حرق الغاز. الشروط اللازمة لاحتراق الغاز. منتجات الاحتراق الكامل وغير الكامل لوقود الغاز. كمية الهواء المطلوبة للاحتراق الكامل للغاز. نسبة الهواء الزائد وتأثيرها على كفاءة احتراق الغاز

15.03.2020

قد تكون مهتمًا بـ:

الكسندر بافلوفيتش كونستانتينوف

كبير المفتشين لمراقبة السلامة في المنشآت الخطرة النووية والإشعاعية. مرشح العلوم التقنية ، أستاذ مشارك ، أستاذ الأكاديمية الروسية للعلوم الطبيعية.

غالبًا ما يكون المطبخ الذي يحتوي على موقد غاز هو المصدر الرئيسي لتلوث الهواء في شقة بأكملها. وما هو مهم للغاية ، هذا ينطبق على غالبية سكان روسيا. في الواقع ، يستخدم 90٪ من سكان الحضر وأكثر من 80٪ من سكان الريف في روسيا مواقد الغاز خاتا ، ز.صحة الإنسان في الوضع البيئي الحديث. - M.: FAIR-PRESS، 2001. - 208 ص..

في السنوات الأخيرة ، كانت هناك منشورات للباحثين الجادين حول الخطر الكبير لمواقد الغاز على الصحة. يعرف الأطباء أنه في المنازل التي يتم فيها تركيب مواقد الغاز ، يمرض السكان كثيرًا ولمدة أطول من المنازل التي تحتوي على مواقد كهربائية. ونحن نتحدث عن العديد من الأمراض المختلفة ، وليس فقط عن أمراض الجهاز التنفسي. يُلاحظ الانخفاض في المستوى الصحي بشكل خاص لدى النساء والأطفال وكبار السن والأشخاص المصابين بأمراض مزمنة الذين يقضون وقتًا أطول في المنزل.

بلاغوف وصف عن علم استخدام مواقد الغاز بأنه "حرب كيماوية واسعة النطاق ضد شعوبهم."

لماذا يعد استخدام الغاز المنزلي ضارًا بالصحة

دعنا نحاول الإجابة على هذا السؤال. هناك العديد من العوامل التي تجعل من استخدام مواقد الغاز خطرًا على الصحة.

المجموعة الأولى من العوامل

ترجع هذه المجموعة من العوامل إلى كيمياء عملية احتراق الغاز الطبيعي. حتى لو احترق الغاز المنزلي بالكامل في الماء وثاني أكسيد الكربون ، فإن ذلك سيؤدي إلى تدهور في تكوين الهواء في الشقة ، وخاصة في المطبخ. بعد كل شيء ، في نفس الوقت ، يتم حرق الأكسجين من الهواء ، بينما يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون. لكن هذه ليست المشكلة الرئيسية. في النهاية ، يحدث الشيء نفسه مع الهواء الذي يتنفسه الشخص.

والأسوأ من ذلك أنه في معظم الحالات لا يحدث احتراق الغاز بالكامل ، وليس بنسبة 100٪. بسبب الاحتراق غير الكامل للغاز الطبيعي ، يتم تكوين المزيد من المنتجات السامة. على سبيل المثال ، أول أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون) ، الذي يمكن أن يكون تركيزه عدة مرات ، 20-25 مرة أعلى من المعيار المسموح به. لكن هذا يؤدي إلى الصداع والحساسية والأمراض وضعف المناعة. ياكوفليفا ، م.لدينا غاز في شقتنا. - مجلة بيئة الأعمال. - 2004. - رقم 1 (4). - ص 55..

بالإضافة إلى أول أكسيد الكربون ، يتم إطلاق ثاني أكسيد الكبريت وأكاسيد النيتروجين والفورمالديهايد والبنزبيرين ، وهو مادة مسرطنة قوية ، في الهواء. في المدن ، يدخل البنزبيرين إلى الهواء الجوي من الانبعاثات من المؤسسات المعدنية ومحطات الطاقة الحرارية (خاصة التي تعمل بالفحم) والسيارات (خاصة القديمة منها). لكن تركيز البنزبرين ، حتى في هواء الغلاف الجوي الملوث ، لا يمكن مقارنته بتركيزه في الشقة. يوضح الشكل مقدار البنزبيرين الذي نحصل عليه أثناء وجودنا في المطبخ.

تناول البنزبيرين في جسم الإنسان ميكروغرام / يوم

دعنا نقارن أول عمودين. في المطبخ ، نحصل على مواد ضارة تزيد بمقدار 13.5 مرة عن تلك الموجودة في الشارع! من أجل الوضوح ، دعنا نقدر كمية البنزبيرين في أجسامنا ليس بالميكروجرام ، ولكن بمكافئ أكثر مفهومًا - عدد السجائر التي يتم تدخينها يوميًا. لذلك ، إذا قام مدخن بتدخين علبة واحدة (20 سيجارة) في اليوم ، فعندئذٍ في المطبخ يتلقى الشخص ما يعادل سيجارة واحدة إلى خمس سجائر في اليوم. أي أن المضيفة ، التي لديها موقد غاز ، يبدو أنها "تدخن" قليلاً.

المجموعة الثانية من العوامل

ترتبط هذه المجموعة بظروف تشغيل مواقد الغاز. يعرف أي سائق أنه من المستحيل التواجد في المرآب في نفس وقت تشغيل السيارة مع المحرك. لكن في المطبخ لدينا مثل هذه الحالة: احتراق الوقود الهيدروكربوني في الداخل! ليس لدينا الجهاز الموجود في كل سيارة - أنبوب العادم. وفقًا لجميع قواعد النظافة ، يجب أن يكون كل موقد غاز مزودًا بمظلة تهوية للعادم.

الأمور سيئة بشكل خاص إذا كان لدينا مطبخ صغير في شقة صغيرة. مساحة ضئيلة ، ارتفاع سقف منخفض ، تهوية سيئة وموقد غاز يعمل طوال اليوم. ولكن مع الأسقف المنخفضة ، تتراكم منتجات احتراق الغاز في الطبقة العليا من الهواء حتى سمك 70-80 سم. بويكو ، أ.الصحة 5+. - M.: Rossiyskaya Gazeta، 2002. - 365 ص..

في كثير من الأحيان ، تتم مقارنة عمل ربة المنزل في موقد الغاز بظروف العمل الضارة في مكان العمل. هذا ليس صحيحا تماما. تظهر الحسابات أنه إذا كان المطبخ صغيرًا ، ولا توجد تهوية جيدة ، فإننا نتعامل مع ظروف عمل ضارة بشكل خاص. نوع متخصص في المعادن يخدم بطاريات فحم الكوك.

كيفية تقليل الضرر من موقد الغاز

كيف يمكن أن نكون ، إذا كان كل شيء بهذا السوء؟ ربما يستحق التخلص من موقد الغاز وتركيب كهربائي أو تحريض؟ حسنًا ، إذا كانت هناك فرصة كهذه. وإذا لم يكن كذلك؟ هناك بعض القواعد البسيطة لهذا. يكفي مراقبتها ، ويمكنك تقليل الضرر الذي يلحق بالصحة من موقد الغاز عشرات المرات. نحن ندرج هذه القواعد (معظمها توصيات الأستاذ Yu. D. Gubernsky) Ilnitsky أ.تنبعث منه رائحة الغاز. - كن بصحة جيدة!. - 2001. - رقم 5. - س 68-70..

