Gas ardiente. Condiciones necesarias para la combustión del gas. Productos de la combustión completa e incompleta del combustible gaseoso. La cantidad de aire necesaria para la combustión completa de un gas. Relación de exceso de aire y su efecto en la eficiencia de combustión de gas

La combustión de un gas es una reacción de la combinación de los componentes del gas combustible con el oxígeno del aire, acompañada de la liberación de calor. El proceso de combustión depende de la composición química del combustible. El principal componente del gas natural es el metano, pero también son combustibles el etano, el propano y el butano, que se encuentran contenidos en pequeñas cantidades.

El gas natural producido a partir de los depósitos de Siberia Occidental consiste casi en su totalidad (hasta un 99 %) en metano CH4. El aire se compone de oxígeno (21 %) y nitrógeno y una pequeña cantidad de otros gases no combustibles (79 %). Simplificado, la reacción de combustión completa del metano es la siguiente:

CH4 + 2O2 + 7,52 N2 = CO2 + 2H20 + 7,52 N2

Como resultado de la reacción de combustión durante la combustión completa, se forma dióxido de carbono CO2 y el vapor de agua H2O es una sustancia que no tiene un efecto nocivo para el medio ambiente y los humanos. El nitrógeno N no participa en la reacción. Para la combustión completa de 1 m³ de metano, teóricamente se requieren 9,52 m³ de aire. A efectos prácticos, se considera que para la combustión completa de 1 m³ de gas natural se necesitan al menos 10 m³ de aire. Sin embargo, si solo se suministra la cantidad de aire teóricamente necesaria, entonces es imposible lograr la combustión completa del combustible: es difícil mezclar el gas con el aire de tal manera que se suministre el número requerido de moléculas de oxígeno a cada uno de ellos. sus moléculas. En la práctica, se suministra más aire a la combustión del teóricamente necesario. La cantidad de exceso de aire está determinada por el coeficiente de exceso de aire a, que muestra la relación entre la cantidad de aire realmente consumido para la combustión y la cantidad teóricamente requerida:

α = V fact./V teor.

donde V es la cantidad de aire realmente utilizada para la combustión, m³;
V es la cantidad teóricamente necesaria de aire, m³.

El coeficiente de exceso de aire es el indicador más importante que caracteriza la calidad de la combustión del gas por el quemador. Cuanto menor sea a, menos calor se llevarán los gases de escape, mayor será la eficiencia del equipo que utiliza gas. Pero quemar el gas con un exceso de aire insuficiente da como resultado una falta de aire, lo que puede causar una combustión incompleta. Para quemadores modernos con mezcla previa completa de gas con aire, el coeficiente de exceso de aire se encuentra en el rango de 1,05 - 1,1 ", es decir, el aire se consume para la combustión en un 5 - 10% más de lo requerido teóricamente.

Con una combustión incompleta, los productos de la combustión contienen una cantidad significativa de monóxido de carbono CO, así como carbono no quemado en forma de hollín. Si el quemador funciona muy mal, los productos de la combustión pueden contener hidrógeno y metano sin quemar. El monóxido de carbono CO (monóxido de carbono) contamina el aire de la habitación (cuando se utilizan equipos sin descargar los productos de combustión a la atmósfera: estufas de gas, columnas de baja potencia térmica) y tiene un efecto tóxico. El hollín contamina las superficies de intercambio de calor, reduce drásticamente la transferencia de calor y reduce la eficiencia de los equipos domésticos que utilizan gas. Además, cuando se usan estufas de gas, los platos se contaminan con hollín, lo que requiere un esfuerzo considerable para eliminarlo. En los calentadores de agua, el hollín contamina el intercambiador de calor, en casos "descuidados", casi hasta el cese completo de la transferencia de calor de los productos de combustión: la columna se quema y el agua se calienta varios grados.

Se produce una combustión incompleta:

• con suministro de aire insuficiente para la combustión;
• con mala mezcla de gas y aire;
• con un enfriamiento excesivo de la llama antes de que se complete la reacción de combustión.

La calidad de la combustión del gas se puede controlar por el color de la llama. La combustión de gas de mala calidad se caracteriza por una llama humeante amarilla. Cuando el gas se quema por completo, la llama es una antorcha corta de color violeta azulado con una temperatura alta. Para controlar el funcionamiento de los quemadores industriales, se utilizan dispositivos especiales que analizan la composición de los gases de combustión y la temperatura de los productos de combustión. Actualmente, al ajustar ciertos tipos de equipos domésticos que usan gas, también es posible regular el proceso de combustión por temperatura y análisis de gases de combustión.

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Alejandro Pavlovich Konstantinov

Inspector Jefe de Control de Seguridad de Instalaciones Nucleares y de Radiaciones Peligrosas. Candidato de Ciencias Técnicas, Profesor Asociado, Profesor de la Academia Rusa de Ciencias Naturales.

Una cocina con estufa de gas suele ser la principal fuente de contaminación del aire en todo un apartamento. Y, lo que es muy importante, esto se aplica a la mayoría de los habitantes de Rusia. De hecho, en Rusia, el 90% de los residentes urbanos y más del 80% de los residentes rurales usan estufas de gas. Khata, Z. I. La salud humana en la situación ecológica moderna. - M. : FAIR-PRESS, 2001. - 208 p..

En los últimos años, ha habido publicaciones de investigadores serios sobre el alto peligro de las estufas de gas para la salud. Los médicos saben que en las casas donde se instalan estufas de gas, los residentes se enferman con más frecuencia y por más tiempo que en las casas con estufas eléctricas. Y estamos hablando de muchas enfermedades diferentes, y no solo de las enfermedades de las vías respiratorias. La disminución del nivel de salud se nota especialmente en mujeres, niños, así como en ancianos y enfermos crónicos que pasan más tiempo en casa.

El profesor V. Blagov, a sabiendas, llamó al uso de estufas de gas "guerra química a gran escala contra su propia gente".

¿Por qué el uso de gas doméstico es perjudicial para la salud?

Intentemos responder a esta pregunta. Hay varios factores que juntos hacen que el uso de estufas de gas sea peligroso para la salud.

El primer grupo de factores

Este grupo de factores se debe a la propia química del proceso de combustión del gas natural. Incluso si el gas doméstico se quemara completamente en agua y dióxido de carbono, esto provocaría un deterioro en la composición del aire en el apartamento, especialmente en la cocina. Después de todo, al mismo tiempo, el oxígeno se quema del aire, mientras que aumenta la concentración de dióxido de carbono. Pero este no es el problema principal. Al final, lo mismo sucede con el aire que respira una persona.

Es mucho peor que en la mayoría de los casos la combustión del gas no se da por completo, no al 100%. Debido a la combustión incompleta del gas natural, se forman productos mucho más tóxicos. Por ejemplo, monóxido de carbono (monóxido de carbono), cuya concentración puede ser muchas veces, de 20 a 25 veces mayor que la norma permitida. Pero esto conduce a dolores de cabeza, alergias, dolencias, inmunidad debilitada. Yakovleva, M. A. Tenemos gas en nuestro apartamento. - Revista ambiental empresarial. - 2004. - N° 1(4). - S. 55..

