Gamtinių dujų deginimas. Dujų degimo procesas Visiško ir nepilno dujų degimo produktų sudėtis

Metano charakteristikos

§ Bespalvis;

§ Netoksiškas (nenuodingas);

§ Bekvapis ir beskonis.

§ Metanas susideda iš 75 % anglies, 25 % vandenilio.

§ Specifinė gravitacija yra 0,717 kg/m 3 (2 kartus lengvesnis už orą).

§ Pliūpsnio taškas yra minimali pradinė temperatūra, kuriai esant prasideda degimas. Metanui jis yra 645 o.

§ Degimo temperatūra- tai maksimali temperatūra, kurią galima pasiekti visiško dujų degimo metu, jei degimui reikalingas oro kiekis tiksliai atitinka chemines degimo formules. Metanui jis yra 1100-1400 o ir priklauso nuo degimo sąlygų.

§ Degimo šiluma– tai šilumos kiekis, kuris išsiskiria visiškai sudegus 1 m 3 dujų ir yra lygus 8500 kcal/m 3 .

§ Liepsnos plitimo greitis lygus 0,67 m/sek.

Dujų-oro mišinys

Kokių dujų yra:

Nedega iki 5%;

Nuo 5 iki 15% sprogsta;

Tiekiant papildomą orą dega daugiau nei 15% (visa tai priklauso nuo dujų tūrio ore santykio ir vadinama sprogumo ribos)

Degiosios dujos yra bekvapės, siekiant laiku jas aptikti ore ir greitai bei tiksliai aptikti nuotėkius, dujos dvokiamos, t.y. skleisti kvapą. Šiuo tikslu naudojamas ETHYLMERCOPTAN. Kvapinimo koeficientas yra 16 g 1000 m3. Jei ore yra 1% gamtinių dujų, turėtumėte jas užuosti.

Dujos, naudojamos kaip kuras, turi atitikti GOST reikalavimus ir turėti kenksmingų priemaišų 100 m 3 ne daugiau kaip:

Vandenilio sulfidas 0,0 2 G /m.kubas

Amoniakas 2 gr.

Ciano rūgštis 5 g.

Derva ir dulkės 0,001 g/m3

Naftalenas 10 gr.

Deguonis 1%.

Gamtinių dujų naudojimas turi keletą privalumų:

· pelenų ir dulkių nebuvimas bei kietųjų dalelių pašalinimas į atmosferą;

· aukšta degimo šiluma;

· transportavimo ir degimo paprastumas;

· palengvinamas aptarnaujančio personalo darbas;

· gerinamos sanitarinės ir higienos sąlygos katilinėse ir aplinkinėse teritorijose;

· platus automatinio reguliavimo pasirinkimas.

Naudojant gamtines dujas, reikia imtis specialių atsargumo priemonių, nes... nutekėjimas galimas per dujotiekio ir jungiamųjų detalių sankryžą. Daugiau nei 20% dujų patalpoje sukelia uždusimą, kai jų susikaupimas uždarame tūryje nuo 5% iki 15% sukelia dujų ir oro mišinio sprogimą. Nevisiško degimo metu išsiskiria anglies monoksidas, kuris yra nuodingas net esant mažoms koncentracijoms (0,15%).

Gamtinių dujų deginimas

Degimas vadinamas greitu cheminiu degiųjų kuro dalių sujungimu su ore esančiu deguonimi, įvyksta tada, kai aukštos temperatūros, lydi šilumos išsiskyrimas su liepsnos ir degimo produktų susidarymu. Vyksta degimas pilnas ir nepilnas.

Visiškas degimas– Atsiranda, kai yra pakankamai deguonies. Deguonies trūkumas sukelia nepilnas degimas, kuriame išsiskiria mažiau šilumos nei esant pilnam anglies monoksidui (turi nuodingą poveikį aptarnaujantis personalas), ant katilo paviršiaus susidaro suodžiai ir didėja šilumos nuostoliai, dėl to suvartojamos per daug kuro, mažėja katilo efektyvumas, užteršiama oras.

