Zemný plyn je dnes najpoužívanejším palivom. Zemný plyn sa nazýva zemný plyn, pretože sa získava zo samotných útrob Zeme.
Proces spaľovania plynu je chemická reakcia, pri ktorej zemný plyn interaguje s kyslíkom obsiahnutým vo vzduchu.
V plynnom palive je horľavá časť a nehorľavá časť.
Hlavnou horľavou zložkou zemného plynu je metán – CH4. Jeho obsah v zemnom plyne dosahuje 98 %. Metán je bez zápachu, chuti a netoxický. Hranica jeho horľavosti je od 5 do 15 %. Práve tieto vlastnosti umožnili využívať zemný plyn ako jeden z hlavných druhov paliva. Koncentrácia metánu je životu nebezpečná z viac ako 10%, preto môže dôjsť k uduseniu v dôsledku nedostatku kyslíka.
Na zistenie úniku plynu sa plyn podrobí odorizácii, inými slovami, pridá sa silne zapáchajúca látka (etylmerkaptán). V tomto prípade môže byť plyn detekovaný už pri koncentrácii 1%.
Okrem metánu môžu byť v zemnom plyne prítomné horľavé plyny ako propán, bután a etán.
Na zabezpečenie kvalitného spaľovania plynu je potrebné priviesť vzduch do spaľovacej zóny v dostatočnom množstve a dosiahnuť dobré premiešanie plynu so vzduchom. Za optimálny sa považuje pomer 1 : 10. To znamená, že na jednu časť plynu pripadá desať dielov vzduchu. Okrem toho je potrebné vytvoriť požadovaný teplotný režim. Aby sa plyn vznietil, musí byť zahriaty na svoju zápalnú teplotu a v budúcnosti by teplota nemala klesnúť pod zápalnú teplotu.
Je potrebné zorganizovať odstraňovanie produktov spaľovania do atmosféry.
Úplné spaľovanie sa dosiahne, ak v produktoch spaľovania uvoľnených do atmosféry nie sú žiadne horľavé látky. V tomto prípade sa uhlík a vodík spájajú a vytvárajú oxid uhličitý a vodnú paru.
Vizuálne pri úplnom spaľovaní je plameň svetlomodrý alebo modrofialový.
Okrem týchto plynov vstupuje do atmosféry s horľavými plynmi aj dusík a zvyšný kyslík. N2 + O2
Ak spaľovanie plynu nie je úplné, potom sa do atmosféry uvoľňujú horľavé látky - oxid uhoľnatý, vodík, sadze.
Neúplné spaľovanie plynu nastáva v dôsledku nedostatočného vzduchu. Súčasne sa v plameni vizuálne objavia jazyky sadzí.
Nebezpečenstvo nedokonalého spaľovania plynu spočíva v tom, že oxid uhoľnatý môže spôsobiť otravu personálu kotolne. Obsah CO vo vzduchu 0,01-0,02% môže spôsobiť ľahkú otravu. Vyššie koncentrácie môžu viesť k ťažkej otrave a smrti.
Vzniknuté sadze sa usadzujú na stenách kotlov, čím sa zhoršuje prenos tepla do chladiacej kvapaliny, čo znižuje účinnosť kotolne. Sadze vedú teplo 200-krát horšie ako metán.
Na spálenie 1 m3 plynu je teoreticky potrebných 9 m3 vzduchu. V reálnych podmienkach je potrebné viac vzduchu.
To znamená, že je potrebné nadmerné množstvo vzduchu. Táto hodnota, označená ako alfa, ukazuje, koľkokrát sa spotrebuje viac vzduchu, ako je teoreticky potrebné.
Koeficient alfa závisí od typu konkrétneho horáka a je zvyčajne predpísaný v pase horáka alebo v súlade s odporúčaniami organizácie, ktorá uvádza do prevádzky.
So zvýšením množstva prebytočného vzduchu nad odporúčanú hodnotu sa zvyšujú tepelné straty. Pri výraznom zvýšení množstva vzduchu môže dôjsť k oddeleniu plameňa, čím vznikne núdzová situácia. Ak je množstvo vzduchu menšie, ako sa odporúča, spaľovanie nebude úplné, čím vzniká riziko otravy personálu kotolne.
Pre presnejšiu kontrolu kvality spaľovania paliva existujú zariadenia - analyzátory plynov, ktoré merajú obsah určitých látok v zložení výfukových plynov.
Analyzátory plynu je možné dodať s kotlami. Ak nie sú k dispozícii, príslušné merania vykoná organizácia, ktorá uvádza do prevádzky, pomocou prenosných analyzátorov plynov. Zostavuje sa režimová mapa, v ktorej sú predpísané potrebné parametre kontroly. Ich dodržaním môžete zabezpečiť normálne úplné spálenie paliva.
Hlavné parametre regulácie spaľovania paliva sú:
- pomer plynu a vzduchu privádzaného do horákov.
- pomer prebytočného vzduchu.
- prasknúť v peci.
- Faktor účinnosti kotla.
Účinnosťou kotla sa zároveň rozumie pomer užitočného tepla k hodnote celkového vynaloženého tepla.
Zloženie vzduchu
| Názov plynu | Chemický prvok | Obsah vo vzduchu |
| Dusík | N2 | 78 % |
| Kyslík | O2 | 21 % |
| argón | Ar | 1 % |
| Oxid uhličitý | CO2 | 0.03 % |
| hélium | On | menej ako 0,001 % |
| Vodík | H2 | menej ako 0,001 % |
| Neon | Nie | menej ako 0,001 % |
| metán | CH4 | menej ako 0,001 % |
| Krypton | kr | menej ako 0,001 % |
| xenón | Xe | menej ako 0,001 % |
Zloženie a vlastnosti zemného plynu. Zemný plyn (horľavý zemný plyn; GGP) - Plynná zmes pozostávajúca z metánu a ťažších uhľovodíkov, dusíka, oxidu uhličitého, vodnej pary, zlúčenín obsahujúcich síru, inertných plynov . Metán je hlavnou zložkou GGP. HGP zvyčajne obsahuje aj stopové množstvá iných zložiek (obr. 1).
1. Medzi horľavé zložky patria uhľovodíky:
a) metán (CH 4) - hlavná zložka zemného plynu, až 98 % objemu (ostatné zložky sú prítomné v malých množstvách alebo chýbajú). Bezfarebný, bez zápachu a chuti, netoxický, výbušný, ľahší ako vzduch;
b) ťažké (limitné) uhľovodíky [etán (C 2 H 6), propán (C h H 8), bután (C 4 H 10) atď.] - bezfarebné, bez zápachu a chuti, netoxické, výbušné, ťažšie ako vzduchu.
2. Nehorľavé komponenty (predradník) :
a) dusík (N 2) - zložka vzduchu, bez farby, vône a chuti; inertný plyn, pretože neinteraguje s kyslíkom;
b) kyslík (O 2) - neoddeliteľná súčasť vzduchu; bezfarebný, bez zápachu a chuti; oxidačné činidlo.
c) oxid uhličitý (oxid uhličitý CO 2) - bez farby s mierne kyslou chuťou. Keď je obsah vo vzduchu viac ako 10% toxický, ťažší ako vzduch;
Vzduch . Suchý atmosférický vzduch je viaczložková plynná zmes pozostávajúca z (obj. %): dusík N 2 - 78 %, kyslík O 2 - 21 %, inertné plyny (argón, neón, kryptón atď.) - 0,94 %. a oxid uhličitý - 0,03 %.