Además del monóxido de carbono, se liberan al aire dióxido de azufre, óxidos de nitrógeno, formaldehído y benzpireno, un carcinógeno fuerte. En las ciudades, el benzpireno ingresa al aire atmosférico a partir de las emisiones de las empresas metalúrgicas, las centrales térmicas (especialmente las de carbón) y los automóviles (especialmente los antiguos). Pero la concentración de benzpireno, incluso en el aire atmosférico contaminado, no se puede comparar con su concentración en un apartamento. La figura muestra cuánto más benzpireno obtenemos mientras estamos en la cocina.

La ingesta de benzpireno en el cuerpo humano, mcg / día.

Comparemos las dos primeras columnas. ¡En la cocina recibimos 13,5 veces más sustancias nocivas que en la calle! Para mayor claridad, estimemos la ingesta de benzpireno en nuestro cuerpo no en microgramos, sino en un equivalente más comprensible: la cantidad de cigarrillos fumados diariamente. Entonces, si un fumador fuma un paquete (20 cigarrillos) por día, entonces en la cocina una persona recibe el equivalente de dos a cinco cigarrillos por día. Es decir, la anfitriona, que tiene una estufa de gas, parece "fumar" un poco.

El segundo grupo de factores

Este grupo está relacionado con las condiciones de funcionamiento de las estufas de gas. Cualquier conductor sabe que es imposible estar en el garaje al mismo tiempo que el coche con el motor en marcha. Pero en la cocina tenemos un caso así: ¡la combustión de combustibles de hidrocarburos en interiores! No tenemos el dispositivo que tienen todos los automóviles: un tubo de escape. De acuerdo con todas las reglas de higiene, cada estufa de gas debe estar equipada con un paraguas de ventilación de escape.

Las cosas son especialmente malas si tenemos una cocina pequeña en un apartamento pequeño. Un área exigua, altura de techo mínima, poca ventilación y una estufa de gas funcionando todo el día. Pero con techos bajos, los productos de combustión de gas se acumulan en la capa superior de aire hasta un espesor de 70 a 80 centímetros. Boyko, A. F. Salud 5+. - M. : Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 p..

A menudo, el trabajo de un ama de casa en una estufa de gas se compara con las condiciones de trabajo dañinas en el lugar de trabajo. Esto no es del todo correcto. Los cálculos muestran que si la cocina es pequeña y no hay buena ventilación, entonces estamos ante condiciones de trabajo particularmente dañinas. Tipo de metalúrgico que atiende baterías de coque.

Cómo reducir el daño de una estufa de gas

¿Cómo podemos ser, si todo es tan malo? ¿Quizás realmente valga la pena deshacerse de la estufa de gas e instalar una eléctrica o de inducción? Bueno, si existe tal oportunidad. ¿Y si no? Hay algunas reglas simples para esto. Es suficiente observarlos, y puede reducir el daño a la salud de una estufa de gas docenas de veces. Enumeramos estas reglas (la mayoría de ellas son recomendaciones del profesor Yu. D. Gubernsky) Ilnitsky A. Huele a gasolina. - ¡Estar sano!. - 2001. - Nº 5. - S. 68–70..

1. Es necesario instalar una campana extractora con filtro de aire encima de la estufa. Este es el enfoque más eficaz. Pero incluso si por alguna razón no puede hacer esto, las siete reglas restantes en total también reducirán significativamente la contaminación del aire.
2. Supervisar la integridad de la combustión del gas. Si de repente el color del gas no es el que debería ser de acuerdo con las instrucciones, llame inmediatamente a los trabajadores del gas para que regulen el quemador averiado.
3. No llene la estufa con platos adicionales. Los utensilios de cocina solo deben colocarse sobre los quemadores que están encendidos. En este caso, se garantizará el libre acceso de aire a los quemadores y una combustión más completa del gas.
4. Es mejor usar no más de dos quemadores o un horno y un quemador al mismo tiempo. Incluso si tu estufa tiene cuatro quemadores, es mejor encender un máximo de dos al mismo tiempo.
5. El tiempo máximo de funcionamiento continuo de la estufa de gas es de dos horas. Después de eso, debe tomar un descanso y ventilar bien la cocina.
6. Durante el funcionamiento de la estufa de gas, las puertas de la cocina deben estar cerradas y la ventana abierta. Esto garantizará que los productos de la combustión se eliminen por la calle, y no por las salas de estar.
7. Después del final de la estufa de gas, es recomendable ventilar no solo la cocina, sino todo el apartamento. La ventilación cruzada es deseable.
8. Nunca use una estufa de gas para calentar o secar ropa. No encenderías un fuego en medio de la cocina con este propósito, ¿verdad?

La combustión es una reacción química que avanza rápidamente en el tiempo, combinando los componentes del combustible combustible con el oxígeno del aire, acompañada de una intensa liberación de calor, luz y productos de combustión.

Para el metano, la reacción de combustión con el aire es:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Qnorte

C3H8 + 5O2 = 3CO2 + 3H2O + Qnorte

Para GLP:

C4 H10 + 6.5O2 = 4CO2 + 5H2O + Qnorte

Los productos de la combustión completa de los gases son vapor de agua (H2 O), dióxido de carbono (CO2 ) o dióxido de carbono.

Con la combustión completa de los gases, el color de la llama, por regla general, es violeta azulado.

La composición volumétrica del aire seco se toma:O2 ≈ 21%, norte2 ≈ 79%, de esto se deduce que

1m3 de oxígeno está contenido en 4,76m3 (≈ 5 m3) de aire.

Conclusión: por quemar

- 1m3 de metano requiere 2m3 de oxígeno o unos 10m3 de aire,

- 1m3 de propano - 5m3 de oxígeno o unos 25m3 de aire,

- 1 m3 de butano - 6,5 m3 de oxígeno o unos 32,5 m3 de aire,

- 1m3 de GLP ~ 6m3 de oxígeno o unos 30m3 de aire.

En la práctica, cuando se quema gas, el vapor de agua, por regla general, no se condensa, sino que se elimina junto con otros productos de la combustión. Por lo tanto, los cálculos técnicos se basan en el poder calorífico inferior qnorte.

Condiciones requeridas para la combustión:

1. disponibilidad de combustible (gas);

2. la presencia de un agente oxidante (oxígeno del aire);

3. la presencia de una fuente de temperatura de ignición.

Combustión incompleta de gases.

La causa de la combustión incompleta del gas es el aire insuficiente.

Los productos de la combustión incompleta de los gases son el monóxido de carbono o monóxido de carbono (CO), hidrocarburos combustibles no quemados (CnHm) y carbono atómico u hollín.

para gas naturalCH4 + O2 → CO2 + H2 O + CO+ CH4 + C

Para GLPCn Hm + O2 → CO2 + H2 O + CO + Cn Hm + C

El más peligroso es la aparición de monóxido de carbono, que tiene un efecto tóxico en el cuerpo humano. La formación de hollín le da a la llama un color amarillo.