من الضروري تركيب غطاء عادم بمنظف هواء فوق الموقد. هذا هو النهج الأكثر فعالية. ولكن حتى لو لم تتمكن من القيام بذلك لسبب ما ، فإن القواعد السبع المتبقية في المجموع ستقلل بشكل كبير من تلوث الهواء.
مراقبة اكتمال احتراق الغاز. إذا لم يكن لون الغاز فجأة كما يجب أن يكون وفقًا للتعليمات ، فاتصل على الفور بعمال الغاز لضبط الموقد المكسور.
لا تفسد الموقد بأطباق إضافية. يجب وضع أدوات الطهي على الشعلات التي تعمل فقط. في هذه الحالة ، سيتم ضمان وصول الهواء بحرية إلى الشعلات واحتراق كامل للغاز.
من الأفضل عدم استخدام أكثر من شعلتين أو فرن وموقد واحد في نفس الوقت. حتى إذا كان الموقد الخاص بك يحتوي على أربع شعلات ، فمن الأفضل تشغيل شعلتين كحد أقصى في نفس الوقت.
الحد الأقصى لوقت التشغيل المستمر لموقد الغاز هو ساعتان. بعد ذلك ، تحتاج إلى أخذ قسط من الراحة وتهوية المطبخ جيدًا.
أثناء تشغيل موقد الغاز ، يجب إغلاق أبواب المطبخ وفتح النافذة. سيضمن ذلك إزالة منتجات الاحتراق من الشارع وليس من خلال غرف المعيشة.
بعد نهاية موقد الغاز ، من المستحسن تهوية ليس فقط المطبخ ، ولكن الشقة بأكملها. التهوية التبادلية أمر مرغوب فيه.
لا تستخدمي موقد الغاز لتسخين الملابس أو تجفيفها. لن تشعل حريقًا في منتصف المطبخ لهذا الغرض ، أليس كذلك؟

الاحتراق هو تفاعل كيميائي يتقدم بسرعة في الوقت المناسب ، ويجمع بين مكونات الوقود القابل للاشتعال والأكسجين في الهواء ، مصحوبًا بإطلاق مكثف للحرارة والضوء ومنتجات الاحتراق.

بالنسبة للميثان ، يكون تفاعل الاحتراق مع الهواء كما يلي:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Qن

C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 3H2O + سن

ل غاز البترول المسال:

C4 H10 + 6.5O2 = 4CO2 + 5H2O + سن

منتجات الاحتراق الكامل للغازات هي بخار الماء (ح2 ا)، نشبع (كو2 ) أو ثاني أكسيد الكربون.

مع الاحتراق الكامل للغازات ، يكون لون اللهب ، كقاعدة عامة ، بنفسجي مزرق.

يؤخذ التركيب الحجمي للهواء الجاف:ا2 ≈ 21%, ن2 ≈ 79٪ يتبع ذلك

يوجد 1 م 3 من الأكسجين في 4.76 م 3 (≈ 5 م 3) من الهواء.

الخلاصة: للحرق

- يتطلب 1 م 3 من الميثان 2 م 3 من الأكسجين أو حوالي 10 م 3 من الهواء ،

- 1 م 3 من البروبان - 5 م 3 من الأكسجين أو حوالي 25 م 3 من الهواء ،

- 1 م 3 من البيوتان - 6.5 م 3 من الأكسجين أو حوالي 32.5 م 3 من الهواء ،

- 1m3 LPG ~ 6m3 أكسجين أو حوالي 30m3 هواء.

من الناحية العملية ، عند حرق الغاز ، لا يتكثف بخار الماء ، كقاعدة عامة ، بل يتم إزالته مع منتجات الاحتراق الأخرى. لذلك ، تستند الحسابات الفنية إلى قيمة أقل من السعرات الحرارية سن.

الشروط المطلوبة للاحتراق:

1. توافر الوقود (الغاز) ؛

2. وجود عامل مؤكسد (أكسجين الهواء) ؛

3. وجود مصدر لدرجة حرارة الاشتعال.

الاحتراق غير الكامل للغازات.

سبب الاحتراق غير الكامل للغاز هو عدم كفاية الهواء.

منتجات الاحتراق غير الكامل للغازات هي أول أكسيد الكربون أو أول أكسيد الكربون (كو) ، الهيدروكربونات غير المحترقة القابلة للاحتراق (سي إن جلالة) والكربون الذري أو السخام.

للغاز الطبيعيCH4 + ا2 → كو2 + ح2 ا + كو+ CH4 + ج

ل غاز البترول المسالCn Hm + O2 → CO2 + H2 O + CO + Cn Hm + C

والأخطر هو ظهور أول أكسيد الكربون الذي له تأثير سام على جسم الإنسان. يعطي تكوين السخام اللهب لونًا أصفر.

يعد الاحتراق غير الكامل للغاز خطيرًا على صحة الإنسان (مع وجود نسبة 1 ٪ من ثاني أكسيد الكربون في الهواء ، يكفي 2-3 أنفاس للإنسان للتسمم بنتيجة مميتة).

الاحتراق غير الكامل غير اقتصادي (يتداخل السخام مع عملية نقل الحرارة ؛ مع الاحتراق غير الكامل للغاز ، نتلقى حرارة أقل نحرق الغاز من أجلها).

للتحكم في اكتمال الاحتراق ، انتبه إلى لون اللهب ، والذي يجب أن يكون أزرقًا أثناء الاحتراق الكامل ، وقشًا مصفرًا في حالة الاحتراق غير الكامل. الطريقة المثلى للتحكم في اكتمال الاحتراق هي تحليل نواتج الاحتراق باستخدام أجهزة تحليل الغاز.

طرق احتراق الغاز.

مفهوم الهواء الأولي والثانوي.

هناك ثلاث طرق لحرق الغاز:

1) تعريف،

2) حركية

3) مختلط.

طريقة أو طريقة الانتشار بدون خلط أولي للغاز مع الهواء.

يدخل الغاز فقط منطقة الاحتراق من الموقد. يتم خلط الهواء المطلوب للاحتراق مع الغاز في منطقة الاحتراق. هذا الهواء يسمى الثانوي.

اللهب ممدود ، أصفر.

أ= 1.3 ÷ 1.5ر(900 ÷ 1000) о С

الطريقة الحركية - طريقة بخلط كامل للغاز مع الهواء.

يتم إمداد الموقد بالغاز ويتم توفير الهواء بواسطة جهاز نفخ. يُطلق على الهواء اللازم للاحتراق والذي يتم توفيره للموقد للخلط المسبق بالغاز اسم أساسي.

اللهب قصير ، لونه مخضر مزرق.

أ= 1.01 ÷ 1.05ر≈ 1400 С

طريقة مختلطة - طريقة مع خلط أولي جزئي للغاز مع الهواء.

يقوم الغاز بحقن الهواء الأولي في الموقد. يدخل خليط الغاز والهواء بكمية غير كافية من الهواء للاحتراق الكامل إلى منطقة الاحتراق من الموقد. ما تبقى من الهواء ثانوي.

اللهب متوسط الحجم ولونه أزرق مخضر.

أ=1,1 ¸ 1,2 ر≈1200 С

نسبة الهواء الزائدأ= إلإلخ./إلنظرية. هي نسبة كمية الهواء المطلوبة للاحتراق عمليًا إلى كمية الهواء المطلوبة للاحتراق ويتم حسابها نظريًا.

يجب أن يكون دائماأ> 1 ، وإلا سيكون هناك احتراق.

إلمثال =أ∙ إلالنظرة. ، أي يوضح معامل الهواء الزائد عدد المرات التي تكون فيها كمية الهواء المطلوبة للاحتراق أكبر من كمية الهواء المطلوبة للاحتراق ويتم حسابها نظريًا.

وحدات قياس المكونات الغازية لمنتجات الاحتراق →

محتوى القسم

عند حرق الوقود العضوي في أفران الغلايات ، تتشكل منتجات احتراق مختلفة ، مثل أكاسيد الكربون CO x \ u003d CO + CO 2 ، وبخار الماء H 2 O ، وأكاسيد الكبريت SO x \ u003d SO 2 + SO 3 ، وأكاسيد النيتروجين NO x \ u003d NO + NO 2 ، الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات (PAHs) ، الفلوريدات ، مركبات الفاناديوم V 2 O 5 ، الجسيمات ، إلخ (انظر الجدول 7.1.1). في حالة الاحتراق غير الكامل للوقود في الأفران ، قد تحتوي غازات العادم أيضًا على هيدروكربونات CH4 ، C2H4 ، إلخ. جميع منتجات الاحتراق غير الكامل ضارة ، ولكن يمكن تقليل تكوينها باستخدام تقنية احتراق الوقود الحديثة [1].

الجدول 7.1.1. انبعاثات محددة من حرق الوقود العضوي في غلايات الطاقة [3]

الرموز: A p، S p - على التوالي ، محتوى الرماد والكبريت لكل كتلة عمل من الوقود ،٪.

