كمية الهواء المطلوبة للاحتراق الكامل للغاز. معامل الهواء الزائد وتأثيره على كفاءة احتراق الغاز. احتراق الغازات عندما يتم حرق الغاز الطبيعي ، ما هي المواد التي تتكون

كمية الهواء المطلوبة للاحتراق الكامل للغاز.  معامل الهواء الزائد وتأثيره على كفاءة احتراق الغاز.  احتراق الغازات عندما يتم حرق الغاز الطبيعي ، ما هي المواد التي تتكون
كمية الهواء المطلوبة للاحتراق الكامل للغاز. معامل الهواء الزائد وتأثيره على كفاءة احتراق الغاز. احتراق الغازات عندما يتم حرق الغاز الطبيعي ، ما هي المواد التي تتكون

الغاز الطبيعي هو الوقود الأكثر استخدامًا اليوم. يُطلق على الغاز الطبيعي اسم الغاز الطبيعي لأنه يُستخرج من أحشاء الأرض.

عملية احتراق الغاز هي تفاعل كيميائي يتفاعل فيه الغاز الطبيعي مع الأكسجين الموجود في الهواء.

يوجد في الوقود الغازي جزء قابل للاحتراق وجزء غير قابل للاحتراق.

المكون الرئيسي القابل للاحتراق للغاز الطبيعي هو الميثان - CH4. يصل محتواها من الغاز الطبيعي إلى 98٪. الميثان عديم الرائحة والطعم وغير سام. حد قابليته للاشتعال من 5 إلى 15٪. هذه الصفات هي التي جعلت من الممكن استخدام الغاز الطبيعي كأحد الأنواع الرئيسية للوقود. يشكل تركيز الميثان أكثر من 10٪ خطورة على الحياة ، لذلك يمكن أن يحدث الاختناق بسبب نقص الأكسجين.

لاكتشاف تسرب الغاز ، يتعرض الغاز للرائحة ، بمعنى آخر ، تتم إضافة مادة قوية الرائحة (إيثيل مركابتان). في هذه الحالة ، يمكن اكتشاف الغاز بالفعل بتركيز 1٪.

بالإضافة إلى الميثان ، قد توجد غازات قابلة للاحتراق مثل البروبان والبيوتان والإيثان في الغاز الطبيعي.

لضمان احتراق عالي الجودة للغاز ، من الضروري إدخال الهواء إلى منطقة الاحتراق بكميات كافية وتحقيق خلط جيد للغاز مع الهواء. النسبة المثلى هي 1: 10. أي أن عشرة أجزاء من الهواء تسقط على جزء واحد من الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري إنشاء نظام درجة الحرارة المطلوب. من أجل اشتعال الغاز ، يجب تسخينه إلى درجة حرارة الاشتعال ، ويجب ألا تنخفض درجة الحرارة في المستقبل عن درجة حرارة الاشتعال.

من الضروري تنظيم إزالة منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي.

يتحقق الاحتراق الكامل في حالة عدم وجود مواد قابلة للاحتراق في نواتج الاحتراق المنبعثة في الغلاف الجوي. في هذه الحالة ، يتحد الكربون والهيدروجين معًا ويشكلان ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

بصريًا ، مع الاحتراق الكامل ، يكون اللهب أزرق فاتح أو بنفسجي مزرق.

احتراق كامل للغاز.

الميثان + الأكسجين = ثاني أكسيد الكربون + الماء

CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

بالإضافة إلى هذه الغازات ، يدخل النيتروجين والأكسجين المتبقي إلى الغلاف الجوي بغازات قابلة للاحتراق. N 2 + O 2

إذا لم يكتمل احتراق الغاز ، فإن المواد القابلة للاحتراق تنبعث في الغلاف الجوي - أول أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، والسخام.

يحدث الاحتراق غير الكامل للغاز بسبب عدم كفاية الهواء. في الوقت نفسه ، تظهر ألسنة السخام بصريًا في اللهب.

يكمن خطر الاحتراق غير الكامل للغاز في أن أول أكسيد الكربون يمكن أن يتسبب في تسمم أفراد غرفة الغلاية. يمكن أن يتسبب محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء بنسبة 0.01-0.02٪ في حدوث تسمم خفيف. يمكن أن تؤدي التركيزات العالية إلى التسمم الحاد والوفاة.