La combustión incompleta del gas es peligrosa para la salud humana (con un contenido de 1% de CO2 en el aire, 2-3 respiraciones para una persona son suficientes para envenenarse con un desenlace fatal).

La combustión incompleta no es económica (el hollín interfiere con el proceso de transferencia de calor; con la combustión incompleta del gas, recibimos menos calor para el que quemamos gas).

Para controlar la integridad de la combustión, preste atención al color de la llama, que debe ser azul durante la combustión completa y amarillo pajizo si la combustión es incompleta. La forma más perfecta de controlar la integridad de la combustión es el análisis de los productos de combustión utilizando analizadores de gases.

Métodos de combustión de gases.

El concepto de aire primario y secundario.

Hay 3 formas de quemar gas:

1) difusión,

2) cinético,

3) mezclado.

Método de difusión o método sin mezcla previa de gas con aire.

Solo el gas ingresa a la zona de combustión desde el quemador. El aire necesario para la combustión se mezcla con el gas en la zona de combustión. Este aire se llama secundario.

La llama es alargada, amarilla.

un= 1,3÷1,5t≈ (900÷1000) о С

Método cinético - un método con mezcla previa completa de gas con aire.

El gas se suministra al quemador y el aire se suministra mediante un dispositivo de soplado. El aire necesario para la combustión y que se suministra al quemador para su premezcla con el gas se denomina primario.

La llama es corta, de color verdoso-azulado.

un= 1,01 ÷ 1,05t≈ 1400º C

Método mixto - un método con mezcla preliminar parcial de gas con aire.

El gas inyecta aire primario en el quemador. Una mezcla de gas y aire con una cantidad de aire insuficiente para una combustión completa ingresa a la zona de combustión desde el quemador. El resto del aire es secundario.

La llama es de tamaño mediano, de color azul verdoso.

un=1,1 ¸ 1,2 t≈1200о С

Proporción de exceso de aireun= Letc./L teor es la relación entre la cantidad de aire requerida para la combustión en la práctica y la cantidad de aire requerida para la combustión y calculada teóricamente.

siempre debe serun>1, de lo contrario habrá subquemado.

Lej.=un∙ L teor., es decir El coeficiente de exceso de aire muestra cuántas veces la cantidad de aire requerida para la combustión en la práctica es mayor que la cantidad de aire requerida para la combustión y calculada teóricamente.

Unidades de medida de los componentes gaseosos de los productos de combustión →

Contenido de la sección

Al quemar combustibles orgánicos en hornos de calderas, se forman varios productos de combustión, como óxidos de carbono CO x \u003d CO + CO 2, vapor de agua H 2 O, óxidos de azufre SO x \u003d SO 2 + SO 3, óxidos de nitrógeno NO x \ u003d NO + NO 2 , hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP), fluoruros, compuestos de vanadio V 2 O 5 , material particulado, etc. (ver Tabla 7.1.1). En el caso de la combustión incompleta del combustible en los hornos, los gases de escape también pueden contener hidrocarburos CH4, C2H4, etc. Todos los productos de la combustión incompleta son dañinos, pero su formación se puede minimizar con la tecnología moderna de combustión de combustible [1].

Tabla 7.1.1. Emisiones específicas de la quema de combustibles orgánicos en calderas de potencia [3]

Símbolos: A p, S p – respectivamente, el contenido de ceniza y azufre por masa de trabajo de combustible, %.

El criterio para la evaluación sanitaria del medio ambiente es la concentración máxima permisible (MPC) de una sustancia nociva en el aire atmosférico a nivel del suelo. MPC debe entenderse como una concentración tal de diversas sustancias y compuestos químicos que, con la exposición diaria durante mucho tiempo al cuerpo humano, no causa ningún cambio patológico o enfermedad.

Las concentraciones máximas permitidas (MPC) de sustancias nocivas en el aire atmosférico de áreas pobladas se dan en la Tabla. 7.1.2 [4]. La concentración máxima de una sola vez de sustancias nocivas se determina mediante muestras tomadas dentro de los 20 minutos, el promedio diario, por día.

Tabla 7.1.2. Concentraciones máximas permisibles de sustancias nocivas en el aire atmosférico de áreas pobladas

Contaminante	Concentración máxima admisible, mg/m 3
Máximo una vez	Promedio diario
Polvo no tóxico	0,5	0,15
dióxido de azufre	0,5	0,05
monóxido de carbono	3,0	1,0
monóxido de carbono	3,0	1,0
dioxido de nitrogeno	0,085	0,04
Oxido de nitrógeno	0,6	0,06
hollín (hollín)	0,15	0,05
sulfuro de hidrógeno	0,008	0,008
Benz(a)pireno	-	0,1 µg / 100 m 3
pentóxido de vanadio	-	0,002
Compuestos de flúor (para flúor)	0,02	0,005
Cloro	0,1	0,03

Los cálculos se realizan para cada sustancia nociva por separado, de modo que la concentración de cada uno de ellos no supere los valores indicados en la Tabla. 7.1.2. Para las salas de calderas, estas condiciones se hacen más estrictas por la introducción de requisitos adicionales sobre la necesidad de sumar los efectos de los óxidos de azufre y nitrógeno, que se determina mediante la expresión

Al mismo tiempo, debido a deficiencias locales de aire o condiciones térmicas y aerodinámicas desfavorables, se forman productos de combustión incompletos en los hornos y cámaras de combustión, que consisten principalmente en monóxido de carbono CO (monóxido de carbono), hidrógeno H 2 y varios hidrocarburos, que caracterizan el calor. pérdidas en la unidad de caldera debido a una combustión química incompleta (quemado químico inferior).

Además, durante el proceso de combustión, se obtienen una serie de compuestos químicos, que se forman como resultado de la oxidación de varios componentes del combustible y nitrógeno en el aire N 2. La parte más significativa de ellos son los óxidos de nitrógeno NO x y el azufre SO x .

Los óxidos de nitrógeno se forman debido a la oxidación tanto del nitrógeno molecular del aire como del nitrógeno contenido en el combustible. Los estudios experimentales han demostrado que la mayor parte del NO x formado en los hornos de las calderas, a saber, el 96 ÷ 100 %, recae sobre el monóxido de nitrógeno (óxido) NO. El dióxido de nitrógeno NO 2 y el hemióxido de nitrógeno N 2 O se forman en cantidades mucho más pequeñas, y su participación es aproximadamente: para NO 2 - hasta el 4%, y para N 2 O - centésimas de porcentaje de la emisión total de NO x. En condiciones típicas de quema de combustibles en calderas, las concentraciones de dióxido de nitrógeno NO 2 son, por regla general, insignificantes en comparación con el contenido de NO y normalmente oscilan entre 0 y 7 ppm hasta 20÷30 ppm. Al mismo tiempo, la rápida mezcla de regiones frías y calientes en una llama turbulenta puede conducir a concentraciones relativamente grandes de dióxido de nitrógeno en las zonas frías del flujo. Además, se produce una emisión parcial de NO 2 en la parte superior del horno y en la chimenea horizontal (en T> 900÷1000 K) y bajo ciertas condiciones también puede alcanzar tamaños apreciables.

