CH4+ 2 × O2 + 7,52 × N 2 \u003d CO 2 + 2× H20 + 7,5× N 2 +8500 kcal
vzduch:
, teda záver:
Na 1 m 3 O 2 pripadá 3,76 m 3N 2
Pri spaľovaní 1 m 3 plynu je potrebné minúť 9,52 m 3 vzduchu (pretože 2 + 7,52). Úplné spaľovanie plynu uvoľňuje:
· oxid uhličitý C02;
· Vodná para;
· Dusík (vzduchový balast);
· Uvoľňuje sa teplo.
Pri spaľovaní 1 m 3 plynu sa uvoľňujú 2 m 3 vody. Ak je teplota spalín v komíne nižšia ako 120°C a potrubie je vysoké a neizolované, potom tieto vodné pary kondenzujú pozdĺž stien komína do jeho spodnej časti, odkiaľ sa dostávajú do odvodňovacej nádrže alebo potrubia cez diera.
Aby sa zabránilo tvorbe kondenzátu v komíne, je potrebné izolovať komín alebo znížiť výšku komína po predchádzajúcom vypočítaní ťahu v komíne (t. j. je nebezpečné znižovať výšku komína).
Produkty úplného spaľovania plynu.
· Oxid uhličitý;
· Vodná para.
Produkty nedokonalého spaľovania plynu.
· oxid uhoľnatý CO;
· vodík H2;
· uhlík C.
V reálnych podmienkach na spaľovanie plynu je prívod vzduchu o niečo väčší, ako vypočítava vzorec. Pomer skutočného objemu vzduchu privádzaného do spaľovania k teoreticky vypočítanému objemu sa nazýva súčiniteľ prebytočného vzduchu (a). Nemalo by to byť viac ako 1,05 ... 1,2:
Príliš veľký prebytok vzduchu znižuje účinnosť. kotol.
V meste:
Na výrobu 1 Gcal tepla sa spotrebuje 175 kg referenčného paliva.
Podľa odvetvia:
Na výrobu 1 Gcal tepla sa spotrebuje 162 kg štandardného paliva.
Prebytočný vzduch sa zisťuje analýzou spalín prístrojom.
Koeficientapo dĺžke priestoru pece nie je rovnaký. Na začiatku pece pri horáku a pri výstupe spalín do komína je väčší ako vypočítaný z dôvodu netesností vzduchu cez netesný obklad (plášť) kotla.
Táto informácia platí pre kotly pracujúce vo vákuu, keď je tlak v peci nižší ako atmosférický tlak.
Kotly pracujúce pod nadmerným tlakom plynov v peci kotla sa nazývajú tlakové kotly. V takýchto kotloch musí byť obloženie veľmi tesné, aby sa zabránilo vniknutiu spalín do kotolne a otrave ľudí.
Produkty spaľovania zemného plynu sú oxid uhličitý, vodná para, prebytok kyslíka a dusík. Produkty nedokonalého spaľovania plynu môžu byť oxid uhoľnatý, nespálený vodík a metán, ťažké uhľovodíky, sadze.
Čím viac oxidu uhličitého CO 2 je v produktoch spaľovania, tým menej oxidu uhoľnatého v nich bude a tým bude spaľovanie dokonalejšie. Do praxe sa zaviedol pojem „maximálny obsah CO 2 v produktoch spaľovania“. Množstvo oxidu uhličitého v produktoch spaľovania niektorých plynov je uvedené v tabuľke nižšie.
Množstvo oxidu uhličitého v produktoch spaľovania plynu
Pomocou údajov v tabuľke a znalosti percenta CO 2 v produktoch spaľovania je možné ľahko určiť kvalitu spaľovania plynu a koeficient prebytočného vzduchu a. Na to je potrebné pomocou analyzátora plynu určiť množstvo CO 2 v produktoch spaľovania plynu a výslednú hodnotu vydeliť z tabuľky získanú hodnotu CO 2 max. Takže napríklad, ak produkty spaľovania plynu obsahujú 10,2% oxidu uhličitého v produktoch spaľovania, potom koeficient prebytku vzduchu v peci
a = analýza C02max/C02 = 11,8 / 10,2 = 1,15.