 Obr.2. Zloženie vzduchu. |
Vzduch obsahuje aj vodnú paru a náhodné nečistoty – čpavok, oxid siričitý, prach, mikroorganizmy atď. ryža. 2). Plyny, ktoré tvoria vzduch, sú v ňom rozdelené rovnomerne a každý z nich si v zmesi zachováva svoje vlastnosti.
3. Škodlivé zložky :
a) sírovodík (H 2 S) - bezfarebný, so zápachom po skazených vajciach, jedovatý, pálivý, ťažší ako vzduch.
b) kyselina kyanovodíková (HCN) - bezfarebná ľahká kvapalina, v plyne má plynné skupenstvo. Jedovatý, spôsobuje koróziu kovov.
4. Mechanické nečistoty (obsah závisí od podmienok prepravy plynu):
a) živice a prach – po zmiešaní môžu vytvárať upchatie plynovodov;
b) voda - zamŕza pri nízkych teplotách, vytvára ľadové zátky, čo vedie k zamrznutiu redukčných zariadení.
GGPna toxikologická charakterizácia patria medzi látky ΙV-tej triedy nebezpečnosti podľa GOST 12.1.007. Ide o plynné, málo toxické, požiarne výbušné produkty.
Hustota: hustota atmosférického vzduchu za normálnych podmienok - 1,29 kg / m 3, a metán - 0,72 kg / m3 Preto je metán ľahší ako vzduch.
Požiadavky GOST 5542-2014 na indikátory GGP:
1) hmotnostná koncentrácia sírovodíka- nie viac ako 0,02 g/m3;
2) hmotnostná koncentrácia merkaptánovej síry- nie viac ako 0,036 g/m3;
3) molárny podiel kyslíka- nie viac ako 0,050 %;
4) prípustný obsah mechanických nečistôt- nie viac ako 0,001 g/m3;
5) molárny podiel oxidu uhličitého v zemnom plyne najviac 2,5 %.
6) Čistá výhrevnosť GGP za štandardných podmienok spaľovania podľa GOST 5542-14 - 7600 kcal / m 3 ;
8) intenzita zápachu plynu pre domáce účely s objemovým zlomkom 1 % vo vzduchu – minimálne 3 body, a pre plyn na priemyselné využitie, je tento ukazovateľ nastavený po dohode so spotrebiteľom.
Jednotka predajných nákladov GGP - 1 m 3 plynu pri tlaku 760 mm Hg. čl. a teplote 20°C;
Teplota automatického zapaľovania- najnižšia teplota ohrievaného povrchu, ktorý za daných podmienok zapáli horľavé látky vo forme zmesi plynu alebo pary so vzduchom. Pre metán je to 537 °C. Teplota spaľovania (maximálna teplota v spaľovacej zóne): metán - 2043 °C.
Špecifické spalné teplo metánu: najnižšia - Q H \u003d 8500 kcal / m 3, najvyššia - Qv - 9500 kcal / m 3. Pre účely porovnania druhov palív, koncept ekvivalentné palivo (porovnaj.) , v RF za jednotku výhrevnosť 1 kg čierneho uhlia bola braná ako rovná 29,3 MJ resp 7000 kcal/kg.
Podmienky na meranie prietoku plynu sú:
· normálnych podmienkach(n. pri): štandardné fyzikálne podmienky, s ktorými vlastnosti látok zvyčajne korelujú. Referenčné podmienky definuje IUPAC (International Union of Practical and Applied Chemistry) takto: Atmosférický tlak 101325 Pa = 760 mmHg sv..Teplota vzduchu 273,15 tis 0 °C .Hustota metánu pri dobre.- 0,72 kg / m3,
· štandardné podmienky(s pri) objem pri vzájomnom ( komerčné) vyrovnania so spotrebiteľmi - GOST 2939-63: teplota 20°С, tlak 760 mm Hg. (101325 N/m), vlhkosť je nulová. (Od GOST 8.615-2013 normálne podmienky sa označujú ako „štandardné podmienky“). Hustota metánu pri s.u.- 0,717 kg / m3.
Rýchlosť šírenia plameňa (rýchlosť horenia)- rýchlosť čela plameňa vzhľadom na čerstvý prúd horľavej zmesi v danom smere. Odhadovaná rýchlosť šírenia plameňa: propán - 0,83 m/s, bután - 0,82 m/s, metán - 0,67 m/s, vodík - 4,83 m/s, závisí na zložení, teplote, tlaku zmesi, pomere plynu a vzduchu v zmesi, priemere čela plameňa, charaktere pohybu zmesi (laminárny alebo turbulentný) a určuje stabilitu horenia..
Do nevýhod (nebezpečné vlastnosti) GGP zahŕňajú: výbušnosť (horľavosť); intenzívne pálenie; rýchle šírenie vo vesmíre; nemožnosť určiť miesto; dusivý účinok, s nedostatkom kyslíka na dýchanie .
Výbušnosť (horľavosť) . Rozlišovať:
a) dolná hranica horľavosti ( NPS) - najmenšie množstvo plynu vo vzduchu, pri ktorom sa plyn vznieti (metán - 4,4 %) . Pri nižšom obsahu plynu vo vzduchu nedôjde k vznieteniu pre nedostatok plynu; (obr. 3)
b) horná hranica horľavosti ( ERW) - najvyšší obsah plynu vo vzduchu, pri ktorom dochádza k procesu vznietenia ( metán - 17%) . Pri vyššom obsahu plynu vo vzduchu nedôjde k vznieteniu z dôvodu nedostatku vzduchu. (obr. 3)
AT FNP NPS a ERW volal dolná a horná hranica koncentrácie šírenia plameňa ( NKPRP a VKPRP) .
o zvýšenie tlaku plynu rozsah medzi hornou a dolnou hranicou tlaku plynu klesá (obr. 4).
Pre výbuch plynu (metán) Okrem toho jeho obsah vo vzduchu v rozsahu horľavosti potrebné vonkajší zdroj energie (iskra, plameň atď.) . S výbuchom plynu v uzavretom priestore (miestnosť, pec, nádrž atď.), väčšia deštrukcia ako výbuch pod holým nebom (ryža. 5).
Maximálne prípustné koncentrácie ( MPC) škodlivé látky GGP vo vzduchu pracovného priestoru sú stanovené v GOST 12.1.005.
Maximálne jednorazové MPC vo vzduchu pracovnej oblasti (v zmysle uhlíka) je 300 mg/m3.
nebezpečná koncentrácia GGP (objemový podiel plynu vo vzduchu) je koncentrácia rovná 20% spodná hranica horľavosti plynu.
Toxicita - schopnosť otráviť ľudský organizmus. Uhľovodíkové plyny nepôsobia na ľudský organizmus silne toxikologicky, no ich vdychovanie spôsobuje u človeka závraty a ich významný obsah vo vdychovanom vzduchu. Keď sa kyslík zníži na 16 % alebo menej môže viesť k udusenie.
o horiaci plyn s nedostatkom kyslíka, t.j. s nedohorením, v spaľovaní vznikajú produkty oxid uhoľnatý (CO) alebo oxid uhoľnatý, čo je vysoko toxický plyn.
Odorizácia plynu - pridanie silne zapáchajúcej látky (odorantu) do plynu na vytvorenie zápachu GGP pred doručením spotrebiteľom v mestských sieťach. o použitie na odorizáciu etylmerkaptánu (C2H5SH - podľa miery dopadu na telo patrí do ΙΙ-tej triedy toxikologickej nebezpečnosti podľa GOST 12.1.007-76 ), pridáva sa 16 g na 1000 m3 . Intenzita zápachu odorizovaného HGP s objemovým zlomkom 1 % vo vzduchu musí byť podľa GOST 22387.5 najmenej 3 body.
