گاز سوزی شرایط لازم برای احتراق گاز. محصولات احتراق کامل و ناقص سوخت گاز. مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق کامل یک گاز. نسبت هوای اضافی و تأثیر آن بر راندمان احتراق گاز

احتراق گاز واکنشی از ترکیب اجزای گاز قابل احتراق با اکسیژن موجود در هوا است که با انتشار گرما همراه است. فرآیند احتراق به ترکیب شیمیایی سوخت بستگی دارد. جزء اصلی گاز طبیعی متان است، اما اتان، پروپان و بوتان نیز قابل احتراق هستند که در مقادیر کمی وجود دارند.

گاز طبیعی تولید شده از ذخایر سیبری غربی تقریباً به طور کامل (تا 99٪) از متان CH4 تشکیل شده است. هوا از اکسیژن (21%) و نیتروژن و مقدار کمی از گازهای غیر قابل احتراق دیگر (79%) تشکیل شده است. ساده شده، واکنش احتراق کامل متان به شرح زیر است:

CH4 + 2O2 + 7.52 N2 = CO2 + 2H20 + 7.52 N2

در نتیجه واکنش احتراق در طی احتراق کامل، دی اکسید کربن CO2 تشکیل می شود و بخار آب H2O ماده ای است که اثر مضری بر محیط زیست و انسان ندارد. نیتروژن N در واکنش شرکت نمی کند. برای احتراق کامل 1 m³ متان، 9.52 m³ هوا از نظر تئوری مورد نیاز است. برای اهداف عملی، در نظر گرفته شده است که برای احتراق کامل 1 متر مکعب گاز طبیعی، حداقل 10 متر مکعب هوا مورد نیاز است. با این حال، اگر تنها مقدار هوای لازم از نظر تئوری تامین شود، دستیابی به احتراق کامل سوخت غیرممکن است: مخلوط کردن گاز با هوا به گونه‌ای که تعداد مولکول‌های اکسیژن مورد نیاز برای هر یک از آنها تامین شود، دشوار است. مولکول های آن در عمل، هوای بیشتری نسبت به احتراق که از نظر نظری لازم است، تامین می شود. مقدار هوای اضافی توسط ضریب هوای اضافی a تعیین می شود که نسبت مقدار هوای مصرف شده واقعی برای احتراق را به مقدار مورد نیاز نظری نشان می دهد:

α = V واقعیت./ نظریه V.

که در آن V مقدار هوای مورد استفاده واقعی برای احتراق، m³ است.
V مقدار هوای مورد نیاز نظری m³ است.

ضریب هوای اضافی مهمترین شاخصی است که کیفیت احتراق گاز توسط مشعل را مشخص می کند. هرچه a کوچکتر باشد، گرمای کمتری توسط گازهای خروجی منتقل می شود، کارایی تجهیزات مصرف کننده گاز بیشتر می شود. اما سوزاندن گاز با هوای اضافی ناکافی منجر به کمبود هوا می شود که می تواند باعث احتراق ناقص شود. برای مشعل های مدرن با پیش اختلاط کامل گاز با هوا، ضریب هوای اضافی در محدوده 1.05 - 1.1 اینچ قرار دارد، یعنی هوا برای احتراق 5 تا 10 درصد بیشتر از حد تئوری مورد نیاز مصرف می شود.

با احتراق ناقص، محصولات احتراق حاوی مقدار قابل توجهی مونوکسید کربن CO و همچنین کربن نسوخته به شکل دوده هستند. اگر مشعل بسیار ضعیف کار کند، محصولات احتراق ممکن است حاوی هیدروژن و متان نسوخته باشند. مونوکسید کربن CO (مونوکسید کربن) هوای اتاق را آلوده می کند (هنگام استفاده از تجهیزات بدون تخلیه محصولات احتراق در جو - اجاق گاز، ستون های با قدرت حرارتی کم) و دارای اثر سمی است. دوده سطوح تبادل حرارت را آلوده می کند، انتقال حرارت را به شدت کاهش می دهد و کارایی تجهیزات مصرف کننده گاز خانگی را کاهش می دهد. علاوه بر این، هنگام استفاده از اجاق گاز، ظروف به دوده آلوده می شوند که حذف آن به تلاش قابل توجهی نیاز دارد. در آبگرمکن ها، دوده مبدل حرارتی را آلوده می کند، در موارد "غفلت" تقریباً تا توقف کامل انتقال حرارت از محصولات احتراق: ستون می سوزد و آب چندین درجه گرم می شود.

احتراق ناقص رخ می دهد:

• با تامین هوای کافی برای احتراق؛
• با اختلاط ضعیف گاز و هوا؛
• با سرد شدن بیش از حد شعله قبل از اتمام واکنش احتراق.

کیفیت احتراق گاز را می توان با رنگ شعله کنترل کرد. احتراق گاز با کیفیت پایین با شعله دودی زرد مشخص می شود. هنگامی که گاز به طور کامل می سوزد، شعله یک مشعل کوتاه به رنگ آبی مایل به بنفش با دمای بالا است. برای کنترل عملکرد مشعل های صنعتی از دستگاه های خاصی استفاده می شود که ترکیب گازهای دودکش و دمای محصولات احتراق را تجزیه و تحلیل می کند. در حال حاضر، هنگام تنظیم انواع خاصی از تجهیزات مصرف گاز خانگی، می توان فرآیند احتراق را با دما و تجزیه و تحلیل گازهای دودکش تنظیم کرد.

رای داد تشکر!

شما ممکن است علاقه مند باشید:

• 
• 

الکساندر پاولوویچ کنستانتینوف

بازرس ارشد کنترل ایمنی تاسیسات خطرناک هسته ای و تشعشعی. کاندیدای علوم فنی، دانشیار، استاد آکادمی علوم طبیعی روسیه.

آشپزخانه با اجاق گاز اغلب منبع اصلی آلودگی هوا در کل آپارتمان است. و آنچه بسیار مهم است، این امر در مورد اکثر ساکنان روسیه صدق می کند. در واقع، در روسیه، 90٪ از ساکنان شهری و بیش از 80٪ از ساکنان روستایی از اجاق گاز استفاده می کنند ختا، ز. آی.سلامت انسان در شرایط اکولوژیکی مدرن. - M. : FAIR-PRESS, 2001. - 208 p..

در سال های اخیر مقالاتی از محققان جدی در مورد خطر بالای اجاق گاز برای سلامتی منتشر شده است. پزشکان می دانند که در خانه هایی که اجاق گاز نصب می شود، ساکنان بیشتر و طولانی تر از خانه هایی با اجاق های برقی بیمار می شوند. و ما در مورد بسیاری از بیماری های مختلف صحبت می کنیم، و نه فقط در مورد بیماری های دستگاه تنفسی. کاهش سطح سلامت به ویژه در زنان، کودکان و همچنین در افراد مسن و بیماران مزمن که زمان بیشتری را در خانه سپری می کنند، محسوس است.

پروفسور V. Blagov آگاهانه استفاده از اجاق گاز را "جنگ شیمیایی در مقیاس بزرگ علیه مردم خود" نامید.

چرا استفاده از گاز خانگی برای سلامتی مضر است؟

بیایید سعی کنیم به این سوال پاسخ دهیم. عوامل متعددی وجود دارد که در کنار هم استفاده از اجاق گاز را برای سلامتی مضر می کند.

عوامل گروه اول

این گروه از عوامل به دلیل شیمی بودن فرآیند احتراق گاز طبیعی است. حتی اگر گاز خانگی به طور کامل به آب و دی اکسید کربن بسوزد، این امر منجر به بدتر شدن ترکیب هوای آپارتمان، به ویژه در آشپزخانه می شود. از این گذشته ، در همان زمان ، اکسیژن از هوا می سوزد ، در حالی که غلظت دی اکسید کربن افزایش می یابد. اما این مشکل اصلی نیست. در نهایت همین اتفاق برای هوایی که انسان تنفس می کند می افتد.

خیلی بدتر است که در بیشتر موارد احتراق گاز به طور کامل اتفاق نمی افتد، نه 100٪. به دلیل احتراق ناقص گاز طبیعی، محصولات سمی بسیار بیشتری تشکیل می شود. به عنوان مثال، مونوکسید کربن (مونوکسید کربن)، که غلظت آن می تواند چندین برابر، 20-25 برابر بیشتر از حد مجاز باشد. اما این منجر به سردرد، آلرژی، بیماری، ضعف ایمنی می شود. یاکولووا، ام. ا.ما در آپارتمانمان بنزین داریم. - مجله محیط زیست کسب و کار. - 2004. - شماره 1(4). - S. 55..