El hemóxido de nitrógeno N 2 O, formado durante la combustión de combustibles, es, aparentemente, un intermedio de corta duración. El N 2 O está prácticamente ausente en los productos de combustión detrás de las calderas.

El azufre contenido en el combustible es fuente de formación de óxidos de azufre SOx: SO 2 sulfuroso (dióxido de azufre) y SO 3 sulfúrico (trióxido de azufre) anhídridos. La emisión másica total de SO x depende únicamente del contenido de azufre en el combustible S p , y su concentración en los gases de combustión también depende del coeficiente de flujo de aire α. Por regla general, la proporción de SO 2 es del 97 ÷ 99 % y la proporción de SO 3 es del 1 ÷ 3 % de la producción total de SO x . El contenido real de SO 2 en los gases que salen de las calderas varía de 0,08 a 0,6%, y la concentración de SO 3, de 0,0001 a 0,008%.

Entre los componentes nocivos de los gases de combustión, un nutrido grupo de hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAP) ocupa un lugar especial. Muchos HAP tienen alta actividad cancerígena y (o) mutagénica, activan el smog fotoquímico en las ciudades, lo que requiere un estricto control y limitación de sus emisiones. Al mismo tiempo, algunos HAP, como el fenantreno, el fluoranteno, el pireno y otros, son casi fisiológicamente inertes y no cancerígenos.

Los PAH se forman como resultado de la combustión incompleta de cualquier combustible de hidrocarburo. Esto último ocurre debido a la inhibición de las reacciones de oxidación de los hidrocarburos combustibles por las paredes frías de los dispositivos de combustión, y también puede ser causado por una mezcla insatisfactoria de combustible y aire. Esto conduce a la formación en los hornos (cámaras de combustión) de zonas oxidantes locales con baja temperatura o zonas con exceso de combustible.

Debido al gran número de PAH diferentes en los gases de combustión y la dificultad de medir sus concentraciones, se acostumbra estimar el nivel de contaminación cancerígena de los productos de combustión y el aire atmosférico por la concentración del carcinógeno más fuerte y estable, el benzo(a). pireno (B(a)P) C 20 H 12 .

Debido a la alta toxicidad, se debe hacer una mención especial a productos de combustión de fuel oil como los óxidos de vanadio. El vanadio está contenido en la parte mineral del fuel oil y, cuando se quema, forma óxidos de vanadio VO, VO 2 . Sin embargo, durante la formación de depósitos sobre superficies convectivas, los óxidos de vanadio están presentes principalmente en forma de V 2 O 5 . El pentóxido de vanadio V 2 O 5 es la forma más tóxica de los óxidos de vanadio, por lo que sus emisiones se contabilizan en términos de V 2 O 5 .

Tabla 7.1.3. Concentración aproximada de sustancias nocivas en los productos de combustión durante la quema de combustibles orgánicos en calderas de potencia

Emisiones =	Concentración, mg / m 3
	Gas natural	gasolina	Carbón
Óxidos de nitrógeno NO x (en términos de NO 2)	200÷ 1200	300÷ 1000	350 ÷1500
Dióxido de azufre SO 2	-	2000÷6000	1000÷5000
Anhídrido sulfúrico SO 3	-	4÷250	2 ÷ 100
Monóxido de carbono CO	10÷125	10÷150	15÷150
Benz (a) pireno C 20 H 12	(0.1÷1, 0) 10 -3	(0.2÷4.0) 10 -3	(0.3÷14) 10 -3
Partículas sólidas	-	<100	150÷300

Durante la combustión de fueloil y combustibles sólidos, las emisiones también contienen material particulado, consistente en cenizas volantes, partículas de hollín, HAP y combustible no quemado como resultado de la subcombustión mecánica.

Los rangos de concentración de sustancias nocivas en los gases de combustión durante la combustión de varios tipos de combustibles se dan en la Tabla. 7.1.3.

Composición y propiedades del gas natural. Gas natural (gas natural combustible; GGP) - Una mezcla gaseosa formada por metano e hidrocarburos más pesados, nitrógeno, dióxido de carbono, vapor de agua, compuestos que contienen azufre, gases inertes . El metano es el principal componente del GGP. HGP generalmente también contiene trazas de otros componentes (Fig. 1).

1. Los componentes combustibles incluyen hidrocarburos:

a) metano (CH 4) - el componente principal del gas natural, hasta el 98% por volumen (otros componentes están presentes en pequeñas cantidades o ausentes). Incoloro, inodoro e insípido, no tóxico, explosivo, más liviano que el aire;

b) hidrocarburos pesados ​​(limitantes) [etano (C 2 H 6), propano (C h H 8), butano (C 4 H 10), etc.] - incoloros, inodoros e insípidos, no tóxicos, explosivos, más pesados ​​que aire.

2. Componentes no combustibles (lastre) :

a) nitrógeno (N 2) - un componente del aire, sin color, olor y sabor; gas inerte, porque no interactúa con el oxígeno;

b) oxígeno (O 2) - una parte integral del aire; incoloro, inodoro e insípido; agente oxidante.

c) dióxido de carbono (dióxido de carbono CO 2) - sin color con un sabor ligeramente agrio. Cuando el contenido en el aire es más del 10% tóxico, más pesado que el aire;

Aire . El aire atmosférico seco es una mezcla de gases de varios componentes que consta de (% en volumen): nitrógeno N 2 - 78 %, oxígeno O 2 - 21 %, gases inertes (argón, neón, criptón, etc.) - 0,94 % y dióxido de carbono - 0,03%.

Figura 2. Composición del aire.

El aire también contiene vapor de agua e impurezas aleatorias: amoníaco, dióxido de azufre, polvo, microorganismos, etc. ( arroz. 2). Los gases que componen el aire se distribuyen uniformemente en él y cada uno de ellos conserva sus propiedades en la mezcla.

3. Componentes nocivos :

a) sulfuro de hidrógeno (H 2 S) - incoloro, con olor a huevos podridos, tóxico, ardiente, más pesado que el aire.

b) ácido cianhídrico (hidrociánico) (HCN) - un líquido ligero incoloro, en un gas tiene un estado gaseoso. Venenoso, provoca la corrosión del metal.

4. Impurezas mecánicas (el contenido depende de las condiciones de transporte del gas):

a) resinas y polvo: cuando se mezclan, pueden formar obstrucciones en los gasoductos;

b) agua: se congela a bajas temperaturas, formando tapones de hielo, lo que conduce a la congelación de los dispositivos reductores.

GGPsobre caracterización toxicológica pertenecen a sustancias de la clase de peligro ΙV-ésima según GOST 12.1.007. Se trata de productos gaseosos, poco tóxicos, explosivos para el fuego.

Densidad: densidad del aire atmosférico en condiciones normales - 1,29 kg / m 3, y metano - 0,72 kg / m 3 Por lo tanto, el metano es más ligero que el aire.

Requisitos GOST 5542-2014 para indicadores GGP:

1) concentración en masa de sulfuro de hidrógeno- no más de 0,02 g/m 3 ;

2) concentración en masa de azufre mercaptano- no más de 0,036 g/m 3 ;

3) fracción molar de oxígeno- no más del 0,050%;

4) contenido permisible de impurezas mecánicas- no más de 0,001 g/m 3;

5) fracción molar de dióxido de carbono en gas natural, no más del 2,5%.