Gamtinių dujų degimo produktai yra– anglies dioksidas, vandens garai, šiek tiek deguonies ir azoto perteklius. Deguonies perteklius degimo produktuose yra tik tais atvejais, kai degimas vyksta esant oro pertekliui, o azoto visada yra degimo produktuose, nes yra neatskiriama dalis oro ir nedalyvauja degime.

Produktai nepilnas degimas gali buti dujos anglies monoksidas, nesudegęs vandenilis ir metanas, sunkieji angliavandeniliai, suodžiai.

Metano reakcija:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Pagal formulę 1 m 3 metano sudeginti reikia 10 m 3 oro, kuriame yra 2 m 3 deguonies. Praktiškai norint sudeginti 1 m 3 metano, reikia daugiau oro, atsižvelgiant į visus nuostolius, tam naudojamas koeficientas KAM oro perteklius, kuris = 1,05-1,1.

Teorinis oro tūris = 10 m3

Praktinis oro tūris = 10*1,05=10,5 arba 10*1,1=11

Degimo užbaigtumas kurą galima nustatyti vizualiai pagal liepsnos spalvą ir pobūdį, taip pat naudojant dujų analizatorių.

Skaidri mėlyna liepsna - visiškas dujų degimas;

Raudona arba geltona su dūminiais dryžiais – degimas nebaigtas.

Degimas reguliuojamas didinant oro tiekimą į pakurą arba mažinant dujų tiekimą. Šis procesas naudoja pirminis ir antrinis oras.

Antrinis oras– 40-50% (sumaišoma su dujomis katilo krosnyje degimo metu)

Pirminis oras– 50-60% (prieš degimą sumaišoma su dujomis degiklyje) degimui naudojamas dujų-oro mišinys

Degimui būdingas liepsnos paskirstymo greitis yra liepsnos priekinio elemento greitis platina palyginti šviežias dujų ir oro mišinio srautas.

Degimo ir liepsnos plitimo greitis priklauso nuo:

· apie mišinio sudėtį;

· ant temperatūros;

· nuo spaudimo;

· dėl dujų ir oro santykio.

Degimo greitis lemia vieną iš pagrindinių patikimo katilinės veikimo sąlygų ir ją apibūdina liepsnos atskyrimas ir proveržis.

Liepsnos pertrauka– atsiranda, jei dujų ir oro mišinio greitis degiklio išėjimo angoje yra didesnis už degimo greitį.

Atsiskyrimo priežastys: per didelis dujų tiekimo padidėjimas arba per didelis vakuumas krosnyje (srovė). Liepsnos atsiskyrimas stebimas uždegimo metu ir įjungus degiklius. Liepsnos atskyrimas sukelia krosnies ir katilo dujų kanalų užteršimą dujomis ir sprogimą.

Liepsnos proveržis– atsiranda, jei liepsnos plitimo greitis (degimo greitis) yra didesnis už dujų ir oro mišinio nutekėjimo iš degiklio greitį. Proveržį lydi dujų ir oro mišinio degimas degiklio viduje, degiklis įkaista ir sugenda. Kartais proveržį lydi sprogimas ar sprogimas degiklio viduje. Tokiu atveju gali būti sugadintas ne tik degiklis, bet ir priekinė katilo sienelė. Perviršis atsiranda, kai smarkiai sumažėja dujų tiekimas.

Jei liepsna nutrūksta ir prasiveržia, techninės priežiūros darbuotojai turi nutraukti kuro tiekimą, išsiaiškinti ir pašalinti priežastį, vėdinti krosnį ir dūmtakio kanalus 10-15 minučių ir vėl uždegti ugnį.