علاوه بر مونوکسید کربن، دی اکسید گوگرد، اکسیدهای نیتروژن، فرمالدئید و بنزپیرن که یک سرطان زا قوی است در هوا منتشر می شود. در شهرها، بنزپیرن از انتشار گازهای گلخانه ای از شرکت های متالورژی، نیروگاه های حرارتی (مخصوصاً با سوخت زغال سنگ) و اتومبیل ها (مخصوصاً قدیمی ها) وارد هوای جوی می شود. اما غلظت بنزپیرن حتی در هوای آلوده اتمسفر را نمی توان با غلظت آن در آپارتمان مقایسه کرد. شکل نشان می دهد که در آشپزخانه چقدر بنزپیرن بیشتری دریافت می کنیم.

مصرف بنزپیرن در بدن انسان، mcg / روز

بیایید دو ستون اول را با هم مقایسه کنیم. در آشپزخانه 13.5 برابر بیشتر از خیابان مواد مضر دریافت می کنیم! برای وضوح، بیایید میزان مصرف بنزپیرن در بدن خود را نه در میکروگرم، بلکه در یک معادل قابل درک تر - تعداد سیگارهایی که روزانه دود می شود، تخمین بزنیم. بنابراین، اگر یک فرد سیگاری روزانه یک پاکت (20 نخ سیگار) سیگار بکشد، در آشپزخانه معادل دو تا پنج نخ سیگار در روز دریافت می کند. یعنی مهماندار که اجاق گاز دارد، انگار کمی «دود می‌کند».

دسته دوم عوامل

این گروه مربوط به شرایط کارکرد اجاق گاز می باشد. هر راننده ای می داند که امکان ندارد همزمان با ماشین با موتور روشن در گاراژ باشد. اما در آشپزخانه چنین موردی داریم: احتراق سوخت های هیدروکربنی در داخل خانه! ما دستگاهی را نداریم که هر ماشینی دارد - لوله اگزوز. طبق تمام قوانین بهداشتی، هر اجاق گاز باید مجهز به یک چتر تهویه اگزوز باشد.

به خصوص اگر در یک آپارتمان کوچک آشپزخانه کوچکی داشته باشیم، اوضاع بد است. مساحت کم، حداقل ارتفاع سقف، تهویه ضعیف و اجاق گاز که تمام روز کار می کند. اما با سقف های کم، محصولات احتراق گاز در لایه بالایی هوا تا 70 تا 80 سانتی متر ضخامت انباشته می شوند. بویکو، A. F.سلامت 5+. - M. : Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 p..

اغلب، کار یک زن خانه دار در اجاق گاز با شرایط کاری مضر در محل کار مقایسه می شود. این کاملا درست نیست. محاسبات نشان می دهد که اگر آشپزخانه کوچک است و تهویه مناسبی وجود ندارد، پس با شرایط کاری مضری روبرو هستیم. نوع متالورژیست در خدمت باتری های کک.

چگونه آسیب اجاق گاز را کاهش دهیم؟

چگونه می توانیم باشیم، اگر همه چیز خیلی بد است؟ شاید واقعا ارزش این را داشته باشد که از شر اجاق گاز خلاص شوید و اجاق گاز برقی یا القایی نصب کنید؟ خوب، اگر چنین فرصتی وجود داشته باشد. و اگر نه؟ چند قانون ساده برای این وجود دارد. کافی است آنها را رعایت کنید و می توانید صدها بار از اجاق گاز به سلامتی بکاهید. ما این قوانین را فهرست می کنیم (بیشتر آنها توصیه های پروفسور Yu. D. Gubernsky هستند) ایلنیتسکی آ.بوی گاز میده - سلامت باشید!. - 2001. - شماره 5. - S. 68–70..

1. نصب هود اگزوز با پاک کننده هوا در بالای اجاق گاز ضروری است. این موثرترین رویکرد است. اما حتی اگر به دلایلی نتوانید این کار را انجام دهید، در مجموع هفت قانون باقی مانده نیز آلودگی هوا را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد.
2. کنترل کامل احتراق گاز. اگر به طور ناگهانی رنگ گاز طبق دستورالعمل آن چیزی نیست که باید باشد، بلافاصله با کارگران گاز تماس بگیرید تا مشعل شکسته را تنظیم کنند.
3. اجاق گاز را با ظروف اضافی شلوغ نکنید. ظروف آشپزی را فقط باید روی مشعل هایی که در حال کار هستند قرار دهید. در این صورت دسترسی آزاد هوا به مشعل ها و احتراق کاملتر گاز تضمین می شود.
4. بهتر است بیشتر از دو شعله یا یک فر و یک شعله به طور همزمان استفاده نکنید. حتی اگر اجاق گاز شما چهار شعله دارد، بهتر است حداکثر دو شعله را همزمان روشن کنید.
5. حداکثر زمان کارکرد مداوم اجاق گاز دو ساعت می باشد. پس از آن، باید استراحت کنید و آشپزخانه را به طور کامل تهویه کنید.
6. در حین کار اجاق گاز، درهای آشپزخانه باید بسته و پنجره باز باشد. این اطمینان حاصل می کند که محصولات احتراق از طریق خیابان و نه از طریق اتاق نشیمن حذف می شوند.
7. پس از پایان اجاق گاز، توصیه می شود نه تنها آشپزخانه، بلکه کل آپارتمان را تهویه کنید. تهویه متقابل مطلوب است.
8. هرگز از اجاق گاز برای گرم کردن یا خشک کردن لباس‌ها استفاده نکنید. برای این منظور وسط آشپزخانه آتش روشن نمی کنید، درست است؟

احتراق یک واکنش شیمیایی است که به سرعت در زمان انجام می شود و اجزای سوخت قابل احتراق را با اکسیژن موجود در هوا ترکیب می کند و با انتشار شدید گرما، نور و محصولات احتراق همراه است.

برای متان، واکنش احتراق با هوا به صورت زیر است:

CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O + Qn

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

برای LPG:

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

محصولات حاصل از احتراق کامل گازها بخار آب است (اچ2 O)، دی اکسید کربن (CO2 ) یا دی اکسید کربن.

با احتراق کامل گازها، رنگ شعله، به عنوان یک قاعده، آبی مایل به بنفش است.

ترکیب حجمی هوای خشک گرفته شده است:O2 ≈ 21%, ن2 ≈ 79٪ از این نتیجه می شود که

1 متر مکعب اکسیژن در 4.76 متر مکعب (≈ 5 متر مکعب) هوا.

نتیجه: برای سوزاندن

- 1 متر مکعب متان به 2 متر مکعب اکسیژن یا حدود 10 متر مکعب هوا نیاز دارد.

- 1 متر مکعب پروپان - 5 متر مکعب اکسیژن یا حدود 25 متر مکعب هوا،

- 1 متر مکعب بوتان - 6.5 متر مکعب اکسیژن یا حدود 32.5 متر مکعب هوا،

- 1 متر مکعب LPG ~ 6 متر مکعب اکسیژن یا حدود 30 متر مکعب هوا.

در عمل، هنگام سوختن گاز، بخار آب، به عنوان یک قاعده، متراکم نمی شود، اما همراه با سایر محصولات احتراق حذف می شود. بنابراین، محاسبات فنی بر اساس ارزش حرارتی کمتر است سn

شرایط لازم برای احتراق:

1. در دسترس بودن سوخت (گاز)؛

2. وجود یک عامل اکسید کننده (اکسیژن هوا)؛

3. وجود منبع دمای احتراق.

احتراق ناقص گازها.

علت احتراق ناقص گاز، هوای ناکافی است.

محصولات حاصل از احتراق ناقص گازها مونوکسید کربن یا مونوکسید کربن است.COهیدروکربن های احتراق نسوخته (Cn Hm) و کربن اتمی یا دوده.

برای گاز طبیعیCH4 + O2 → CO2 + اچ2 O + CO+ CH4 + سی

برای LPGCn Hm + O2 → CO2 + H2 O + CO + Cn Hm + C

خطرناک ترین ظاهر مونوکسید کربن است که اثر سمی بر بدن انسان دارد. تشکیل دوده به شعله رنگ زرد می دهد.

احتراق ناقص گاز برای سلامتی انسان خطرناک است (با محتوای 1٪ CO در هوا، 2-3 نفس برای یک فرد برای مسمومیت با نتیجه کشنده کافی است).