Najdokonalejším spôsobom kontroly prietoku vzduchu do pece a úplnosti jeho spaľovania je analýza splodín horenia pomocou automatických analyzátorov plynov. Analyzátory plynu pravidelne odoberajú vzorku výfukových plynov a stanovujú v nich obsah oxidu uhličitého, ako aj množstvo oxidu uhoľnatého a nespáleného vodíka (CO + H 2) v objemových percentách.
Ak sú hodnoty ukazovateľa analyzátora plynu na stupnici (CO 2 + H 2) rovné nule, znamená to, že spaľovanie je dokončené a v produktoch spaľovania nie je žiadny oxid uhoľnatý a nespálený vodík. Ak sa šípka odchyľuje od nuly doprava, potom produkty spaľovania obsahujú oxid uhoľnatý a nespálený vodík, to znamená, že dochádza k neúplnému spaľovaniu. Na druhej stupnici by mala ručička analyzátora plynu ukazovať maximálny obsah CO 2max v produktoch spaľovania. K úplnému spáleniu dochádza pri maximálnom percente oxidu uhličitého, keď je ukazovateľ stupnice CO + H 2 na nule.
Horenie je chemická reakcia, ktorá prebieha rýchlo v čase, spája horľavé zložky paliva s kyslíkom vo vzduchu, sprevádzaná intenzívnym uvoľňovaním tepla, svetla a produktov spaľovania.
Pre metán je spaľovacia reakcia so vzduchom:
CH4 + 202 = C02 + 2H20 + Qn
C3H8 + 502 = 3C02 + 3H20 + Qn
Pre LPG:
C4H10 + 6,502 = 4C02 + 5H20 + Qn
Produktom úplného spaľovania plynov sú vodná para (H2 O), oxid uhličitý (CO2 ) alebo oxid uhličitý.
Pri úplnom spaľovaní plynov je farba plameňa spravidla modrofialová.
Objemové zloženie suchého vzduchu sa odoberá:O2 ≈ 21%, N2 ≈ 79 %, z toho vyplýva, že
1 m3 kyslíka je obsiahnutý v 4,76 m3 (≈ 5 m3) vzduchu.
Záver: na pálenie
- 1 m3 metánu vyžaduje 2 m3 kyslíka alebo asi 10 m3 vzduchu,
- 1 m3 propánu - 5 m3 kyslíka alebo asi 25 m3 vzduchu,
- 1 m3 butánu - 6,5 m3 kyslíka alebo asi 32,5 m3 vzduchu,
- 1 m3 LPG ~ 6 m3 kyslíka alebo asi 30 m3 vzduchu.
V praxi pri spaľovaní plynu vodná para spravidla nekondenzuje, ale odstraňuje sa spolu s ostatnými produktmi spaľovania. Preto sú technické výpočty založené na nižšej výhrevnosti Qn.
Podmienky potrebné na spaľovanie:
1. dostupnosť paliva (plynu);
2. prítomnosť oxidačného činidla (vzdušný kyslík);
3. prítomnosť zdroja teploty vznietenia.
Nedokonalé spaľovanie plynov.
Príčinou nedokonalého spaľovania plynu je nedostatok vzduchu.
Produkty nedokonalého spaľovania plynov sú oxid uhoľnatý alebo oxid uhoľnatý (CO), nespálené horľavé uhľovodíky (Cn Hm) a atómový uhlík alebo sadze.
Na zemný plynCH4 + O2 → CO2 + H2 O + CO+ CH4 + C
Pre LPGCn Hm + O2 → CO2 + H20 + CO + Cn Hm + C
Najnebezpečnejší je výskyt oxidu uhoľnatého, ktorý má toxický účinok na ľudské telo. Tvorba sadzí dáva plameňu žltú farbu.
Nedokonalé spaľovanie plynu je nebezpečné pre ľudské zdravie (pri obsahu 1% CO vo vzduchu stačí 2-3 nádychy a výdychy pre človeka na otravu so smrteľným následkom).
Nedokonalé spaľovanie je nehospodárne (sadze zasahujú do procesu prenosu tepla, pri nedokonalom spaľovaní plynu prijímame menej tepla, na ktoré spaľujeme plyn).
Na kontrolu úplnosti spaľovania dávajte pozor na farbu plameňa, ktorý by mal byť pri úplnom spaľovaní modrý a pri nedokonalom spaľovaní žltkastoslamový. Najdokonalejším spôsobom kontroly úplnosti spaľovania je analýza splodín horenia pomocou analyzátorov plynov.