معيار التقييم الصحي للبيئة هو أقصى تركيز مسموح به (MPC) لمادة ضارة في هواء الغلاف الجوي على مستوى الأرض. يجب فهم MPC على أنه تركيز لمواد ومركبات كيميائية مختلفة ، والتي ، مع التعرض اليومي لجسم الإنسان لفترة طويلة ، لا تسبب أي تغيرات مرضية أو أمراض.

التركيزات القصوى المسموح بها (MPC) للمواد الضارة في الهواء الجوي للمناطق المأهولة بالسكان مبينة في الجدول. 7.1.2 [4]. يتم تحديد الحد الأقصى لتركيز المواد الضارة لمرة واحدة من خلال العينات المأخوذة في غضون 20 دقيقة ، المتوسط اليومي - في اليوم.

الجدول 7.1.2. التركيزات القصوى المسموح بها للمواد الضارة في الهواء الجوي للمناطق المأهولة بالسكان

ملوث	التركيز الأقصى المسموح به ، مجم / م 3
الحد الأقصى لمرة واحدة	معدل يومي
غبار غير سام	0,5	0,15
ثاني أكسيد الكبريت	0,5	0,05
أول أكسيد الكربون	3,0	1,0
أول أكسيد الكربون	3,0	1,0
ثاني أكسيد النيتروجين	0,085	0,04
أكسيد النيتروجين	0,6	0,06
السخام (السخام)	0,15	0,05
كبريتيد الهيدروجين	0,008	0,008
بنز (أ) بيرين	-	0.1 ميكروغرام / 100 م 3
خامس أكسيد الفاناديوم	-	0,002
مركبات الفلور (للفلور)	0,02	0,005
الكلور	0,1	0,03

وتجرى الحسابات لكل مادة ضارة على حدة بحيث لا يتعدى تركيز كل منها القيم الواردة في الجدول. 7.1.2. بالنسبة لمنازل الغلايات ، يتم تشديد هذه الشروط من خلال إدخال متطلبات إضافية حول الحاجة إلى تلخيص تأثيرات أكاسيد الكبريت والنيتروجين ، والتي يتم تحديدها من خلال التعبير

في الوقت نفسه ، نظرًا لنقص الهواء المحلي أو الظروف الحرارية والديناميكية الهوائية غير المواتية ، تتشكل منتجات الاحتراق غير الكامل في الأفران وغرف الاحتراق ، والتي تتكون أساسًا من أول أكسيد الكربون CO (أول أكسيد الكربون) وهيدروجين H 2 ومختلف الهيدروكربونات التي تميز الحرارة الخسائر في وحدة الغلاية من النقص الكيميائي للاحتراق (الاحتراق الكيميائي السفلي).

بالإضافة إلى ذلك ، أثناء عملية الاحتراق ، يتم الحصول على عدد من المركبات الكيميائية ، والتي تتشكل نتيجة لأكسدة المكونات المختلفة للوقود والنيتروجين في الهواء N 2. وأهم جزء منها هو أكاسيد النيتروجين NO x والكبريت SO x.

تتشكل أكاسيد النيتروجين بسبب أكسدة كل من النيتروجين الجزيئي في الهواء والنيتروجين الموجود في الوقود. أظهرت الدراسات التجريبية أن الحصة الرئيسية من أكاسيد النيتروجين المتكونة في أفران الغلايات ، وهي 96 100٪ ، تقع على أول أكسيد النيتروجين (أكسيد) NO. يتشكل ثاني أكسيد النيتروجين NO 2 وثنائي أكسيد N 2 O بكميات أقل بكثير ، ونصيبهما تقريبًا: بالنسبة لأكسيد النيتروجين 2 - حتى 4٪ ، ولأكسيد النيتروز - جزء من المئات من إجمالي انبعاثات أكاسيد النيتروجين. في ظل الظروف النموذجية لحرق الوقود في الغلايات ، فإن تركيزات ثاني أكسيد النيتروجين NO 2 ، كقاعدة عامة ، لا تذكر مقارنة بمحتوى NO وعادة ما تتراوح بين 0 7 جزء في المليونحتى 20 30 جزء في المليون. في الوقت نفسه ، يمكن أن يؤدي الاختلاط السريع للمناطق الساخنة والباردة في اللهب المضطرب إلى تركيزات كبيرة نسبيًا من ثاني أكسيد النيتروجين في مناطق التدفق الباردة. بالإضافة إلى ذلك ، يحدث الانبعاث الجزئي لثاني أكسيد النيتروجين في الجزء العلوي من الفرن وفي المدخنة الأفقية (عند تي> 900 1000 K) وتحت ظروف معينة يمكن أن تصل أيضًا إلى أحجام ملحوظة.

يبدو أن هيموكسيد النيتروجين N 2 O ، الذي يتكون أثناء احتراق الوقود ، هو وسيط قصير العمر. N 2 O غائب عمليًا في منتجات الاحتراق خلف الغلايات.

الكبريت الموجود في الوقود هو مصدر تكوين أكاسيد الكبريت SO x: الكبريت SO 2 (ثاني أكسيد الكبريت) والكبريت SO 3 (ثالث أكسيد الكبريت) أنهيدريد. يعتمد إجمالي انبعاث الكتلة لـ SO x فقط على محتوى الكبريت في الوقود S p ، كما يعتمد تركيزها في غازات المداخن على معامل تدفق الهواء α. كقاعدة عامة ، حصة SO 2 هي 97 99٪ ، وحصة SO 3 هي 1 3٪ من الناتج الإجمالي لـ SO x. يتراوح المحتوى الفعلي لـ SO 2 في الغازات الخارجة من الغلايات من 0.08 إلى 0.6٪ ، وتركيز SO 3 - من 0.0001 إلى 0.008٪.

من بين المكونات الضارة لغازات المداخن ، تحتل مجموعة كبيرة من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات مكانة خاصة. العديد من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ذات نشاط مسرطن و (أو) مسبب للطفرات ، وتنشط الضباب الدخاني الكيميائي الضوئي في المدن ، الأمر الذي يتطلب رقابة صارمة والحد من انبعاثاتها. وفي الوقت نفسه ، فإن بعض الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات ، مثل الفينانثرين والفلورانثين والبايرين وعدد آخر ، تكاد تكون خاملة من الناحية الفسيولوجية وليست مسببة للسرطان.

تتكون الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات نتيجة الاحتراق غير الكامل لأي وقود هيدروكربوني. يحدث هذا الأخير بسبب تثبيط تفاعلات أكسدة هيدروكربونات الوقود بواسطة الجدران الباردة لأجهزة الاحتراق ، ويمكن أيضًا أن ينتج عن مزيج غير مرضٍ من الوقود والهواء. وهذا يؤدي إلى تكوين مناطق مؤكسدة محلية في الأفران (غرف الاحتراق) ذات درجة حرارة منخفضة أو مناطق بها وقود زائد.

نظرًا للعدد الكبير من الهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات المختلفة في غازات المداخن وصعوبة قياس تركيزاتها ، فمن المعتاد تقدير مستوى التلوث المسرطنة لمنتجات الاحتراق وهواء الغلاف الجوي عن طريق تركيز أقوى مادة مسرطنة وأكثرها استقرارًا ، بنزو (أ) بيرين (ب (أ) ف) ج 20 ح 12.

نظرًا للسمية العالية ، يجب الإشارة بشكل خاص إلى منتجات احتراق زيت الوقود مثل أكاسيد الفاناديوم. يوجد الفاناديوم في الجزء المعدني من زيت الوقود ، وعند حرقه ، يشكل أكاسيد الفاناديوم VO ، VO 2. ومع ذلك ، أثناء تكوين الرواسب على أسطح الحمل الحراري ، توجد أكاسيد الفاناديوم بشكل رئيسي في شكل V 2 O 5. خامس أكسيد الفاناديوم V 2 O 5 هو أكثر أشكال أكاسيد الفاناديوم سمية ، لذلك يتم احتساب انبعاثاتها من حيث V 2 O 5.