احتراق ناقص غیراقتصادی است (دوده در فرآیند انتقال حرارت اختلال ایجاد می کند؛ با احتراق ناقص گاز، گرمای کمتری دریافت می کنیم که برای آن گاز می سوزانیم).

برای کنترل کامل احتراق به رنگ شعله توجه کنید که در هنگام احتراق کامل باید آبی و در صورت احتراق ناقص به رنگ زرد مایل به کاهی باشد. عالی ترین راه برای کنترل کامل احتراق، آنالیز محصولات احتراق با استفاده از آنالایزرهای گاز است.

روش های احتراق گاز

مفهوم هوای اولیه و ثانویه

3 راه برای سوزاندن گاز وجود دارد:

1) انتشار،

2) جنبشی،

3) مختلط

روش یا روش انتشار بدون اختلاط اولیه گاز با هوا.

فقط گاز از مشعل وارد منطقه احتراق می شود. هوای مورد نیاز برای احتراق با گاز موجود در ناحیه احتراق مخلوط می شود. به این هوا ثانویه می گویند.

شعله دراز، زرد است.

آ= 1.3÷1.5تی≈ (900÷1000) о С

روش جنبشی - روشی با پیش اختلاط کامل گاز با هوا.

گاز به مشعل و هوا توسط دستگاه دمنده تامین می شود. هوای لازم برای احتراق که برای پیش اختلاط با گاز به مشعل می رسد را اولیه می گویند.

شعله کوتاه، به رنگ مایل به سبز مایل به آبی است.

آ= 1.01÷1.05تی≈ 1400 о С

روش مخلوط - روشی با اختلاط اولیه جزئی گاز با هوا.

گاز هوای اولیه را به مشعل تزریق می کند. مخلوط گاز و هوا با مقدار کافی هوا برای احتراق کامل از مشعل وارد منطقه احتراق می شود. بقیه هوا ثانویه است.

اندازه شعله متوسط ​​و به رنگ آبی مایل به سبز است.

آ=1,1 ¸ 1,2 تی≈1200о С

نسبت هوای اضافیآ= Lو غیره./Lنظریه. نسبت مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق در عمل به مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق است و از نظر تئوری محاسبه می شود.

همیشه باید باشدآ> 1، در غیر این صورت زیرسوختگی وجود خواهد داشت.

Lمثال =آ∙ Lنظریه، یعنی ضریب هوای اضافی نشان می دهد که چند برابر مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق در عمل بیشتر از مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق است و به صورت تئوری محاسبه می شود.

واحدهای اندازه گیری اجزای گازی محصولات احتراق →

محتوای بخش

هنگام سوزاندن سوخت های آلی در کوره های دیگ بخار، محصولات احتراق مختلفی تشکیل می شود، مانند اکسیدهای کربن CO x \u003d CO + CO 2، بخار آب H 2 O، اکسیدهای گوگرد SO x \u003d SO 2 + SO 3، اکسیدهای نیتروژن NO x \ u003d NO + NO 2، هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs)، فلوریدها، ترکیبات وانادیوم V 2 O 5، ذرات معلق و غیره (جدول 7.1.1 را ببینید). در مورد احتراق ناقص سوخت در کوره ها، گازهای خروجی ممکن است حاوی هیدروکربن های CH4، C2H4 و غیره نیز باشند. همه محصولات احتراق ناقص مضر هستند، اما تشکیل آنها را می توان با فناوری احتراق سوخت مدرن به حداقل رساند [1].

جدول 7.1.1. انتشار ویژه ناشی از شعله ور شدن سوخت های آلی در دیگهای بخار قدرت [3]

نمادها: A p، S p - به ترتیب، محتوای خاکستر و گوگرد در هر جرم کاری سوخت، ٪.

معیار ارزیابی بهداشتی محیط، حداکثر غلظت مجاز (MPC) یک ماده مضر در هوای جو در سطح زمین است. MPC را باید به عنوان چنین غلظتی از مواد مختلف و ترکیبات شیمیایی درک کرد که با قرار گرفتن در معرض روزانه برای مدت طولانی در بدن انسان، هیچ گونه تغییر پاتولوژیک یا بیماری ایجاد نمی کند.

حداکثر غلظت مجاز (MPC) مواد مضر در هوای اتمسفر مناطق پرجمعیت در جدول آورده شده است. 7.1.2 [4]. حداکثر غلظت یک بار مصرف مواد مضر توسط نمونه های گرفته شده در 20 دقیقه تعیین می شود، میانگین روزانه - در روز.

جدول 7.1.2. حداکثر غلظت مجاز مواد مضر در هوای جوی مناطق پرجمعیت

آلاینده	حداکثر غلظت مجاز، mg/m3
حداکثر یک بار	میانگین روزانه
گرد و غبار غیر سمی	0,5	0,15
دی اکسید گوگرد	0,5	0,05
مونوکسید کربن	3,0	1,0
مونوکسید کربن	3,0	1,0
دی اکسید نیتروژن	0,085	0,04
اکسید نیتروژن	0,6	0,06
دوده (دوده)	0,15	0,05
سولفید هیدروژن	0,008	0,008
بنز(a)pyrene	-	0.1 میکروگرم / 100 متر مکعب
پنتوکسید وانادیوم	-	0,002
ترکیبات فلوئور (برای فلوئور)	0,02	0,005
کلر	0,1	0,03

محاسبات برای هر ماده مضر به طور جداگانه انجام می شود، به طوری که غلظت هر یک از آنها از مقادیر ارائه شده در جدول تجاوز نمی کند. 7.1.2. برای خانه های دیگ بخار، این شرایط با معرفی الزامات اضافی در مورد نیاز به خلاصه کردن اثرات اکسیدهای گوگرد و نیتروژن، که با بیان تعیین می شود، سخت تر می شود.

در عین حال، به دلیل کمبود هوای موضعی یا شرایط نامساعد حرارتی و آیرودینامیکی، محصولات احتراق ناقص در کوره ها و محفظه های احتراق تشکیل می شوند که عمدتاً از مونوکسید کربن CO (منوکسید کربن)، هیدروژن H 2 و هیدروکربن های مختلف تشکیل شده است که مشخصه گرما است. تلفات واحد دیگ بخار ناشی از ناقص بودن احتراق شیمیایی (زیر سوزی شیمیایی).

علاوه بر این، در طی فرآیند احتراق، تعدادی ترکیب شیمیایی به دست می آید که در نتیجه اکسیداسیون اجزای مختلف سوخت و نیتروژن در هوا N 2 ایجاد می شود. مهمترین بخش آنها اکسیدهای نیتروژن NOx و گوگرد SOx است.

اکسیدهای نیتروژن به دلیل اکسیداسیون نیتروژن مولکولی در هوا و نیتروژن موجود در سوخت تشکیل می شوند. مطالعات تجربی نشان داده است که سهم اصلی NOx تشکیل شده در کوره های دیگ بخار یعنی 96÷100 درصد بر روی مونوکسید نیتروژن (اکسید) NO می باشد. دی اکسید نیتروژن NO 2 و همی اکسید نیتروژن N 2 O در مقادیر بسیار کمتری تشکیل می شوند و سهم آنها تقریباً است: برای NO 2 - تا 4٪ و برای N 2 O - صدم درصد از کل انتشار NOx. در شرایط معمولی شعله ور شدن سوخت در دیگهای بخار، غلظت دی اکسید نیتروژن NO 2 معمولاً در مقایسه با محتوای NO ناچیز است و معمولاً از 0÷7 متغیر است. ppmتا 20÷30 ppm. در عین حال، اختلاط سریع مناطق گرم و سرد در یک شعله متلاطم می تواند منجر به غلظت نسبتاً زیاد دی اکسید نیتروژن در مناطق سرد جریان شود. علاوه بر این، انتشار جزئی NO 2 در قسمت بالایی کوره و در دودکش افقی (در تی> 900÷1000 K) و تحت شرایط خاص می تواند به اندازه های قابل توجهی نیز برسد.

هموکسید نیتروژن N 2 O که در طی احتراق سوخت ها تشکیل می شود، ظاهراً یک واسطه کوتاه مدت است. N 2 O عملاً در محصولات احتراق پشت دیگهای بخار وجود ندارد.