6) Valor calorífico neto GGP en condiciones de combustión estándar según GOST 5542-14 - 7600 kcal / m 3 ;

8) intensidad del olor a gas para fines domésticos con una fracción de volumen del 1% en el aire - al menos 3 puntos, y para gas para uso industrial, este indicador se fija de acuerdo con el consumidor.

Unidad de gastos de ventas GGP - 1 m 3 de gas a una presión de 760 mm Hg. Arte. y temperatura 20 o C;

Temperatura de ignición espontánea- la temperatura más baja de la superficie calentada que, en determinadas condiciones, enciende sustancias combustibles en forma de gas o mezcla de vapor y aire. Para el metano es 537 °C. Temperatura de combustión (temperatura máxima en la zona de combustión): metano - 2043 °C.

Calor específico de combustión del metano: el más bajo - Q H \u003d 8500 kcal / m 3, el más alto - Qv - 9500 kcal / m 3. Con el propósito de comparar tipos de combustible, el concepto combustible equivalente (c.f.) , en RF por unidad el poder calorífico de 1 kg de hulla se tomó igual a 29,3 MJ o 7000 kcal/kg.

Las condiciones para medir el flujo de gas son:

· condiciones normales(norte. en): Condiciones físicas estándar con las que se suelen correlacionar las propiedades de las sustancias. Las condiciones de referencia están definidas por la IUPAC (Unión Internacional de Química Práctica y Aplicada) de la siguiente manera: Presión atmosférica 101325 Pa = 760 mmHg S t..Temperatura del aire 273.15K= 0°C .Densidad del metano en bien.- 0,72 kg/m3,

· condiciones estándar(con. en) volumen en mutuo ( comercial) acuerdos con los consumidores - GOST 2939-63: temperatura 20°С, presión 760 mm Hg. (101325 N/m), la humedad es cero. (Por GOST 8.615-2013 las condiciones normales se denominan "condiciones estándar"). Densidad del metano en tu- 0,717 kg/m3.

Tasa de propagación de la llama (tasa de combustión)- la velocidad del frente de llama en relación con el chorro fresco de mezcla combustible en una dirección dada. Velocidad estimada de propagación de la llama: propano - 0,83 m/s, butano - 0,82 m/s, metano - 0,67 m/s, hidrógeno - 4,83 m/s, depende depende de la composición, la temperatura, la presión de la mezcla, la proporción de gas y aire en la mezcla, el diámetro del frente de llama, la naturaleza del movimiento de la mezcla (laminar o turbulento) y determina la estabilidad de la combustión.

a desventajas (propiedades peligrosas) GGP incluyen: explosividad (inflamabilidad); ardor intenso; rápida propagación en el espacio; la imposibilidad de determinar la ubicación; efecto sofocante, con falta de oxígeno para respirar .

Explosividad (inflamabilidad) . Distinguir:

un) límite inferior de inflamabilidad ( NSP) - la cantidad más pequeña de gas en el aire en la que el gas se enciende (metano - 4,4%) . Con menor contenido de gas en el aire, no habrá ignición por falta de gas; (Fig. 3)

b) límite superior de inflamabilidad ( REG) - el mayor contenido de gas en el aire en el que se produce el proceso de ignición ( metano - 17%) . Con un mayor contenido de gas en el aire, no se producirá la ignición por falta de aire. (Fig. 3)

EN FNP NSP y REG llamado límites de concentración inferior y superior de propagación de la llama ( NKPRP y VKPRP) .

En aumento de la presión del gas el rango entre los límites superior e inferior de la presión del gas disminuye (Fig. 4).

Por explosión de gas (metano) Además su contenido en el aire dentro del rango inflamable necesario fuente externa de energía (chispa, llama, etc.) . Con una explosión de gas en un volumen cerrado (sala, horno, tanque, etc.), más destrucción que una explosión al aire libre (arroz. 5).

Concentraciones máximas permitidas ( MPC) las sustancias nocivas GGP en el aire del área de trabajo se establecen en GOST 12.1.005.

MPC único máximo en el aire del área de trabajo (en términos de carbono) es 300 mg / m 3.

concentración peligrosa GGP (fracción de volumen de gas en el aire) es la concentración igual a 20% límite inferior inflamable de gas.

Toxicidad - la capacidad de envenenar el cuerpo humano. Los gases de hidrocarburos no tienen un fuerte efecto toxicológico en el cuerpo humano, pero su inhalación causa mareos en una persona y su contenido significativo en el aire inhalado. Cuando el oxígeno se reduce a 16% o menos puede llevar a asfixia.

En quema de gas con falta de oxígeno, es decir, con subcombustión, en los productos de combustión se forma monóxido de carbono (CO), o monóxido de carbono, que es un gas altamente tóxico.

odorización de gases - agregar una sustancia de olor fuerte (odorante) al gas para dar un olor GGP antes de la entrega a los consumidores en las redes de la ciudad. En uso para la odorización de etil mercaptano (C 2 H 5 SH - según el grado de impacto en el cuerpo pertenece a la ΙΙ-ésima clase de peligro toxicológico según GOST 12.1.007-76 ), se agrega 16 g por 1000 m 3 . La intensidad del olor de HGP odorizado con una fracción de volumen del 1% en el aire debe ser de al menos 3 puntos según GOST 22387.5.

El gas no odorizado se puede suministrar a empresas industriales, porque la intensidad del olor a gas natural para las empresas industriales que consumen gas de los principales gasoductos se establece de acuerdo con el consumidor.

Gases ardientes. El horno de una caldera (horno) en el que se quema combustible gaseoso (líquido) en una antorcha corresponde al concepto de "horno de cámara de caldera estacionario".

Combustión de gases de hidrocarburos - combinación química de componentes de gas combustible (carbono C e hidrógeno H) con oxígeno atmosférico O 2 (oxidación) con liberación de calor y luz: CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O .

En combustión completa el carbono se forma dióxido de carbono (CO 2 ), pero agua tipo - vapor de agua (H 2 O) .

En teoria para quemar 1 m 3 de metano se necesitan 2 m 3 de oxígeno, que están contenidos en 9,52 m 3 de aire (Fig. 6). si un aire de combustión insuficiente , entonces para una parte de las moléculas de componentes combustibles no habrá suficientes moléculas de oxígeno y en los productos de combustión, además de dióxido de carbono (CO 2 ), nitrógeno (N 2) y vapor de agua (H 2 O), productos combustión incompleta del gas :

-monóxido de carbono (CO), que, si se liberan en las instalaciones, pueden causar envenenamiento del personal operativo;

- hollín (C) , que, al depositarse sobre las superficies de calentamiento perjudica la transferencia de calor;

- metano e hidrógeno sin quemar , que puede acumularse en hornos y tiros (chimeneas), formando una mezcla explosiva. Cuando falta el aire, combustión incompleta del combustible o, como se suele decir, el proceso de combustión se produce con subcombustión. El agotamiento también puede ocurrir cuando mala mezcla de gas con aire y baja temperatura en la zona de combustión.

