Charakterystyka produktów spalania emitowanych przez kotły do atmosfery. Całkowite i niecałkowite spalanie gazu Całkowite i niepełne spalanie gazu
Treść sekcji
Podczas spalania paliw organicznych w piecach kotłowych powstają różne produkty spalania, takie jak tlenki węgla CO x \u003d CO + CO 2, para wodna H 2 O, tlenki siarki SO x \u003d SO 2 + SO 3, tlenki azotu NO x \ u003d NO + NO 2 , wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), fluorki, związki wanadu V 2 O 5 , cząstki stałe itp. (patrz Tabela 7.1.1). W przypadku niepełnego spalania paliwa w piecach spaliny mogą również zawierać węglowodory CH4, C2H4 itp. Wszystkie produkty niepełnego spalania są szkodliwe, ale ich powstawanie można zminimalizować przy pomocy nowoczesnych technologii spalania paliw [1].
Tabela 7.1.1. Emisje jednostkowe ze spalania paliw organicznych w kotłach energetycznych [3]
Symbole: A p, S p – odpowiednio zawartość popiołu i siarki na masę roboczą paliwa, %.
Kryterium oceny sanitarnej środowiska jest maksymalne dopuszczalne stężenie (MPC) substancji szkodliwej w powietrzu atmosferycznym na poziomie gruntu. MPC należy rozumieć jako takie stężenie różnych substancji i związków chemicznych, które przy codziennym narażeniu przez długi czas na organizm człowieka nie powoduje żadnych zmian patologicznych ani chorób.
Maksymalne dopuszczalne stężenia (MPC) substancji szkodliwych w powietrzu atmosferycznym na terenach zaludnionych podano w tabeli. 7.1.2 [4]. Maksymalne jednorazowe stężenie substancji szkodliwych określa się na podstawie próbek pobranych w ciągu 20 minut, średnio dobowo - dziennie.
Tabela 7.1.2. Maksymalne dopuszczalne stężenia substancji szkodliwych w powietrzu atmosferycznym obszarów zaludnionych
| Zanieczyszczający | Maksymalne dopuszczalne stężenie, mg / m 3 | |
| Maksymalnie jednorazowo | Średnia dzienna | |
| Pył nietoksyczny | 0,5 | 0,15 |
| dwutlenek siarki | 0,5 | 0,05 |
| tlenek węgla | 3,0 | 1,0 |
| tlenek węgla | 3,0 | 1,0 |
| dwutlenek azotu | 0,085 | 0,04 |
| Tlenek azotu | 0,6 | 0,06 |
| Sadza (sadza) | 0,15 | 0,05 |
| siarkowodór | 0,008 | 0,008 |
| benz(a)piren | - | 0,1 μg / 100 m 3 |
| pięciotlenek wanadu | - | 0,002 |
| Związki fluoru (dla fluoru) | 0,02 | 0,005 |
| Chlor | 0,1 | 0,03 |
Obliczenia przeprowadza się dla każdej substancji szkodliwej z osobna, tak aby stężenie każdej z nich nie przekraczało wartości podanych w tabeli. 7.1.2. W przypadku kotłowni warunki te zaostrza wprowadzenie dodatkowych wymagań dotyczących konieczności sumowania oddziaływania tlenków siarki i azotu, co określa wyrażenie
Jednocześnie na skutek lokalnych niedoborów powietrza lub niekorzystnych warunków termicznych i aerodynamicznych w piecach i komorach spalania powstają produkty niepełnego spalania składające się głównie z tlenku węgla CO (tlenku węgla), wodoru H 2 oraz różnych węglowodorów charakteryzujących ciepło straty w zespole kotłowym z chemicznej niezupełności spalania (podpalenie chemiczne).
Ponadto podczas procesu spalania powstaje szereg związków chemicznych, które powstają w wyniku utleniania różnych składników paliwa oraz azotu w powietrzu N2. Najważniejszą z nich są tlenki azotu NO x i siarka SO x .