گوگرد موجود در سوخت منبع تشکیل اکسیدهای گوگرد SO x است: انیدریدهای سولفوردار SO 2 (دی اکسید گوگرد) و SO 3 سولفوریک (تری اکسید گوگرد). مجموع انتشار جرم SOx فقط به محتوای گوگرد در سوخت Sp بستگی دارد و غلظت آنها در گازهای دودکش نیز به ضریب جریان هوا α بستگی دارد. به عنوان یک قاعده، سهم SO 2 97 ÷ 99٪ است و سهم SO 3 1 ÷ 3٪ از کل خروجی SO x است. محتوای واقعی SO 2 در گازهای خروجی از دیگهای بخار از 0.08 تا 0.6٪ و غلظت SO 3 - از 0.0001 تا 0.008٪ متغیر است.

در میان اجزای مضر گازهای دودکش، گروه بزرگی از هیدروکربن های آروماتیک چند حلقه ای (PAHs) جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص داده اند. بسیاری از PAH ها دارای فعالیت سرطان زا و (یا) جهش زا هستند، مه دود فتوشیمیایی را در شهرها فعال می کنند، که نیاز به کنترل دقیق و محدودیت انتشار آنها دارد. در عین حال، برخی از PAH ها مانند فنانترن، فلورانتن، پیرن و تعدادی دیگر از نظر فیزیولوژیکی تقریباً بی اثر هستند و سرطان زا نیستند.

PAH ها در نتیجه احتراق ناقص هر گونه سوخت هیدروکربنی تشکیل می شوند. مورد دوم به دلیل مهار واکنش های اکسیداسیون هیدروکربن های سوخت توسط دیواره های سرد دستگاه های احتراق رخ می دهد و همچنین می تواند ناشی از مخلوط نامطلوب سوخت و هوا باشد. این منجر به تشکیل مناطق اکسید کننده محلی با دمای پایین یا مناطق با سوخت اضافی در کوره ها (محفظه های احتراق) می شود.

با توجه به تعداد زیاد PAH های مختلف در گازهای دودکش و دشواری اندازه گیری غلظت آنها، مرسوم است که سطح آلودگی سرطان زا محصولات احتراق و هوای اتمسفر را با غلظت قوی ترین و پایدارترین سرطان زا، بنزو(a) تخمین بزنند. پیرن (B(a)P) C 20 H 12 .

به دلیل سمیت بالا، باید به محصولات احتراق نفت کوره مانند اکسیدهای وانادیوم اشاره کرد. وانادیم در بخش معدنی نفت کوره وجود دارد و در هنگام سوختن، اکسیدهای وانادیوم VO، VO 2 را تشکیل می دهد. با این حال، در طول تشکیل رسوبات روی سطوح همرفتی، اکسیدهای وانادیوم عمدتاً به شکل V 2 O 5 وجود دارند. پنتوکسید وانادیوم V 2 O 5 سمی ترین شکل اکسیدهای وانادیوم است، بنابراین انتشار آنها بر حسب V 2 O 5 محاسبه می شود.

جدول 7.1.3. غلظت تقریبی مواد مضر در محصولات احتراق در حین شعله ور شدن سوخت های آلی در دیگ های قدرت

انتشار =	غلظت، mg/m3
	گاز طبیعی	نفت سیاه	زغال سنگ
اکسیدهای نیتروژن NOx (بر حسب NO 2)	200 ÷ 1200	300 ÷ 1000	350 ÷1500
دی اکسید گوگرد SO 2	-	2000÷6000	1000÷5000
انیدرید سولفوریک SO 3	-	4÷250	2 ÷100
مونوکسید کربن CO	10÷125	10÷150	15÷150
بنز (الف) پیرن C 20 H 12	(0.1÷1، 0) 10 -3	(0.2÷4.0) 10 -3	(0.3÷14) 10 -3
ذرات جامد	-	<100	150 ÷ ​​300

در طی احتراق نفت کوره و سوخت جامد، انتشار گازهای گلخانه ای نیز حاوی ذرات معلق است که از خاکستر بادی، ذرات دوده، PAH و سوخت نسوخته در نتیجه سوختگی مکانیکی تشکیل شده است.

محدوده غلظت مواد مضر در گازهای دودکش در طی احتراق انواع مختلف سوخت در جدول آورده شده است. 7.1.3.

ترکیب و خواص گاز طبیعی گاز طبیعی (گاز طبیعی قابل احتراق؛ GGP) - مخلوط گازی متشکل از متان و هیدروکربن های سنگین تر، نیتروژن، دی اکسید کربن، بخار آب، ترکیبات حاوی گوگرد، گازهای بی اثر. . متان جزء اصلی GGP است. HGP معمولاً حاوی مقادیر کمی از اجزای دیگر نیز می باشد (شکل 1).

1. اجزای قابل احتراق شامل هیدروکربن ها هستند:

الف) متان (CH 4) - جزء اصلی گاز طبیعی، تا 98٪ حجمی (سایر اجزا به مقدار کم یا وجود ندارند). بی رنگ، بی بو و بی مزه، غیر سمی، انفجاری، سبک تر از هوا؛

ب) هیدروکربن های سنگین (محدود کننده) [اتان (C2H6)، پروپان (ChH8)، بوتان (C4H10)، و غیره] - بی رنگ، بی بو و بی مزه، غیر سمی، انفجاری، سنگین تر از هوا

2. اجزای غیر قابل احتراق (بالاست) :

الف) نیتروژن (N 2) - جزء هوا، بدون رنگ، بو و طعم. گاز بی اثر، زیرا با اکسیژن تعامل نمی کند.

ب) اکسیژن (O 2) - بخشی جدایی ناپذیر از هوا. بی رنگ، بی بو و بی مزه؛ عامل اکسید کننده

ج) دی اکسید کربن (کربن دی اکسید CO 2) - بدون رنگ با طعم کمی ترش. هنگامی که محتوای موجود در هوا بیش از 10٪ سمی است، سنگین تر از هوا.

هوا . هوای خشک اتمسفر یک مخلوط گازی چند جزئی متشکل از (حجم٪) است: نیتروژن N 2 - 78٪، اکسیژن O 2 - 21٪، گازهای بی اثر (آرگون، نئون، کریپتون و غیره) - 0.94٪. و دی اکسید کربن - 0.03٪.

شکل 2. ترکیب هوا

هوا همچنین حاوی بخار آب و ناخالصی های تصادفی - آمونیاک، دی اکسید گوگرد، گرد و غبار، میکروارگانیسم ها و غیره است. برنج. 2). گازهای تشکیل دهنده هوا به طور مساوی در آن پخش می شوند و هر کدام از آنها خواص خود را در مخلوط حفظ می کنند.

3. اجزای مضر :

الف) سولفید هیدروژن (H 2 S) - بی رنگ، با بوی تخم مرغ فاسد، سمی، سوزان، سنگین تر از هوا.

ب) اسید هیدروسیانیک (هیدروسیانیک) (HCN) - یک مایع سبک بی رنگ، در یک گاز حالت گازی دارد. سمی، باعث خوردگی فلز می شود.

4. ناخالصی های مکانیکی (محتوا بستگی به شرایط حمل و نقل گاز دارد):

الف) رزین ها و گرد و غبار - در صورت مخلوط شدن، می توانند در خطوط لوله گاز انسداد ایجاد کنند.

ب) آب - در دماهای پایین یخ می زند و شاخه های یخ را تشکیل می دهد که منجر به یخ زدن دستگاه های کاهش دهنده می شود.

GGPبر خصوصیات سم شناسیطبق GOST 12.1.007 به موادی از کلاس خطر IV-ام تعلق دارد. اینها محصولات گازی، کم سمیت و قابل انفجار هستند.

تراکم: چگالی هوای اتمسفر در شرایط عادی - 1.29 کیلوگرم بر متر مکعب, و متان - 0.72 کیلوگرم بر متر مکعببنابراین، متان سبکتر از هوا است.

الزامات GOST 5542-2014 برای شاخص های GGP:

1) غلظت جرمی سولفید هیدروژن- حداکثر 0.02 گرم در متر مکعب؛

2) غلظت جرمی سولفور مرکاپتان- حداکثر 0.036 گرم بر متر مکعب؛

3) کسر مولی اکسیژن- حداکثر 0.050٪;

4) محتوای مجاز ناخالصی های مکانیکی- حداکثر 0.001 گرم بر متر 3;

5) کسر مولی دی اکسید کربندر گاز طبیعی، بیش از 2.5٪.