يستقر السخام الناتج على جدران الغلايات ، مما يؤدي إلى تفاقم انتقال الحرارة إلى المبرد ، مما يقلل من كفاءة غرفة الغلاية. ينقل السخام حرارة أسوأ 200 مرة من غاز الميثان.

من الناحية النظرية ، هناك حاجة إلى 9 م 3 من الهواء لحرق 1 م 3 من الغاز. في الظروف الحقيقية ، هناك حاجة إلى مزيد من الهواء.

وهذا يعني أن هناك حاجة إلى كمية زائدة من الهواء. توضح هذه القيمة ، المشار إليها بـ alpha ، عدد المرات التي يتم فيها استهلاك الهواء أكثر مما هو ضروري من الناحية النظرية.

يعتمد معامل ألفا على نوع موقد معين وعادة ما يتم وصفه في جواز سفر الموقد أو وفقًا لتوصيات منظمة التكليف.

مع زيادة كمية الهواء الزائد عن الكمية الموصى بها ، يزداد فقد الحرارة. مع زيادة كمية الهواء بشكل كبير ، يمكن أن يحدث فصل للهب ، مما يؤدي إلى حدوث حالة طوارئ. إذا كانت كمية الهواء أقل من الموصى به ، فسيكون الاحتراق غير مكتمل ، مما يؤدي إلى خطر تسمم موظفي غرفة الغلاية.

للتحكم بشكل أكثر دقة في جودة احتراق الوقود ، هناك أجهزة - محللات غازات تقيس محتوى بعض المواد في تكوين غازات العادم.

يمكن تزويد أجهزة تحليل الغاز بالغلايات. إذا لم تكن متوفرة ، يتم إجراء القياسات ذات الصلة من قبل المنظمة المكلفة باستخدام أجهزة تحليل الغاز المحمولة. يتم تجميع خريطة النظام التي يتم فيها تحديد معلمات التحكم الضرورية. من خلال التمسك بها ، يمكنك ضمان الاحتراق الكامل الطبيعي للوقود.

المعلمات الرئيسية للتحكم في احتراق الوقود هي:

  • نسبة الغاز والهواء الموفر للشعلات.
  • نسبة الهواء الزائد.
  • صدع في الفرن.
  • عامل كفاءة المرجل.

في هذه الحالة ، تعني كفاءة الغلاية نسبة الحرارة المفيدة إلى قيمة الحرارة الإجمالية المنفقة.

تكوين الهواء

اسم الغاز عنصر كيميائي المحتوى في الهواء
نتروجين N2 78 %
الأكسجين O2 21 %
أرجون أر 1 %
نشبع ثاني أكسيد الكربون 0.03 %
الهيليوم هو أقل من 0.001٪
هيدروجين H2 أقل من 0.001٪
نيون ني أقل من 0.001٪
الميثان CH4 أقل من 0.001٪
كريبتون كرونة أقل من 0.001٪
زينون Xe أقل من 0.001٪

خصائص الميثان

§ عديم اللون.

§ غير سام (غير سام) ؛

§ عديم الرائحة والمذاق.

§ يتكون الميثان من 75٪ كربون ، 25٪ هيدروجين.

§ الثقل النوعي 0.717 كجم / م 3 (2 مرات أخف من الهواء).

§ نقطة الوميضهي أدنى درجة حرارة ابتدائية يبدأ عندها الاحتراق. بالنسبة للميثان ، فهو يساوي 645 درجة مئوية.

§ درجة حرارة الاحتراق- هذه هي أقصى درجة حرارة يمكن الوصول إليها عند الاحتراق الكامل للغاز ، إذا كانت كمية الهواء اللازمة للاحتراق تتوافق تمامًا مع الصيغ الكيميائية للاحتراق. بالنسبة للميثان ، فهو يساوي 1100-1400 o ويعتمد على ظروف الاحتراق.

§ حرارة الاحتراق- هذه هي كمية الحرارة التي يتم إطلاقها أثناء الاحتراق الكامل بمقدار 1 م 3 من الغاز وتساوي 8500 كيلو كالوري / م 3.

§ معدل انتشار اللهبيساوي 0.67 م / ث.