Dujinio kuro degimo procesą galima suskirstyti į 4 etapus:

1. Dujos nutekančios iš degiklio antgalio į degiklio įrenginį esant slėgiui padidintu greičiu.

2. Dujų ir oro mišinio susidarymas.

3. Susidariusio degiojo mišinio uždegimas.

4. Degiojo mišinio deginimas.

Dujotiekiai

Dujos vartotojui tiekiamos dujotiekiais - išorinis ir vidinis– į už miesto esančias dujų skirstymo stotis, o iš jų dujotiekiais į dujų reguliavimo punktus hidraulinis ardymas arba dujų valdymo įtaisas GRU pramonės įmonės.

Dujotiekiai yra:

· aukštas spaudimas pirma kategorija nuo 0,6 MPa iki 1,2 MPa imtinai;

· aukštas antros kategorijos slėgis nuo 0,3 MPa iki 0,6 MPa;

· vidutinis trečios kategorijos slėgis nuo 0,005 MPa iki 0,3 MPa;

· žemas spaudimas ketvirta kategorija iki 0,005 MPa imtinai.

MPa – reiškia Mega Pascal

Katilinėje nutiesti tik vidutinio ir žemo slėgio dujotiekiai. Vadinama atkarpa nuo tinklo skirstomojo dujotiekio (miesto) iki patalpų kartu su atjungimo įrenginiu įvestis.

Įvadiniu dujotiekiu laikoma atkarpa nuo atjungimo įtaiso įvade, jeigu jis įrengtas patalpos išorėje iki vidinio dujotiekio.

Prie dujų įvado į katilinę turi būti vožtuvas apšviestoje ir patogioje priežiūros vietoje. Prieš vožtuvą turi būti izoliacinis flanšas, apsaugantis nuo klaidžiojančių srovių. Prie kiekvienos atšakos nuo skirstomojo dujotiekio iki katilo yra numatyti ne mažiau kaip 2 uždarymo įtaisai, iš kurių vienas montuojamas tiesiai prieš degiklį. Be jungiamųjų detalių ir prietaisų ant dujotiekio, priešais kiekvieną katilą turi būti įrengtas automatinis įtaisas, užtikrinantis saugus darbas katilas Kad sugedus uždarymo įtaisams dujos nepatektų į katilo krosnį, reikalingos prapūtimo žvakės ir apsauginiai dujotiekiai su uždarymo įtaisais, kurie katilams neveikiant turi būti atviri. Žemo slėgio dujotiekiai katilinėse dažomi geltonai, o vidutinio slėgio dujotiekiai geltonai su raudonais žiedais.

Dujiniai degikliai

Dujiniai degikliai- dujų degiklio įrenginys, skirtas tiekti į degimo vietą, atsižvelgiant į technologinius reikalavimus, paruoštą dujų ir oro mišinį arba atskirtas dujas ir orą, taip pat užtikrinti stabilų dujinio kuro degimą ir kontroliuoti degimo procesą.

Degikliams taikomi šie reikalavimai:

· pagrindiniai degiklių tipai turi būti gaminami masiškai gamyklose;

· degikliai turi užtikrinti tam tikro dujų kiekio praėjimą ir jų degimo užbaigtumą;

· užtikrinti minimalų kenksmingų išmetimų kiekį į atmosferą;

· turi veikti be triukšmo, liepsnos atsiskyrimo ar proveržio;

· turi būti lengvai prižiūrimas, patogus apžiūrai ir remontui;

· esant reikalui galėtų būti panaudotas rezerviniam kurui;

· naujai sukurtų ir esamų degiklių pavyzdžiams taikomas GOST testavimas;

Pagrindinė degiklių savybė yra jos šiluminė galia, kuris suprantamas kaip šilumos kiekis, kuris gali išsiskirti visiškai sudegus per degiklį tiekiamam kurui. Visas šias charakteristikas galima rasti degiklio duomenų lape.

Pagrindinė dujų degimo sąlyga yra deguonies (taigi ir oro) buvimas. Be oro, dujų deginimas neįmanomas. Dujų degimo metu, cheminė reakcija deguonies junginiai ore su anglimi ir vandeniliu degaluose. Reakcija vyksta išsiskiriant šilumai, šviesai, taip pat anglies dioksidui ir vandens garams.