6) ارزش کالری خالص GGPتحت شرایط احتراق استاندارد مطابق با GOST 5542-14 - 7600 کیلو کالری / متر مکعب ;

8) شدت بوی گاز برای مصارف خانگی با کسر حجمی 1٪ در هوا - حداقل 3 امتیاز، و برای گاز برای مصارف صنعتی، این شاخص در توافق با مصرف کننده تنظیم می شود.

واحد هزینه فروش GGP - 1 متر مکعب گاز در فشار 760 میلی متر جیوه. هنر و دمای 20 درجه سانتی گراد;

دمای اشتعال خودکار- پایین ترین دمای سطح گرم شده که در شرایط معین، مواد قابل احتراق را به شکل مخلوط گاز یا بخار و هوا مشتعل می کند. برای متان 537 درجه سانتیگراد است. دمای احتراق (حداکثر درجه حرارت در منطقه احتراق): متان - 2043 درجه سانتیگراد.

گرمای ویژه احتراق متان:کمترین - Q H \u003d 8500 کیلو کالری در متر مکعب، بالاترین - Qv - 9500 کیلوکالری در متر مکعب. به منظور مقایسه انواع سوخت، مفهوم سوخت معادل (c.f.) ، در RF در هر واحدارزش حرارتی 1 کیلوگرم زغال سنگ سخت برابر با در نظر گرفته شد 29.3 مگاژول یا 7000 کیلو کالری بر کیلوگرم

شرایط اندازه گیری جریان گاز می باشد:

· شرایط عادی(n در): شرایط فیزیکی استاندارد که معمولاً خواص مواد با آنها مرتبط است. شرایط مرجع توسط IUPAC (اتحادیه بین المللی شیمی عملی و کاربردی) به شرح زیر تعریف می شود: فشار اتمسفر 101325 Pa = 760 میلی متر جیوه خیابان..دمای هوا 273.15K= 0 درجه سانتی گراد .چگالی متان در خوب.- 0.72 کیلوگرم بر متر مکعب,

· شرایط استاندارد(با. در) حجم به صورت متقابل ( تجاری) تسویه حساب با مصرف کنندگان - GOST 2939-63: دما 20 درجه سانتی گراد، فشار 760 میلی متر جیوه. (101325 نیوتن بر متر)، رطوبت صفر است. (توسط GOST 8.615-2013شرایط عادی به عنوان "شرایط استاندارد" نامیده می شود). چگالی متان در s.u.- 0.717 کیلوگرم بر متر مکعب.

سرعت پخش شعله (نرخ سوختن)- سرعت جلوی شعله نسبت به جت تازه مخلوط قابل احتراق در یک جهت معین. سرعت تخمینی انتشار شعله: پروپان - 0.83 متر بر ثانیه، بوتان - 0.82 متر بر ثانیه، متان - 0.67 متر بر ثانیه، هیدروژن - 4.83 متر بر ثانیه، بستگی دارد. در مورد ترکیب، دما، فشار مخلوط، نسبت گاز و هوا در مخلوط، قطر جلوی شعله، ماهیت حرکت مخلوط (لامینه یا متلاطم) و پایداری احتراق را تعیین می کند..

به معایب (خاصیت خطرناک) GGP شامل: قابلیت انفجار (اشتعال پذیری)؛ سوزش شدید؛ گسترش سریع در فضا؛ عدم امکان تعیین مکان؛ اثر خفگی، با کمبود اکسیژن برای تنفس .

قابلیت انفجار (اشتعال پذیری) . تمیز دادن:

آ) حد پایین اشتعال پذیری ( NPS) - کمترین مقدار گاز موجود در هوا که در آن گاز مشتعل می شود (متان - 4.4%) . با محتوای کمتر گاز در هوا، به دلیل کمبود گاز، احتراق وجود نخواهد داشت. (شکل 3)

ب) حد بالایی اشتعال پذیری ( ERW) - بالاترین مقدار گاز در هوایی که در آن فرآیند احتراق رخ می دهد ( متان - 17٪) . با محتوای بیشتر گاز در هوا، احتراق به دلیل کمبود هوا رخ نمی دهد. (شکل 3)

AT FNP NPSو ERWتماس گرفت حد غلظت پایین و بالای انتشار شعله ( NKPRPو VKPRP) .

در افزایش فشار گاز محدوده بین حد بالا و پایین فشار گاز کاهش می یابد (شکل 4).

برای انفجار گاز (متان) بعلاوه محتوای آن در هوا در محدوده قابل اشتعال است مورد نیاز است منبع انرژی خارجی (جرقه، شعله و غیره) . با انفجار گاز در حجم بسته (اتاق، کوره، مخزن و غیره), تخریب بیشتر از یک انفجار در هوای آزاد (برنج. 5).

حداکثر غلظت مجاز ( MPC) مواد مضر GGP در هوای منطقه کار در GOST 12.1.005 ایجاد شده است.

حداکثر MPC یک بار مصرفدر هوای محل کار (از نظر کربن) 300 میلی گرم بر متر مکعب است.

تمرکز خطرناک GGP (کسر حجمی گاز در هوا)غلظت برابر است با 20 درصد کمتر از حد قابل اشتعال گاز.

سمیت - توانایی مسموم کردن بدن انسان. گازهای هیدروکربنی اثر سمی قوی بر بدن انسان ندارند، اما استنشاق آنها باعث سرگیجه در فرد و محتوای قابل توجه آنها در هوای استنشاقی می شود. هنگامی که اکسیژن به کاهش می یابد 16 درصد یا کمتر میتواند منجر به .. شود خفگی.

در سوختن گاز با کمبود اکسیژنیعنی با زیرسوختگی، در محصولات احتراق تشکیل می شود مونوکسید کربن (CO)یا مونوکسید کربن که گازی بسیار سمی است.

بوییدن گاز - افزودن ماده بدبو (بوینده) به گاز برای ایجاد بو GGP قبل از تحویل به مصرف کنندگان در شبکه های شهری. در برای بو کردن اتیل مرکاپتان استفاده کنید (C 2 H 5 SH - با توجه به میزان تاثیر بر بدن طبق GOST 12.1.007-76 متعلق به کلاس II-امین خطر سم شناسی است. ), اضافه می شود 16 گرم در 1000 متر مکعب . شدت بوی HGP بو داده شده با کسر حجمی 1٪ در هوا باید حداقل 3 امتیاز طبق GOST 22387.5 باشد.

گاز بدون بو را می توان به شرکت های صنعتی عرضه کرد، زیرا شدت بوی گاز طبیعی برای شرکت های صنعتی مصرف کننده گاز از خطوط لوله اصلی گاز با توافق مصرف کننده تعیین می شود.

گازهای سوزان.کوره دیگ بخار (کوره) که در آن سوخت گازی (مایع) به صورت فلر می سوزد، با مفهوم "کوره محفظه دیگ ثابت" مطابقت دارد.

احتراق گازهای هیدروکربنی - ترکیب شیمیایی اجزای گاز قابل احتراق (کربن C و هیدروژن H) با اکسیژن اتمسفر O 2 (اکسیداسیون) با انتشار گرما و نور: CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O .

در احتراق کامل کربن از دی اکسید کربن تشکیل می شود (CO 2), اما آب نوع - بخار آب (H 2 O) .

در تئوریبرای سوزاندن 1 متر مکعب متان، 2 متر مکعب اکسیژن مورد نیاز است که در 52/9 متر مکعب هوا وجود دارد (شکل 6). اگر یک هوای احتراق ناکافی سپس برای بخشی از مولکولهای اجزای قابل احتراق، مولکولهای اکسیژن کافی نخواهد بود و در محصولات احتراق، علاوه بر دی اکسید کربن (CO2)، نیتروژن (N2) و بخار آب (H2O)، محصولات احتراق ناقص گاز :

-مونوکسید کربن (CO), که در صورت ورود به محل می تواند باعث مسمومیت پرسنل عملیات شود.

- دوده (C) که بر روی سطوح گرمایشی رسوب می کنند انتقال حرارت را مختل می کند;

- متان و هیدروژن نسوخته ، که می تواند در کوره ها و دودکش ها (دودکش ها) انباشته شده و مخلوط انفجاری را تشکیل دهد.وقتی هوا کم است، احتراق ناقص سوخت یا، همانطور که می گویند، فرآیند احتراق با سوختن کم رخ می دهد.. فرسودگی شغلی همچنین ممکن است زمانی رخ دهد اختلاط ضعیف گاز با هوا و دمای پایین در منطقه احتراق.