خليط الغاز والهواء

حيث يوجد الغاز:

ما يصل إلى 5٪ لا يحترق ؛

5 إلى 15٪ ينفجر ؛

تحترق أكثر من 15٪ عند توفير هواء إضافي (كل هذا يعتمد على نسبة حجم الغاز في الهواء ويسمى حدود المتفجرة)

الغازات القابلة للاحتراق عديمة الرائحة ، لاكتشافها في الهواء في الوقت المناسب ، والكشف السريع والدقيق عن التسربات ، فإن الغاز ذو رائحة ، أي تفوح منه رائحة. للقيام بذلك ، استخدم ETHYLMERKOPTAN. معدل الروائح 16 جرام لكل 1000 م 3. إذا كان هناك 1٪ غاز طبيعي في الهواء ، فيجب الشعور برائحته.

يجب أن يتوافق الغاز المستخدم كوقود مع متطلبات GOST وأن يحتوي على الشوائب الضارة لكل 100 م 3 لا تزيد عن:

كبريتيد الهيدروجين 0.02جي / م

الأمونيا 2 غرام.

حمض الهيدروسيانيك 5 غرام.

الراتنج والغبار 0.001 جم / م 3

النفثالين 10 غرام.

أكسجين 1٪.

لاستخدام الغاز الطبيعي عدة مزايا:

عدم وجود الرماد والغبار وإزالة الجسيمات الصلبة في الغلاف الجوي ؛

قيمة عالية من السعرات الحرارية

· راحة النقل والحرق.

تسهيل عمل أفراد الصيانة ؛

· تحسين الظروف الصحية والصحية في المراجل والمناطق المجاورة.

مجموعة واسعة من التحكم الآلي.

عند استخدام الغاز الطبيعي ، يلزم اتخاذ احتياطات خاصة ، مثل التسرب المحتمل من خلال التسريبات عند تقاطع خط أنابيب الغاز والتجهيزات. يؤدي وجود أكثر من 20٪ من الغاز في الغرفة إلى الاختناق ، ويؤدي تراكمه في حجم مغلق يزيد عن 5٪ إلى 15٪ إلى انفجار خليط الغاز والهواء. ينتج عن الاحتراق غير الكامل أول أكسيد الكربون ، والذي يعتبر سامًا حتى عند التركيزات المنخفضة (0.15٪).

حرق الغاز الطبيعي

احتراقيسمى التركيبة الكيميائية السريعة لأجزاء الوقود القابلة للاشتعال مع الأكسجين الموجود في الهواء ، ويحدث عند درجة حرارة عالية ، ويصاحب ذلك إطلاق حرارة مع تكوين لهب ونواتج احتراق. يحدث الحرق كاملة وغير كاملة.


حرق كامليحدث عند وجود أكسجين كافٍ. أسباب نقص الأكسجين احتراق غير كامل، حيث يتم إطلاق كمية أقل من الحرارة عن الحد الأقصى ، أول أكسيد الكربون (تأثير سام على أفراد الصيانة) ، يتشكل السخام على سطح المرجل ويزيد فقد الحرارة ، مما يؤدي إلى زيادة استهلاك الوقود ، وانخفاض كفاءة المرجل ، والغلاف الجوي التلوث.

منتجات احتراق الغاز الطبيعي هي- ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء وبعض الأكسجين الزائد والنيتروجين. يتم احتواء الأكسجين الزائد في منتجات الاحتراق فقط في الحالات التي يحدث فيها الاحتراق مع الهواء الزائد ، والنيتروجين موجود دائمًا في منتجات الاحتراق ، لأن. هو جزء لا يتجزأ من الهواء ولا يشارك في الاحتراق.

يمكن أن تكون منتجات الاحتراق غير الكامل للغازأول أكسيد الكربون ، الهيدروجين والميثان غير المحترق ، الهيدروكربونات الثقيلة ، السخام.

تفاعل الميثان:

CH 4 + 2O 2 \ u003d CO 2 + 2H 2 O

حسب الصيغة من أجل احتراق 1 م 3 من الميثان ، نحتاج إلى 10 م 3 من الهواء ، حيث يوجد 2 م 3 من الأكسجين.في الممارسة العملية ، لحرق 1 م 3 من الميثان ، هناك حاجة إلى مزيد من الهواء ، مع مراعاة جميع أنواع الخسائر ، لذلك يتم تطبيق معامل لالهواء الزائد والذي = 1.05-1.1.

حجم الهواء النظري = 10 م 3

حجم الهواء العملي = 10 * 1.05 = 10.5 أو 10 * 1.1 = 11

اكتمال الاحتراقيمكن تحديد الوقود بصريًا من خلال لون وطبيعة اللهب ، وكذلك باستخدام محلل الغاز.