Tlenki azotu powstają w wyniku utleniania zarówno azotu cząsteczkowego w powietrzu, jak i azotu zawartego w paliwie. Badania eksperymentalne wykazały, że główny udział NOx powstającego w piecach kotłów, tj. 96÷100%, przypada na tlenek azotu (tlenek) NO. Dwutlenek azotu NO 2 i półtlenek N 2 O powstają w znacznie mniejszych ilościach, a ich udział wynosi w przybliżeniu: dla NO 2 - do 4%, a dla N 2 O - setnych procent całkowitej emisji NO x . W typowych warunkach spalania paliwa w kotłach stężenia dwutlenku azotu NO 2 są z reguły znikome w porównaniu z zawartością NO i zwykle wahają się w granicach 0÷7 ppm do 20÷30 ppm. Jednocześnie szybkie mieszanie gorących i zimnych obszarów w turbulentnym płomieniu może prowadzić do pojawienia się stosunkowo dużych stężeń dwutlenku azotu w zimnych strefach przepływu. Ponadto w górnej części paleniska oraz w poziomym przewodzie spalinowym występuje częściowa emisja NO 2 (przy T> 900÷1000 K) i pod pewnymi warunkami może również osiągnąć zauważalne rozmiary.
Hemotlenek azotu N 2 O, powstający podczas spalania paliw, jest najwyraźniej krótkotrwałym związkiem pośrednim. N 2 O praktycznie nie występuje w produktach spalania za kotłami.
Siarka zawarta w paliwie jest źródłem powstawania tlenków siarki SOx: bezwodników siarki SO 2 (dwutlenek siarki) i siarki SO 3 (trójtlenek siarki). Całkowita emisja masowa SO x zależy tylko od zawartości siarki w paliwie Sp , a ich stężenie w spalinach również od współczynnika przepływu powietrza α. Z reguły udział SO 2 wynosi 97÷99%, a SO 3 1÷3% całkowitej produkcji SOx. Rzeczywista zawartość SO 2 w gazach opuszczających kotły waha się od 0,08 do 0,6%, a SO 3 od 0,0001 do 0,008%.
Wśród szkodliwych składników spalin szczególne miejsce zajmuje duża grupa wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA). Wiele WWA wykazuje wysoką aktywność rakotwórczą i (lub) mutagenną, aktywuje smog fotochemiczny w miastach, co wymaga ścisłej kontroli i ograniczenia ich emisji. Jednocześnie niektóre WWA, takie jak fenantren, fluoranten, piren i wiele innych, są prawie fizjologicznie obojętne i nie są rakotwórcze.
WWA powstają w wyniku niepełnego spalania paliw węglowodorowych. Ta ostatnia występuje na skutek hamowania reakcji utleniania węglowodorów paliwowych przez zimne ścianki urządzeń spalających, a także może być spowodowana niezadowalającą mieszanką paliwa i powietrza. Prowadzi to do powstawania w piecach (komorach spalania) lokalnych stref utleniania o niskiej temperaturze lub stref z nadmiarem paliwa.
Ze względu na dużą liczbę różnych WWA w spalinach i trudność pomiaru ich stężeń, zwyczajowo ocenia się poziom rakotwórczego zanieczyszczenia produktów spalania i powietrza atmosferycznego poprzez stężenie najsilniejszego i najbardziej stabilnego czynnika rakotwórczego, benzo(a) piren (B(a)P) C20H12.
Ze względu na wysoką toksyczność na szczególną uwagę zasługują takie produkty spalania oleju opałowego jak tlenki wanadu. Wanad jest zawarty w mineralnej części oleju opałowego i podczas spalania tworzy tlenki wanadu VO, VO 2 . Jednak podczas tworzenia się osadów na powierzchniach konwekcyjnych tlenki wanadu występują głównie w postaci V 2 O 5 . Pięciotlenek wanadu V 2 O 5 jest najbardziej toksyczną formą tlenków wanadu, dlatego ich emisje rozliczane są w przeliczeniu na V 2 O 5 .
