorbirao tijekom godina korištenja.
Kumulativni učinci prirodnog plina, aromatskih spojeva i produkata izgaranja na ljudsko zdravlje nisu točno poznati. Pretpostavlja se da se utjecaj nekoliko spojeva može umnožiti, dok odgovor na izloženost nekoliko onečišćujućih tvari može biti veći od zbroja pojedinačnih učinaka.
Dakle, karakteristike prirodnog plina koje su od značaja za zdravlje ljudi i životinja su:
- zapaljivost i eksplozivnost;
- svojstva gušenja;
- onečišćenje zraka u zatvorenom prostoru produktima izgaranja;
- prisutnost radioaktivnih elemenata (radon);
- sadržaj vrlo otrovnih spojeva u produktima izgaranja;
- prisutnost u tragovima otrovnih metala;
- sadržaj toksičnih aromatskih spojeva koji se dodaju prirodnom plinu (osobito za osobe s više kemijskih osjetljivosti);
- sposobnost senzibiliziranja komponenti plina.
Karakteristike metana
§ Bezbojno;
§ Neotrovan (nije otrovan);
§ Bez mirisa i okusa.
§ Sastav metana uključuje 75% ugljika, 25% vodika.
§ Specifična težina je 0,717 kg / m 3 (2 puta lakše od zraka).
§ Plamište je minimalna početna temperatura pri kojoj počinje izgaranje. Za metan je jednako 645 o.
§ temperatura izgaranja- to je maksimalna temperatura koja se može postići potpunim izgaranjem plina, ako količina zraka potrebna za izgaranje točno odgovara kemijskim formulama izgaranja. Za metan je jednak 1100-1400 o i ovisi o uvjetima izgaranja.
§ Toplina izgaranja- to je količina topline koja se oslobađa tijekom potpunog izgaranja 1 m 3 plina i jednaka je 8500 kcal / m 3.
§ Brzina širenja plamena jednako 0,67 m/s.
Mješavina plin-zrak
U kojem se nalazi plin:
Do 5% ne gori;
5 do 15% eksplodira;
Preko 15% gori pri dovodu dodatnog zraka (sve to ovisi o omjeru volumena plina u zraku i tzv. granice eksplozivnosti)
Gorivi plinovi su bez mirisa, radi njihovog pravovremenog otkrivanja u zraku, brzog i preciznog otkrivanja curenja, plin je odoriziran, t.j. ispuštati miris. Da biste to učinili, koristite ETILMERKOPTAN. Stopa odorizacije je 16 g na 1000 m 3. Ako u zraku ima 1% prirodnog plina, treba osjetiti njegov miris.
Plin koji se koristi kao gorivo mora biti u skladu sa zahtjevima GOST-a i sadržavati štetne nečistoće na 100 m 3 ne više od:
Sumporovodik 0,0 2 G /m.kocka
Amonijak 2 gr.
Cijanovodonična kiselina 5 gr.
Smola i prašina 0,001 g/m3
Naftalin 10 gr.
Kisik 1%.
Korištenje prirodnog plina ima nekoliko prednosti:
odsutnost pepela i prašine i uklanjanje čvrstih čestica u atmosferu;
visoka kalorijska vrijednost;
· praktičnost transporta i spaljivanja;
olakšavanje rada osoblja za održavanje;
· Poboljšanje sanitarno-higijenskih uvjeta u kotlovnicama i susjednim prostorima;
Širok raspon automatske kontrole.
Pri korištenju prirodnog plina potrebne su posebne mjere opreza, kao moguće propuštanje kroz propuštanja na spoju plinovoda i armature. Prisutnost više od 20% plina u prostoriji uzrokuje gušenje, njegovo nakupljanje u zatvorenom volumenu od više od 5% do 15% dovodi do eksplozije mješavine plina i zraka. Nepotpunim izgaranjem nastaje ugljični monoksid koji je i pri niskim koncentracijama (0,15%) otrovan.