لهب أزرق شفاف - احتراق كامل للغاز ؛

أحمر أو أصفر مع خطوط مدخنة - الاحتراق غير مكتمل.

يتم التحكم في الاحتراق عن طريق زيادة إمداد الهواء للفرن أو تقليل إمداد الغاز. تستخدم هذه العملية الهواء الأولي والثانوي.

هواء ثانوي- 40-50٪ (مختلطة مع الغاز في فرن الغلاية أثناء الاحتراق)

الهواء الأساسي- 50-60٪ (يخلط مع الغاز في الموقد قبل الاحتراق) يستخدم خليط الغاز والهواء للاحتراق

يتميز الاحتراق معدل انتشار اللهبهي السرعة التي بها عنصر مقدمة اللهب الهوامشنفاثة طازجة نسبيًا من خليط الهواء والغاز.

يعتمد معدل الاحتراق وانتشار اللهب على:

من تكوين الخليط.

على درجة الحرارة

من الضغط

على نسبة الغاز والهواء.

يحدد معدل الاحتراق أحد الشروط الرئيسية للتشغيل الموثوق به لمنزل المرجل ويميزه فصل اللهب واختراقه.

كسر اللهب- يحدث إذا كانت سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الموقد أكبر من سرعة الاحتراق.

اسباب الفراق: زيادة مفرطة في إمداد الغاز أو تفريغ مفرط في الفرن (مسودة). لوحظ انفصال اللهب أثناء الاشتعال وعند تشغيل الشعلات. يؤدي فصل اللهب إلى تلوث الغاز في الفرن وقنوات الغاز في الغلاية وإلى حدوث انفجار.

مصباح يدوي- يحدث إذا كانت سرعة انتشار اللهب (سرعة الاحتراق) أكبر من سرعة تدفق خليط الهواء والغاز من الموقد. ويرافق الاختراق احتراق خليط الغاز والهواء داخل الموقد ، ويسخن الموقد ويفشل. في بعض الأحيان يكون الاختراق مصحوبًا بفرقعة أو انفجار داخل الموقد. في هذه الحالة ، لا يمكن تدمير الموقد فحسب ، بل يمكن أيضًا تدمير الجدار الأمامي للغلاية. يحدث التجاوز عندما تقل إمدادات الغاز بشكل حاد.

عندما ينفجر اللهب ويومض ، يجب على موظفي الصيانة إيقاف إمداد الوقود ، ومعرفة السبب والقضاء عليه ، وتهوية الفرن وأنابيب الغاز لمدة 10-15 دقيقة وإشعال النار.

يمكن تقسيم عملية احتراق الوقود الغازي إلى 4 مراحل:

1. تدفق الغاز من فوهة الموقد إلى الموقد تحت ضغط بمعدل متزايد.

2. تكوين خليط من الغاز مع الهواء.

3. اشتعال الخليط الناتج عن الاشتعال.

4. احتراق خليط قابل للاشتعال.

خطوط أنابيب الغاز

يتم توريد الغاز للمستهلك من خلال خطوط انابيب الغاز - الخارجية والداخلية- الى محطات توزيع الغاز الموجودة خارج المدينة ومنها عبر خطوط انابيب الغاز الى نقاط التحكم بالغاز التكسير الهيدروليكيأو أجهزة التحكم بالغاز GRUالمؤسسات الصناعية.

خطوط أنابيب الغاز هي:

· ضغط عالي من الفئة الأولىأكثر من 0.6 ميجا باسكال حتى 1.2 ميجا باسكال شاملة ؛

· ضغط عالي فئة ثانيةأكثر من 0.3 ميجا باسكال إلى 0.6 ميجا باسكال ؛

· ضغط متوسط ​​فئة ثالثةأكثر من 0.005 ميجا باسكال إلى 0.3 ميجا باسكال ؛

· فئة الضغط المنخفض 4ما يصل إلى 0.005 ميجا باسكال شاملة.

MPa تعني ميجا باسكال

يتم وضع خطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المتوسط ​​والمنخفض فقط في غرفة المرجل. يسمى القسم من خط أنابيب توزيع الغاز للشبكة (المدينة) إلى المبنى ، جنبًا إلى جنب مع جهاز الفصل ، إدخال.

يعتبر خط أنابيب الغاز المدخل هو القسم من جهاز الفصل عند المدخل ، إذا تم تثبيته خارج المبنى إلى خط أنابيب الغاز الداخلي.