برای احتراق کامل گاز، لازم است: وجود هوا در محل احتراق در به اندازه کافی واختلاط خوب آن با گاز؛ دمای بالا در منطقه احتراق

برای حصول اطمینان از احتراق کامل گاز، هوا به مقدار بیشتر از حد تئوری مورد نیاز تامین می شود، یعنی بیش از حد، در حالی که همه هوا در احتراق شرکت نمی کنند. بخشی از گرما صرف گرم کردن این هوای اضافی می شود و همراه با گازهای دودکش در جو منتشر می شود.

کامل بودن احتراق به صورت بصری (باید شعله مایل به آبی مایل به آبی با انتهای بنفش باشد) یا با تجزیه و تحلیل ترکیب گازهای دودکش تعیین می شود.

نظری (استوکیومتری) حجم هوای احتراق مقدار هوای مورد نیاز برای احتراق کامل یک واحد حجم ( 1 متر مکعب گاز خشک یا جرم سوخت که از ترکیب شیمیایی سوخت محاسبه می شود ).

معتبر (واقعی، ضروری)حجم هوای احتراق مقدار هوایی است که در واقع برای سوزاندن یک واحد حجم یا جرم سوخت استفاده می شود.

نسبت هوای احتراق α نسبت حجم واقعی هوا برای احتراق به نظری است: α = V f / V t >1,

جایی که: V f - حجم واقعی هوای عرضه شده، متر 3؛

V t - حجم نظری هوا، m 3.

ضریب مازاد نشان می دهد چند بار مصرف واقعی هوا برای احتراق گاز بیشتر از حد تئوری است به طراحی مشعل گاز و کوره بستگی دارد: هرچه کاملتر باشند، ضریب α کوچکتر. هنگامی که ضریب هوای اضافی برای دیگهای بخار کمتر از 1 باشد، منجر به احتراق ناقص گاز می شود. افزایش نسبت هوای اضافی باعث کاهش راندمان می شود. کارخانه گاز برای تعدادی از کوره ها که در آنها فلز ذوب می شود، به منظور جلوگیری از خوردگی اکسیژن - α < 1 و بعد از کوره یک محفظه پس سوز برای اجزای احتراق نسوخته تعبیه شده است.

از پره های راهنما، شیرهای دروازه، دمپرهای چرخشی و کوپلینگ های الکترومکانیکی برای کنترل پیش نویس استفاده می شود.

مزایای سوخت های گازی نسبت به جامد و مایع- هزینه کم، تسهیل کار پرسنل، مقدار کم ناخالصی های مضر در محصولات احتراق، بهبود شرایط محیطی، عدم نیاز به حمل و نقل جاده ای و ریلی، اختلاط خوب با هوا (کمتر از α)، اتوماسیون کامل، راندمان بالا.

روش های احتراق گازهوای احتراق می تواند:

1) اولیه، وارد مشعل می شود و در آنجا با گاز مخلوط می شود (از مخلوط گاز و هوا برای احتراق استفاده می شود).

2) ثانوی، مستقیماً وارد منطقه احتراق می شود.

روش های زیر برای احتراق گاز وجود دارد:

1. روش انتشار- گاز و هوای احتراق به طور جداگانه عرضه می شود و در منطقه احتراق مخلوط می شود، یعنی. همه هوا ثانویه است شعله طولانی است، فضای کوره بزرگ مورد نیاز است. (شکل 7a).

2. روش جنبشی - تمام هوا با گاز داخل مشعل مخلوط می شود، یعنی. همه هوا اولیه است شعله کوتاه است، فضای احتراق کوچک مورد نیاز است (شکل 7ج).

3. روش ترکیبی - بخشی از هوا در داخل مشعل تامین می شود، جایی که با گاز مخلوط می شود (این هوای اولیه است) و بخشی از هوا به منطقه احتراق (ثانویه) می رسد. شعله کوتاهتر استنسبت به روش انتشار (شکل 7b).

حذف محصولات حاصل از احتراقکمیاب شدن در کوره و حذف محصولات احتراق توسط نیروی کششی ایجاد می شود که بر مقاومت مسیر دود غلبه می کند و به دلیل اختلاف فشار بین ستون های هوای سرد خارجی مساوی در ارتفاع و گاز دودکش داغ سبک تر ایجاد می شود. در این حالت گازهای دودکش از کوره به داخل لوله حرکت می کنند و هوای سرد در جای خود وارد کوره می شود (شکل 8).

نیروی کشش به موارد زیر بستگی دارد: دمای هوا و گازهای دودکش، ارتفاع، قطر و ضخامت دیواره دودکش، فشار هوا (اتمسفر)، وضعیت مجاری گاز (دودکش)، مکش هوا، کمیاب شدن در کوره .

طبیعینیروی پیش نویس - ایجاد شده توسط ارتفاع دودکش، و ساختگی، که یک خروجی دود با کشش طبیعی ناکافی است. نیروی کشش توسط دروازه‌ها، پره‌های هدایت کننده دستگاه‌های دود و سایر دستگاه‌ها تنظیم می‌شود.

نسبت هوای اضافی (α ) به طراحی مشعل گاز و کوره بستگی دارد: هرچه کاملتر باشند، ضریب کمتری دارند و نشان می دهد: چند برابر مصرف واقعی هوا برای احتراق گاز از مقدار تئوری بیشتر است.

سوپر شارژ - حذف محصولات احتراق سوخت به دلیل عملکرد دمنده ها هنگام کار با "تحت شارژ"، یک محفظه احتراق قوی و متراکم (جعبه آتش) مورد نیاز است که بتواند فشار اضافی ایجاد شده توسط فن را تحمل کند.

مشعل های گازی.مشعل های گاز- تأمین گاز و هوای مورد نیاز، اختلاط آنها و تنظیم فرآیند احتراق و مجهز به تونل، دستگاه توزیع هوا و ... را دستگاه گازسوز می نامند.

الزامات مشعل:

1) مشعل ها باید الزامات مقررات فنی مربوطه را داشته باشند (دارای گواهینامه یا اعلامیه انطباق باشند) یا معاینه ایمنی صنعتی را بگذرانند.

2) اطمینان از کامل بودن احتراق گاز در تمام حالت های عملیاتی با حداقل بیش از حد هوا (به استثنای برخی از مشعل های کوره های گاز) و حداقل انتشار مواد مضر.

3) قادر به استفاده از کنترل و ایمنی خودکار و همچنین اندازه گیری پارامترهای گاز و هوا در جلوی مشعل باشد.

4) باید طراحی ساده داشته باشد، برای تعمیر و تجدید نظر در دسترس باشد.

5) به طور پیوسته در مقررات کار کار کنید، در صورت لزوم، دارای تثبیت کننده هایی برای جلوگیری از جدا شدن و فلاش بک شعله باشید.

پارامترهای مشعل گاز(شکل 9). طبق GOST 17356-89 (مشعل گاز، سوخت مایع و ترکیبی. اصطلاحات و تعاریف. Rev. N 1) :حد پایداری مشعل ، که در آن هنوز بوجود نیامده استانقراض، فروپاشی، جدا شدن، ترکیدن شعله و ارتعاشات غیر قابل قبول

توجه داشته باشید. وجود داشته باشد بالا و پایین محدودیت های پایداری

1) خروجی حرارت مشعل N g. - مقدار گرمای تولید شده در نتیجه احتراق سوخت عرضه شده به مشعل در واحد زمان، N g \u003d V. Q kcal/h، که در آن V میزان مصرف گاز ساعتی است، m 3 /h. Q n. - گرمای احتراق گاز، kcal / m 3.

2) محدودیت های پایداری مشعل ، که در آن هنوز بوجود نیامده است خاموش شدن، توقف، جدا شدن، فلاش بک و ارتعاشات غیرقابل قبول . توجه داشته باشید. وجود داشته باشد بالا - N v.p . و کمتر -N n.p. محدودیت های پایداری

3) حداقل توان N دقیقه - قدرت حرارتی مشعل، که 1.1 توان است، مربوط به حد پایین عملکرد پایدار آن، یعنی. توان محدود پایین 10% افزایش یافت N دقیقه =1.1N n.p.

4) حد بالایی عملکرد پایدار مشعل N v.p. – بالاترین توان پایدار، کار بدون جدا شدن و فلاش اور شعله.

5) حداکثر توان مشعل N max - قدرت حرارتی مشعل، که 0.9 توان است، مربوط به حد بالای عملکرد پایدار آن، یعنی. توان حد بالایی 10% کاهش یافتحداکثر N = 0.9 نیوتن v.p.