Para una combustión completa del gas, es necesario: la presencia de aire en el lugar de combustión en suficiente y buena mezcla con gas; alta temperatura en la zona de combustión.

Para asegurar la combustión completa del gas, se suministra aire en mayor cantidad de lo teóricamente necesario, es decir, en exceso, mientras que no todo el aire participará en la combustión. Parte del calor se gastará en calentar este exceso de aire y se liberará a la atmósfera junto con los gases de combustión.

La integridad de la combustión se determina visualmente (debe ser una llama azulada - azulada con extremos morados) o analizando la composición de los gases de combustión.

Teórico (estequiométrico) volumen de aire de combustión es la cantidad de aire necesaria para la combustión completa de una unidad de volumen ( 1 m 3 de gas seco o masa de combustible, calculado a partir de la composición química del combustible ).

Válido (real, requerido) El volumen de aire de combustión es la cantidad de aire que realmente se utiliza para quemar una unidad de volumen o masa de combustible.

Relación de aire de combustión α es la relación entre el volumen real de aire para la combustión y el teórico: α = V f / V t >1,

donde: V f - volumen real de aire suministrado, m 3 ;

vt - volumen teórico de aire, m 3.

Coeficiente espectáculos en exceso cuantas veces el consumo real de aire para la combustión de gas supera el teórico depende del diseño del quemador de gas y del horno: cuanto más perfectos sean, el coeficiente α menor. Cuando el coeficiente de exceso de aire para calderas es inferior a 1, se produce una combustión incompleta del gas. Un aumento en la proporción de exceso de aire reduce la eficiencia. planta de gas. Para varios hornos donde se funde metal, para evitar la corrosión por oxígeno: α < 1 y después del horno, se instala una cámara de postcombustión para componentes combustibles no quemados.

Para controlar el tiro se utilizan paletas guía, válvulas de compuerta, válvulas de mariposa y acoplamientos electromecánicos.

Ventajas de los combustibles gaseosos frente a los sólidos y líquidos– bajo costo, facilitando el trabajo del personal, baja cantidad de impurezas nocivas en los productos de combustión, mejores condiciones ambientales, sin necesidad de transporte por carretera y ferrocarril, buena mezcla con el aire (menos de α), automatización completa, alta eficiencia.

Métodos de combustión de gases. El aire de combustión puede ser:

1) primario, se introduce en el quemador, donde se mezcla con gas (se utiliza una mezcla de gas y aire para la combustión).

2) secundario, entra directamente en la zona de combustión.

Existen los siguientes métodos de combustión de gas:

1. método de difusión- el gas y el aire para la combustión se suministran por separado y se mezclan en la zona de combustión, es decir todo el aire es secundario. La llama es larga, se requiere un gran espacio de horno. (Figura 7a).

2. método cinético - todo el aire se mezcla con gas dentro del quemador, es decir todo el aire es primario. La llama es corta, se requiere un espacio de combustión pequeño (Figura 7c).

3. metodo mixto - una parte del aire se suministra al interior del quemador, donde se mezcla con el gas (este es el aire primario), y una parte del aire se suministra a la zona de combustión (secundario). La llama es más corta que con el método de difusión (Fig. 7b).

Eliminación de productos de la combustión. La rarefacción en el horno y la eliminación de los productos de la combustión se producen por la fuerza de tracción que vence la resistencia del recorrido de los humos y surge por la diferencia de presión entre las columnas de aire frío exterior de igual altura y los humos calientes más ligeros. En este caso, los gases de combustión se mueven del horno a la tubería y el aire frío ingresa al horno en su lugar (Fig. 8).

La fuerza de tracción depende de: temperatura del aire y de los gases de combustión, altura, diámetro y espesor de pared de la chimenea, presión barométrica (atmosférica), estado de los conductos de gas (chimeneas), aspiración de aire, rarefacción en el horno .

Natural fuerza de tiro - creada por la altura de la chimenea, y artificial, que es un aspirador de humos con tiro natural insuficiente. La fuerza de tracción está regulada por compuertas, paletas guía de extractores de humo y otros dispositivos.

Proporción de exceso de aire (α ) depende del diseño del quemador de gas y del horno: cuanto más perfectos son, menor es el coeficiente y muestra: cuántas veces el consumo real de aire para la combustión de gas supera al teórico.

Sobrealimentación: eliminación de productos de la combustión del combustible debido al funcionamiento de los sopladores .Cuando se trabaja "bajo sobrealimentación", se requiere una cámara de combustión fuerte y densa (cámara de combustión) que pueda soportar el exceso de presión creado por el ventilador.

Quemadores de gas.Quemadores de gas- proporcionar el suministro de la cantidad requerida de gas y aire, su mezcla y regulación del proceso de combustión, y equipado con un túnel, dispositivo de distribución de aire, etc., se denomina dispositivo quemador de gas.

requisitos del quemador:

1) los quemadores deben cumplir con los requisitos de los reglamentos técnicos pertinentes (tener un certificado o declaración de conformidad) o pasar un examen de seguridad industrial;

2) garantizar la integridad de la combustión del gas en todos los modos de funcionamiento con un exceso mínimo de aire (excepto algunos quemadores de hornos de gas) y una emisión mínima de sustancias nocivas;

3) poder utilizar control automático y seguridad, así como medir los parámetros de gas y aire frente al quemador;

4) debe tener un diseño simple, ser accesible para reparación y revisión;

5) trabajar de manera constante dentro del reglamento de trabajo, si es necesario, tener estabilizadores para evitar la separación y el retroceso de la llama;

Parámetros de los quemadores de gas.(Figura 9). Según GOST 17356-89 (Quemadores a gas, combustible líquido y combinados. Términos y definiciones. Rev. N 1) :Límite de estabilidad del quemador , en el cual aun no surge extinción, ruptura, desprendimiento, estallido de llama y vibraciones inaceptables.

Nota. Existir Superior e inferior límites de la sostenibilidad.

1) Potencia calorífica del quemador N g. - la cantidad de calor resultante de la combustión del combustible suministrado al quemador por unidad de tiempo, N g \u003d V. Q kcal/h, donde V es el consumo horario de gas, m 3 /h; Q n. - calor de combustión del gas, kcal / m 3.

2) Límites de estabilidad del quemador , en el cual aun no surge extinción, estancamiento, desprendimiento, retorno de llama y vibraciones inaceptables . Nota. Existir superior - N vp . y menor -N n.p. límites de la sostenibilidad.

3) potencia mínima N mín. - potencia térmica del quemador, que es de 1,1 potencia, correspondiente al límite inferior de su funcionamiento estable, es decir potencia de límite bajo aumentada en un 10%, N mín. =1.1N np

4) límite superior de funcionamiento estable del quemador N v.p. – la potencia estable más alta, trabajo sin separación y flashover de la llama.

5) potencia máxima del quemador N max - potencia térmica del quemador, que es 0,9 de potencia, correspondiente al límite superior de su funcionamiento estable, es decir, potencia límite superior reducida en un 10%, N máx. = 0,9 N v.p.