Gori prirodni plin
gorući naziva se brza kemijska kombinacija zapaljivih dijelova goriva s kisikom u zraku, događa se pri visokoj temperaturi, popraćena je oslobađanjem topline s stvaranjem plamena i produkata izgaranja. Događa se izgaranje potpuna i nepotpuna.
Puno izgaranje Javlja se kada ima dovoljno kisika. Nedostatak kisika uzrokuje nepotpuno izgaranje pri čemu se oslobađa manja količina topline nego pri punoj, ugljični monoksid (otrovan učinak na osoblje za održavanje), stvara se čađa na površini kotla i povećavaju se toplinski gubici što dovodi do prekomjerne potrošnje goriva, smanjene učinkovitosti kotla, atmosferskih onečišćenja.
Produkti izgaranja prirodnog plina su– ugljični dioksid, vodena para, nešto viška kisika i dušika. Višak kisika sadržan je u produktima izgaranja samo u onim slučajevima kada do izgaranja dolazi s viškom zraka, a dušik je uvijek sadržan u produktima izgaranja, jer. sastavni je dio zraka i ne sudjeluje u izgaranju.
Produkti nepotpunog izgaranja plina mogu biti ugljični monoksid, neizgorjeli vodik i metan, teški ugljikovodici, čađa.
Reakcija metana:
CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
Prema formuli za izgaranje 1 m 3 metana potrebno je 10 m 3 zraka u kojem ima 2 m 3 kisika. U praksi, za sagorijevanje 1 m 3 metana potrebno je više zraka, uzimajući u obzir sve vrste gubitaka, za to se primjenjuje koeficijent Do višak zraka, koji = 1,05-1,1.
Teoretski volumen zraka = 10 m 3
Praktični volumen zraka = 10*1,05=10,5 ili 10*1,1=11
Potpunost izgaranja gorivo se može odrediti vizualno prema boji i prirodi plamena, kao i pomoću plinskog analizatora.
Prozirni plavi plamen - potpuno izgaranje plina;
Crvena ili žuta s dimnim prugama - izgaranje je nepotpuno.
Izgaranje se kontrolira povećanjem dovoda zraka u peć ili smanjenjem dovoda plina. Ovaj proces koristi primarni i sekundarni zrak.
sekundarni zrak– 40-50% (pomiješano s plinom u kotlovskoj peći tijekom izgaranja)
primarni zrak– 50-60% (pomiješano s plinom u plameniku prije izgaranja) plinsko-zračna mješavina se koristi za izgaranje
Izgaranje karakterizira brzina širenja plamena je brzina kojom element fronte plamena širi se relativno svježi mlaz mješavine zraka i plina.
Brzina izgaranja i širenja plamena ovisi o:
od sastava smjese;
na temperaturi;
od pritiska;
na omjer plina i zraka.
Brzina gorenja određuje jedan od glavnih uvjeta za pouzdan rad kotlovnice i karakterizira ga odvajanje i proboj plamena.
Prekid plamena- nastaje ako je brzina mješavine plina i zraka na izlazu iz plamenika veća od brzine izgaranja.
Razlozi razdvajanja: prekomjerno povećanje opskrbe plinom ili prekomjerni vakuum u peći (nacrt). Razdvajanje plamena se opaža tijekom paljenja i kada su plamenici uključeni. Odvajanje plamena dovodi do onečišćenja peći i plinskih kanala kotla plinom te do eksplozije.
Svjetiljka- nastaje ako je brzina širenja plamena (brzina gorenja) veća od brzine istjecanja mješavine plina i zraka iz plamenika. Proboj je popraćen izgaranjem mješavine plina i zraka unutar plamenika, plamenik se zagrijava i ne uspijeva. Ponekad je proboj popraćen praskom ili eksplozijom unutar plamenika. U tom slučaju može se uništiti ne samo plamenik, već i prednji zid kotla. Prekoračenje se događa kada se opskrba plinom naglo smanji.