Metódy spaľovania plynu.
Pojem primárneho a sekundárneho vzduchu.
Existujú 3 spôsoby spaľovania plynu:
1) difúzia,
2) kinetický,
3) zmiešané.
Difúzna metóda alebo metóda bez predbežného zmiešania plynu so vzduchom.
Z horáka vstupuje do spaľovacej zóny iba plyn. Vzduch potrebný na spaľovanie sa zmiešava s plynom v spaľovacej zóne. Tento vzduch sa nazýva sekundárny.
Plameň je predĺžený, žltý.
a= 1,3÷1,5t≈ (900÷1000) о С
Kinetická metóda - metóda s úplným predzmiešaním plynu so vzduchom.
Plyn je privádzaný do horáka a vzduch je dodávaný dúchadlom. Vzduch potrebný na spaľovanie, ktorý sa privádza do horáka na predbežné zmiešanie s plynom, sa nazýva primárny.
Plameň je krátky, zelenkavo modrastej farby.
a= 1,01÷1,05t≈ 1400 С
Zmiešaná metóda - metóda s čiastočným predbežným zmiešaním plynu so vzduchom.
Plyn vháňa primárny vzduch do horáka. Z horáka vstupuje do spaľovacej zóny zmes plynu a vzduchu s nedostatočným množstvom vzduchu na úplné spálenie. Zvyšok vzduchu je sekundárny.
Plameň je stredne veľký, zeleno-modrej farby.
a=1,1 ¸ 1,2 t≈1200® С
Pomer prebytočného vzduchua= Latď./L teória. je pomer množstva vzduchu potrebného na spaľovanie v praxi k množstvu vzduchu potrebného na spaľovanie a teoreticky vypočítaný.
Malo by byť vždya>1, inak dôjde k podpáleniu.
Lnapr.=a∙ L teor., t.j. koeficient prebytočného vzduchu ukazuje, koľkokrát je množstvo vzduchu potrebného na spaľovanie v praxi väčšie ako množstvo vzduchu potrebného na spaľovanie a vypočítané teoreticky.
Všeobecné informácie. Ďalším významným zdrojom vnútorného znečistenia, silným senzibilizačným faktorom pre človeka, je zemný plyn a splodiny jeho spaľovania. Plyn je viaczložkový systém pozostávajúci z desiatok rôznych zlúčenín, vrátane tých špeciálne pridaných (tabuľka 1).
Existujú priame dôkazy o tom, že používanie spotrebičov spaľujúcich zemný plyn (plynové sporáky a kotly) má nepriaznivý vplyv na ľudské zdravie. Okrem toho jedinci so zvýšenou citlivosťou na faktory prostredia neadekvátne reagujú na zložky zemného plynu a produkty jeho spaľovania.
Zemný plyn v domácnostiach je zdrojom mnohých rôznych znečisťujúcich látok. Patria sem zlúčeniny, ktoré sú priamo prítomné v plyne (odoranty, plynné uhľovodíky, toxické organokovové komplexy a rádioaktívny plyn radón), produkty nedokonalého spaľovania (oxid uhoľnatý, oxid dusičitý, aerosólové organické častice, polycyklické aromatické uhľovodíky a malé množstvá prchavých organických zlúčenín ). Všetky tieto zložky môžu pôsobiť na ľudský organizmus ako samy o sebe, tak aj vo vzájomnej kombinácii (synergický efekt).
Tabuľka 12.3
Zloženie plynného paliva
Odoranty. Odoranty sú organické aromatické zlúčeniny obsahujúce síru (merkaptány, tioétery a tioaromatické zlúčeniny). Pridávajú sa do zemného plynu, aby ho odhalili v prípade úniku. Hoci sú tieto zlúčeniny prítomné vo veľmi nízkych, podprahových koncentráciách, ktoré sa pre väčšinu jedincov nepovažujú za toxické, ich zápach môže u inak zdravých jedincov spôsobiť nevoľnosť a bolesti hlavy.
Klinické skúsenosti a epidemiologické údaje naznačujú, že chemicky citliví jedinci reagujú neprimerane na chemikálie prítomné aj v podprahových koncentráciách. Jedinci s astmou často identifikujú zápach ako promótor (spúšťač) astmatických záchvatov.