Tabela 7.1.3. Orientacyjne stężenie substancji szkodliwych w produktach spalania podczas spalania paliw organicznych w kotłach energetycznych
| Emisje = | Stężenie, mg / m3 | ||
| Gazu ziemnego | olej opałowy | Węgiel | |
| Tlenki azotu NO x (w przeliczeniu na NO 2) | 200÷1200 | 300÷1000 | 350÷1500 |
| Dwutlenek siarki SO 2 | - | 2000÷6000 | 1000÷5000 |
| Bezwodnik siarkowy SO 3 | - | 4÷250 | 2 ÷100 |
| Tlenek węgla CO | 10÷125 | 10÷150 | 15÷150 |
| Benz (a) piren C 20 H 12 | (0,1÷1, 0) 10 -3 | (0,2÷4,0) 10 -3 | (0,3÷14) 10 -3 |
| Cząstki stałe | - | <100 | 150÷300 |
Podczas spalania oleju opałowego i paliw stałych emisje zawierają również cząstki stałe, składające się z popiołu lotnego, cząstek sadzy, WWA i niespalonego paliwa w wyniku podpalenia mechanicznego.
Zakresy stężeń substancji szkodliwych w spalinach podczas spalania różnych rodzajów paliw podano w tabeli. 7.1.3.
antropotoksyny;
Produkty niszczenia materiałów polimerowych;
Substancje wchodzące do pomieszczenia z zanieczyszczonym powietrzem atmosferycznym;
Substancje chemiczne uwalniane z materiałów polimerowych, nawet w niewielkich ilościach, mogą powodować znaczne zaburzenia stanu żywego organizmu, np. w przypadku narażenia alergicznego na materiały polimerowe.
Intensywność uwalniania substancji lotnych zależy od warunków pracy materiałów polimerowych - temperatury, wilgotności, szybkości wymiany powietrza, czasu pracy.
Stwierdzono bezpośrednią zależność stopnia zanieczyszczenia chemicznego środowiska powietrza od całkowitego nasycenia pomieszczeń materiałami polimerowymi.
Rosnący organizm jest bardziej wrażliwy na działanie lotnych składników z materiałów polimerowych. Stwierdzono również zwiększoną wrażliwość pacjentów na działanie chemikaliów uwalnianych z tworzyw sztucznych w porównaniu ze zdrowymi. Badania wykazały, że w pomieszczeniach o wysokim nasyceniu polimerami podatność populacji na alergie, przeziębienia, neurastenię, dystonię wegetatywną i nadciśnienie była wyższa niż w pomieszczeniach, w których materiały polimerowe były stosowane w mniejszych ilościach.
Aby zapewnić bezpieczeństwo stosowania materiałów polimerowych, przyjmuje się, że stężenia substancji lotnych uwalnianych z polimerów w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej nie powinny przekraczać ich MPC ustalonych dla powietrza atmosferycznego, a łączny stosunek wykrytych stężeń kilku substancji do ich RPP nie powinna przekraczać jednego. W celu prewencyjnego nadzoru sanitarnego nad materiałami polimerowymi i wyrobami z nich wytworzonymi proponuje się ograniczenie uwalniania substancji szkodliwych do środowiska lub na etapie wytwarzania, bądź krótko po ich uwolnieniu przez producentów. Dopuszczalne poziomy około 100 substancji chemicznych uwalnianych z materiałów polimerowych zostały już potwierdzone.
We współczesnym budownictwie coraz wyraźniej zaznacza się tendencja do chemizacji procesów technologicznych i stosowania różnych substancji jako mieszanin, przede wszystkim betonu i żelbetu. Z higienicznego punktu widzenia ważne jest uwzględnienie niekorzystnego wpływu dodatków chemicznych w materiałach budowlanych na skutek uwalniania substancji toksycznych.
Nie mniej potężnym wewnętrznym źródłem zanieczyszczenia środowiska wewnętrznego są ludzkie produkty przemiany materii antropotoksyny. Ustalono, że człowiek w procesie życia uwalnia około 400 związków chemicznych.