Neodorizovaný plyn možno dodávať do priemyselných podnikov, pretože intenzita zápachu zemného plynu pre priemyselné podniky odoberajúce plyn z hlavných plynovodov je stanovená po dohode s odberateľom.
Horiace plyny. Pec kotla (pec), v ktorej sa spaľuje plynné (kvapalné) palivo v horáku, zodpovedá koncepcii „komorovej pece stacionárneho kotla“.
Spaľovanie uhľovodíkových plynov - chemická kombinácia zložiek horľavého plynu (uhlík C a vodík H) so vzdušným kyslíkom O 2 (oxidácia) s uvoľňovaním tepla a svetla: CH4 + 202 \u003d CO2 + 2H20 .
Pri úplnom spaľovaní uhlík vzniká oxid uhličitý (CO 2), ale voda druh - vodná para (H 2 O) .
Teoreticky na spálenie 1 m 3 metánu sú potrebné 2 m 3 kyslíka, ktoré sú obsiahnuté v 9,52 m 3 vzduchu (obr. 6). Ak nedostatočné množstvo spaľovacieho vzduchu , potom pre časť molekúl horľavých zložiek nebude dostatok molekúl kyslíka a v produktoch spaľovania okrem oxidu uhličitého (CO 2), dusíka (N 2) a vodnej pary (H 2 O), Produkty nedokonalé spaľovanie plynu :
-oxid uhoľnatý (CO), ktoré v prípade úniku do priestorov môžu spôsobiť otravu obsluhujúceho personálu;
- sadze (C) , ktorý sa ukladá na vykurovacie plochy zhoršuje prenos tepla;
- nespálený metán a vodík , ktoré sa môžu hromadiť v peciach a dymových rúrach (komínoch), pričom vytvárajú výbušnú zmes. Keď je nedostatok vzduchu, neúplné spaľovanie paliva alebo, ako sa hovorí, proces spaľovania nastáva pri podhorení. K vyhoreniu môže dôjsť aj pri zlé miešanie plynu so vzduchom a nízka teplota v spaľovacej zóne.
Pre úplné spálenie plynu je potrebné: prítomnosť vzduchu v mieste spaľovania dosť a dobré zmiešanie s plynom; vysoká teplota v spaľovacej zóne.
Aby sa zabezpečilo úplné spálenie plynu, vzduch sa privádza vo väčšom množstve, ako je teoreticky potrebné, t.j. v nadbytku, pričom nie všetok vzduch sa bude podieľať na spaľovaní. Časť tepla sa spotrebuje na ohrev tohto prebytočného vzduchu a spolu so spalinami sa uvoľní do atmosféry.
Úplnosť horenia sa zisťuje vizuálne (mal by to byť modro-modrý plameň s fialovými koncami) alebo analýzou zloženia spalín.
Teoretické (stechiometrické) objem spaľovacieho vzduchu je množstvo vzduchu potrebné na úplné spálenie jednotky objemu ( 1 m 3 suchého plynu alebo hmotnosti paliva, vypočítané z chemického zloženia paliva ).
Platné (skutočné, povinné) Objem spaľovacieho vzduchu je množstvo vzduchu skutočne použitého na spálenie jednotky objemu alebo hmotnosti paliva.
Pomer spaľovacieho vzduchu α je pomer skutočného objemu vzduchu na spaľovanie k teoretickému: α = V f / V t >1,
kde: V f - skutočný objem privádzaného vzduchu, m 3 ;
V t - teoretický objem vzduchu, m3.
Koeficient prebytočné predstavenia koľko krát skutočná spotreba vzduchu na spaľovanie plynu prevyšuje teoretickú závisí od konštrukcie plynového horáka a pece: čím sú dokonalejšie, tým je koeficient α menšie. Keď je koeficient prebytočného vzduchu pre kotly menší ako 1, vedie to k neúplnému spaľovaniu plynu. Zvýšenie pomeru prebytočného vzduchu znižuje účinnosť. plynáreň. Pre množstvo pecí, kde sa taví kov, aby sa zabránilo korózii kyslíkom - α < 1 a za pecou je inštalovaná dopaľovacia komora pre nespálené horľavé komponenty.
Na riadenie ťahu sa používajú vodiace lopatky, posúvače, rotačné klapky a elektromechanické spojky.
Výhody plynných palív v porovnaní s tuhými a kvapalnými– nízke náklady, uľahčenie práce personálu, nízke množstvo škodlivých nečistôt v produktoch spaľovania, zlepšené podmienky prostredia, nie je potrebná cestná a železničná doprava, dobré miešanie so vzduchom (menej ako α), plná automatizácia, vysoká účinnosť.
Metódy spaľovania plynu. Spaľovací vzduch môže byť:
1) primárny, sa privádza do horáka, kde sa zmiešava s plynom (na spaľovanie sa používa zmes plynu a vzduchu).
2) sekundárne, vstupuje priamo do spaľovacej zóny.
Existujú nasledujúce spôsoby spaľovania plynu:
1. Difúzna metóda- plyn a vzduch na spaľovanie sú privádzané oddelene a zmiešané v spaľovacej zóne, t.j. všetok vzduch je sekundárny. Plameň je dlhý, je potrebný veľký priestor pece. (obr. 7a).
2. Kinetická metóda - všetok vzduch je vo vnútri horáka zmiešaný s plynom, t.j. všetok vzduch je primárny. Plameň je krátky, vyžaduje sa malý spaľovací priestor (obr. 7c).
3. zmiešaná metóda - časť vzduchu sa privádza dovnútra horáka, kde sa zmiešava s plynom (ide o primárny vzduch) a časť vzduchu sa privádza do spaľovacej zóny (sekundárne). Plameň je kratší ako pri difúznej metóde (obr. 7b).
Odstraňovanie produktov spaľovania. Zriedenie v peci a odstraňovanie splodín horenia sú spôsobené ťažnou silou, ktorá prekonáva odpor dymovej dráhy a vzniká v dôsledku tlakového rozdielu medzi stĺpmi vonkajšieho studeného vzduchu rovnakej výšky a ľahších horúcich spalín. V tomto prípade sa spaliny pohybujú z pece do potrubia a namiesto nich do pece vstupuje studený vzduch (obr. 8).
Sila ťahu závisí od: teplota vzduchu a spalín, výška, priemer a hrúbka steny komína, barometrický (atmosférický) tlak, stav plynovodov (komínov), nasávanie vzduchu, riedenie v peci .
Prirodzenéťahová sila - vytvorená výškou komína, a umelé, čo je odsávač dymu s nedostatočným prirodzeným ťahom. Ťahová sila je regulovaná bránami, vodiacimi lopatkami odsávačov dymu a inými zariadeniami.
Pomer prebytočného vzduchu (α ) závisí od konštrukcie plynového horáka a pece: čím sú dokonalejšie, tým je koeficient nižší a ukazuje: koľkokrát skutočná spotreba vzduchu na spaľovanie plynu prevyšuje teoretickú.
Preplňovanie - odstraňovanie produktov spaľovania paliva v dôsledku prevádzky dúchadiel .Pri práci „pri preplňovaní“ je potrebná silná hustá spaľovacia komora (pec), ktorá odolá nadmernému tlaku vytváranému ventilátorom.