Odoranty zahŕňajú napríklad metántiol. Metántiol, tiež známy ako metylmerkaptán (merkaptometán, tiometylalkohol), je plynná zlúčenina bežne používaná ako aromatická prísada do zemného plynu. Zápach pociťuje väčšina ľudí v koncentrácii 1 diel na 140 miliónov, ale túto zlúčeninu môžu veľmi citliví jedinci zistiť v oveľa nižších koncentráciách.
Toxikologické štúdie na zvieratách ukázali, že 0,16 % metántiolu, 3,3 % etántiolu alebo 9,6 % dimetylsulfidu môže vyvolať stavy komatózy u 50 % potkanov vystavených týmto zlúčeninám počas 15 minút.
Ďalším merkaptánom, ktorý sa tiež používa ako aromatická prísada do zemného plynu, je merkaptoetanol (C2H6OS), známy tiež ako 2-tioetanol, etylmerkaptán. Silne dráždi oči a pokožku, môže vyvolať toxický účinok cez pokožku. Je horľavý a pri zahrievaní sa rozkladá za vzniku vysoko toxických výparov SOx.
Merkaptány, ktoré znečisťujú ovzdušie v interiéri, obsahujú síru a môžu zachytávať elementárnu ortuť. Vo vysokých koncentráciách môžu merkaptány spôsobiť poruchu periférnej cirkulácie a zrýchlenú srdcovú frekvenciu, môžu stimulovať stratu vedomia, rozvoj cyanózy či dokonca smrť.
Aerosóly. Spaľovanie zemného plynu má za následok tvorbu jemných organických častíc (aerosólov), vrátane karcinogénnych aromatických uhľovodíkov, ako aj niektorých prchavých organických zlúčenín. DOS sú podozrivé senzibilizačné činidlá, ktoré sú schopné spolu s ďalšími zložkami vyvolať syndróm „chorých budov“, ako aj viacnásobnú chemickú citlivosť (MCS).
DOS zahŕňa aj formaldehyd, ktorý vzniká v malom množstve pri spaľovaní plynu. Používanie plynových spotrebičov v domácnostiach, kde žijú citliví jedinci, zvyšuje vystavenie týmto dráždivým látkam, následne zhoršuje príznaky choroby a tiež podporuje ďalšiu senzibilizáciu.
Aerosóly vznikajúce pri spaľovaní zemného plynu sa môžu stať adsorpčnými centrami pre rôzne chemické zlúčeniny prítomné vo vzduchu. Látky znečisťujúce ovzdušie sa teda môžu koncentrovať v mikroobjemoch, navzájom reagovať, najmä keď kovy pôsobia ako katalyzátory reakcií. Čím menšia je častica, tým vyššia je koncentračná aktivita takéhoto procesu.
Okrem toho vodná para vznikajúca pri spaľovaní zemného plynu je transportným článkom pre aerosólové častice a znečisťujúce látky, keď sa prenášajú do pľúcnych alveol.
Pri spaľovaní zemného plynu vznikajú aj aerosóly s obsahom polycyklických aromatických uhľovodíkov. Majú nepriaznivé účinky na dýchací systém a sú známymi karcinogénmi. Okrem toho môžu uhľovodíky u citlivých ľudí viesť k chronickej intoxikácii.
Pre ľudské zdravie je nepriaznivá aj tvorba benzénu, toluénu, etylbenzénu a xylénu pri spaľovaní zemného plynu. Je známe, že benzén je karcinogénny v dávkach výrazne pod prahovou hodnotou. Expozícia benzénu koreluje so zvýšeným rizikom rakoviny, najmä leukémie. Senzibilizačné účinky benzénu nie sú známe.
organokovové zlúčeniny. Niektoré zložky zemného plynu môžu obsahovať vysoké koncentrácie toxických ťažkých kovov vrátane olova, medi, ortuti, striebra a arzénu. S najväčšou pravdepodobnosťou sú tieto kovy prítomné v zemnom plyne vo forme organokovových komplexov typu trimetylarsenitu (CH3)3As. Spojenie týchto toxických kovov s organickou matricou ich robí rozpustnými v lipidoch. To vedie k vysokej úrovni absorpcie a tendencii k bioakumulácii v ľudskom tukovom tkanive. Vysoká toxicita tetrametylplumbitu (CH3)4Pb a dimetylortuti (CH3)2Hg naznačuje vplyv na ľudské zdravie, keďže metylované zlúčeniny týchto kovov sú toxickejšie ako kovy samotné. Obzvlášť nebezpečné sú tieto zlúčeniny počas laktácie u žien, pretože v tomto prípade dochádza k migrácii lipidov z tukových zásob tela.