الجدول 7.1.3. التركيز التقريبي للمواد الضارة في منتجات الاحتراق أثناء حرق الوقود العضوي في غلايات الطاقة

الانبعاثات =	التركيز ، ملغم / م 3
	غاز طبيعي	زيت الوقود	فحم
أكاسيد النيتروجين NO x (من حيث NO 2)	200 × 1200	300 1000	350 1500
ثاني أكسيد الكبريت SO 2	-	2000 × 6000	1000 5000
أنهيدريد الكبريت SO 3	-	4 ÷ 250	2 100
أول أكسيد الكربون CO	10 125	10 150	15 150
بنز (أ) بيرين ج 20 ح 12	(0.1 ÷ 1 ، 0) 10 -3	(0.2 ÷ 4.0) 10 -3	(0.3 ÷ 14) 10 -3
الجسيمات الصلبة	-	<100	150 300

أثناء احتراق زيت الوقود والوقود الصلب ، تحتوي الانبعاثات أيضًا على جسيمات تتكون من الرماد المتطاير وجزيئات السخام والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات والوقود غير المحترق نتيجة الاحتراق السفلي الميكانيكي.

نطاقات تركيزات المواد الضارة في غازات المداخن أثناء احتراق أنواع مختلفة من الوقود مبينة في الجدول. 7.1.3.

تكوين وخصائص الغاز الطبيعي. غاز طبيعي (غاز طبيعي قابل للاحتراق ؛ GGP) - خليط غازي يتكون من الميثان والهيدروكربونات الثقيلة والنيتروجين وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء والمركبات المحتوية على الكبريت والغازات الخاملة . الميثان هو المكون الرئيسي لـ GGP.يحتوي HGP أيضًا على كميات ضئيلة من المكونات الأخرى (الشكل 1).

1. تشمل المكونات القابلة للاحتراق الهيدروكربونات:

أ) الميثان (CH 4) - المكون الرئيسي للغاز الطبيعي ، يصل إلى 98٪ من حيث الحجم (المكونات الأخرى موجودة بكميات صغيرة أو غائبة). عديم اللون ، عديم الرائحة والمذاق ، غير سام ، متفجر ، أخف من الهواء ؛

ب) الهيدروكربونات الثقيلة (المقيدة) [الإيثان (C 2 H 6) ، البروبان (C h H 8) ، البيوتان (C 4 H 10) ، إلخ.] - عديم اللون ، عديم الرائحة والمذاق ، غير سام ، متفجر ، أثقل من هواء.

2. المكونات غير القابلة للاحتراق (الصابورة) :

أ) النيتروجين (N 2) - أحد مكونات الهواء ، بدون لون ورائحة وطعم ؛ غاز خامل ، لأنه لا يتفاعل مع الأكسجين ؛

ب) الأكسجين (O 2) - جزء لا يتجزأ من الهواء ؛ عديم اللون والرائحة والمذاق. عامل مؤكسد.

ج) ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون CO 2) - لا لون له طعم حامض قليلاً. عندما يكون المحتوى في الهواء سامًا بنسبة تزيد عن 10٪ ، يكون أثقل من الهواء ؛

هواء . الهواء الجاف في الغلاف الجوي عبارة عن خليط غازي متعدد المكونات يتكون من (حجم٪): نيتروجين N 2 - 78٪ ، أكسجين O2 - 21٪ ، غازات خاملة (أرجون ، نيون ، كريبتون ، إلخ) - 0.94٪ وثاني أكسيد الكربون 0.03٪.

الصورة 2. تكوين الهواء.

يحتوي الهواء أيضًا على بخار الماء والشوائب العشوائية - الأمونيا وثاني أكسيد الكبريت والغبار والكائنات الحية الدقيقة وما إلى ذلك ( أرز. 2). يتم توزيع الغازات التي يتكون منها الهواء بشكل متساوٍ ويحتفظ كل منها بخصائصه في الخليط.

3. مكونات ضارة :

أ) كبريتيد الهيدروجين (H 2S) - عديم اللون ، برائحة البيض الفاسد ، سام ، حارق ، أثقل من الهواء.

ب) حمض الهيدروسيانيك (هيدروسيانيك) (HCN) - سائل خفيف عديم اللون ، يكون له حالة غازية في الغاز. سامة تسبب تآكل المعادن.

4. الشوائب الميكانيكية (يعتمد المحتوى على ظروف نقل الغاز):

أ) الراتنجات والغبار - عند خلطها ، يمكن أن تشكل انسدادًا في أنابيب الغاز ؛

ب) الماء - يتجمد عند درجات حرارة منخفضة مكوناً سدادات ثلجية مما يؤدي إلى تجميد أجهزة الاختزال.

GGPتشغيل التوصيف السميتنتمي إلى مواد من فئة الخطر ΙV-th وفقًا لـ GOST 12.1.007. هذه منتجات غازية ومنخفضة السمية ومتفجرة للحريق.

كثافة: كثافة الهواء الجوي في الظروف العادية - 1.29 كجم / م 3, والميثان - 0.72 كجم / م 3لذلك ، فإن الميثان أخف من الهواء.

متطلبات GOST 5542-2014 لمؤشرات GGP:

1) تركيز كتلة كبريتيد الهيدروجين- لا يزيد عن 0.02 جم / م 3 ؛

2) تركيز كتلة مركابتان الكبريت- لا يزيد عن 0.036 جم / م 3 ؛

3) جزء الخلد من الأكسجين- لا يزيد عن 0.050٪;

4) المحتوى المسموح به من الشوائب الميكانيكية- لا يزيد عن 0.001 جم / م 3;

5) جزء الخلد من ثاني أكسيد الكربونفي الغاز الطبيعي ، لا تزيد عن 2.5٪.

6) صافي القيمة الحرارية GGPتحت ظروف الاحتراق القياسية وفقًا لـ GOST 5542-14-7600 كيلو كالوري / م 3 ;

8) كثافة رائحة الغاز ل الأغراض المنزلية مع وجود جزء حجمي بنسبة 1٪ في الهواء - 3 نقاط على الأقل، ولل غاز للاستخدام الصناعي ، يتم ضبط هذا المؤشر بالاتفاق مع المستهلك.

وحدة مصاريف المبيعات GGP - 1 م 3 غاز بضغط 760 مم زئبق. فن. ودرجة الحرارة 20 درجة مئوية;

درجة حرارة الاشتعال الذاتي- أدنى درجة حرارة للسطح الساخن ، والتي ، في ظل ظروف معينة ، تشتعل مواد قابلة للاحتراق في شكل غاز أو خليط بخار هواء. تبلغ درجة حرارة الميثان 537 درجة مئوية. درجة حرارة الاحتراق (أقصى درجة حرارة في منطقة الاحتراق): الميثان - 2043 درجة مئوية.

الحرارة النوعية لاحتراق الميثان:الأدنى - Q H = 8500 كيلو كالوري / م 3 ، الأعلى - Qv - 9500 كيلو كالوري / م 3. لغرض مقارنة أنواع الوقود ، المفهوم وقود مكافئ (راجع) ، في RF لكل وحدةتم أخذ القيمة الحرارية لـ 1 كجم من الفحم الصلب مساوية لـ 29.3 ميغا جول أو 7000 كيلو كالوري / كغ.

شروط قياس تدفق الغاز:

· الظروف الطبيعية(ن. في): الظروف الفيزيائية القياسية التي ترتبط بها خصائص المواد عادة. يتم تحديد الشروط المرجعية من قبل IUPAC (الاتحاد الدولي للكيمياء العملية والتطبيقية) على النحو التالي: الضغط الجوي 101325 باسكال = 760 مم زئبق شارع..درجة حرارة الهواء 273.15 ك = 0 درجة مئوية .كثافة الميثان في نحن سوف.- 0.72 كجم / م 3,

· الشروط القياسية(مع. في) الحجم المتبادل ( تجاري) التسويات مع المستهلكين - GOST 2939-63: درجة الحرارة 20 درجة مئوية ، والضغط 760 ملم زئبق. (101325 N / m) ، الرطوبة صفر. (بواسطة GOST 8.615-2013يشار إلى الظروف العادية باسم "الشروط القياسية"). كثافة الميثان في s.u.- 0.717 كجم / م 3.