Plynové horáky.Plynové horáky- zabezpečujú dodávku potrebného množstva plynu a vzduchu, ich miešanie a reguláciu spaľovacieho procesu a vybavené tunelom, zariadením na rozvod vzduchu a pod., sa nazýva zariadenie plynového horáka.
požiadavky na horák:
1) horáky musia spĺňať požiadavky príslušných technických predpisov (mať certifikát alebo vyhlásenie o zhode) alebo prejsť skúškou priemyselnej bezpečnosti;
2) zabezpečiť úplnosť spaľovania plynu vo všetkých prevádzkových režimoch s minimálnym prebytkom vzduchu (okrem niektorých horákov plynových pecí) a minimálnymi emisiami škodlivých látok;
3) byť schopný používať automatické ovládanie a bezpečnosť, ako aj meranie parametrov plynu a vzduchu pred horákom;
4) musí mať jednoduchý dizajn, musí byť prístupný na opravu a revíziu;
5) pracovať stabilne v rámci pracovného predpisu, ak je to potrebné, mať stabilizátory, aby sa zabránilo oddeleniu a spätnému vzplanutiu plameňa;
Parametre plynových horákov(obr. 9). Podľa GOST 17356-89 (Horáky na plyn, kvapalné palivo a kombinované. Termíny a definície. Rev. N 1) :Limit stability horáka , na ktorom ešte nevznikli zánik, rozpad, odtrhnutie, výbuch plameňa a neprijateľné vibrácie.
Poznámka. Existovať Horný a dolný hranice udržateľnosti.
1) Tepelný výkon horáka N g. - množstvo tepla generovaného v dôsledku spaľovania paliva dodávaného do horáka za jednotku času, N g \u003d V. Q kcal/h, kde V je hodinová spotreba plynu, m 3 /h; Q n. - spalné teplo plynu, kcal / m 3.
2) Limity stability horáka , na ktorom ešte nevznikli zhasnutie, zastavenie, odpojenie, spätné vzplanutie a neprijateľné vibrácie . Poznámka. Existovať horný - N v.p . a nižšie -N n.p. hranice udržateľnosti.
3) minimálny výkon N min. - tepelný výkon horáka, ktorý je 1,1 výkonu, zodpovedajúci spodnej hranici jeho stabilnej prevádzky, t.j. spodný limit výkonu zvýšený o 10 %, N min. = 1,1 N n.p.
4) horná hranica stabilnej prevádzky horáka N v.p. – najvyšší stabilný výkon, práca bez oddelenia a preskoku plameňa.
5) maximálny výkon horáka N max - tepelný výkon horáka, ktorý je 0,9 výkonu, zodpovedajúci hornej hranici jeho stabilnej prevádzky, t.j. horná hranica výkonu znížená o 10 %, N max. = 0,9 N v.p.
6) menovitý výkon N nom - najvyšší tepelný výkon horáka, keď ukazovatele výkonu zodpovedajú stanoveným normám, t.j. najvyšší výkon, s ktorým horák pracuje dlhodobo s vysokou účinnosťou.
7) rozsah prevádzkovej regulácie (tepelný výkon horáka) – regulovaný rozsah, v ktorom sa môže meniť tepelný výkon horáka počas prevádzky, t.j. hodnoty výkonu od N min do N nom. .
8) koeficient pracovného predpisu K rr. je pomer menovitého tepelného výkonu horáka k jeho minimálnemu prevádzkovému tepelnému výkonu, t.j. ukazuje, koľkokrát menovitý výkon presahuje minimum: K rr. = N menovité / N min
Režimová karta.Podľa "Pravidiel pre používanie plynu ...", schválených vládou Ruskej federácie zo dňa 17. mája 2002 č.317(upravené 19.06.2017) , po ukončení stavebných a montážnych prác na vybudovaných, rekonštruovaných alebo modernizovaných plynárenských zariadeniach a zariadeniach prestavaných na plyn z iných druhov palív sa vykonávajú práce na uvádzaní do prevádzky a údržbárske práce. Spúšťanie plynu do vybudovaných, zrekonštruovaných alebo modernizovaných plynových zariadení a zariadení prerobených na plyn z iných druhov palív na vykonávanie uvedenie do prevádzky (integrované testovanie) a preberanie zariadení do prevádzky sa vykonáva na základe zákona o pripravenosti odberných plynárenských sietí a plynárenských zariadení objektu investičnej výstavby na pripojenie (technologické napojenie). Pravidlá uvádzajú, že:
· zariadenia využívajúce plyn - kotly, výrobné pece, technologické linky, zariadenia na zhodnocovanie odpadového tepla a iné zariadenia využívajúce plyn ako palivo na výrobu tepelnej energie na centralizované vykurovanie, zásobovanie teplou vodou, v technologických procesoch rôznych priemyselných odvetví, ako aj iných zariadení, prístrojov, jednotiek, technologických zariadení a inštalácií využívajúcich plyn ako surovinu;
· uvedenie do prevádzky- komplex prác, vrátane prípravy na spustenie a spustenie plynových zariadení s komunikáciami a armatúrami, ktoré prinášajú zaťaženie plynových zariadení do výšky dohodnutej s organizáciou - vlastníkom techniky, a aj úprava režimu spaľovania plynových zariadení bez optimalizácie účinnosti;
· režimových a nastavovacích prác- súbor prác vrátane úpravy plynárenských zariadení za účelom dosiahnutia projektovej (pasportovej) účinnosti v rozsahu prevádzkových zaťažení úprava automatického riadenia procesov spaľovania paliva, rekuperačných zariadení a pomocných zariadení vrátane zariadení na úpravu vody pre kotolne.
Podľa GOST R 54961-2012 (Systémy distribúcie plynu. Siete spotreby plynu) sa odporúča:Prevádzkové režimy plynové zariadenia v podnikoch a kotolniach musí zodpovedať režimovým mapám schválené technickým manažérom podniku a P vyrábané minimálne raz za tri roky s úpravou (v prípade potreby) režimových kariet .
Neplánovaná úprava režimu plynárenského zariadenia by sa mala vykonať v týchto prípadoch: po generálnej oprave plynového zariadenia alebo vykonaní štrukturálnych zmien, ktoré ovplyvňujú efektívnosť využívania plynu, ako aj v prípade systematických odchýlok od kontrolovaných parametrov zariadení využívajúcich plyn z režimových máp.
Klasifikácia plynových horákov Podľa GOST plynové horáky sú klasifikované podľa: spôsob dodávky komponentu; stupeň prípravy horľavej zmesi; rýchlosť exspirácie produktov spaľovania; charakter toku zmesi; menovitý tlak plynu; stupeň automatizácie; schopnosť regulovať koeficient prebytočného vzduchu a vlastnosti horáka; lokalizácia spaľovacej zóny; možnosť využitia tepla produktov spaľovania.
AT komorová pec plynárne plynný palivo sa spaľuje vo svetlice.
Podľa spôsobu prívodu vzduchu môžu byť horáky:
1) Atmosférické horáky -vzduch vstupuje do spaľovacej zóny priamo z atmosféry:
a. Difúzia – ide o najjednoduchší horák v dizajne, ktorým je spravidla rúrka s otvormi vyvŕtanými v jednom alebo dvoch radoch. Plyn vstupuje do spaľovacej zóny z potrubia cez otvory a vzduch - kvôli difúzie a energia plynového prúdu (ryža. 10 ), všetok vzduch je sekundárny .
Výhody horáka : jednoduchosť dizajnu, spoľahlivosť práce ( nie je možný flashover ), tichý chod, dobrá regulácia.
nevýhody: nízky výkon, nehospodárne, vysoký (dlhý) plameň, sú potrebné retardéry horenia, aby sa zabránilo zhasnutiu plameňa horáka pri odlúčení .
b. injekciou - vzduchu sa vstrekuje, t.j. nasávané do vnútra horáka v dôsledku energie prúdu plynu vychádzajúceho z dýzy . Prúd plynu vytvára podtlak v oblasti dýzy, kde je vzduch nasávaný cez medzeru medzi práčkou vzduchu a telom horáka. Vo vnútri horáka sa zmiešava plyn a vzduch a zmes plynu a vzduchu vstupuje do spaľovacej zóny a zvyšok vzduchu potrebný na spaľovanie plynu (sekundárne) vstupuje do spaľovacej zóny v dôsledku difúzie (obr. 11, 12, 13 ).