Dimetylortuť (CH3)2Hg je obzvlášť nebezpečná organokovová zlúčenina pre svoju vysokú lipofilitu. Metylortuť sa môže dostať do tela inhaláciou, ako aj pokožkou. Absorpcia tejto zlúčeniny v gastrointestinálnom trakte je takmer 100%. Ortuť má výrazný neurotoxický účinok a schopnosť ovplyvňovať reprodukčnú funkciu človeka. Toxikológia nemá údaje o bezpečných hladinách ortuti pre živé organizmy.
Organické zlúčeniny arzénu sú tiež veľmi toxické, najmä ak sú metabolicky zničené (metabolická aktivácia), čo vedie k tvorbe vysoko toxických anorganických foriem.
Produkty spaľovania zemného plynu. Oxid dusičitý je schopný pôsobiť na pľúcny systém, čím uľahčuje vznik alergických reakcií na iné látky, znižuje funkciu pľúc, náchylnosť na infekčné ochorenia pľúc, potencuje bronchiálnu astmu a iné ochorenia dýchacích ciest. Toto je obzvlášť výrazné u detí.
Existujú dôkazy, že N02 produkovaný spaľovaním zemného plynu môže vyvolať:
- zápal pľúcneho systému a zníženie vitálnej funkcie pľúc;
- zvýšené riziko príznakov podobných astme, vrátane sipotu, dýchavičnosti a astmatických záchvatov. To je bežné najmä u žien, ktoré varia na plynových sporákoch, ako aj u detí;
- zníženie odolnosti voči bakteriálnym ochoreniam pľúc v dôsledku zníženia imunologických mechanizmov ochrany pľúc;
- poskytovanie nepriaznivých účinkov vo všeobecnosti na imunitný systém ľudí a zvierat;
- vplyv ako adjuvans na vývoj alergických reakcií na iné zložky;
- zvýšená citlivosť a zvýšená alergická odpoveď na vedľajšie alergény.
Produkty spaľovania zemného plynu obsahujú pomerne vysokú koncentráciu sírovodíka (H2S), ktorý znečisťuje životné prostredie. Je jedovatý v koncentráciách nižších ako 50.ppm a pri koncentráciách 0,1-0,2% je smrteľný už pri krátkom vystavení. Keďže telo má mechanizmus na detoxikáciu tejto zlúčeniny, toxicita sírovodíka súvisí skôr s koncentráciou expozície ako s dĺžkou expozície.
Hoci sírovodík má silný zápach, neustále vystavenie nízkym koncentráciám vedie k strate čuchu. To umožňuje toxický účinok pre ľudí, ktorí môžu byť nevedomky vystavení nebezpečným hladinám tohto plynu. Jeho nevýznamné koncentrácie vo vzduchu obytných priestorov vedú k podráždeniu očí, nosohltanu. Mierne hladiny spôsobujú bolesti hlavy, závraty, ako aj kašeľ a ťažkosti s dýchaním. Vysoké hladiny vedú k šoku, kŕčom, kóme, ktorá končí smrťou. Osoby, ktoré prežili akútne toxické vystavenie sírovodíku, pociťujú neurologické dysfunkcie, ako je amnézia, tras, nerovnováha a niekedy aj vážnejšie poškodenie mozgu.
Akútna toxicita pri relatívne vysokých koncentráciách sírovodíka je dobre známa, avšak bohužiaľ je k dispozícii málo informácií o chronických účinkoch tejto zložky v NÍZKEJ DÁVKE.
Radón. Radón (222Rn) je prítomný aj v zemnom plyne a môže byť potrubím dopravovaný do plynových kachlí, ktoré sa stávajú zdrojmi znečistenia. Keďže radón sa rozkladá na olovo (210Pb má polčas rozpadu 3,8 dňa), výsledkom je tenká vrstva rádioaktívneho olova (v priemere 0,01 cm hrubá), ktorá pokrýva vnútorné povrchy potrubí a zariadení. Vytvorenie vrstvy rádioaktívneho olova zvyšuje hodnotu pozadia rádioaktivity o niekoľko tisíc rozpadov za minútu (na ploche 100 cm2). Jeho odstránenie je veľmi náročné a vyžaduje si výmenu potrubí.