معدل انتشار اللهب (معدل الاحتراق)- سرعة مقدمة اللهب بالنسبة إلى التدفق الطازج للخليط القابل للاحتراق في اتجاه معين. سرعة انتشار اللهب المقدرة: البروبان - 0.83 م / ث ، البيوتان - 0.82 م / ث ، الميثان - 0.67 م / ث ، الهيدروجين - 4.83 م / ث ، يعتمد على التركيب ودرجة الحرارة وضغط الخليط ونسبة الغاز والهواء في الخليط وقطر مقدمة اللهب وطبيعة حركة الخليط (رقائقي أو مضطرب) ويحدد ثبات الاحتراق.

للعيوب (خصائص خطرة) GGP تشمل: القابلية للانفجار (القابلية للاشتعال) ؛ حرق شديد انتشار سريع في الفضاء استحالة تحديد الموقع ؛ تأثير خانق مع نقص الأكسجين للتنفس .

الانفجار (القابلية للاشتعال) . يميز:

أ) الحد الأدنى من القابلية للاشتعال ( NPS) - أصغر كمية غاز في الهواء يشتعل عندها الغاز (الميثان - 4.4٪) . مع وجود محتوى أقل من الغاز في الهواء ، لن يكون هناك اشتعال بسبب نقص الغاز ؛ (تين. 3)

ب) حد القابلية للاشتعال العلوي ( المتفجرات من مخلفات الحرب) - أعلى محتوى غازي في الهواء تحدث فيه عملية الاشتعال ( الميثان - 17٪) . مع وجود نسبة عالية من الغاز في الهواء ، لن يحدث اشتعال بسبب نقص الهواء. (تين. 3)

في FNP NPSو المتفجرات من مخلفات الحرباتصل حدود التركيز الدنيا والعليا لانتشار اللهب ( NKPRPو VKPRP) .

في زيادة ضغط الغاز النطاق بين الحدين العلوي والسفلي لضغط الغاز ينخفض (الشكل 4).

لانفجار الغاز (الميثان) بجانب محتواه في الهواء ضمن النطاق القابل للاشتعال ضروري مصدر خارجي للطاقة (شرارة ، لهب ، إلخ.) . مع انفجار غازي في حجم مغلق (غرفة ، فرن ، خزان ، إلخ.), دمار أكثر من انفجار في الهواء الطلق (أرز. 5).

التركيزات القصوى المسموح بها ( MPC) المواد الضارة GGP في هواء منطقة العمل مثبتة في GOST 12.1.005.

الحد الأقصى من MPC لمرة واحدةفي هواء منطقة العمل (من حيث الكربون) 300 مجم / م 3.

تركيز خطير GGP (حجم الغاز في الهواء)هو التركيز يساوي 20٪ حد أقل من الغازات القابلة للاشتعال.

تسمم - القدرة على تسميم جسم الإنسان. الغازات الهيدروكربونية ليس لها تأثير سمي قوي على جسم الإنسان ، ولكن استنشاقها يسبب الدوار لدى الإنسان ، ومحتواها الكبير في الهواء المستنشق. عندما يتم تقليل الأكسجين إلى 16٪ أو أقل يمكن أن تؤدي إلى الاختناق.

في حرق الغاز مع نقص الأكسجين، أي مع الاحتراق السفلي ، في منتجات الاحتراق أول أكسيد الكربون (CO)، أو أول أكسيد الكربون ، وهو غاز شديد السمية.

روائح الغاز - إضافة مادة قوية الرائحة (رائحة) إلى الغاز لإعطاء رائحة GGP قبل التسليم للمستهلكين في شبكات المدينة. في استخدام لرائحة إيثيل مركابتان (ج 2 س 5 ش - حسب درجة التأثير على الجسم ينتمي إلى الفئة ΙΙ من المخاطر السمية وفقًا لـ GOST 12.1.007-76 ), يضاف 16 جم لكل 1000 م 3 . يجب أن تكون شدة رائحة HGP المعطر مع كسر حجم 1٪ في الهواء 3 نقاط على الأقل وفقًا لـ GOST 22387.5.

يمكن توفير الغاز غير المعطر للمؤسسات الصناعية ، لأن يتم تحديد شدة رائحة الغاز الطبيعي للمؤسسات الصناعية التي تستهلك الغاز من خطوط أنابيب الغاز الرئيسية بالاتفاق مع المستهلك.

الغازات المحترقة.يتوافق فرن المرجل (الفرن) الذي يحرق فيه الوقود الغازي (السائل) في شعلة مع مفهوم "فرن غرفة الغلاية الثابت".

احتراق الغازات الهيدروكربونية - التركيبة الكيميائية لمكونات الغاز القابل للاشتعال (الكربون C والهيدروجين H) مع الأكسجين الجوي O 2 (الأكسدة) مع إطلاق الحرارة والضوء: CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O .

عند الاحتراق الكامل يتكون الكربون من ثاني أكسيد الكربون (CO 2), لكن الماء النوع - بخار الماء (H 2 O) .

نظريالحرق 1 م 3 من الميثان ، نحتاج إلى 2 م 3 من الأكسجين الموجود في 9.52 م 3 من الهواء (الشكل 6). اذا كان هواء الاحتراق غير الكافي ، ثم بالنسبة لجزء من جزيئات المكونات القابلة للاحتراق لن يكون هناك ما يكفي من جزيئات الأكسجين و في منتجات الاحتراق ، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون (CO 2) والنيتروجين (N 2) وبخار الماء (H 2 O) ، منتجات الاحتراق غير الكامل للغاز :

-أول أكسيد الكربون (CO), والتي ، إذا تم إطلاقها في المبنى ، يمكن أن تتسبب في تسمم العاملين ؛

- السخام (ج) التي تترسب على أسطح التدفئة يضعف انتقال الحرارة;

- الميثان والهيدروجين غير المحترقين ، والتي يمكن أن تتراكم في الأفران والمداخن (المداخن) ، مكونة خليطًا متفجرًا.عندما يكون هناك نقص في الهواء ، الاحتراق غير الكامل للوقود أو ، كما يقولون ، تحدث عملية الاحتراق مع الاحتراق السفلي. يمكن أن يحدث الإرهاق أيضًا عندما الخلط السيئ للغاز مع الهواء ودرجة حرارة منخفضة في منطقة الاحتراق.

للاحتراق الكامل للغاز ، من الضروري: وجود الهواء في مكان الاحتراق يكفي وخلط جيد مع الغاز. ارتفاع درجة الحرارة في منطقة الاحتراق.

لضمان الاحتراق الكامل للغاز ، يتم توفير الهواء بكمية أكبر مما هو مطلوب نظريًا ، أي زيادة ، بينما لن يشارك كل الهواء في الاحتراق. سيتم إنفاق جزء من الحرارة على تسخين هذا الهواء الزائد وسيتم إطلاقه في الغلاف الجوي مع غاز المداخن.

يتم تحديد اكتمال الاحتراق بصريًا (يجب أن يكون لهبًا مزرقًا مزرقًا بنهايات أرجوانية) أو عن طريق تحليل تكوين غازات المداخن.

نظري (متكافئ) حجم هواء الاحتراق هي كمية الهواء المطلوبة للاحتراق الكامل لوحدة الحجم ( 1 م 3 من الغاز الجاف أو كتلة الوقود ، محسوبة من التركيب الكيميائي للوقود ).

صالح (فعلي ، مطلوب)حجم هواء الاحتراق هو كمية الهواء المستخدمة فعليًا لحرق وحدة حجم أو كتلة من الوقود.

نسبة هواء الاحتراق α هي نسبة حجم الهواء الفعلي للاحتراق إلى الحجم النظري: α = الخامس f / V t >1,

أين: الخامس و - الحجم الفعلي للهواء المزود ، م 3 ؛

ت - الحجم النظري للهواء ، م 3.

معامل في الرياضيات او درجة العروض الزائدة كم مرة يتجاوز استهلاك الهواء الفعلي لاحتراق الغاز نظريًا يعتمد على تصميم الموقد الغازي والفرن: فكلما كانا أفضل ، المعامل α الأصغر. عندما يكون معامل الهواء الزائد للغلايات أقل من 1 ، فإنه يؤدي إلى احتراق غير كامل للغاز. زيادة نسبة الهواء الزائد تقلل من الكفاءة. مصنع للغاز. بالنسبة لعدد من الأفران التي يتم فيها صهر المعدن ، وذلك لتجنب تآكل الأكسجين - α < 1 وبعد الفرن ، يتم تركيب غرفة احتراق لاحق للمكونات غير المحترقة القابلة للاحتراق.