V závislosti od množstva vstrekovaného vzduchu existujú vstrekovacie horáky: s neúplným a úplným predmiešaním plynu a vzduchu.
Horák plyn stredného a vysokého tlaku všetok potrebný vzduch sa nasaje, t.j. všetok vzduch je primárny, dochádza k úplnému predzmiešaniu plynu so vzduchom. Plne pripravená zmes plynu a vzduchu vstupuje do spaľovacej zóny a nie je potrebný sekundárny vzduch.
Horák nízky tlakčasť vzduchu potrebného na spaľovanie sa nasáva (dochádza k neúplnému vstreknutiu vzduchu, tento vzduch je primárny) a zvyšok vzduchu (sekundárny) vstupuje priamo do spaľovacej zóny.
Pomer "plyn - vzduch" v týchto horákoch je regulovaný polohou vzduchovej práčky vzhľadom na telo horáka. Horáky sú jednoramenné a viacramenné s centrálnym a periférnym prívodom plynu (BIG a BIGm) pozostávajúce zo sady rúr - zmiešavačov 1 s priemerom 48x3, spojených spoločným plynovým potrubím 2 (obr. 13 ).
Výhody horákov: jednoduchosť konštrukcie a regulácia výkonu.
Nevýhody horákov: vysoká hlučnosť, možnosť preskoku, malý rozsah regulácie prevádzky.
2) Horáky s núteným obehom vzduchu - Ide o horáky, v ktorých je spaľovací vzduch privádzaný z ventilátora. Plyn z plynovodu vstupuje do vnútornej komory horáka (obr. 14 ).
Vzduch hnaný ventilátorom sa privádza do vzduchovej komory 2 , prechádza cez vírič vzduchu 4 , zatočený a rozmixovaný v mixéri 5 s plynom, ktorý vstupuje do spaľovacej zóny z plynového kanála 1 cez vývody plynu 3 .Spaľovanie prebieha v keramickom tuneli 7 .
 Ryža. 14. Horák s núteným prívodom vzduchu: 1 - plynový kanál; 2 - vzduchový kanál; 3 - výstupy plynu; 4 - vírič; 5 - mixér; 6 – keramický tunel (stabilizátor horenia). |  Ryža. 15. Kombinovaný jednoprúdový horák: 1 - prívod plynu; 2 – prívod vykurovacieho oleja; 3 - otvory na výstup plynu na prívod pary; 4 - prívod primárneho vzduchu; 5 – zmiešavač prívodu sekundárneho vzduchu; 6 - tryska na parný olej; 7 - montážna doska; 8 - vírič primárneho vzduchu; 9 - vírič sekundárneho vzduchu; 10 - keramický tunel (stabilizátor horenia); 11 - plynový kanál; 12 - sekundárny vzduchový kanál. |
Výhody horákov: vysoký tepelný výkon, široký rozsah regulácie prevádzky, možnosť regulácie pomeru prebytočného vzduchu, možnosť predohrevu plynu a vzduchu.
Nevýhody horákov: dostatočná konštrukčná zložitosť; je možné oddelenie a prerazenie plameňa, v súvislosti s ktorým je potrebné použiť stabilizátory horenia (keramický tunel).
Horáky určené na spaľovanie viacerých druhov palív (plynné, kvapalné, tuhé) sú tzv kombinované (ryža. 15 ). Môžu byť jednozávitové a dvojzávitové, t.j. s jedným alebo viacerými prívodmi plynu do horáka.
3) blokový horák – ide o automatický horák s núteným prívodom vzduchu (ryža. 16 ), usporiadané s ventilátorom v jednej jednotke. Horák je vybavený automatickým riadiacim systémom.
Proces spaľovania paliva v blokových horákoch je riadený elektronickým zariadením nazývaným manažér spaľovania.
V prípade olejových horákov táto jednotka obsahuje palivové čerpadlo alebo palivové čerpadlo a predhrievač paliva.
Riadiaca jednotka (spaľovací manažér) riadi a riadi činnosť horáka, prijíma príkazy z termostatu (regulátora teploty), elektródy na ovládanie plameňa a snímačov tlaku plynu a vzduchu.
Prúd plynu je riadený škrtiacou klapkou umiestnenou mimo telesa horáka.
Prídržná podložka má na starosti zmiešavanie plynu so vzduchom v kužeľovej časti plameňovej trubice a slúži na reguláciu vstupného vzduchu (regulácia na tlakovej strane). Ďalšou možnosťou zmeny množstva privádzaného vzduchu je zmena polohy vzduchovej klapky v telese vzduchového regulátora (úprava na sacej strane).
Regulácia pomerov plynu a vzduchu (ovládanie plynových a vzduchových klapiek) môže byť:
pripojené, z jedného pohonu:
· frekvenčná regulácia prietoku vzduchu, zmenou otáčok motora ventilátora pomocou meniča, ktorý pozostáva z frekvenčného meniča a pulzného snímača.
Zapálenie horáka sa vykonáva automaticky zapaľovacím zariadením pomocou zapaľovacej elektródy. Prítomnosť plameňa je monitorovaná elektródou na reguláciu plameňa.
Postup pri zapínaní horáka:
Požiadavka na výrobu tepla (z termostatu);
· zahrnutie elektromotora ventilátora a predbežné vetranie ohniska;
Povolenie elektronického zapaľovania
otvorenie solenoidového ventilu, prívod plynu a zapálenie horáka;
signál zo snímača kontroly plameňa o prítomnosti plameňa.
Nehody (nehody) na horákoch. Prerušenie plameňa - posunutie koreňovej zóny horáka z výstupov horáka v smere toku paliva alebo horľavej zmesi. Vyskytuje sa, keď rýchlosť zmesi plynu a vzduchu alebo plynu je väčšia ako rýchlosť šírenia plameňa. Plameň sa vzďaľuje od horáka, stáva sa nestabilným a môže zhasnúť. Cez zhasnutý horák ďalej prúdi plyn a v peci môže vzniknúť výbušná zmes.
K oddeľovaniu dochádza, keď: zvýšenie tlaku plynu nad povolený tlak, prudké zvýšenie prívodu primárneho vzduchu, zvýšenie riedenia v peci. Pre ochrana proti roztrhnutiu uplatniť stabilizátory horenia (ryža. 17): tehlové šmýkačky a stĺpiky; keramické tunely rôznych typov a tehlové štrbiny; zle prúdiace telesá, ktoré sa zahrievajú počas prevádzky horáka (keď plameň zhasne, zo stabilizátora sa zapáli čerstvý prúd), ako aj špeciálne pilotné horáky.
Baterka - posunutie zóny horáka smerom k horľavej zmesi, v ktorej plameň preniká do horáka . Tento jav sa vyskytuje iba v horákoch s predbežnou zmesou plynu a vzduchu a vyskytuje sa vtedy, keď rýchlosť zmesi plynu a vzduchu klesne pod rýchlosť šírenia plameňa. Plameň preskočí do vnútra horáka, kde ďalej horí, čo spôsobí deformáciu horáka prehriatím.