Treba si uvedomiť, že na odstránenie toxických účinkov a prinesenie úľavy chemicky citlivým pacientom nestačí len vypnutie plynového zariadenia. Plynové zariadenie musí byť úplne odstránené z priestorov, pretože aj nefunkčný plynový sporák naďalej uvoľňuje aromatické zlúčeniny, ktoré absorboval počas rokov používania.
Kumulatívne účinky zemného plynu, aromatických zlúčenín a produktov spaľovania na ľudské zdravie nie sú presne známe. Predpokladá sa, že účinky niekoľkých zlúčenín sa môžu znásobiť, pričom reakcia na vystavenie niekoľkým znečisťujúcim látkam môže byť väčšia ako súčet jednotlivých účinkov.
Vlastnosti zemného plynu, ktoré sú dôležité pre zdravie ľudí a zvierat, sú teda:
- horľavosť a výbušnosť;
- asfyxické vlastnosti;
- znečistenie splodinami spaľovania vnútorného vzduchu;
- prítomnosť rádioaktívnych prvkov (radón);
- obsah vysoko toxických zlúčenín v produktoch spaľovania;
- prítomnosť stopových množstiev toxických kovov;
- obsah toxických aromatických zlúčenín pridávaných do zemného plynu (najmä pre ľudí s viacnásobnou chemickou citlivosťou);
- schopnosť zložiek plynu senzibilizovať.
Charakteristika metánu
§ bezfarebný;
§ Netoxický (nie jedovatý);
§ Bez zápachu a chuti.
§ Zloženie metánu obsahuje 75 % uhlíka, 25 % vodíka.
§ Merná hmotnosť je 0,717 kg / m 3 (2 krát ľahší ako vzduch).
§ Bod vzplanutia je minimálna počiatočná teplota, pri ktorej začína spaľovanie. Pre metán sa rovná 645 o.
§ teplota spaľovania- toto je maximálna teplota, ktorú možno dosiahnuť pri úplnom spálení plynu, ak množstvo vzduchu potrebného na spaľovanie presne zodpovedá chemickým vzorcom spaľovania. Pre metán sa rovná 1100-1400 o a závisí od podmienok spaľovania.
§ Spaľovacie teplo- to je množstvo tepla, ktoré sa uvoľní pri úplnom spaľovaní 1 m 3 plynu a rovná sa 8500 kcal / m 3.
§ Rýchlosť šírenia plameňa rovná 0,67 m/s.
Zmes plynu a vzduchu
V ktorom sa plyn nachádza:
Až 5 % nehorí;
5 až 15 % exploduje;
Cez 15% zhorí pri dodatočnom prívode vzduchu (to všetko závisí od pomeru objemu plynu vo vzduchu a je tzv. limity výbušnosti)
Horľavé plyny sú bez zápachu, pre ich včasnú detekciu v ovzduší, rýchle a presné zistenie netesností je plyn odorizovaný, t.j. vydávať vôňu. Na tento účel použite ETHYLMERKOPTAN. Rýchlosť odorizácie je 16 g na 1000 m3. Ak je vo vzduchu 1% zemného plynu, jeho zápach by mal byť cítiť.
Plyn používaný ako palivo musí spĺňať požiadavky GOST a obsahovať škodlivých nečistôt na 100 m 3 nie viac ako:
Sírovodík 0,0 2 G /m.kocka
Amoniak 2 g.
Kyselina kyanovodíková 5 g.
Živica a prach 0,001 g/m3
Naftalén 10 g.
Kyslík 1%.
Použitie zemného plynu má niekoľko výhod:
neprítomnosť popola a prachu a odstraňovanie pevných častíc do atmosféry;
vysoká výhrevnosť;
· pohodlie pri preprave a spaľovaní;
uľahčenie práce personálu údržby;
· zlepšenie sanitárnych a hygienických podmienok v kotolniach a priľahlých priestoroch;
Široký rozsah automatického ovládania.