Priklausomai nuo oro kiekio, dalyvaujančio dujų degimo procese, vyksta visiškas arba nepilnas degimas.

Esant pakankamam oro tiekimui, įvyksta visiškas dujų degimas, dėl kurio jų degimo produktuose yra nedegių dujų: anglies dioksidas CO2, azotas N2, vandens garai H20. Daugiausia (pagal tūrį) degimo produktuose yra azoto 69,3-74%.

Norint visiškai sudeginti dujas, taip pat būtina, kad jos būtų sumaišytos su oru tam tikrais kiekiais (kiekvienoms dujoms). Kuo didesnis dujų kaloringumas, tuo didesnis reikalingas oro kiekis. Taigi, norint sudeginti 1 m3 gamtinių dujų, reikia apie 10 m3 oro, dirbtinio – apie 5 m3, mišraus – apie 8,5 m3.

Jei oro tiekimas nepakankamas, dujos sudega nevisiškai arba cheminis perdegimas degios komponentai; Degiųjų dujų atsiranda degimo produktuose: anglies monoksidas CO, metanas CH4 ir vandenilis H2

Nevisiškai degant dujoms, ilgas, dūminis, šviečiantis, nepermatomas, geltona spalva deglas.

Taigi, oro trūkumas lemia nepilną dujų degimą, o perteklius lemia per didelį liepsnos temperatūros atšalimą. Gamtinių dujų užsidegimo temperatūra yra 530 °C, kokso dujų - 640 °C, mišrių dujų - 600 °C. Be to, esant dideliam oro pertekliui, dujos taip pat nevisiškai sudega. Šiuo atveju degiklio galas yra gelsvos spalvos, ne visiškai skaidrus, su neaiškia melsvai žalia šerdimi; liepsna nestabili ir nukrenta nuo degiklio.

Ryžiai. 1. Dujų liepsna - be išankstinio dujų maišymo su oru; b -c dalinė ankstesnė. patikrinamas dujų maišymas su oru; c - iš anksto visiškai sumaišius dujas su oru; 1 - vidinė tamsi zona; 2 - dūminis šviesos kūgis; 3 - degantis sluoksnis; 4 - degimo produktai

Pirmuoju atveju (1a pav.) degiklis yra ilgesnis ir susideda iš trijų zonų. Atmosferos ore dega grynos dujos. Pirmoje vidinėje tamsioje zonoje dujos nedega: nesusimaišo su ore esančiu deguonimi ir nekaitinamos iki užsidegimo temperatūros. Į antrąją zoną oro patenka nepakankamai: jį sulaiko degantis sluoksnis, todėl negali gerai susimaišyti su dujomis. Tai liudija ryškiai švytinti, šviesiai geltona, dūminė liepsnos spalva. Į trečiąją zoną pakankamu kiekiu patenka oro, kurio deguonis gerai susimaišo su dujomis, dujos dega melsvai.

Šiuo metodu dujos ir oras į krosnį tiekiami atskirai. Krosnyje vyksta ne tik dujų-oro mišinio degimas, bet ir mišinio ruošimo procesas. Šis dujų deginimo būdas plačiai naudojamas pramoniniuose įrenginiuose.

Antruoju atveju (1.6 pav.) dujos dega daug geriau. Dėl dalinio išankstinio dujų sumaišymo su oru paruoštas dujų ir oro mišinys patenka į degimo zoną. Liepsna tampa trumpesnė, nešviečianti, turi dvi zonas – vidinę ir išorinę.

Dujų ir oro mišinys vidinėje zonoje nedega, nes nebuvo įkaitintas iki užsidegimo temperatūros. Išorinėje zonoje dega dujų ir oro mišinys, o viršutinėje zonos dalyje smarkiai pakyla temperatūra.