عند مدخل الغاز إلى غرفة المرجل في مكان مضاء ومناسب للصيانة ، يجب أن يكون هناك صمام. يجب أن يكون هناك شفة عازلة أمام الصمام للحماية من التيارات الشاردة. في كل فرع من خط أنابيب توزيع الغاز إلى المرجل ، يتم توفير ما لا يقل عن جهازي فصل ، أحدهما مثبت مباشرة أمام الموقد. بالإضافة إلى التركيبات والأجهزة الموجودة على خط أنابيب الغاز ، أمام كل غلاية ، يجب تركيب جهاز أوتوماتيكي لضمان التشغيل الآمن للغلاية. من أجل منع دخول الغازات إلى فرن الغلاية ، إذا كانت أجهزة الإغلاق معيبة ، يلزم وجود شموع تطهير وأنابيب غاز آمنة مزودة بأجهزة إغلاق ، والتي يجب أن تكون مفتوحة عندما تكون الغلايات غير نشطة. تم طلاء خطوط أنابيب الغاز ذات الضغط المنخفض باللون الأصفر في بيوت الغلايات ، وتم طلاء خطوط أنابيب الغاز متوسطة الضغط باللون الأصفر مع حلقات حمراء.

مواقد الغاز

مواقد الغاز- موقد غاز مصمم لتزويد مكان الاحتراق ، حسب المتطلبات التكنولوجية ، بخليط غاز - هواء محضر أو ​​غاز وهواء منفصلين ، وكذلك لضمان احتراق مستقر للوقود الغازي والتحكم في عملية الاحتراق.

تخضع الشعلات للمتطلبات التالية:

· يجب أن تكون الأنواع الرئيسية من الحراقات منتجة بكميات كبيرة في المصانع.

يجب أن تضمن المحارق مرور كمية معينة من الغاز واكتمال احتراقها ؛

ضمان الحد الأدنى من الانبعاثات الضارة في الغلاف الجوي ؛

يجب أن يعمل بدون ضوضاء وفصل ومضة للهب ؛

يجب أن تكون سهلة الصيانة ومريحة للمراجعة والإصلاح ؛

إذا لزم الأمر ، يمكن استخدامها كوقود احتياطي ؛

· تخضع عينات المواقد التي تم إنشاؤها وتشغيلها حديثًا لاختبار GOST ؛

السمة الرئيسية للشعلات هي الطاقة الحرارية، والتي تُفهم على أنها كمية الحرارة التي يمكن إطلاقها أثناء الاحتراق الكامل للوقود المزود من خلال الموقد. يمكن العثور على كل هذه الخصائص في ورقة بيانات الموقد.

لد. - المقدار الفعلي للهواء الذي يتم توفيره للفرن ، وعادة ما يتم توفيره بكمية زائدة. يتم التعبير عن العلاقة بين التدفق النظري والفعلي بالمعادلة:

حيث α هو معامل الهواء الزائد (عادة أكبر من 1).

يؤدي الاحتراق غير الكامل للغاز إلى استهلاك مفرط للوقود ويزيد من خطر التسمم بمنتجات الاحتراق غير الكامل للغاز ، والتي تشمل أيضًا أول أكسيد الكربون (CO).

منتجات احتراق الغاز والتحكم في عملية الاحتراق.

منتجات احتراق الغاز الطبيعي هي ثاني أكسيد الكربون (ثاني أكسيد الكربون)وبخار الماء وبعض الأكسجين الزائد والنيتروجين. يتم احتواء الأكسجين الزائد في منتجات الاحتراق فقط في الحالات التي يحدث فيها الاحتراق مع الهواء الزائد ، ويوجد النيتروجين دائمًا في منتجات الاحتراق ، لأنه جزء لا يتجزأ من الهواء ولا يشارك في الاحتراق.

يمكن أن تكون منتجات الاحتراق غير الكامل للغاز أول أكسيد الكربون (أول أكسيد الكربون) ، الهيدروجين والميثان غير المحترقين ، الهيدروكربونات الثقيلة ، السخام.

يمكن الحكم على عملية الاحتراق بشكل صحيح من خلال أجهزة تحليل غاز المداخن التي توضح محتوى ثاني أكسيد الكربون والأكسجين فيه. إذا كان اللهب في فرن الغلاية ممدودًا وله لون أصفر غامق ، فهذا يدل على قلة الهواء ، وإذا أصبح اللهب قصيرًا وله لون أبيض مبهر ، فإن فائضه.