Badania wykazały, że środowisko powietrza w niewentylowanych pomieszczeniach pogarsza się proporcjonalnie do liczby osób i czasu spędzanego w pomieszczeniu. Analiza chemiczna powietrza w pomieszczeniach pozwoliła zidentyfikować w nim szereg substancji toksycznych, których rozkład według klas zagrożenia przedstawia się następująco: dimetyloamina, siarkowodór, dwutlenek azotu, tlenek etylenu, benzen (druga klasa zagrożenia jest wysoce niebezpieczna Substancje); kwas octowy, fenol, metylostyren, toluen, metanol, octan winylu (trzecia klasa zagrożenia to substancje o niskim stopniu zagrożenia). Jedna piąta zidentyfikowanych antropotoksyn jest klasyfikowana jako substancje wysoce niebezpieczne. Jednocześnie stwierdzono, że w niewentylowanym pomieszczeniu stężenia dimetyloaminy i siarkowodoru przekraczały MPC dla powietrza atmosferycznego. Stężenia substancji takich jak dwutlenek węgla, tlenek węgla i amoniak również przekraczały MPC lub były na swoim poziomie. Pozostałe substancje, choć stanowiły dziesiąte i mniejsze frakcje RPP, razem wzięte świadczyły o niekorzystnym środowisku powietrza, gdyż nawet dwu-czterogodzinny pobyt w tych warunkach miał negatywny wpływ na sprawność umysłową badanych. .
Badania środowiska powietrznego zgazowanych pomieszczeń wykazały, że podczas godzinowego spalania gazu w powietrzu wewnętrznym stężenie substancji wynosiło (mg/m3): tlenek węgla – średnio 15, formaldehyd – 0,037, tlenek azotu – 0,62 , dwutlenek azotu - 0,44, benzen - 0,07. Temperatura powietrza w pomieszczeniu podczas spalania gazu wzrosła o 3-6°C, wilgotność wzrosła o 10-15%. Ponadto wysokie stężenia związków chemicznych zaobserwowano nie tylko w kuchni, ale również w pomieszczeniach mieszkalnych. Po wyłączeniu urządzeń gazowych zawartość tlenku węgla i innych chemikaliów w powietrzu spadała, ale czasami nie wracała do pierwotnych wartości nawet po 1,5-2,5 godzinach.
Badanie wpływu produktów spalania gazów pochodzących z gospodarstw domowych na oddychanie zewnętrzne człowieka wykazało wzrost obciążenia układu oddechowego i zmianę stanu funkcjonalnego ośrodkowego układu nerwowego.
Jednym z najczęstszych źródeł zanieczyszczenia powietrza w pomieszczeniach jest palenie. Analiza spektrometryczna powietrza zanieczyszczonego dymem tytoniowym ujawniła 186 związków chemicznych. W niedostatecznie wentylowanych pomieszczeniach zanieczyszczenie powietrza produktami do palenia może sięgać 60-90%.
Badając wpływ składników dymu tytoniowego na osoby niepalące (palenie bierne), badani doświadczali podrażnienia błon śluzowych oczu, wzrostu zawartości karboksyhemoglobiny we krwi, przyspieszenia akcji serca i wzrostu ciśnienia krwi . Zatem, główne źródła zanieczyszczeńŚrodowisko powietrzne pomieszczeń można warunkowo podzielić na cztery grupy:
Znaczenie wewnętrznych źródeł zanieczyszczeń w różnych typach budynków nie jest takie samo. W budynkach administracyjnych poziom zanieczyszczenia całkowitego najściślej koreluje z nasyceniem pomieszczeń materiałami polimerowymi (R = 0,75), w krytych obiektach sportowych poziom zanieczyszczenia chemicznego najlepiej koreluje z liczbą przebywających w nich osób (R = 0,75). W przypadku budynków mieszkalnych szczelność korelacji między poziomem zanieczyszczenia chemicznego zarówno z nasyceniem pomieszczeń materiałami polimerowymi, jak i liczbą osób w pomieszczeniach jest w przybliżeniu taka sama.
Zanieczyszczenie chemiczne środowiska powietrza budynków mieszkalnych i użyteczności publicznej w określonych warunkach (słaba wentylacja, nadmierne nasycenie pomieszczeń materiałami polimerowymi, duże tłumy itp.) może osiągnąć poziom, który niekorzystnie wpływa na ogólny stan organizmu człowieka .
Według danych WHO w ostatnich latach znacznie wzrosła liczba zgłoszeń o tzw. syndromie chorego budynku. Opisane objawy pogorszenia stanu zdrowia osób mieszkających lub pracujących w takich budynkach są bardzo zróżnicowane, ale mają też szereg cech wspólnych, a mianowicie: bóle głowy, zmęczenie psychiczne, zwiększona częstość infekcji drogą powietrzną i przeziębienia, podrażnienie błon śluzowych oczu, nosa, gardła, uczucie suchości błon śluzowych i skóry, nudności, zawroty głowy.