Iš dalies sumaišius dujas su oru, šiuo atveju visiškas dujų sudegimas įvyksta tik papildomai tiekiant orą į degiklį. Dujų degimo metu oras tiekiamas du kartus: pirmą kartą prieš patenkant į krosnį (pirminis oras), antrą kartą tiesiai į krosnį (antrinis oras). Šis dujų deginimo būdas yra įrenginio pagrindas dujų degikliai Dėl Buitinė technika ir šildymo katilinės.

Trečiuoju atveju degiklis žymiai sutrumpėja ir dujos sudega pilniau, nes dujų ir oro mišinys buvo paruoštas anksčiau. Trumpa skaidri liepsna rodo dujų degimo užbaigimą mėlyna spalva(degimas be liepsnos), kuris naudojamas prietaisuose infraraudonoji spinduliuotė su dujiniu šildymu.

Skyriaus turinys

Deginant organinį kurą katilų krosnyse, susidaro įvairūs degimo produktai, tokie kaip anglies oksidai CO x = CO + CO 2, vandens garai H 2 O, sieros oksidai SO x = SO 2 + SO 3, azoto oksidai NO x = NO + NO 2 , policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (PAH), fluorido junginiai, vanadžio junginiai V 2 O 5, kietosios dalelės ir kt. (žr. 7.1.1 lentelę). Nepilnai degant kurui krosnyse išmetamosiose dujose taip pat gali būti angliavandenilių CH 4, C 2 H 4 ir kt. Visi nepilno degimo produktai yra kenksmingi, bet kai moderni technologija Deginant kurą, jų susidarymą galima sumažinti iki minimumo [1].

7.1.1 lentelė. Specifiniai išmetamieji teršalai deginant organinį kurą elektriniuose katiluose [3]

Legenda: A p, S p – atitinkamai pelenų ir sieros kiekis darbinėje kuro masėje, %.

Aplinkos sanitarinio vertinimo kriterijus – didžiausia leistina kenksmingos medžiagos koncentracija (MPC) atmosferos ore žemės lygyje. MAC turėtų būti suprantama kaip tokia koncentracija: įvairių medžiagų ir cheminių junginių, kurie, kasdien ilgą laiką veikiami žmogaus organizmo, nesukelia jokių patologiniai pokyčiai ar ligos.

Didžiausia leistina koncentracija (MPC) kenksmingų medžiagų apgyvendintų vietovių atmosferos ore pateikti lentelėje. 7.1.2 [4]. Didžiausia vienkartinė kenksmingų medžiagų koncentracija nustatoma mėginiais, paimtais per 20 minučių, vidutinė paros koncentracija – per parą.

7.1.2 lentelė. Didžiausios leistinos kenksmingų medžiagų koncentracijos apgyvendintų vietovių atmosferos ore

Skaičiavimai atliekami kiekvienai kenksmingai medžiagai atskirai, kad kiekvienos iš jų koncentracija neviršytų lentelėje nurodytų verčių. 7.1.2. Katilinėms šios sąlygos buvo sugriežtintos įvedant papildomi reikalavimai apie būtinybę apibendrinti sieros ir azoto oksidų poveikį, kurį lemia išraiška

Tuo pačiu metu dėl vietinių oro trūkumo ar nepalankių šiluminių ir aerodinaminių sąlygų krosnyse ir degimo kamerose susidaro nepilni degimo produktai, daugiausia susidedantys iš anglies monoksido CO (anglies monoksido), vandenilio H 2 ir įvairių angliavandenilių, kurie charakterizuoja šilumą. nuostoliai katilo bloke dėl cheminio nepilno degimo (cheminis perdegimas).

Be to, degimo proceso metu susidaro nemažai cheminių junginių, susidarančių dėl įvairių kuro komponentų oksidacijos ir oro azoto N2. Didžiausią jų dalį sudaro azoto oksidai NO x ir sieros oksidai SO x .