6) توان نامی N nom - بالاترین توان حرارتی مشعل، زمانی که شاخص های عملکرد مطابق با استانداردهای تعیین شده باشد، یعنی. بالاترین توانی که مشعل با آن برای مدت طولانی با راندمان بالا کار می کند.

7) محدوده کنترل عملکرد (خروجی حرارت مشعل) - محدوده تنظیم شده ای که در آن خروجی حرارت مشعل می تواند در حین کار تغییر کند، به عنوان مثال. مقادیر توان از N min تا N nom. .

8) ضریب تنظیم کار K rr. نسبت خروجی حرارت نامی مشعل به حداقل حرارت خروجی عملیاتی آن است، یعنی. نشان می دهد که چند برابر توان نامی بیش از حداقل است: K rr. = N دارای رتبه / N دقیقه

کارت رژیمطبق "قوانین استفاده از گاز ..."، مصوب 17 مه 2002 دولت فدراسیون روسیه شماره 317(اصلاح شده در 1396/06/19) ، پس از اتمام کار ساخت و نصب بر روی تجهیزات و تجهیزات گاز مصرفی ساخته شده، بازسازی یا نوسازی شده تبدیل شده به گاز از سایر انواع سوخت، کار راه اندازی و نگهداری انجام می شود. پرتاب گاز به تجهیزات و تجهیزات مصرف کننده گاز ساخته شده، بازسازی شده یا نوسازی شده تبدیل شده به گاز از سایر انواع سوخت برای انجام. راه اندازی (تست یکپارچه) و پذیرش تجهیزات به بهره برداری بر اساس یک اقدام در مورد آمادگی شبکه های مصرف گاز و تجهیزات گاز مصرفی هدف ساخت و ساز سرمایه برای اتصال (اتصال فناوری) انجام می شود. قوانین بیان می کند که:

· تجهیزات مصرف گاز - دیگهای بخار، کوره های تولید، خطوط فرآیند، نیروگاه های بازیافت گرمای زباله و سایر تاسیسات با استفاده از گاز به عنوان سوخت به منظور تولید انرژی حرارتی برای گرمایش متمرکز، تامین آب گرم، در فرآیندهای تکنولوژیکی صنایع مختلف و همچنین سایر دستگاه‌ها، دستگاه‌ها، واحدها، تجهیزات فرآیند و تاسیسات با استفاده از گاز به عنوان ماده اولیه.

· راه اندازی کارهای- مجموعه آثار، از جمله آماده سازی برای راه اندازی و راه اندازی تجهیزات مصرف کننده گازبا ارتباطات و اتصالات، بار تجهیزات مصرف کننده گاز را به همراه می آورد تا سطح توافق شده با سازمان - صاحب تجهیزات، آ همچنین تنظیم حالت احتراق تجهیزات گازسوزبدون بهینه سازی کارایی؛

· رژیم و تنظیم کار می کند- مجموعه ای از کارها، از جمله تنظیم تجهیزات مصرف گاز به منظور دستیابی به راندمان طراحی (گذرنامه) در محدوده بارهای عملیاتی، تنظیم کنترل خودکار فرآیندهای احتراق سوخت، کارخانه های بازیابی حرارت و تجهیزات کمکی، از جمله تجهیزات تصفیه آب برای دیگ بخار.

طبق GOST R 54961-2012 (سیستم های توزیع گاز. شبکه های مصرف گاز) توصیه می شود:حالت های عملیاتیتجهیزات استفاده از گاز در شرکت ها و در دیگ بخار خانه ها باید با نقشه های رژیم مطابقت داشته باشد تایید شده توسط مدیر فنی شرکت و پ حداقل هر سه سال یک بار با تنظیم (در صورت لزوم) کارت های رژیم تولید می شود .

تنظیم رژیم برنامه ریزی نشده تجهیزات مصرف گاز باید در موارد زیر انجام شود: پس از تعمیرات اساسی تجهیزات مصرف کننده گاز یا ایجاد تغییرات ساختاری که بر راندمان استفاده از گاز تأثیر می گذارد و همچنین در صورت انحراف سیستماتیک پارامترهای کنترل شده. تجهیزات مصرف گاز از نقشه های رژیم.

طبقه بندی مشعل های گازیطبق GOST مشعل های گازی بر اساس طبقه بندی می شوند: روش تامین قطعه; درجه آماده سازی مخلوط قابل احتراق؛ نرخ انقضای محصولات احتراق؛ ماهیت جریان مخلوط؛ فشار اسمی گاز؛ درجه اتوماسیون؛ توانایی کنترل ضریب هوای اضافی و ویژگی های مشعل؛ محلی سازی منطقه احتراق؛ امکان استفاده از گرمای محصولات احتراق.

AT کوره محفظه ای یک کارخانه گاز مصرفیگازی سوخت در فلر می سوزد.

با توجه به روش تامین هوا، مشعل ها می توانند باشند:

1) مشعل های جوی -هوا مستقیماً از جو وارد منطقه احتراق می شود:

آ. انتشار – این ساده ترین مشعل در طراحی است که، به عنوان یک قاعده، لوله ای با سوراخ هایی است که در یک یا دو ردیف حفر شده است. گاز از لوله از طریق سوراخ ها وارد منطقه احتراق می شود و هوا - به دلیلانتشار و انرژی جت گاز (برنج. 10 ), همه هوا ثانویه است .

مزایای مشعل : سادگی طراحی، قابلیت اطمینان کار ( هیچ فلش اوری امکان پذیر نیست )، عملکرد بی صدا، تنظیم خوب.

معایب: قدرت کم، غیراقتصادی، شعله زیاد (طولانی) برای جلوگیری از خاموش شدن شعله مشعل به مواد بازدارنده شعله نیاز است در جدایی .

ب تزریق - هوا تزریق می شود، یعنی به دلیل خروج انرژی جت گاز از نازل به داخل مشعل مکیده می شود . جت گاز در ناحیه نازل خلاء ایجاد می کند، جایی که هوا از طریق شکاف بین ایرواشر و بدنه مشعل مکیده می شود. در داخل مشعل گاز و هوا مخلوط شده و مخلوط گاز و هوا وارد ناحیه احتراق می شود و بقیه هوای لازم برای احتراق گاز (ثانویه) در اثر انتشار وارد منطقه احتراق می شود (شکل 1). 11, 12, 13 ).

بسته به میزان هوای تزریقی، وجود دارد مشعل های تزریقی: با پیش اختلاط ناقص و کامل گاز و هوا.

مشعل گاز فشار متوسط ​​و بالاتمام هوای لازم به داخل مکیده می شود، یعنی. همه هوا اولیه است، یک پیش اختلاط کامل گاز با هوا وجود دارد. مخلوط گاز و هوا کاملاً آماده وارد منطقه احتراق می شود و نیازی به هوای ثانویه نیست.

مشعل فشار کمبخشی از هوای لازم برای احتراق مکیده می شود (تزریق هوا ناقص اتفاق می افتد، این هوا اولیه است) و بقیه هوا (ثانویه) مستقیماً وارد منطقه احتراق می شود.

نسبت "گاز - هوا" در این مشعل ها با موقعیت واشر هوا نسبت به بدنه مشعل تنظیم می شود. مشعل ها تک شعله و چند شعله با منبع گاز مرکزی و محیطی (BIG و BIGm) متشکل از مجموعه ای از لوله ها - میکسرهای 1 با قطر 48x3 هستند که توسط یک منیفولد گاز مشترک 2 متحد شده اند (شکل 2). 13 ).

مزایای مشعل ها: سادگی طراحی و تنظیم قدرت.

معایب مشعل ها: سطح نویز بالا، امکان فلاش بک شعله، محدوده کم تنظیم عملکرد.

2) مشعل های هوای اجباری - اینها مشعل هایی هستند که هوای احتراق در آنها از یک فن تامین می شود. گاز از خط لوله گاز وارد محفظه داخلی مشعل می شود (شکل 1). 14 ).

هوای اجباری توسط فن به محفظه هوا می رسد 2 ، از چرخاننده هوا عبور می کند 4 ، پیچ خورده و در میکسر مخلوط می شود 5 با گازی که از کانال گاز وارد منطقه احتراق می شود 1 از طریق خروجی گاز 3 .احتراق در یک تونل سرامیکی انجام می شود 7 .