هناك طريقتان لتنظيم عمل وحدة الغلاية عن طريق تغيير الطاقة الحرارية لجميع الشعلات المثبتة في الغلاية أو بإيقاف جزء منها. تعتمد طريقة التنظيم على الظروف المحلية ويجب تحديدها في تعليمات الإنتاج. يجوز تغيير الطاقة الحرارية للشعلات إذا لم تتجاوز حدود التشغيل المستقر. يمكن أن يؤدي انحراف الطاقة الحرارية إلى ما بعد حدود التشغيل المستقر إلى فصل اللهب أو ارتجاعه.

اضبط تشغيل الشعلات الفردية في خطوتين ، وقم بتغيير تدفق الهواء والغاز ببطء وتدريجي.

عند تقليل ناتج الحرارة ، قم أولاً بتقليل إمداد الهواء, ثم الغاز مع زيادة الطاقة الحرارية ، قم أولاً بزيادة إمدادات الغاز, ثم الهواء.



في هذه الحالة ، يجب تنظيم الفراغ في الفرن عن طريق تغيير موضع صمام البوابة بالغلاية أو ريش الريشة أمام عادم الدخان.

إذا كان من الضروري زيادة الحرارة الناتجة عن الشعلات ، زيادة الفراغ في الفرن؛ مع انخفاض الطاقة الحرارية ، يتم تنظيم تشغيل الشعلات أولاً ، ثم يتم تقليل الفراغ في الفرن.

طرق احتراق الغاز.

حسب طريقة التعليم DHWيمكن تقسيم طرق الاحتراق إلى الانتشار والمختلط والحركي.

في تعريف في هذه الطريقة ، يدخل الغاز إلى جبهة الاحتراق تحت الضغط ، والهواء من الفضاء المحيط بسبب الانتشار الجزيئي أو المضطرب ، يستمر تكوين الخليط في وقت واحد مع عملية الاحتراق ، وبالتالي يتم تحديد معدل عملية الاحتراق بمعدل تكوين الخليط.

تبدأ عملية الاحتراق بعد تكوين التلامس بين الغاز والهواء وتكوين الماء الساخن بالتركيبة المطلوبة. في هذه الحالة ، ينتشر الهواء إلى نفاثة الغاز ، وينتشر الغاز من نفاث الغاز إلى الهواء. وبالتالي ، يتم إنشاء إمداد بالماء الساخن بالقرب من نفاثة الغاز ، ونتيجة للاحتراق تتشكل منطقة احتراق الغاز الأولي (2) . يحدث احتراق الجزء الرئيسي من الغاز في المنطقة (ض) ،في المنطقة (4) نقل منتجات الاحتراق.

تُستخدم طريقة الاحتراق هذه بشكل أساسي في الحياة اليومية (الأفران ، مواقد الغاز ، إلخ.)

باستخدام الطريقة المختلطة لاحتراق الغاز ، يضمن الموقد خلط الغاز مسبقًا بجزء فقط من الهواء اللازم للاحتراق الكامل للغاز. يأتي باقي الهواء من البيئة مباشرة إلى الشعلة.

في هذه الحالة ، يتم خلط جزء فقط من الغاز مع الأولية هواء (50%-60%), ويحترق الغاز المتبقي المخفف بمنتجات الاحتراق بعد إضافة الأكسجين من الهواء الثانوي.

يسمى الهواء المحيط باللهب ثانوي .



باستخدام الطريقة الحركية لاحتراق الغاز ، يتم إمداد الماء الساخن الساخن إلى موقع الاحتراق الذي تم إعداده بالكامل داخل الموقد.

تصنيف مواقد الغاز .

الموقد الغازي هو جهاز يوفر احتراقًا مستقرًا للوقود الغازي وتنظيم عملية الاحتراق.

الوظائف الرئيسية لشعلات الغاز:

إمداد الغاز والهواء إلى مقدمة الاحتراق ؛

تشكيل الخليط

استقرار جبهة الاشتعال.

التأكد من الكثافة المطلوبة لعملية احتراق الغاز.

حسب طريقة احتراق الغاز يمكن تقسيم جميع الشعلات إلى ثلاث مجموعات:

الانتشار - بدون خلط أولي للغاز مع الهواء ؛

الحركة الحركية - مع الخلط الأولي غير الكامل للغاز مع الهواء ؛

حركية - مع خلط مسبق كامل للغاز مع الهواء.