Azoto oksidai susidaro oksiduojant ir molekuliniam ore esantį azotą, ir kure esantį azotą. Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad pagrindinė katilų krosnyse susidarančio NO x dalis, ty 96÷100%, yra azoto monoksidas (oksidas) NO. NO 2 dioksido ir azoto pusoksido N 2 O susidaro žymiai mažesni kiekiai, o jų dalis yra apytiksliai: NO 2 - iki 4%, o N 2 O - šimtosios procento bendros NO x emisijos. Įprastomis deginimo kuro sąlygomis katiluose azoto dioksido NO 2 koncentracijos paprastai yra nereikšmingos, palyginti su NO kiekiu ir paprastai svyruoja nuo 0÷7 ppm iki 20÷30 ppm. Tuo pačiu metu greitas karštų ir šaltų regionų maišymasis turbulentinėje liepsnoje gali sukelti santykinai didelių azoto dioksido koncentracijų atsiradimą šaltose srauto zonose. Be to, viršutinėje krosnies dalyje ir horizontaliame dūmų kanale (su T> 900÷1000 K) ir tam tikromis sąlygomis taip pat gali pasiekti pastebimus dydžius.

Azoto hemioksidas N 2 O, susidarantis degant kurui, matyt, yra trumpalaikė tarpinė medžiaga. N 2 O praktiškai nėra degimo produktuose už katilų.

Degaluose esanti siera yra sieros oksidų SO x susidarymo šaltinis: sieros dioksidas SO 2 (sieros dioksidas) ir sieros SO 3 (sieros trioksidas) anhidridai. Bendra SO x emisijų masė priklauso tik nuo sieros kiekio kure S p, o jų koncentracija išmetamosiose dujose priklauso ir nuo oro srauto koeficiento α. Paprastai SO 2 dalis sudaro 97÷99%, o SO 3 dalis sudaro 1÷3% bendros SO x išeigos. Faktinis SO 2 kiekis iš katilų išeinančiose dujose svyruoja nuo 0,08 iki 0,6 %, o SO 3 koncentracija – nuo ​​0,0001 iki 0,008 %.

Tarp kenksmingų komponentų dūmų dujos užima ypatingą vietą didelė grupė policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (PAH). Daugelis PAH turi didelį kancerogeninį ir (ar) mutageninį aktyvumą ir miestuose suaktyvina fotocheminį smogą, todėl būtina griežtai kontroliuoti ir riboti jų emisiją. Tuo pačiu metu kai kurie PAH, pavyzdžiui, fenantrenas, fluorantenas, pirenas ir daugelis kitų, yra fiziologiškai beveik inertiški ir nėra kancerogeniški.

PAH susidaro dėl nevisiško angliavandenilių kuro degimo. Pastaroji atsiranda dėl to, kad šaltos degimo įrenginių sienelės slopina kuro angliavandenilių oksidacijos reakcijas, taip pat gali atsirasti dėl nepatenkinamo kuro ir oro maišymo. Tai veda prie vietinių oksidacijos zonų susidarymo krosnyse (degimo kamerose) su žema temperatūra arba vietas, kuriose yra kuro perteklius.

Dėl didelis kiekis skirtingi PAH dūmų dujose ir sunku išmatuoti jų koncentracijas, degimo produktų kancerogeninio užterštumo lygį ir atmosferos oras vertinama pagal galingiausio ir stabiliausio kancerogeno – benzo(a)pireno (B(a)P) C 20 H 12 koncentraciją.

Dėl didelio toksiškumo ypač reikėtų paminėti mazuto degimo produktus, tokius kaip vanadžio oksidai. Vanadis yra mineralinėje mazuto dalyje ir degdamas sudaro vanadžio oksidus VO, VO 2. Tačiau, kai nuosėdos susidaro ant konvekcinių paviršių, vanadžio oksidai daugiausia pateikiami V 2 O 5 pavidalu. Vanadžio pentoksidas V 2 O 5 yra toksiškiausia vanadžio oksidų forma, todėl jų emisijos skaičiuojamos V 2 O 5.