Prielom nastane, keď: tlak plynu pred horákom klesne pod prípustnú hodnotu; zapálenie horáka pri prívode primárneho vzduchu; veľký prívod plynu pri nízkom tlaku vzduchu. Počas skĺznutia môže dôjsť k malému prasknutiu, v dôsledku čoho plameň zhasne, zatiaľ čo plyn môže naďalej prúdiť cez nečinný horák a v peci a plynových potrubiach plynového zariadenia sa môže vytvoriť výbušná zmes. Na ochranu pred pošmyknutím sa používajú doskové alebo sieťové stabilizátory., pretože cez úzke štrbiny a malé otvory nedochádza k prieniku plameňa.
Činnosti personálu v prípade nehody na horákoch
V prípade nehody na horáku (oddelenie, spätné vzplanutie alebo zhasnutie plameňa) pri zapaľovaní alebo v procese regulácie je potrebné: okamžite zastaviť prívod plynu k tomuto horáku (horáky) a zapaľovaciemu zariadeniu; vetrajte pec a plynové potrubia najmenej 10 minút; zistiť príčinu problému; nahlásiť zodpovednej osobe; po odstránení príčin porúch a skontrolovaní tesnosti uzatváracieho ventilu pred horákom na pokyn zodpovednej osoby podľa pokynov znovu zapáliť.
Zmena zaťaženia horáka.
Existujú horáky s rôznymi spôsobmi zmeny tepelného výkonu:
Horák s viacstupňovou reguláciou tepelného výkonu- ide o horák, pri ktorom môže byť regulátor prietoku paliva inštalovaný v niekoľkých polohách medzi maximálnou a minimálnou prevádzkovou polohou.
Horák s trojstupňovou reguláciou tepelného výkonu- ide o horák, pri prevádzke ktorého možno regulátor prietoku paliva nastaviť do polôh "maximálny prietok" - "minimálny prietok" - "zatvorené".
Horák s dvojstupňovou reguláciou tepelného výkonu- horák pracujúci v polohe "otvorené - zatvorené".
Modulačný horák- ide o horák, pri ktorom môže byť regulátor prietoku paliva inštalovaný v ľubovoľnej polohe medzi maximálnou a minimálnou prevádzkovou polohou.
Tepelný výkon zariadenia je možné regulovať počtom prevádzkovaných horákov, ak ich poskytuje výrobca a režimová karta.
Manuálna zmena tepelného výkonu aby sa predišlo oddeleniu plameňa, vykonáva sa:
Pri zvyšovaní: najprv zvýšte prívod plynu a potom vzduch.
Pri znižovaní: najprv znížte prívod vzduchu a potom plyn;
Aby sa predišlo nehodám na horákoch, je potrebné meniť ich výkon plynulo (v niekoľkých etapách) podľa režimovej mapy.
Ld. - skutočné množstvo vzduchu privádzaného do pece, zvyčajne sa dodáva nadbytok. Vzťah medzi teoretickým a skutočným prietokom vyjadruje rovnica:kde α je koeficient prebytočného vzduchu (zvyčajne väčší ako 1).
Nedokonalé spaľovanie plynu vedie k nadmernej spotrebe paliva a zvyšuje riziko otravy produktmi nedokonalého spaľovania plynu, medzi ktoré patrí aj oxid uhoľnatý (CO).
Produkty spaľovania plynu a riadenie spaľovacieho procesu.
Produkty spaľovania zemného plynu sú oxid uhličitý (oxid uhličitý) vodná para, prebytok kyslíka a dusíka. Nadbytočný kyslík je obsiahnutý v produktoch spaľovania iba v prípadoch, keď k spaľovaniu dochádza s prebytočným vzduchom 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 (oxid uhoľnatý), nespálený vodík a metán, ťažké uhľovodíky, sadze.
Proces spaľovania možno najsprávnejšie posúdiť prístrojmi na analýzu spalín, ktoré ukazujú obsah oxidu uhličitého a kyslíka v nich. Ak je plameň v peci kotla predĺžený a má tmavožltú farbu, znamená to nedostatok vzduchu a ak sa plameň skráti a má oslnivo bielu farbu, potom jeho prebytok.
Prevádzku kotlovej jednotky je možné regulovať dvoma spôsobmi, a to zmenou tepelného výkonu všetkých horákov inštalovaných v kotle, alebo vypnutím ich časti. Spôsob regulácie závisí od miestnych podmienok a musí byť uvedený vo výrobnom návode. Zmena tepelného výkonu horákov je prípustná, ak neprekračuje hranice stabilnej prevádzky. Odchýlka tepelného výkonu za hranice stabilnej prevádzky môže viesť k oddeleniu alebo spätnému vzplanutiu plameňa.
Činnosť jednotlivých horákov upravíte v dvoch krokoch, pomaly a postupne meníte prietok vzduchu a plynu.
Pri znižovaní tepelného výkonu najprv znížte prívod vzduchu, a potom plyn; so zvýšením tepelného výkonu najskôr zvýšte prívod plynu, a potom vzduch.
V tomto prípade je potrebné regulovať podtlak v peci zmenou polohy posúvača s kotlom alebo lopatkami vodiacej lopatky pred odsávačom dymu.
Ak je potrebné zvýšiť tepelný výkon horákov, zvýšiť vákuum v peci; s poklesom tepelného výkonu sa najskôr reguluje činnosť horákov a potom sa zníži vákuum v peci.
Metódy spaľovania plynu.
V závislosti od spôsobu výchovy TÚV spôsoby spaľovania možno rozdeliť na difúzne, zmiešané a kinetické.
o difúzia Pri tejto metóde plyn vstupuje do čela spaľovania pod tlakom a vzduch z okolitého priestoru v dôsledku molekulárnej alebo turbulentnej difúzie, tvorba zmesi prebieha súčasne s procesom spaľovania, preto rýchlosť procesu spaľovania je určená rýchlosťou tvorby zmesi.
Proces spaľovania začína po vytvorení kontaktu medzi plynom a vzduchom a vytvorením horúcej vody požadovaného zloženia. V tomto prípade vzduch difunduje do prúdu plynu a plyn difunduje z prúdu plynu do vzduchu. V blízkosti prúdu plynu sa tak vytvára prívod horúcej vody, v dôsledku ktorého spaľovaním vzniká zóna primárneho spaľovania plynu (2) . Spaľovanie hlavnej časti plynu prebieha v zóne (Z), v zóne (4) pohybujúcich sa produktov spaľovania.
Tento spôsob spaľovania sa používa hlavne v každodennom živote (rúre, plynové sporáky atď.)
Pri zmiešanom spôsobe spaľovania plynu horák zabezpečuje predmiešanie plynu len s časťou vzduchu potrebnou na úplné spálenie plynu. Zvyšok vzduchu prichádza z prostredia priamo do horáka.
V tomto prípade sa zmieša iba časť plynu primárny vzduchu (50%-60%), a zvyšok plynu, zriedený splodinami horenia, po pridaní kyslíka zo sekundárneho vzduchu vyhorí.
Vzduch obklopujúci plameň sa nazýva sekundárne .
Pri kinetickej metóde spaľovania plynu je TÚV privádzaná do spaľovacieho miesta plne pripravená vo vnútri horáka.
Klasifikácia plynových horákov .
Plynový horák je zariadenie, ktoré zabezpečuje stabilné spaľovanie plynného paliva a reguláciu spaľovacieho procesu.
Hlavné funkcie plynových horákov:
Prívod plynu a vzduchu do čela spaľovania;
tvorba zmesi;
Stabilizácia predného zapaľovania;
Zabezpečenie požadovanej intenzity procesu spaľovania plynu.
Podľa spôsobu spaľovania plynu možno všetky horáky rozdeliť do troch skupín:
Difúzia - bez predbežného zmiešania plynu so vzduchom;
Difúzne kinetické - s neúplným predbežným zmiešaním plynu so vzduchom;
Kinetické - s úplným predmiešaním plynu so vzduchom.