Pierwsza kategoria - chwilowo „chore” budynki- obejmuje nowo wybudowane lub niedawno wyremontowane budynki, w których nasilenie objawów tych objawów z czasem słabnie iw większości przypadków zanikają one całkowicie po około sześciu miesiącach. Zmniejszenie nasilenia objawów może być związane z wzorcami emisji składników lotnych zawartych w materiałach budowlanych, farbach itp.
W budynkach drugiej kategorii - ciągle "choroby" opisane objawy są obserwowane przez wiele lat i nawet rekreacja na dużą skalę może nie przynieść efektu. Wytłumaczenie tej sytuacji jest zwykle trudne do znalezienia, pomimo dokładnego zbadania składu powietrza, działania systemu wentylacyjnego i cech konstrukcyjnych budynku.
Należy zauważyć, że nie zawsze jest możliwe wykrycie bezpośredniego związku między stanem środowiska powietrza w pomieszczeniach a stanem zdrowia publicznego.
Jednak zapewnienie optymalnego środowiska powietrza dla budynków mieszkalnych i publicznych jest ważnym problemem higienicznym i inżynieryjnym. Wiodącym ogniwem w rozwiązaniu tego problemu jest wymiana powietrza w pomieszczeniach, która zapewnia wymagane parametry środowiska powietrza. Projektując instalacje klimatyzacyjne w budynkach mieszkalnych i użyteczności publicznej oblicza się wymagany przepływ powietrza w ilości wystarczającej do przyswojenia emisji ciepła i wilgoci przez człowieka, wydychanego dwutlenku węgla, a w pomieszczeniach przeznaczonych do palenia uwzględnia się również konieczność usuwania dymu tytoniowego na konto.
Oprócz regulacji ilości powietrza nawiewanego i jego składu chemicznego, właściwości elektryczne środowiska powietrza mają znane znaczenie dla zapewnienia komfortu powietrza w zamkniętej przestrzeni. O tym ostatnim decyduje reżim jonowy pomieszczeń, czyli poziom dodatniej i ujemnej jonizacji powietrza. Zarówno niewystarczająca, jak i nadmierna jonizacja powietrza ma negatywny wpływ na organizm.
Zamieszkanie na obszarach o zawartości ujemnych jonów powietrza rzędu 1000-2000 w 1 ml powietrza ma pozytywny wpływ na zdrowie ludności.
Obecność ludzi w pomieszczeniach powoduje zmniejszenie zawartości jonów lekkiego powietrza. Jednocześnie jonizacja powietrza zmienia się intensywniej, im więcej osób w pomieszczeniu i im mniejsza jest jego powierzchnia.
Spadek liczby jonów światła wiąże się z utratą właściwości odświeżających powietrze, z jego mniejszą aktywnością fizjologiczną i chemiczną, co niekorzystnie wpływa na organizm człowieka i powoduje dolegliwości duszności i „braku tlenu”. Dlatego szczególnie interesujące są procesy dejonizacji i sztucznej jonizacji powietrza w pomieszczeniach, które oczywiście muszą mieć regulację higieniczną.
Należy podkreślić, że sztuczna jonizacja powietrza wewnętrznego bez wystarczającego dopływu powietrza w warunkach dużej wilgotności i zapylenia powietrza prowadzi do nieuchronnego wzrostu liczby ciężkich jonów. Ponadto w przypadku jonizacji zakurzonego powietrza gwałtownie wzrasta procent zatrzymywania pyłu w drogach oddechowych (pył przenoszący ładunki elektryczne jest zatrzymywany w drogach oddechowych człowieka w znacznie większych ilościach niż pył obojętny).
W związku z tym sztuczna jonizacja powietrza nie jest uniwersalnym panaceum na poprawę powietrza w pomieszczeniach. Bez poprawy wszystkich parametrów higienicznych powietrza, sztuczna jonizacja nie tylko nie poprawia warunków życia człowieka, ale wręcz przeciwnie, może mieć negatywny wpływ.