7.1.3 lentelė. Apytikslė kenksmingų medžiagų koncentracija degimo produktuose deginant organinį kurą galios katiluose

Deginant mazutą ir kietąjį kurą išmetamosiose dujose taip pat yra kietųjų dalelių, susidedančių iš lakiųjų pelenų, suodžių dalelių, PAH ir nesudegusio kuro dėl mechaninio perdegimo.

Kenksmingų medžiagų koncentracijų išmetamosiose dujose diapazonai deginant įvairių rūšių kurą pateikti lentelėje. 7.1.3.

Dujų deginimas yra šių procesų derinys:

degiųjų dujų maišymas su oru,

· mišinio pašildymas,

terminis degių komponentų skilimas,

· degių komponentų užsidegimas ir cheminis derinys su deguonimi ore, lydimas degiklio susidarymo ir intensyvaus šilumos išsiskyrimo.

Metano degimas vyksta pagal reakciją:

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Dujoms deginti būtinos sąlygos:

· užtikrinti reikiamą degiųjų dujų ir oro santykį,

· kaitinimas iki užsidegimo temperatūros.

Jei dujų ir oro mišinyje yra mažiau nei apatinė degumo riba, jis nesudegs.

Jei dujų ir oro mišinyje yra daugiau dujų nei viršutinė degumo riba, tada jis visiškai nesudegs.

Visiško dujų degimo produktų sudėtis:

· CO 2 – anglies dioksidas

· H 2 O – vandens garai

* N 2 – azotas (degimo metu nereaguoja su deguonimi)

Nevisiško dujų degimo produktų sudėtis:

· CO – anglies monoksidas

· C – suodžiai.

Norint sudeginti 1 m 3 gamtinių dujų, reikia 9,5 m 3 oro. Praktiškai oro suvartojimas visada didesnis.

Požiūris faktinis suvartojimas oras teoriškai reikalingas srautas vadinamas oro pertekliaus koeficientu: α = L/L t.,

Kur: L - faktinis suvartojimas;

L t – teoriškai reikalingas srautas.

Oro pertekliaus koeficientas visada yra didesnis nei vienas. Gamtinėms dujoms jis yra 1,05 – 1,2.

2. Momentinių vandens šildytuvų paskirtis, konstrukcija ir pagrindinės charakteristikos.

Momentiniai dujiniai vandens šildytuvai. Suprojektuoti šildyti vandenį iki tam tikros temperatūros traukiant vandenį Momentiniai vandens šildytuvai skirstomi pagal šiluminės galios apkrovą: 33600, 75600, 105000 kJ, pagal automatizavimo laipsnį – į aukščiausias ir pirmas klases. Efektyvumas vandens šildytuvai 80%, oksidų kiekis ne didesnis kaip 0,05%, degimo produktų temperatūra už traukos pertraukiklio ne mažesnė kaip 180 0 C. Principas pagrįstas vandens šildymu vandens ištraukimo metu.

Pagrindiniai momentinių vandens šildytuvų komponentai yra: dujų degiklis, šilumokaitis, automatikos sistema ir dujų išvadas. Žemo slėgio dujos tiekiamos į įpurškimo degiklį. Degimo produktai praeina per šilumokaitį ir išleidžiami į kaminą. Degimo šiluma perduodama vandeniui, tekančiam per šilumokaitį. Gaisro kamerai aušinti naudojama gyvatė, per kurią cirkuliuoja vanduo, einantis per šildytuvą. Dujiniuose momentiniuose vandens šildytuvuose sumontuoti dujų išmetimo įtaisai ir traukos pertraukikliai, kurie, trumpam dingus traukai, neleidžia užgesti dujinio degiklio liepsnai. Prijungimui prie kamino yra dūmų išleidimo vamzdis.

Dujinis momentinis vandens šildytuvas -VPG. Korpuso priekinėje sienelėje yra: dujų vožtuvo valdymo rankena, mygtukas, skirtas įjungti solenoidinį vožtuvą ir stebėjimo langas, skirtas stebėti uždegimo ir pagrindinio degiklio liepsną. Įrenginio viršuje yra dūmų šalinimo įtaisas, apačioje yra vamzdžiai įrenginio prijungimui prie dujų ir vandens sistemų. Dujos patenka į solenoidinį vožtuvą, vandens-dujų degiklio bloko dujų bloko vožtuvas nuosekliai įjungia pagrindinį degiklį ir tiekia dujas į pagrindinį degiklį.