برنج. 14. مشعل با تامین هوای اجباری: 1 - کانال گاز; 2 - کانال هوا؛ 3 - خروجی گاز; 4 - چرخان؛ 5 - میکسر؛ 6 – تونل سرامیکی (تثبیت کننده احتراق).

برنج. 15. مشعل ترکیبی تک جریان: 1 - ورودی گاز; 2 – ورودی نفت کوره 3 - سوراخ های خروجی گاز ورودی بخار; 4 - ورودی هوای اولیه; 5 – میکسر ورودی هوای ثانویه 6 - نازل روغن بخار؛ 7 - صفحه نصب؛ 8 - چرخاننده هوای اولیه; 9 - چرخاننده هوای ثانویه; 10 - تونل سرامیکی (تثبیت کننده احتراق); 11 - کانال گاز; 12 - کانال هوای ثانویه.

مزایای مشعل ها: قدرت حرارتی بالا، طیف وسیع تنظیم عملکرد، امکان تنظیم نسبت هوای اضافی، امکان پیش گرم شدن گاز و هوا.

معایب مشعل ها: پیچیدگی طراحی کافی جداسازی و نفوذ شعله ممکن است، در ارتباط با آن استفاده از تثبیت کننده های احتراق (تونل سرامیکی) ضروری می شود.

مشعل های طراحی شده برای سوزاندن چندین نوع سوخت (گاز، مایع، جامد) نامیده می شوند ترکیب شده (برنج. 15 ). آنها می توانند تک رشته ای و دو رشته ای باشند، یعنی. با یک یا چند منبع گاز به مشعل.

3) بلوک مشعل – مشعل اتوماتیک با تامین هوای اجباری است (برنج. 16 )، با یک فن در یک واحد مرتب شده است. مشعل مجهز به سیستم کنترل اتوماتیک است.

فرآیند احتراق سوخت در مشعل های بلوک توسط دستگاه الکترونیکی به نام مدیر احتراق کنترل می شود.

برای مشعل های روغنی، این واحد شامل پمپ بنزین یا پمپ بنزین و پیش گرم کن سوخت می باشد.

واحد کنترل (مدیر احتراق) عملکرد مشعل را کنترل و کنترل می کند، دستورات را از ترموستات (کنترل کننده دما)، الکترود کنترل شعله و سنسورهای فشار گاز و هوا دریافت می کند.

جریان گاز توسط یک شیر پروانه ای واقع در خارج از بدنه مشعل کنترل می شود.

واشر نگهدارنده وظیفه اختلاط گاز با هوای قسمت مخروطی لوله شعله را بر عهده دارد و برای کنترل هوای ورودی (تنظیم سمت فشار) استفاده می شود. امکان دیگر برای تغییر مقدار هوای عرضه شده، تغییر موقعیت دریچه پروانه هوا در محفظه رگلاتور هوا (تنظیم سمت مکش) است.

تنظیم نسبت گاز به هوا (کنترل دریچه های پروانه ای گاز و هوا) می تواند:

متصل، از یک محرک:

· تنظیم فرکانس جریان هوا، با تغییر سرعت موتور فن با استفاده از یک اینورتر که از مبدل فرکانس و سنسور پالس تشکیل شده است.

احتراق مشعل به طور خودکار توسط دستگاه احتراق با استفاده از الکترود احتراق انجام می شود. وجود شعله توسط یک الکترود کنترل شعله کنترل می شود.

ترتیب کار برای روشن کردن مشعل:

درخواست تولید گرما (از ترموستات)؛

· گنجاندن موتور الکتریکی فن و تهویه اولیه یک محفظه آتش.

فعال کردن احتراق الکترونیکی

باز کردن شیر برقی، تامین گاز و احتراق مشعل؛

سیگنال سنسور کنترل شعله در مورد وجود شعله.

حوادث (حوادث) روی مشعل ها. شعله شکستن - حرکت ناحیه ریشه مشعل از خروجی های مشعل در جهت جریان سوخت یا مخلوط قابل احتراق. زمانی اتفاق می افتد که سرعت مخلوط گاز و هوا یا گاز از سرعت انتشار شعله بیشتر شود. شعله از مشعل دور می شود، ناپایدار می شود و ممکن است خاموش شود. جریان گاز از طریق مشعل خاموش شده ادامه می یابد و مخلوط انفجاری می تواند در کوره ایجاد شود.

جداسازی زمانی اتفاق می افتد که: افزایش فشار گاز بالاتر از حد مجاز، افزایش شدید در عرضه هوای اولیه، افزایش نادری در کوره. برای محافظت از اشک درخواست دادن تثبیت کننده های احتراق (برنج. 17): اسلایدهای آجری و پست; تونل های سرامیکی از انواع مختلف و شکاف های آجری؛ بدنه های ضعیف که در حین کار مشعل گرم می شوند (هنگامی که شعله خاموش می شود، یک جت تازه از تثبیت کننده مشتعل می شود)، و همچنین مشعل های ویژه خلبان.

چراغ قوه - حرکت منطقه مشعل به سمت مخلوط قابل احتراق، که در آن شعله به داخل مشعل نفوذ می کند . این پدیده فقط در مشعل هایی با مخلوط اولیه گاز و هوا رخ می دهد و زمانی اتفاق می افتد که سرعت مخلوط گاز و هوا از سرعت انتشار شعله کمتر شود. شعله به داخل مشعل می پرد و در آنجا به سوختن ادامه می دهد و باعث تغییر شکل مشعل در اثر گرم شدن بیش از حد می شود.

پیشرفت زمانی اتفاق می افتد که: فشار گاز در جلوی مشعل به زیر مقدار مجاز می رسد. احتراق مشعل هنگام تامین هوای اولیه؛ منبع گاز بزرگ در فشار هوای پایین در حین لغزش، ممکن است یک پارگی کوچک رخ دهد که در نتیجه شعله خاموش می شود، در حالی که ممکن است گاز از طریق مشعل غیرفعال به جریان بیفتد و مخلوط انفجاری ممکن است در کوره و مجاری گاز تاسیسات مصرف کننده گاز ایجاد شود. برای محافظت در برابر لغزش، از تثبیت کننده های صفحه یا مش استفاده می شود.، زیرا از طریق شکاف های باریک و سوراخ های کوچک، شعله نفوذ نمی کند.

اقدامات پرسنل در صورت بروز حادثه در مشعلها

در صورت بروز حادثه روی مشعل (جداسازی، فلاش اوور یا خاموش شدن شعله) در حین احتراق یا در فرآیند تنظیم، لازم است: فوراً گاز این مشعل (شعله ها) و دستگاه احتراق را متوقف کنید. کوره و مجاری گاز را حداقل به مدت 10 دقیقه تهویه کنید. علت مشکل را پیدا کنید؛ گزارش به شخص مسئول؛ پس از رفع علل خرابی و بررسی سفتی شیر قطع کننده جلوی مشعل، به دستور مسئول، طبق دستورالعمل، دوباره احتراق کنید.

تغییر بار مشعل

مشعل هایی با روش های مختلفی برای تغییر حرارت خروجی وجود دارد:

مشعل با کنترل خروجی حرارت چند مرحله ای- این یک مشعل است که در طی آن تنظیم کننده جریان سوخت را می توان در چندین موقعیت بین موقعیت های عملیاتی حداکثر و حداقل نصب کرد.

مشعل با تنظیم خروجی حرارت سه مرحله ای- این مشعل است که در حین کار می توان تنظیم کننده جریان سوخت را در موقعیت های "حداکثر جریان" - "حداقل جریان" - "بسته" تنظیم کرد.

مشعل با کنترل خروجی حرارت دو مرحله ای- یک مشعل که در موقعیت های "باز - بسته" کار می کند.

مشعل تعدیل کننده- این یک مشعل است که در طی آن تنظیم کننده جریان سوخت را می توان در هر موقعیتی بین موقعیت های عملیاتی حداکثر و حداقل نصب کرد.

تنظیم توان حرارتی تاسیسات با تعداد مشعل های در حال کار امکان پذیر است، در صورت ارائه توسط سازنده و کارت رژیم.

تغییر حرارت خروجی به صورت دستی، برای جلوگیری از جدا شدن شعله، انجام می شود:

هنگام افزایش: ابتدا گاز و سپس هوا را افزایش دهید.

هنگام کاهش: ابتدا هوا را کاهش دهید و سپس گاز را کاهش دهید.

برای جلوگیری از بروز حوادث بر روی مشعل ها، تغییر قدرت آنها باید به صورت روان (در چند مرحله) طبق نقشه رژیم انجام شود.