Pri používaní zemného plynu sú potrebné osobitné opatrenia, napr možný únik cez netesnosti na križovatke plynovodu a armatúr. Prítomnosť viac ako 20 % plynu v miestnosti spôsobuje dusenie, jeho nahromadenie v uzavretom objeme viac ako 5 % až 15 % vedie k výbuchu zmesi plynu a vzduchu. Nedokonalým spaľovaním vzniká oxid uhoľnatý, ktorý je aj pri nízkych koncentráciách (0,15 %) jedovatý.
Spaľovanie zemného plynu
pálenie sa nazýva rýchla chemická kombinácia horľavých častí paliva s kyslíkom vo vzduchu, vyskytuje sa pri vysokej teplote, je sprevádzaná uvoľňovaním tepla s tvorbou plameňa a produktov spaľovania. Dochádza k horeniu úplné a neúplné.
Plné horenie Vyskytuje sa, keď je dostatok kyslíka. Nedostatok kyslíka spôsobuje nedokonalé spaľovanie, pri ktorej sa uvoľňuje menšie množstvo tepla ako pri plnom, oxid uhoľnatý (jedovatý účinok na personál údržby), na povrchu kotla sa tvoria sadze a zvyšujú sa tepelné straty, čo vedie k nadmernej spotrebe paliva, zníženiu účinnosti kotla, atmosférickým znečistenie.
Produkty spaľovania zemného plynu sú– oxid uhličitý, vodná para, prebytok kyslíka a dusíka. Nadbytočný kyslík je obsiahnutý v produktoch spaľovania iba v tých prípadoch, keď k spaľovaniu dochádza s prebytkom vzduchu a dusík je vždy obsiahnutý v produktoch spaľovania, pretože. je neoddeliteľnou súčasťou vzduchu a nezúčastňuje sa horenia.
Produkty neúplného spaľovania plynu môžu byť oxid uhoľnatý, nespálený vodík a metán, ťažké uhľovodíky, sadze.
Metánová reakcia:
CH4 + 202 \u003d CO2 + 2H20
Podľa vzorca na spálenie 1 m 3 metánu je potrebných 10 m 3 vzduchu, v ktorom sú 2 m 3 kyslíka. V praxi je na spálenie 1 m 3 metánu potrebné viac vzduchu, berúc do úvahy všetky druhy strát, na to sa používa koeficient Komu prebytočný vzduch, ktorý = 1,05-1,1.
Teoretický objem vzduchu = 10 m 3
Praktický objem vzduchu = 10*1,05=10,5 alebo 10*1,1=11
Úplnosť spaľovania palivo je možné určiť vizuálne podľa farby a povahy plameňa, ako aj pomocou analyzátora plynu.
Transparentný modrý plameň - úplné spaľovanie plynu;
Červená alebo žltá s dymovými pruhmi - spaľovanie je neúplné.
Spaľovanie sa riadi zvýšením prívodu vzduchu do pece alebo znížením prívodu plynu. Tento proces využíva primárny a sekundárny vzduch.
sekundárny vzduch– 40-50% (zmiešané s plynom v kotli počas spaľovania)
primárny vzduch– 50-60% (zmiešané s plynom v horáku pred spaľovaním) na spaľovanie sa používa zmes plynu a vzduchu
Spaľovanie charakterizuje rýchlosť šírenia plameňa je rýchlosť, ktorou prvok plameňa čelil nátierok relatívne čerstvý prúd zmesi vzduchu a plynu.
Rýchlosť horenia a šírenia plameňa závisí od:
od zloženia zmesi;
na teplote;
z tlaku;
o pomere plynu a vzduchu.
Rýchlosť horenia určuje jednu z hlavných podmienok spoľahlivej prevádzky kotolne a charakterizuje ju oddelenie plameňa a prielom.
Prerušenie plameňa- vzniká, ak je rýchlosť zmesi plynu a vzduchu na výstupe z horáka väčšia ako rýchlosť spaľovania.
Dôvody rozchodu: nadmerné zvýšenie prívodu plynu alebo nadmerné vákuum v peci (ťah). Počas zapaľovania a pri zapnutí horákov sa pozoruje oddelenie plameňa. Oddelenie plameňa vedie ku kontaminácii pece a plynových potrubí kotla plynom a k výbuchu.