Dujų srauto į pagrindinį degiklį blokavimas, kai reikia, kad degiklis veiktų, atliekamas elektromagnetiniu vožtuvu, maitinamu termopora. Dujų tiekimo į pagrindinį degiklį blokavimas, priklausomai nuo vandens tiekimo buvimo, atliekamas vožtuvu, varomu per strypą iš vandens bloko vožtuvo membranos.

Gamtinių dujų deginimas yra sudėtingas fizinis ir cheminis jų degiųjų komponentų sąveikos su oksidatoriumi procesas, kurio metu cheminė kuro energija paverčiama šiluma. Degimas gali būti visiškas arba nepilnas. Kai dujos sumaišomos su oru, temperatūra krosnyje yra pakankamai aukšta degimui, o nuolatinis kuro ir oro tiekimas užtikrina visišką kuro degimą. Nevisiškas kuras sudega, kai nesilaikoma šių taisyklių, dėl to mažiau išsiskiria šilumos (CO), vandenilio (H2), metano (CH4), o dėl to ant šildymo paviršių nusėda suodžiai, pablogėja šilumos perdavimas. ir didėjantys šilumos nuostoliai, o tai savo ruožtu veda prie pernelyg didelių kuro sąnaudų ir katilo efektyvumo mažėjimo bei atitinkamai oro taršos.

Oro pertekliaus koeficientas priklauso nuo dujų degiklio ir krosnies konstrukcijos. Oro pertekliaus koeficientas turi būti ne mažesnis kaip 1, antraip dujos gali nesudegti iki galo. Be to, padidinus oro pertekliaus koeficientą, dėl didelių šilumos nuostolių su išmetamosiomis dujomis sumažėja šilumą naudojančio įrenginio efektyvumas.

Degimo užbaigtumas nustatomas naudojant dujų analizatorių ir pagal spalvą bei kvapą.

Visiškas dujų deginimas. metanas + deguonis = anglies dioksidas + vanduo CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O Be šių dujų, su degiomis dujomis į atmosferą patenka azotas ir likęs deguonis. N2 + O2 Jei dujos nesudega iki galo, į atmosferą išsiskiria degios medžiagos – anglies monoksidas, vandenilis, suodžiai

Nevisiškas dujų degimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu liepsnoje vizualiai atsiranda suodžių liežuvių. Nevisiško dujų degimo pavojus yra tas, kad anglies monoksidas gali apsinuodyti katilinės personalu. 0,01–0,02% CO kiekis ore gali sukelti lengvą apsinuodijimą. Didesnė koncentracija gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir mirtį. Susidarę suodžiai nusėda ant katilų sienelių, todėl sutrinka šilumos perdavimas į aušinimo skystį ir sumažėja katilinės efektyvumas. Suodžiai praleidžia šilumą 200 kartų blogiau nei metanas Teoriškai 1 m3 dujų sudeginti reikia 9 m3 oro. Realiomis sąlygomis reikia daugiau oro. Tai yra, reikalingas perteklinis oro kiekis. Ši vertė, žymima alfa, parodo, kiek kartų sunaudojama daugiau oro, nei teoriškai reikia. Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir paprastai nurodomas degiklio pase arba vadovaujantis atliekamų paleidimo darbų organizavimo rekomendacijomis. . Oro pertekliaus kiekiui padidėjus virš rekomenduojamo lygio, šilumos nuostoliai didėja. Žymiai padidėjus oro kiekiui, liepsna gali nutrūkti ir sukurti avarinę situaciją. Jei oro kiekis yra mažesnis nei rekomenduojama, degimas bus nepilnas, todėl katilinės darbuotojai gali apsinuodyti.