حسب طريقة إمداد الهواء ، تنقسم الشعلات إلى:

بدون نفخ - يدخل فيه الهواء الفرن بسبب التصريف فيه.

الحقن - يتم فيه امتصاص الهواء بسبب طاقة الغاز النفاث.

انفجار - يتم فيه تزويد الموقد أو الفرن بالهواء باستخدام مروحة.

حسب ضغط الغاز الذي تعمل عليه الشعلات:

- ضغط منخفض يصل إلى 0.05 كجم / سم 2 ؛

- ضغط متوسط ​​يزيد عن 0.05 إلى 3 كجم / سم 2 ؛

- ارتفاع ضغط يزيد عن 3 كجم / سم 2.

اشتراطات عامة لجميع الشعلات:

التأكد من اكتمال احتراق الغاز ؛

الاستقرار عند تغيير الطاقة الحرارية ؛

الموثوقية أثناء العملية

الاكتناز.

القابلية للخدمة.

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..

  1. 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.
  2. مراقبة اكتمال احتراق الغاز. إذا لم يكن لون الغاز فجأة كما يجب أن يكون وفقًا للتعليمات ، فاتصل على الفور بعمال الغاز لضبط الموقد المكسور.
  3. 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.
  4. 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.
  5. الحد الأقصى لوقت التشغيل المستمر لموقد الغاز هو ساعتان. بعد ذلك ، تحتاج إلى أخذ قسط من الراحة وتهوية المطبخ جيدًا.
  6. أثناء تشغيل موقد الغاز ، يجب إغلاق أبواب المطبخ وفتح النافذة. سيضمن ذلك إزالة منتجات الاحتراق من الشارع وليس من خلال غرف المعيشة.
  7. بعد نهاية موقد الغاز ، من المستحسن تهوية ليس فقط المطبخ ، ولكن الشقة بأكملها. التهوية التبادلية أمر مرغوب فيه.
  8. لا تستخدم أبدًا موقد الغاز لتسخين الملابس أو تجفيفها. لن تشعل حريقًا في منتصف المطبخ لهذا الغرض ، أليس كذلك؟

الغاز الطبيعي هو الوقود الأكثر استخدامًا اليوم. يُطلق على الغاز الطبيعي اسم الغاز الطبيعي لأنه يُستخرج من أحشاء الأرض.

عملية احتراق الغاز هي تفاعل كيميائي يتفاعل فيه الغاز الطبيعي مع الأكسجين الموجود في الهواء.

يوجد في الوقود الغازي جزء قابل للاحتراق وجزء غير قابل للاحتراق.

المكون الرئيسي القابل للاحتراق للغاز الطبيعي هو الميثان - CH4. يصل محتواها من الغاز الطبيعي إلى 98٪. الميثان عديم الرائحة والطعم وغير سام. حد قابليته للاشتعال من 5 إلى 15٪. هذه الصفات هي التي جعلت من الممكن استخدام الغاز الطبيعي كأحد الأنواع الرئيسية للوقود. يشكل تركيز الميثان أكثر من 10٪ خطورة على الحياة ، لذلك يمكن أن يحدث الاختناق بسبب نقص الأكسجين.

لاكتشاف تسرب الغاز ، يتعرض الغاز للرائحة ، بمعنى آخر ، تتم إضافة مادة قوية الرائحة (إيثيل مركابتان). في هذه الحالة ، يمكن اكتشاف الغاز بالفعل بتركيز 1٪.

بالإضافة إلى الميثان ، قد توجد غازات قابلة للاحتراق مثل البروبان والبيوتان والإيثان في الغاز الطبيعي.

لضمان احتراق عالي الجودة للغاز ، من الضروري إدخال الهواء إلى منطقة الاحتراق بكميات كافية وتحقيق خلط جيد للغاز مع الهواء. النسبة المثلى هي 1: 10. أي أن عشرة أجزاء من الهواء تسقط على جزء واحد من الغاز. بالإضافة إلى ذلك ، من الضروري إنشاء نظام درجة الحرارة المطلوب. من أجل اشتعال الغاز ، يجب تسخينه إلى درجة حرارة الاشتعال ، ويجب ألا تنخفض درجة الحرارة في المستقبل عن درجة حرارة الاشتعال.