تستخدم دوارات التوجيه وصمامات البوابة وصمامات الفراشة والوصلات الكهروميكانيكية للتحكم في السحب.

مزايا الوقود الغازي مقارنة بالسائل الصلبة والسائلة- التكلفة المنخفضة ، وتسهيل عمل الأفراد ، وانخفاض كمية الشوائب الضارة في منتجات الاحتراق ، وتحسين الظروف البيئية ، وعدم الحاجة إلى النقل البري والسكك الحديدية ، والاختلاط الجيد بالهواء (أقل من α) ، والأتمتة الكاملة ، والكفاءة العالية.

طرق احتراق الغاز.يمكن أن يكون هواء الاحتراق:

1) الأولية، يتم إدخاله في الموقد ، حيث يتم خلطه بالغاز (يستخدم خليط الغاز والهواء للاحتراق).

2) ثانوي، يدخل مباشرة في منطقة الاحتراق.

هناك طرق احتراق الغاز التالية:

1. طريقة الانتشار- يتم توفير غاز وهواء الاحتراق بشكل منفصل ومختلط في منطقة الاحتراق ، أي كل الهواء ثانوي. اللهب طويل ، مطلوب مساحة فرن كبيرة. (الشكل 7 أ).

2. الطريقة الحركية - يختلط كل الهواء بالغاز داخل الحارق أي كل الهواء أساسي. اللهب قصير ، ومساحة احتراق صغيرة مطلوبة (الشكل 7 ج).

3. طريقة مختلطة - يتم توفير جزء من الهواء داخل الموقد ، حيث يتم مزجه مع الغاز (هذا هو الهواء الأساسي) ، ويتم توفير جزء من الهواء إلى منطقة الاحتراق (ثانوي). اللهب أقصرمن طريقة الانتشار (الشكل 7 ب).

إزالة نواتج الاحتراق.يتم إنتاج الخلخلة في الفرن وإزالة نواتج الاحتراق بواسطة قوة الجر التي تتغلب على مقاومة مسار الدخان وتنشأ بسبب اختلاف الضغط بين أعمدة الهواء البارد الخارجي المتساوية في الارتفاع وغاز المداخن الساخن الأخف. في هذه الحالة ، تنتقل غازات المداخن من الفرن إلى الأنبوب ، ويدخل الهواء البارد مكانها في الفرن (الشكل 8).

تعتمد قوة السحب على: درجة حرارة الهواء وغازات المداخن ، الارتفاع ، القطر وسماكة جدار المدخنة ، الضغط الجوي (الجوي) ، حالة مجاري الغاز (المداخن) ، شفط الهواء ، الخلخلة في الفرن .

طبيعي >> صفةقوة السحب - تم إنشاؤها بواسطة ارتفاع المدخنة ، و مصطنع، وهو عادم دخان مع مسودة طبيعية غير كافية. يتم تنظيم قوة الجر من خلال البوابات ودوارات التوجيه الخاصة بشفاطات الدخان وغيرها من الأجهزة.

نسبة الهواء الزائد (α ) يعتمد على تصميم موقد الغاز والفرن: فكلما كانت مثالية ، انخفض المعامل ويوضح: عدد المرات التي يتجاوز فيها استهلاك الهواء الفعلي لاحتراق الغاز المستوى النظري.

الشحن الفائق - إزالة منتجات احتراق الوقود بسبب تشغيل المنافيخ عند العمل "تحت الشحن الفائق" ، يلزم وجود غرفة احتراق قوية وكثيفة (صندوق الاحتراق) يمكنها تحمل الضغط الزائد الناتج عن المروحة.

شعلات غاز.مواقد الغاز- توفير الإمداد بالكمية المطلوبة من الغاز والهواء ، وخلطهما وتنظيم عملية الاحتراق ، ومجهزة بنفق ، وجهاز توزيع الهواء ، وما إلى ذلك ، يسمى جهاز الموقد الغازي.

متطلبات الموقد:

1) يجب أن تفي المحارق بمتطلبات اللوائح الفنية ذات الصلة (حاصلة على شهادة أو إعلان المطابقة) أو اجتياز اختبار السلامة الصناعية ؛

2) لضمان اكتمال احتراق الغاز في جميع أوضاع التشغيل مع الحد الأدنى من الهواء الزائد (باستثناء بعض مواقد الأفران الغازية) والحد الأدنى من انبعاث المواد الضارة ؛

3) أن تكون قادرة على استخدام التحكم الآلي والسلامة ، وكذلك قياس معلمات الغاز والهواء أمام الموقد ؛

4) يجب أن يكون له تصميم بسيط ، ويمكن الوصول إليه للإصلاح والمراجعة ؛

5) العمل بثبات في إطار تنظيم العمل ، إذا لزم الأمر ، مع مثبتات لمنع فصل اللهب ووميضه ؛

معلمات مواقد الغاز(الشكل 9). وفقًا لـ GOST 17356-89 (مواقد الغاز والوقود السائل ومجتمعة. المصطلحات والتعاريف. Rev. N 1) :حد استقرار الموقد ، الذي لم تنشأ بعدالانقراض انفصال ، انفجار اللهب والاهتزازات غير المقبولة.

ملحوظة. يوجد العلوي والسفلي حدود الاستدامة.

1) خرج حرارة الموقد N g. - كمية الحرارة الناتجة عن احتراق الوقود الموفر للموقد لكل وحدة زمنية ، N g \ u003d V. س كيلو كالوري / ساعة، حيث V هو استهلاك الغاز لكل ساعة ، م 3 / ساعة ؛ س ن. - حرارة احتراق الغاز ، كيلو كالوري / م 3.

2) حدود استقرار الموقد ، الذي لم تنشأ بعد الإطفاء والمماطلة والانفصال والارتجاع والاهتزازات غير المقبولة . ملحوظة. يوجد العلوي - N v.p . وأقل -N n.p. حدود الاستدامة.

3) الحد الأدنى من الطاقة N دقيقة. - الطاقة الحرارية للموقد ، وهي 1.1 طاقة ، تقابل الحد الأدنى لتشغيله المستقر ، أي زادت قوة الحد المنخفض بنسبة 10٪ ، N دقيقة. = 1.1N n.p.

4) الحد الأعلى للتشغيل المستقر للحارق N v.p. - أعلى قوة مستقرة ، تعمل بدون فصل ومضة للهب.

5) الحد الأقصى لقدرة الموقد N max - الطاقة الحرارية للموقد ، والتي تبلغ 0.9 طاقة ، والتي تقابل الحد الأعلى لتشغيلها المستقر ، أي خفضت قوة الحد الأعلى بنسبة 10٪ ، N ماكس. = 0.9 N v.p.

6) القدرة المقدرة N nom - أعلى قوة حرارية للموقد ، عندما تتوافق مؤشرات الأداء مع المعايير المعمول بها ، أي أعلى قوة يعمل بها الموقد لفترة طويلة بكفاءة عالية.

7) نطاق تنظيم التشغيل (خرج حرارة الموقد) - نطاق منظم يمكن أن يتغير فيه خرج حرارة الموقد أثناء التشغيل ، أي قيم القدرة من N min إلى N nom. .