Kada se plamen prekine i zabljesne, osoblje za održavanje mora zaustaviti dovod goriva, otkriti i ukloniti uzrok, prozračiti peć i plinske kanale 10-15 minuta i ponovno zapaliti vatru.
Proces izgaranja plinovitog goriva može se podijeliti u 4 faze:
1. Istjecanje plina iz mlaznice plamenika u plamenik pod tlakom povećanom brzinom.
2. Stvaranje mješavine plina sa zrakom.
3. Paljenje nastale zapaljive smjese.
4. Izgaranje zapaljive smjese.
Plinovodi
Plin se opskrbljuje potrošaču plinovodima - vanjski i unutarnji- do plinodistribucijskih postaja koje se nalaze izvan grada, a od njih plinovodima do plinoregulacijskih točaka hidrauličko frakturiranje odnosno uređaja za kontrolu plina GRU industrijska poduzeća.
Plinovodi su:
· visokog tlaka prve kategorije preko 0,6 MPa do 1,2 MPa uključujući;
· visokog tlaka druge kategorije preko 0,3 MPa do 0,6 MPa;
· srednji tlak treća kategorija preko 0,005 MPa do 0,3 MPa;
· kategorija niskog tlaka 4 do 0,005 MPa uključujući.
MPa znači Mega Pascal
U kotlovnici se postavljaju samo plinovodi srednjeg i niskog tlaka. Dionica od distribucijskog plinovoda mreže (grada) do prostora, zajedno s uređajem za odvajanje, naziva se ulazni.
Ulaznim plinovodom smatra se dio od razvodnog uređaja na ulazu, ako je postavljen izvan prostora do unutarnjeg plinovoda.
Na ulazu plina u kotlovnicu na osvijetljenom i prikladnom mjestu za održavanje mora postojati ventil. Ispred ventila mora postojati izolacijska prirubnica koja štiti od lutajućih struja. Na svakom odvojku od distribucijskog plinovoda do kotla predviđena su najmanje 2 uređaja za odvajanje, od kojih je jedan postavljen neposredno ispred plamenika. Osim armature i instrumentacije na plinovodu, ispred svakog kotla mora se ugraditi automatski uređaj koji osigurava siguran rad kotla. Kako bi se spriječio ulazak plinova u peć kotla, ako su zaporni uređaji neispravni, potrebne su odzračne svijeće i sigurnosni plinovodi sa zapornim uređajima, koji moraju biti otvoreni kada su kotlovi neaktivni. Niskotlačni plinovodi su u kotlovnicama obojeni žutom bojom, a srednjetlačni plinovodi obojeni su žutom bojom s crvenim prstenovima.
Plinski plamenici
Plinski plamenici- plinski plamenik namijenjen za dovod na mjesto izgaranja, ovisno o tehnološkim zahtjevima, pripremljenu mješavinu plina i zraka ili odvojeni plin i zrak, kao i za osiguranje stabilnog izgaranja plinovitog goriva i kontrolu procesa izgaranja.
Plamenici podliježu sljedećim zahtjevima:
· glavne vrste plamenika moraju se masovno proizvoditi u tvornicama;
plamenici moraju osigurati prolaz određene količine plina i potpunost njegovog izgaranja;
osigurati minimalnu količinu štetnih emisija u atmosferu;
mora raditi bez buke, odvajanja i bljeskanja plamena;
treba biti jednostavan za održavanje, prikladan za reviziju i popravak;
ako je potrebno, može se koristiti za rezervno gorivo;
· uzorci novonastalih i operativnih plamenika podliježu GOST ispitivanju;
Glavna karakteristika plamenika je njegova toplinska snaga, što se podrazumijeva kao količina topline koja se može osloboditi tijekom potpunog izgaranja goriva dostavljenog kroz plamenik. Sve ove karakteristike možete pronaći u tehničkom listu plamenika.