6) potencia nominal N nom - la potencia térmica más alta del quemador, cuando los indicadores de rendimiento cumplen con los estándares establecidos, es decir la potencia más alta con la que el quemador funciona durante mucho tiempo con alta eficiencia.

7) rango de regulación de funcionamiento (salida de calor del quemador) – un rango regulado en el que la salida de calor del quemador puede cambiar durante el funcionamiento, es decir, valores de potencia de N min a N nom. .

8) coeficiente de regulación de trabajo K rr. es la relación entre la potencia calorífica nominal del quemador y su potencia calorífica mínima de funcionamiento, es decir muestra cuántas veces la potencia nominal supera la mínima: K rr. = N nominal / N min

carnet de régimen.De acuerdo con las "Reglas para el uso de gas ...", aprobadas por el Gobierno de la Federación Rusa el 17 de mayo de 2002 No. 317(modificado el 19/06/2017) , una vez finalizados los trabajos de construcción e instalación de los equipos que utilizan gas construidos, reconstruidos o modernizados y los equipos convertidos a gas a partir de otros tipos de combustible, se llevan a cabo los trabajos de puesta en marcha y mantenimiento. Lanzamiento de gas a los equipos que utilicen gas construidos, reconstruidos o modernizados y a los equipos convertidos a gas a partir de otros tipos de combustible para la realización de puesta en marcha (pruebas integradas) y la aceptación del equipo en operación se lleva a cabo sobre la base de un acto sobre la preparación de las redes de consumo de gas y el equipo que usa gas del objeto de construcción de capital para la conexión (conexión tecnológica). Las reglas establecen que:

· equipo que usa gas - calderas, hornos de producción, líneas de proceso, unidades de recuperación de calor y otras instalaciones que utilizan gas como combustible con el fin de generar energía térmica para calefacción centralizada, abastecimiento de agua caliente, en procesos tecnológicos de diversas industrias, así como otros dispositivos, aparatos, unidades, equipos de proceso e instalaciones que utilicen gas como materia prima;

· trabajos de puesta en marcha- complejo de obras, incluida la preparación para la puesta en marcha y puesta en marcha de equipos que utilizan gas con comunicaciones y equipamientos, llevando la carga de equipos que utilizan gas hasta el nivel acordado con la organización - el propietario del equipo, un también el ajuste del modo de combustión de los equipos que utilizan gas sin optimización de la eficiencia;

· régimen y obras de ajuste- un conjunto de obras, incluido el ajuste de los equipos que utilizan gas para lograr la eficiencia de diseño (pasaporte) en el rango de cargas operativas, el ajuste del control automático de los procesos de combustión de combustible, plantas de recuperación de calor y equipos auxiliares, incluidos los equipos de tratamiento de agua para salas de calderas.

Según GOST R 54961-2012 (Sistemas de distribución de gas. Redes de consumo de gas) se recomienda:Modos de funcionamiento equipos que utilizan gas en empresas y salas de calderas debe coincidir con los mapas de régimen aprobado por el gerente técnico de la empresa y PAG producido al menos una vez cada tres años con ajuste (si es necesario) de tarjetas de régimen .

El ajuste de régimen no programado de los equipos que utilizan gas debe realizarse en los siguientes casos: después de una revisión general de los equipos que utilizan gas o de realizar cambios estructurales que afecten la eficiencia del uso del gas, así como en caso de desviaciones sistemáticas de los parámetros controlados de los equipos que utilizan gas a partir de mapas de régimen.

Clasificación de los quemadores de gas. Según GOST Los quemadores de gas se clasifican según: método de suministro del componente; el grado de preparación de la mezcla combustible; la tasa de caducidad de los productos de combustión; la naturaleza del flujo de la mezcla; presión de gas nominal; grado de automatización; la capacidad de controlar el coeficiente de exceso de aire y las características de la antorcha; localización de la zona de combustión; posibilidad de aprovechar el calor de los productos de combustión.

EN horno de cámara de una planta que utiliza gas gaseoso el combustible se quema en una bengala.

De acuerdo con el método de suministro de aire, los quemadores pueden ser:

1) Quemadores atmosféricos -El aire entra en la zona de combustión directamente desde la atmósfera:

una. Difusión – este es el quemador más simple en diseño, que, por regla general, es un tubo con agujeros perforados en una o dos filas. El gas ingresa a la zona de combustión desde la tubería a través de los orificios, y aire - debido a difusión y energía de chorro de gas (arroz. 10 ), todo el aire es secundario .

Ventajas del quemador : simplicidad de diseño, fiabilidad de trabajo ( no es posible el flashover ), funcionamiento silencioso, buena regulación.

desventajas: bajo consumo, antieconómico, llama alta (larga), se necesitan retardantes de llama para evitar que se apague la llama del quemador en la separación .

b. inyección - aire se inyecta, es decir aspirado en el interior del quemador debido a la energía del chorro de gas que sale de la boquilla . El chorro de gas crea un vacío en el área de la boquilla, donde se aspira aire a través del espacio entre el limpiador de aire y el cuerpo del quemador. En el interior del quemador se mezclan gas y aire, entrando la mezcla gas-aire en la zona de combustión, y el resto del aire necesario para la combustión del gas (secundario) entra en la zona de combustión por difusión (Fig. 11, 12, 13 ).

Dependiendo de la cantidad de aire inyectado, hay quemadores de inyección: con mezcla previa incompleta y completa de gas y aire.

El quemador gas de media y alta presion se aspira todo el aire necesario, es decir, todo el aire es primario, hay una premezcla completa de gas con aire. Una mezcla de gas y aire completamente preparada ingresa a la zona de combustión y no hay necesidad de aire secundario.

El quemador baja presión parte del aire necesario para la combustión es aspirado (se produce una inyección de aire incompleta, este aire es primario), y el resto del aire (secundario) entra directamente en la zona de combustión.

La relación "gas - aire" en estos quemadores está regulada por la posición del lavador de aire con respecto al cuerpo del quemador. Los quemadores son de llama única y llama múltiple con suministro de gas central y periférico (BIG y BIGm) que consisten en un conjunto de tubos - mezcladores 1 con un diámetro de 48x3, unidos por un colector de gas común 2 (Fig. 13 ).

Ventajas de los quemadores: simplicidad de diseño y regulación de potencia.

Desventajas de los quemadores: alto nivel de ruido, posibilidad de descarga disruptiva, un pequeño rango de regulación de funcionamiento.

2) Quemadores de aire forzado - Son quemadores en los que el aire comburente se alimenta de un ventilador. El gas del gasoducto ingresa a la cámara interna del quemador (Fig. 14 ).

El aire forzado por el ventilador se suministra a la cámara de aire. 2 , pasa por el remolino de aire 4 , torcido y mezclado en la batidora 5 con gas que entra en la zona de combustión desde el canal de gas 1 a través de salidas de gas 3 .La combustión tiene lugar en un túnel cerámico 7 .

Arroz. 14. Quemador con suministro de aire forzado: 1 - canal de gas; 2 - canal de aire; 3 - salidas de gas; 4 - remolino; 5 - batidora; 6 – túnel cerámico (estabilizador de combustión).