Podľa spôsobu prívodu vzduchu sa horáky delia na:
Bez fúkania - v ktorom vzduch vstupuje do pece v dôsledku výboja v nej.
Vstrekovanie - pri ktorom sa nasáva vzduch vďaka energii prúdu plynu.
Výbuch - pri ktorom sa vzduch privádza do horáka alebo pece pomocou ventilátora.
Podľa tlaku plynu, na ktorý horáky fungujú:
- nízky tlak do 0,05 kgf/cm2;
- stredný tlak nad 0,05 až 3 kgf/cm2;
- vysoký tlak nad 3 kgf/cm 2 .
Všeobecné požiadavky pre všetky horáky:
Zabezpečenie úplnosti spaľovania plynu;
Stabilita pri zmene tepelného výkonu;
Spoľahlivosť počas prevádzky;
Kompaktnosť;
Obslužnosť.
Podobná chyba je spojená s poruchou systému automatizácie kotla. Uvedomte si, že je prísne zakázané prevádzkovať kotol s vypnutou automatizáciou (napríklad ak je tlačidlo štartu násilne zaseknuté v stlačenom stave). To môže viesť k tragickým následkom, pretože pri krátkodobom prerušení dodávky plynu alebo pri zhasnutí plameňa silným prúdom vzduchu plyn začne prúdiť do miestnosti. Aby sme pochopili príčiny takejto chyby, zvážme podrobnejšie fungovanie automatizačného systému. Na obr. 5 je znázornená zjednodušená schéma tohto systému. Obvod pozostáva z elektromagnetu, ventilu, snímača ťahu a termočlánku. Ak chcete zapaľovač zapnúť, stlačte tlačidlo štart. Tyč spojená s tlačidlom stlačí membránu ventilu a plyn začne prúdiť do zapaľovača. Potom sa zapaľovač zapáli. Plameň zapaľovača sa dotýka tela teplotného snímača (termočlánku). Po určitom čase (30 ... 40 s) sa termočlánok zahreje a na jeho svorkách sa objaví EMF, čo stačí na spustenie elektromagnetu. Ten zasa fixuje tyč v spodnej (ako na obr. 5) polohe. Teraz je možné uvoľniť tlačidlo štart. Snímač ťahu pozostáva z bimetalovej platne a kontaktu (obr. 6). Snímač je umiestnený v hornej časti kotla, v blízkosti potrubia na odvod spalín do atmosféry. V prípade upchatia potrubia jeho teplota prudko stúpa. Bimetalová doska sa zahreje a preruší obvod napájania elektromagnetu - tyč už nie je držaná elektromagnetom, ventil sa zatvorí a prívod plynu sa zastaví.
Umiestnenie prvkov automatizačného zariadenia je znázornené na obr. 7. Ukazuje, že elektromagnet je uzavretý ochranným uzáverom. Vodiče zo snímačov sú umiestnené vo vnútri tenkostenných rúrok, ktoré sú k elektromagnetu pripevnené pomocou prevlečných matíc. Telové vodiče snímačov sú pripojené k elektromagnetu cez telo samotných trubíc.
A teraz zvážte spôsob nájdenia vyššie uvedenej chyby.
Kontrola začína „najslabším článkom“ automatizačného zariadenia - snímačom ťahu. Snímač nie je chránený krytom, preto po 6 ... 12 mesiacoch prevádzky „zarastie“ hrubou vrstvou prachu.Bimetalová platňa (pozri obr. 6) rýchlo oxiduje, čo vedie k slabému kontaktu.
Prachový povlak sa odstráni mäkkou kefou. Potom sa doska stiahne z kontaktu a očistí sa jemným brúsnym papierom. Nemali by sme zabúdať, že je potrebné vyčistiť samotný kontakt. Dobré výsledky sa dosiahnu čistením týchto prvkov špeciálnym sprejom "Kontakt". Obsahuje látky, ktoré aktívne ničia oxidový film. Po vyčistení sa na dosku a kontakt nanesie tenká vrstva tekutého lubrikantu.
Ďalším krokom je kontrola stavu termočlánku. Pracuje v ťažkých tepelných podmienkach, pretože je neustále v plameni zapaľovača, samozrejme, jeho životnosť je oveľa nižšia ako u ostatných článkov kotla.
Hlavnou chybou termočlánku je vyhorenie (zničenie) jeho tela. V tomto prípade sa prechodový odpor v mieste zvárania (spoj) prudko zvyšuje. V dôsledku toho prúd v obvode Termočlánok - Elektromagnet
- Bimetalová doska bude nižšia ako nominálna hodnota, čo vedie k tomu, že elektromagnet už nebude môcť upevniť stonku (obr. 5).
Na kontrolu termočlánku odskrutkujte prevlečnú maticu (obr. 7), umiestnenú vľavo 
strane elektromagnetu. Potom sa zapne zapaľovač a voltmetrom sa zmeria konštantné napätie (termo-EMF) na kontaktoch termočlánku (obr. 8). Vyhrievaný použiteľný termočlánok generuje EMF približne 25 ... 30 mV. Ak je táto hodnota menšia, termočlánok je chybný. Na konečnú kontrolu sa trubica odpojí od puzdra elektromagnetu a zmeria sa odpor termočlánku, pričom odpor vyhrievaného termočlánku je menší ako 1 ohm. Ak je odpor termočlánku stovky ohmov alebo viac, musí sa vymeniť. Nízka hodnota termo-EMF generovaná termočlánkom môže byť spôsobená nasledujúcimi dôvodmi: - upchatie trysky zapaľovača (v dôsledku toho môže byť teplota ohrevu termočlánku nižšia ako nominálna). Podobný defekt sa „lieči“ vyčistením otvoru zapaľovača akýmkoľvek mäkkým drôtom vhodného priemeru;
- posunutím polohy termočlánku (prirodzene sa tiež nemôže dostatočne zahriať). Poruchu odstráňte nasledujúcim spôsobom - uvoľnite skrutku upevňujúcu očnú linku v blízkosti zapaľovača a nastavte polohu termočlánku (obr. 10);
- nízky tlak plynu na vstupe do kotla.
Ak je EMF na vodičoch termočlánku normálne (pri zachovaní symptómov poruchy uvedenej vyššie), skontrolujú sa nasledujúce prvky:
- celistvosť kontaktov v miestach pripojenia termočlánku a snímača ťahu.
Zoxidované kontakty sa musia vyčistiť. Spojovacie matice sa doťahujú, ako sa hovorí, „ručne“. V tomto prípade je nežiaduce použiť kľúč, pretože je ľahké prerušiť vodiče vhodné pre kontakty;
- celistvosť vinutia elektromagnetu a v prípade potreby zaspájkujte jeho závery.
Výkon elektromagnetu je možné skontrolovať nasledovne. Odpojiť 
vedenie termočlánku. Stlačte a podržte tlačidlo štart, potom zapáľte zapaľovač. Zo samostatného zdroja konštantného napätia k uvoľnenému kontaktu elektromagnetu (z termočlánku) sa privádza napätie asi 1 V vzhľadom na puzdro (pri prúde do 2 A). K tomu môžete použiť bežnú batériu (1,5 V), pokiaľ poskytuje potrebný prevádzkový prúd. Teraz je možné tlačidlo uvoľniť. Ak zapaľovač nezhasne, elektromagnet a snímač ťahu fungujú;
- snímač ťahu. Najprv sa skontroluje sila stlačenia kontaktu na bimetalovú dosku (s indikovanými príznakmi poruchy je často nedostatočná). Ak chcete zvýšiť upínaciu silu, uvoľnite poistnú maticu a posuňte kontakt bližšie k doske, potom maticu utiahnite. V tomto prípade nie sú potrebné žiadne dodatočné úpravy - upínacia sila neovplyvňuje teplotu odozvy snímača. Snímač má veľkú rezervu pre uhol vychýlenia dosky, čo zaisťuje spoľahlivé prerušenie elektrického obvodu v prípade nehody.