من الضروري تنظيم إزالة منتجات الاحتراق في الغلاف الجوي.

يتحقق الاحتراق الكامل في حالة عدم وجود مواد قابلة للاحتراق في نواتج الاحتراق المنبعثة في الغلاف الجوي. في هذه الحالة ، يتحد الكربون والهيدروجين معًا ويشكلان ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء.

بصريًا ، مع الاحتراق الكامل ، يكون اللهب أزرق فاتح أو بنفسجي مزرق.

بالإضافة إلى هذه الغازات ، يدخل النيتروجين والأكسجين المتبقي إلى الغلاف الجوي بغازات قابلة للاحتراق. N 2 + O 2

إذا لم يكتمل احتراق الغاز ، فإن المواد القابلة للاحتراق تنبعث في الغلاف الجوي - أول أكسيد الكربون ، والهيدروجين ، والسخام.

يحدث الاحتراق غير الكامل للغاز بسبب عدم كفاية الهواء. في الوقت نفسه ، تظهر ألسنة السخام بصريًا في اللهب.

يكمن خطر الاحتراق غير الكامل للغاز في أن أول أكسيد الكربون يمكن أن يتسبب في تسمم أفراد غرفة الغلاية. يمكن أن يتسبب محتوى ثاني أكسيد الكربون في الهواء بنسبة 0.01-0.02٪ في حدوث تسمم خفيف. يمكن أن تؤدي التركيزات العالية إلى التسمم الحاد والوفاة.

يستقر السخام الناتج على جدران الغلايات ، مما يؤدي إلى تفاقم انتقال الحرارة إلى المبرد ، مما يقلل من كفاءة غرفة الغلاية. ينقل السخام حرارة أسوأ 200 مرة من غاز الميثان.

من الناحية النظرية ، هناك حاجة إلى 9 م 3 من الهواء لحرق 1 م 3 من الغاز. في الظروف الحقيقية ، هناك حاجة إلى مزيد من الهواء.

وهذا يعني أن هناك حاجة إلى كمية زائدة من الهواء. توضح هذه القيمة ، المشار إليها بـ alpha ، عدد المرات التي يتم فيها استهلاك الهواء أكثر مما هو ضروري من الناحية النظرية.

يعتمد معامل ألفا على نوع موقد معين وعادة ما يتم وصفه في جواز سفر الموقد أو وفقًا لتوصيات منظمة التكليف.

مع زيادة كمية الهواء الزائد عن الكمية الموصى بها ، يزداد فقد الحرارة. مع زيادة كمية الهواء بشكل كبير ، يمكن أن يحدث فصل للهب ، مما يؤدي إلى حدوث حالة طوارئ. إذا كانت كمية الهواء أقل من الموصى به ، فسيكون الاحتراق غير مكتمل ، مما يؤدي إلى خطر تسمم موظفي غرفة الغلاية.

لمزيد من التحكم الدقيق في جودة احتراق الوقود ، هناك أجهزة - محللات غازات تقيس محتوى بعض المواد في تكوين غازات العادم.

يمكن تزويد أجهزة تحليل الغاز بالغلايات. إذا لم تكن متوفرة ، يتم إجراء القياسات ذات الصلة من قبل المنظمة المكلفة باستخدام أجهزة تحليل الغاز المحمولة. يتم تجميع خريطة النظام التي يتم فيها تحديد معلمات التحكم الضرورية. من خلال التمسك بها ، يمكنك ضمان الاحتراق الكامل الطبيعي للوقود.

المعلمات الرئيسية للتحكم في احتراق الوقود هي:

  • نسبة الغاز والهواء الموفر للشعلات.
  • نسبة الهواء الزائد.
  • صدع في الفرن.
  • عامل كفاءة المرجل.

في هذه الحالة ، تعني كفاءة الغلاية نسبة الحرارة المفيدة إلى قيمة الحرارة الإجمالية المنفقة.

تكوين الهواء

اسم الغاز عنصر كيميائي المحتوى في الهواء
نتروجين N2 78 %
الأكسجين O2 21 %
أرجون أر 1 %
نشبع ثاني أكسيد الكربون 0.03 %
الهيليوم هو أقل من 0.001٪
هيدروجين H2 أقل من 0.001٪
نيون ني أقل من 0.001٪
الميثان CH4 أقل من 0.001٪
كريبتون كرونة أقل من 0.001٪
زينون Xe أقل من 0.001٪