8) معامل تنظيم العمل K rr. هي نسبة ناتج الحرارة المقنن للحارق إلى الحد الأدنى من ناتج حرارة التشغيل ، أي يوضح عدد مرات تجاوز الطاقة المقدرة للحد الأدنى: K rr. = N مصنفة / N دقيقة

بطاقة النظام.وفقًا لـ "قواعد استخدام الغاز ..." ، التي أقرتها حكومة الاتحاد الروسي بتاريخ 17 مايو 2002 رقم 317(معدلة 19/06/2017) ، عند الانتهاء من أعمال البناء والتركيب على المعدات والمعدات التي تم إنشاؤها أو إعادة بنائها أو تحديثها باستخدام الغاز المحولة إلى غاز من أنواع أخرى من الوقود ، يتم تنفيذ أعمال التكليف والصيانة. إطلاق الغاز إلى معدات ومعدات استخدام الغاز التي تم بناؤها أو إعادة بنائها أو تحديثها وتحويلها إلى غاز من أنواع الوقود الأخرى لتنفيذها التكليف (اختبار متكامل) وقبول المعدات في التشغيل يتم تنفيذه على أساس قانون جاهزية شبكات استهلاك الغاز ومعدات استخدام الغاز لكائن البناء الرأسمالي للتوصيل (التوصيل التكنولوجي). تنص القواعد على ما يلي:

· معدات استخدام الغاز - الغلايات وأفران الإنتاج وخطوط المعالجة ومحطات استعادة الحرارة المفقودة والمنشآت الأخرى التي تستخدم الغاز كوقود من أجل توليد الطاقة الحرارية للتدفئة المركزية ، وإمدادات المياه الساخنة ، في العمليات التكنولوجية لمختلف الصناعات ، وكذلك الأجهزة الأخرى ، والأجهزة ، والوحدات ، ومعدات المعالجة والتركيبات التي تستخدم الغاز كمواد خام ؛

· أعمال التكليف- مجمع الأعمال ، بما في ذلك التحضير لبدء وبدء تشغيل معدات استخدام الغازمع الاتصالات والتجهيزات ، مما يجعل حمل المعدات التي تستخدم الغاز حتى المستوى المتفق عليه مع المنظمة - صاحب المعدات، أ أيضًا تعديل طريقة احتراق المعدات التي تستخدم الغازبدون تحسين الكفاءة ؛

· أعمال النظام والتكيف- مجموعة من الأعمال بما في ذلك تعديل المعدات التي تستخدم الغاز من أجل تحقيق كفاءة التصميم (جواز السفر) في نطاق أحمال التشغيل ، وتعديل التحكم الآلي في عمليات احتراق الوقود ، ومحطات استعادة الحرارة والمعدات المساعدة ، بما في ذلك معدات معالجة المياه لمنازل الغلايات.

وفقًا لـ GOST R 54961-2012 (أنظمة توزيع الغاز. شبكات استهلاك الغاز) يوصى بما يلي:أوضاع التشغيلمعدات استخدام الغاز في المؤسسات وفي بيوت الغلايات يجب أن تتطابق مع خرائط النظام معتمدة من قبل المدير الفني للمشروع و ص أنتجت مرة واحدة على الأقل كل ثلاث سنوات مع تعديل (إذا لزم الأمر) بطاقات النظام .

يجب إجراء تعديل النظام غير المجدول للمعدات التي تستخدم الغاز في الحالات التالية: بعد إجراء إصلاح شامل لمعدات استخدام الغاز أو إجراء تغييرات هيكلية تؤثر على كفاءة استخدام الغاز ، وكذلك في حالة الانحرافات المنهجية للمعلمات الخاضعة للرقابة معدات استخدام الغاز من خرائط النظام.

تصنيف مواقد الغازوفقًا لـ GOST تصنف مواقد الغاز حسب: طريقة توريد المكون ؛ درجة تحضير الخليط القابل للاحتراق ؛ معدل انتهاء صلاحية منتجات الاحتراق ؛ طبيعة تدفق الخليط. ضغط الغاز الاسمي درجة الأتمتة القدرة على التحكم في معامل الهواء الزائد وخصائص الشعلة ؛ توطين منطقة الاحتراق ؛ إمكانية استخدام حرارة منتجات الاحتراق.

في غرفة الفرن لمصنع يستخدم الغازالغازي يحترق الوقود في اللهب.

وفقًا لطريقة تزويد الهواء ، يمكن أن تكون الشعلات:

1) مواقد الغلاف الجوي -يدخل الهواء منطقة الاحتراق مباشرة من الغلاف الجوي:

أ. تعريف – هذا هو أبسط موقد في التصميم ، والذي ، كقاعدة عامة ، عبارة عن أنبوب به ثقوب محفورة في صف أو صفين. يدخل الغاز منطقة الاحتراق من الأنبوب عبر الفتحات ، و الهواء - بسببانتشار و طاقة الغاز النفاثة (أرز. 10 ), كل الهواء ثانوي .

مزايا الموقد : بساطة التصميم ، موثوقية العمل ( لا مضة كهربائية ممكنة ) ، عملية صامتة ، تنظيم جيد.

سلبيات: low power، uneconomical، طاقة منخفضة لهب مرتفع (طويل) ، هناك حاجة إلى مثبطات اللهب لمنع لهب الموقد من الخروج عند الانفصال .

ب. حقنة - هواء يتم حقنه ، أي يُمتص إلى داخل الموقد بسبب طاقة الغاز النفاثة الخارجة من الفوهة . تخلق نفاثة الغاز فراغًا في منطقة الفوهة ، حيث يتم امتصاص الهواء من خلال الفجوة بين غسالة الهواء وجسم الموقد. داخل الموقد ، يتم خلط الغاز والهواء ، ويدخل خليط الغاز والهواء منطقة الاحتراق ، ويدخل باقي الهواء اللازم لاحتراق الغاز (الثانوي) إلى منطقة الاحتراق بسبب الانتشار (الشكل. 11, 12, 13 ).

اعتمادًا على كمية الهواء المحقون ، هناك شعلات الحقن: مع الخلط المسبق غير الكامل والكامل للغاز والهواء.

الموقد غاز الضغط المتوسط والعالييتم امتصاص كل الهواء اللازم ، أي. كل الهواء أساسي ، وهناك خلط كامل للغاز مع الهواء. يدخل خليط غاز-هواء مُجهز بالكامل إلى منطقة الاحتراق وليس هناك حاجة إلى هواء ثانوي.

الموقد ضغط منخفضيتم امتصاص جزء من الهواء اللازم للاحتراق (يحدث حقن هواء غير كامل ، وهذا الهواء أساسي) ، ويدخل باقي الهواء (الثانوي) مباشرةً إلى منطقة الاحتراق.

يتم تنظيم نسبة "الغاز إلى الهواء" في هذه الشعلات من خلال موضع غسالة الهواء بالنسبة إلى جسم الموقد. الشعلات أحادية التوهج ومتعددة التوهج مع إمداد غاز مركزي ومحيطي (BIG و BIGm) يتكون من مجموعة من الأنابيب - خلاطات 1 بقطر 48x3 ، موحد بواسطة مشعب غاز مشترك 2 (الشكل. 13 ).

مزايا الشعلات: بساطة التصميم وتنظيم الطاقة.

عيوب الشعلات: مستوى ضوضاء مرتفع ، إمكانية ارتجاع اللهب ، نطاق صغير من تنظيم التشغيل.

2) حرق الهواء القسري - هذه هي الشعلات التي يتم فيها تزويد هواء الاحتراق من مروحة. يدخل الغاز من خط أنابيب الغاز الغرفة الداخلية للموقد (الشكل. 14 ).

يتم إمداد الهواء الذي تدفعه المروحة إلى غرفة الهواء 2 يمر عبر دوامة الهواء 4 ، ملتوية ومختلطة في الخلاط 5 بالغاز الذي يدخل منطقة الاحتراق من قناة الغاز 1 من خلال منافذ الغاز 3 يحدث الاحتراق في نفق خزفي 7 .

أرز. 14. الموقد مع الهواء القسري: 1 - قناة الغاز. 2 - قناة جوية 3 - منافذ الغاز. 4 - دوامة 5 - خلاط 6- نفق خزفي (مثبت احتراق).

أرز. 15. الموقد المجمع أحادي التدفق: 1 - مدخل الغاز ؛ 2 - مدخل زيت الوقود ؛ 3 - فتحات مخرج غاز مدخل البخار ؛ 4 - مدخل الهواء الأساسي ؛ 5 - خلاط مدخل الهواء الثانوي ؛ 6 - فوهة زيت البخار ؛ 7 - لوحة التركيب ؛ 8 - دوامة الهواء الأولية ؛ 9 - دوامة هوائية ثانوية ؛ 10 - نفق خزفي (مثبت الاحتراق) ؛ 11 - قناة غاز 12- قناة هوائية ثانوية.