Baterka- vzniká, ak je rýchlosť šírenia plameňa (rýchlosť horenia) väčšia ako rýchlosť výstupu zmesi plynu a vzduchu z horáka. Prielom je sprevádzaný spaľovaním zmesi plynu a vzduchu vo vnútri horáka, horák sa zahrieva a zlyhá. Niekedy je prelom sprevádzaný prasknutím alebo výbuchom vo vnútri horáka. V tomto prípade môže dôjsť k zničeniu nielen horáka, ale aj prednej steny kotla. Prekmit nastáva pri prudkom znížení dodávky plynu.
Keď plameň zhasne a zabliká, personál údržby musí zastaviť prívod paliva, zistiť a odstrániť príčinu, odvetrať pec a plynové potrubie na 10-15 minút a znovu zapáliť oheň.
Proces spaľovania plynného paliva možno rozdeliť do 4 etáp:
1. Výstup plynu z trysky horáka do horáka pod tlakom so zvýšenou rýchlosťou.
2. Tvorba zmesi plynu so vzduchom.
3. Zapálenie výslednej horľavej zmesi.
4. Spaľovanie horľavej zmesi.
Plynovody
Plyn sa dodáva spotrebiteľovi prostredníctvom plynovodov - vonkajšie a vnútorné- do distribučných staníc plynu nachádzajúcich sa mimo mesta az nich cez plynovody do kontrolných bodov plynu hydraulické štiepenie alebo zariadenia na reguláciu plynu GRU priemyselné podniky.
Plynovody sú:
· vysoký tlak prvej kategórie nad 0,6 MPa do 1,2 MPa vrátane;
· vysoký tlak druhej kategórie nad 0,3 MPa do 0,6 MPa;
· stredný tlak tretej kategórie nad 0,005 MPa do 0,3 MPa;
· kategória nízkeho tlaku 4 do 0,005 MPa vrátane.
MPa znamená Mega Pascal
V kotolni sú uložené len stredotlakové a nízkotlakové plynovody. Úsek od distribučného plynovodu siete (mesta) po areál spolu s odpojovacím zariadením je tzv vstup.
Za prívodný plynovod sa považuje úsek od rozpojovacieho zariadenia na prívode, ak je inštalovaný mimo areálu k vnútornému plynovodu.
Na vstupe plynu do kotolne na osvetlenom a vhodnom mieste pre údržbu musí byť ventil. Pred ventilom musí byť izolačná príruba na ochranu pred bludnými prúdmi. Na každej odbočke z plynovodu ku kotlu sú umiestnené minimálne 2 odpojovacie zariadenia, z ktorých jedno je inštalované priamo pred horákom. Okrem armatúr a prístrojového vybavenia na plynovode musí byť pred každým kotlom nainštalované aj automatické zariadenie na zabezpečenie bezpečnej prevádzky kotla. Aby sa zabránilo prenikaniu plynov do kotla, pri poruche uzatváracích zariadení sú potrebné preplachovacie sviečky a bezpečnostné plynovody s uzatváracími zariadeniami, ktoré musia byť otvorené, keď sú kotly nečinné. Nízkotlakové plynovody sú v kotolniach natreté žltou farbou a stredotlakové plynovody žltou farbou s červenými prstencami.
Plynové horáky
Plynové horáky- plynový horák určený na privádzanie do miesta spaľovania v závislosti od technologických požiadaviek pripravenej zmesi plynu so vzduchom alebo separovaného plynu a vzduchu, ako aj na zabezpečenie stabilného spaľovania plynného paliva a riadenie spaľovacieho procesu.
Horáky podliehajú nasledujúcim požiadavkám:
· hlavné typy horákov sa musia sériovo vyrábať v továrňach;
horáky musia zabezpečiť prechod daného množstva plynu a úplnosť jeho spaľovania;
zabezpečiť minimálne množstvo škodlivých emisií do atmosféry;
musí fungovať bez hluku, oddeľovania a preskoku plameňa;
mala by byť jednoduchá na údržbu, vhodná na revíziu a opravu;
v prípade potreby sa môže použiť ako rezervné palivo;
· vzorky novovytvorených a prevádzkovaných horákov podliehajú testovaniu podľa GOST;
Hlavnou charakteristikou horákov je jeho tepelná energia, čím sa rozumie množstvo tepla, ktoré sa môže uvoľniť pri úplnom spálení paliva privádzaného cez horák. Všetky tieto charakteristiky nájdete v údajovom liste horáka.