Spaľovanie plynného paliva je kombináciou týchto fyzikálnych a chemických procesov: zmiešavanie horľavého plynu so vzduchom, zahrievanie zmesi, tepelný rozklad horľavých zložiek, zapaľovanie a chemické spojenie horľavých prvkov so vzdušným kyslíkom.
Stabilné spaľovanie zmesi plyn-vzduch je možné pri kontinuálnom prísune potrebných množstiev horľavého plynu a vzduchu do čela spaľovania, ich dôkladnom premiešaní a zahriatí na zápalnú alebo samozápalnú teplotu (tab. 5).
Zapálenie zmesi plynu a vzduchu sa môže uskutočniť:
- zahriatie celého objemu zmesi plynu a vzduchu na teplotu samovznietenia. Táto metóda sa používa v spaľovacích motoroch, kde sa zmes plynu a vzduchu zahrieva rýchlym stlačením na určitý tlak;
- použitie cudzích zdrojov vznietenia (zapaľovače atď.). V tomto prípade sa na zápalnú teplotu nezohrieva celá zmes plynu a vzduchu, ale jej časť. Táto metóda sa používa pri spaľovaní plynov v horákoch plynových spotrebičov;
- existujúci horák nepretržite v procese spaľovania.
Na spustenie spaľovacej reakcie plynného paliva je potrebné vynaložiť určité množstvo energie potrebnej na rozbitie molekulárnych väzieb a vytvorenie nových.
Chemický vzorec na spaľovanie plynového paliva, ktorý naznačuje celý reakčný mechanizmus spojený so vznikom a zánikom veľkého počtu voľných atómov, radikálov a iných aktívnych častíc, je zložitý. Preto sa pre zjednodušenie používajú rovnice, ktoré vyjadrujú počiatočný a konečný stav reakcií spaľovania plynu.
Ak sú uhľovodíkové plyny označené C m H n, potom rovnica pre chemickú reakciu spaľovania týchto plynov v kyslíku bude mať tvar
CmHn+ (m + n/4)02 = mC02+ (n/2)H20,
kde m je počet atómov uhlíka v uhľovodíkovom plyne; n je počet atómov vodíka v plyne; (m + n/4) - množstvo kyslíka potrebné na úplné spálenie plynu.
V súlade so vzorcom sú rovnice pre spaľovanie plynov odvodené:
- metán CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O
- etán C2H6 + 3,5O2 \u003d 2CO2 + ZH20
- bután C4H10 + 6,502 \u003d 4CO2 + 5H20
- propán C3H8 + 503 \u003d ZSO2 + 4H20.
V praktických podmienkach spaľovania plynu sa kyslík neprijíma v čistej forme, ale je súčasťou vzduchu. Pretože vzduch pozostáva zo 79 % dusíka a 21 % objemových kyslíka, na každý objem kyslíka je potrebných 100:21 = 4,76 objemov vzduchu alebo 79:21 = 3,76 objemov dusíka. Potom sa spaľovacia reakcia metánu vo vzduchu dá zapísať takto:
CH4 + 202 + 2 * 3,76 N2 \u003d C02 + 2H20 + 7,52 N2.
Z rovnice vyplýva, že na spálenie 1 m 3 metánu je potrebný 1 m 3 kyslíka a 7,52 m 3 dusíka alebo 2 + 7,52 = 9,52 m 3 vzduchu.
V dôsledku spaľovania 1 m 3 metánu, 1 m 3 oxidu uhličitého, 2 m 3 vodnej pary a 7,52 m 3 dusíka. V tabuľke nižšie sú uvedené tieto údaje pre najbežnejšie horľavé plyny.
Pre proces spaľovania zmesi plynu a vzduchu je potrebné, aby množstvo plynu a vzduchu v zmesi plynu a vzduchu bolo v určitých medziach. Tieto limity sa nazývajú limity horľavosti alebo limity výbušnosti. Existujú dolné a horné hranice horľavosti. Minimálny obsah plynu v zmesi plynu so vzduchom vyjadrený v objemových percentách, pri ktorom dôjde k vznieteniu, sa nazýva dolná hranica horľavosti. Maximálny obsah plynu v zmesi plynu so vzduchom, nad ktorým sa zmes bez prísunu dodatočného tepla nezapáli, sa nazýva horná hranica horľavosti.
Množstvo kyslíka a vzduchu pri spaľovaní určitých plynov
|
Na spálenie 1 m 3 plynu je potrebných m 3 |
Pri spálení 1 m 3 plynu sa uvoľní m 3 |
Spaľné teplo He, kJ/m 3 |
|||||
|
kyslík |
oxidu uhličitého uhlíka |
||||||
|
oxid uhoľnatý |
|||||||
Ak zmes plynu a vzduchu obsahuje menej plynu ako je dolná hranica horľavosti, nebude horieť. Ak v zmesi plynu a vzduchu nie je dostatok vzduchu, spaľovanie neprebehne úplne.
Inertné nečistoty v plynoch majú veľký vplyv na veľkosť limitov výbušnosti. Zvýšenie obsahu balastu (N 2 a CO 2) v plyne zužuje limity horľavosti a keď sa obsah balastu zvýši nad určité limity, zmes plynu a vzduchu sa nezapáli pri žiadnom pomere plynu a vzduchu (tabuľka nižšie) .
Počet objemov inertného plynu na 1 objem horľavého plynu, pri ktorom zmes plynu a vzduchu prestáva byť výbušná
Najmenšie množstvo vzduchu potrebné na úplné spálenie plynu sa nazýva teoretický prietok vzduchu a označuje sa Lt, teda ak je výhrevnosť plynového paliva 33520 kJ/m. 3 , potom teoreticky potrebné množstvo vzduchu na spálenie 1 m 3 plyn
L T\u003d (33 520/4190) / 1,1 \u003d 8,8 m 3.
Skutočný prietok vzduchu však vždy prevyšuje teoretický. To sa vysvetľuje skutočnosťou, že je veľmi ťažké dosiahnuť úplné spálenie plynu pri teoretických prietokoch vzduchu. Preto každé zariadenie na spaľovanie plynu pracuje s určitým prebytkom vzduchu.
Takže praktické prúdenie vzduchu
Ln = aL T,
kde L n- praktická spotreba vzduchu; α - koeficient prebytočného vzduchu; L T- teoretická spotreba vzduchu.
Koeficient prebytočného vzduchu je vždy väčší ako jedna. Pre zemný plyn áno α = 1,05 - 1,2. Koeficient α ukazuje, koľkokrát skutočný prietok vzduchu prevyšuje teoretický, braný ako jednotka. Ak α = 1, potom sa nazýva zmes plynu a vzduchu stechiometrická.
o α = 1,2 spaľovanie plynu sa uskutočňuje s prebytkom vzduchu o 20 %. Spaľovanie plynov by malo spravidla prebiehať s minimálnou hodnotou a, pretože s poklesom prebytočného vzduchu klesajú tepelné straty výfukovými plynmi. Vzduch zapojený do spaľovania je primárny a sekundárny. Primárny nazývaný vzduch vstupujúci do horáka na zmiešanie s plynom v ňom; sekundárne- vzduch vstupujúci do spaľovacej zóny sa nezmiešava s plynom, ale oddelene.