مزايا الشعلات: طاقة حرارية عالية ، نطاق واسع من تنظيم التشغيل ، إمكانية تنظيم نسبة الهواء الزائد ، إمكانية التسخين المسبق للغاز والهواء.

عيوب الشعلات: تعقيد تصميم كافٍ ؛ يمكن فصل اللهب واختراقه ، حيث يصبح من الضروري استخدام مثبتات الاحتراق (نفق السيراميك).

تسمى الشعلات المصممة لحرق عدة أنواع من الوقود (غازي ، سائل ، صلب) مجموع (أرز. 15 ). يمكن أن تكون ذات خيوط مفردة ومزدوجة الخيوط ، أي مع واحد أو أكثر من إمداد الغاز للموقد.

3) كتلة الموقد - إنه موقد أوتوماتيكي مزود بإمداد هواء قسري (أرز. 16 )، مرتبة بمروحة في وحدة واحدة. الموقد مزود بنظام تحكم أوتوماتيكي.

يتم التحكم في عملية احتراق الوقود في مواقد الكتلة بواسطة جهاز إلكتروني يسمى مدير الاحتراق.

بالنسبة لحرق الزيت ، تشتمل هذه الوحدة على مضخة الوقود أو مضخة الوقود والتسخين المسبق للوقود.

تتحكم وحدة التحكم (مدير الاحتراق) في تشغيل الموقد وتتحكم فيه ، وتتلقى الأوامر من منظم الحرارة (جهاز التحكم في درجة الحرارة) ، وقطب التحكم في اللهب ، ومستشعرات ضغط الغاز والغاز.

يتم التحكم في تدفق الغاز بواسطة صمام فراشة موجود خارج جسم الموقد.

الغسالة المحتجزة مسؤولة عن خلط الغاز مع الهواء في الجزء المخروطي من أنبوب اللهب وتستخدم للتحكم في الهواء الداخل (الضبط على جانب الضغط). الاحتمال الآخر لتغيير كمية الهواء المزود هو تغيير موضع صمام فراشة الهواء في مبيت منظم الهواء (الضبط على جانب الشفط).

يمكن أن يكون تنظيم نسب الغاز إلى الهواء (التحكم في صمامات فراشة الغاز والهواء):

متصل ، من مشغل واحد:

· تنظيم تردد تدفق الهواء ، عن طريق تغيير سرعة محرك المروحة باستخدام عاكس يتكون من محول تردد ومستشعر نبض.

يتم إشعال الحارق تلقائيًا بواسطة جهاز الإشعال باستخدام قطب الإشعال. يتم مراقبة وجود اللهب بواسطة قطب كهربائي للتحكم في اللهب.

تسلسل التشغيل لتشغيل الموقد:

طلب إنتاج الحرارة (من منظم الحرارة) ؛

· إدراج المحرك الكهربائي للمروحة والتهوية الأولية لغرفة النار ؛

تمكين الاشتعال الالكتروني

فتح صمام الملف اللولبي وإمدادات الغاز واشتعال الموقد ؛

إشارة من مستشعر التحكم في اللهب عن وجود لهب.

الحوادث (الحوادث) على الشعلات. كسر اللهب - تحريك منطقة جذر الشعلة من منافذ الموقد في اتجاه الوقود أو تدفق الخليط القابل للاحتراق. يحدث عندما تصبح سرعة خليط الغاز والهواء أو الغاز أكبر من سرعة انتشار اللهب. يتحرك اللهب بعيدًا عن الموقد ويصبح غير مستقر وقد ينطفئ. يستمر الغاز في التدفق من خلال الموقد المطفأ ويمكن أن يتكون خليط متفجر في الفرن.

يحدث الفصل عندما: زيادة ضغط الغاز فوق الحد المسموح به ، وزيادة حادة في إمداد الهواء الأولي ، وزيادة الخلخلة في الفرن. ل حماية المسيل للدموع يتقدم مثبتات الاحتراق (أرز. 17): شرائح وأعمدة من الطوب ؛ الأنفاق الخزفية بمختلف أنواعها وفتحات الطوب ؛ الأجسام ذات الانسيابية الرديئة التي يتم تسخينها أثناء تشغيل الموقد (عندما ينطفئ اللهب ، ستشتعل طائرة نفاثة جديدة من جهاز التثبيت) ، بالإضافة إلى مواقد تجريبية خاصة.

مصباح يدوي - تحريك منطقة الشعلة نحو الخليط القابل للاشتعال ، حيث يخترق اللهب الموقد . تحدث هذه الظاهرة فقط في الشعلات ذات الخلط المسبق للغاز والهواء وتحدث عندما تصبح سرعة خليط الهواء والغاز أقل من سرعة انتشار اللهب. يقفز اللهب إلى داخل الموقد ، حيث يستمر في الاحتراق ، مما يتسبب في تشوه الحارق من ارتفاع درجة الحرارة.

يحدث الاختراق عندما: ينخفض ضغط الغاز أمام الموقد عن القيمة المسموح بها ؛ اشتعال الموقد عند إمداد الهواء الأساسي ؛ إمداد غاز كبير بضغط هواء منخفض. أثناء الانزلاق ، قد يحدث فرقعة صغيرة ، ونتيجة لذلك ينطفئ اللهب ، بينما قد يستمر الغاز في التدفق عبر الموقد الخامل وقد يتشكل خليط متفجر في الفرن وأنابيب الغاز للمنشأة التي تستخدم الغاز. للحماية من الانزلاق ، يتم استخدام مثبتات اللوحة أو الشبكة.، لأنه من خلال الفتحات الضيقة والثقوب الصغيرة لا يوجد اختراق للهب.

تصرفات الأفراد في حالة وقوع حادث في الشعلات

في حالة وقوع حادث على الموقد (فصل أو ارتجاع أو اختفاء اللهب) أثناء الاشتعال أو أثناء عملية التنظيم ، فمن الضروري: إيقاف إمداد الغاز لهذا الموقد (الشعلات) وجهاز الإشعال على الفور ؛ تهوية الفرن وأنابيب الغاز لمدة 10 دقائق على الأقل ؛ معرفة سبب المشكلة ؛ إبلاغ الشخص المسؤول ؛ بعد إزالة أسباب الأعطال والتحقق من إحكام صمام الإغلاق أمام الموقد ، في اتجاه الشخص المسؤول ، حسب التعليمات ، إعادة الإشعال.

تغيير حمل الموقد.

توجد شعلات ذات طرق مختلفة لتغيير ناتج الحرارة:

الموقد مع التحكم في خرج الحرارة متعدد المراحل- هذا هو الموقد ، حيث يمكن تثبيت منظم تدفق الوقود في عدة مواضع بين أقصى وأدنى وضع للتشغيل.

الموقد مع تنظيم خرج الحرارة بثلاث مراحل- هذا موقد ، أثناء التشغيل يمكن ضبط منظم تدفق الوقود في مواضع "التدفق الأقصى" - "الحد الأدنى للتدفق" - "مغلق".

الموقد مع التحكم في خرج الحرارة على مرحلتين- موقد يعمل في المواقف "المفتوحة - المغلقة".

تعديل الموقد- هذا هو الموقد ، حيث يمكن تركيب منظم تدفق الوقود في أي موضع بين أقصى وأدنى وضع للتشغيل.

من الممكن تنظيم الطاقة الحرارية للتركيب بعدد شعلات التشغيل، إذا تم توفيره من قبل الشركة المصنعة وبطاقة النظام.

تغيير خرج الحرارة يدويًالتجنب انفصال اللهب ، يتم تنفيذ ما يلي:

عند الزيادة: أولاً قم بزيادة إمداد الغاز ثم الهواء.

عند التناقص: قم أولاً بتقليل إمداد الهواء ، ثم الغاز ؛

لمنع وقوع حوادث على الشعلات ، يجب تغيير قوتها بسلاسة (على عدة مراحل) حسب خريطة النظام.

اقرأ أيضا

صوتت شكرا!

قد تكون مهتمًا بـ:

لماذا يعد استخدام الغاز المنزلي ضارًا بالصحة

المجموعة الأولى من العوامل

المجموعة الثانية من العوامل

كيفية تقليل الضرر من موقد الغاز