Arroz. 15. Quemador combinado de flujo único: 1 - entrada de gas; 2 – entrada de fuel oil; 3 - orificios de salida de gas de entrada de vapor; 4 - entrada de aire primario; 5 – mezclador de entrada de aire secundario; 6 - boquilla de aceite de vapor; 7 - placa de montaje; 8 - remolino de aire primario; 9 - remolino de aire secundario; 10 - túnel cerámico (estabilizador de combustión); 11 - canal de gas; 12 - canal de aire secundario.

Ventajas de los quemadores: alta potencia térmica, amplio rango de regulación de funcionamiento, posibilidad de regulación de la relación de exceso de aire, posibilidad de precalentamiento de gas y aire.

Desventajas de los quemadores.: suficiente complejidad de diseño; es posible la separación y el avance de la llama, en relación con lo cual se hace necesario utilizar estabilizadores de combustión (túnel cerámico).

Los quemadores diseñados para quemar varios tipos de combustible (gaseoso, líquido, sólido) se denominan conjunto (arroz. 15 ). Pueden ser de un solo hilo y de doble hilo, es decir. con uno o más suministros de gas al quemador.

3) quemador de bloque – es un quemador automático con suministro de aire forzado (arroz. 16 ), arreglado con un ventilador en una sola unidad. El quemador está equipado con un sistema de control automático.

El proceso de combustión del combustible en los quemadores de bloque está controlado por un dispositivo electrónico llamado administrador de combustión.

Para quemadores de aceite, esta unidad incluye la bomba de combustible o la bomba de combustible y el precalentador de combustible.

La unidad de control (gestor de combustión) controla y controla el funcionamiento del quemador, recibiendo órdenes del termostato (controlador de temperatura), del electrodo de control de llama y de los sensores de presión de gas y aire.

El flujo de gas está controlado por una válvula de mariposa ubicada fuera del cuerpo del quemador.

La arandela de retención es responsable de mezclar el gas con el aire en la parte cónica del tubo de llama y se utiliza para controlar el aire de entrada (regulación en el lado de presión). Otra posibilidad para cambiar la cantidad de aire suministrado es cambiar la posición de la válvula de mariposa de aire en la caja del regulador de aire (ajuste en el lado de succión).

La regulación de las relaciones gas-aire (control de válvulas de mariposa de gas y aire) puede ser:

conectado, desde un actuador:

· Regulación de frecuencia del caudal de aire, modificando la velocidad del motor del ventilador mediante un inverter, que consta de un convertidor de frecuencia y un sensor de pulso.

El encendido del quemador se realiza automáticamente por el dispositivo de encendido utilizando el electrodo de encendido. La presencia de una llama es monitoreada por un electrodo de control de llama.

La secuencia de operación para encender el quemador:

Solicitud de producción de calor (desde el termostato);

· la inclusión del electromotor del ventilador y la ventilación preliminar del fogón;

Habilitación encendido electrónico

apertura de la electroválvula, alimentación de gas y encendido del quemador;

señal del sensor de control de llama sobre la presencia de una llama.

Accidentes (incidentes) en quemadores. rotura de llama - mover la zona de la raíz de la antorcha desde las salidas de los quemadores en la dirección del flujo de combustible o mezcla combustible. Ocurre cuando la velocidad de la mezcla gas-aire o gas se hace mayor que la velocidad de propagación de la llama. La llama se aleja del quemador, se vuelve inestable y puede apagarse. El gas continúa fluyendo a través del quemador apagado y se puede formar una mezcla explosiva en el horno.

La separación ocurre cuando: un aumento en la presión del gas por encima de lo permitido, un fuerte aumento en el suministro de aire primario, un aumento en la rarefacción en el horno. Para protección contra rasgaduras aplicar estabilizadores de combustión (arroz. 17): toboganes y postes de ladrillo; túneles de cerámica de varios tipos y ranuras de ladrillo; cuerpos poco aerodinámicos que se calientan durante el funcionamiento del quemador (cuando se apaga la llama, se encenderá un chorro fresco del estabilizador), así como quemadores piloto especiales.

Linterna - mover la zona de la antorcha hacia la mezcla combustible, en la que la llama penetra en el quemador . Este fenómeno ocurre solo en quemadores con premezcla de gas y aire y ocurre cuando la velocidad de la mezcla gas-aire se vuelve menor que la velocidad de propagación de la llama. La llama salta al interior del quemador, donde continúa ardiendo, provocando que el quemador se deforme por sobrecalentamiento.

El avance ocurre cuando: la presión del gas frente al quemador cae por debajo del valor permitido; encendido del quemador cuando se suministra aire primario; gran suministro de gas a baja presión de aire. Durante el deslizamiento, puede ocurrir un pequeño estallido, como resultado de lo cual la llama se apagará, mientras que el gas puede continuar fluyendo a través del quemador inactivo y puede formarse una mezcla explosiva en el horno y los conductos de gas de la instalación que usa gas. Para proteger contra el deslizamiento, se utilizan estabilizadores de placa o malla., ya que a través de ranuras estrechas y pequeños agujeros no hay paso de la llama.

Actuaciones del personal en caso de accidente en los quemadores

En caso de accidente en el quemador (separación, deslizamiento o extinción de la llama) durante el encendido o en proceso de regulación, es necesario: detener inmediatamente el suministro de gas a este quemador (quemadores) y al dispositivo de encendido; ventile el horno y los conductos de gas durante al menos 10 minutos; averiguar la causa del problema; informar a la persona responsable; después de eliminar las causas de las fallas y verificar la estanqueidad de la válvula de cierre frente al quemador, bajo la dirección de la persona responsable, de acuerdo con las instrucciones, vuelva a encender.

Cambio de carga del quemador.

Hay quemadores con varias formas de cambiar la salida de calor:

Quemador con control de salida de calor de varias etapas- se trata de un quemador, durante el cual se puede instalar el regulador de flujo de combustible en varias posiciones entre las posiciones máxima y mínima de funcionamiento.

Quemador con regulación de potencia calorífica en tres etapas- se trata de un quemador, durante cuyo funcionamiento el regulador de caudal de combustible se puede regular en las posiciones "caudal máximo" - "caudal mínimo" - "cerrado".

Quemador con control de salida de calor de dos etapas- un quemador funcionando en las posiciones "abierto - cerrado".

Quemador modulante- este es un quemador, durante el cual el regulador de flujo de combustible puede instalarse en cualquier posición entre las posiciones máxima y mínima de funcionamiento.

Es posible regular la potencia térmica de la instalación por el número de quemadores en funcionamiento, si lo proporciona el fabricante y tarjeta de régimen.

Cambiar la salida de calor manualmente, con el fin de evitar la separación de la llama, se realiza:

Al aumentar: primero aumente el suministro de gas y luego el de aire.

Al disminuir: primero reduzca el suministro de aire y luego el gas;

Para evitar accidentes en los quemadores, el cambio de potencia debe realizarse sin problemas (en varios pasos) de acuerdo con el mapa de régimen.