Optymalne całkowite stężenie jonów światła to poziomy rzędu 3 x 10, a wymagane minimum to 5 x 10 na 1 cm3. Zalecenia te stanowiły podstawę obowiązujących w Federacji Rosyjskiej norm sanitarno-higienicznych dotyczących dopuszczalnych poziomów jonizacji powietrza w obiektach przemysłowych i publicznych (tabela 6.1).
Skład i właściwości gazu ziemnego. Gazu ziemnego (palny gaz ziemny; GGP) - Mieszanina gazowa składająca się z metanu i cięższych węglowodorów, azotu, dwutlenku węgla, pary wodnej, związków zawierających siarkę, gazów obojętnych . Metan jest głównym składnikiem GGP. HGP zwykle zawiera również śladowe ilości innych składników (ryc. 1).
1. Składniki palne obejmują węglowodory:
a) metan (CH 4) - główny składnik gazu ziemnego, do 98% objętości (inne składniki występują w niewielkich ilościach lub nie występują). Bezbarwny, bezwonny i bez smaku, nietoksyczny, wybuchowy, lżejszy od powietrza;
b) ciężkie (ograniczające) węglowodory [etan (C 2 H 6), propan (C s H 8), butan (C 4 H 10) itp.] - bezbarwny, bezwonny i bez smaku, nietoksyczny, wybuchowy, cięższy niż powietrze.
2. Elementy niepalne (balast) :
a) azot (N 2) - składnik powietrza, bez koloru, zapachu i smaku; gaz obojętny, ponieważ nie wchodzi w interakcje z tlenem;
b) tlen (O 2) - integralna część powietrza; bezbarwny, bezwonny i bez smaku; Środek utleniający.
c) dwutlenek węgla (dwutlenek węgla CO2) - bez barwy o lekko kwaśnym smaku. Gdy zawartość w powietrzu jest więcej niż 10% toksyczna, cięższa od powietrza;
Powietrze . Suche powietrze atmosferyczne to wieloskładnikowa mieszanina gazów składająca się z (% obj.): azotu N 2 - 78%, tlenu O 2 - 21%, gazów obojętnych (argon, neon, krypton itp.) - 0,94% oraz dwutlenek węgla - 0,03%.
 Rys.2. Skład powietrza. |
Powietrze zawiera również parę wodną i przypadkowe zanieczyszczenia - amoniak, dwutlenek siarki, kurz, mikroorganizmy itp. ( Ryż. 2). Gazy wchodzące w skład powietrza są w nim równomiernie rozprowadzane i każdy z nich zachowuje swoje właściwości w mieszaninie.
3. Szkodliwe składniki :
a) siarkowodór (H 2 S) - bezbarwny, o zapachu zgniłych jaj, toksyczny, palący, cięższy od powietrza.
b) kwas cyjanowodorowy (cyjanowodorowy) (HCN) - bezbarwna lekka ciecz, w gazie ma stan gazowy. Trujący, powoduje korozję metalu.
4. Zanieczyszczenia mechaniczne (zawartość uzależniona od warunków transportu gazu):
a) żywice i pyły - po zmieszaniu mogą tworzyć zatory w gazociągach;
b) woda – zamarza w niskich temperaturach tworząc korki lodowe, co prowadzi do zamarzania urządzeń redukujących.
GGPna charakterystyka toksykologiczna należą do substancji ΙV-tej klasy zagrożenia zgodnie z GOST 12.1.007. Są to produkty gazowe, niskotoksyczne, wybuchowe.
Gęstość: gęstość powietrza atmosferycznego w normalnych warunkach - 1,29 kg/m 3, i metan - 0,72 kg / m 3 Dlatego metan jest lżejszy od powietrza.
Wymagania GOST 5542-2014 dla wskaźników GGP:
1) stężenie masowe siarkowodoru- nie więcej niż 0,02 g/m 3 ;
2) stężenie masowe siarki merkaptanowej- nie więcej niż 0,036 g/m 3 ;
3) ułamek molowy tlenu- nie więcej niż 0,050%;
4) dopuszczalna zawartość zanieczyszczeń mechanicznych- nie więcej niż 0,001 g/m 3;
5) ułamek molowy dwutlenku węgla w gazie ziemnym nie więcej niż 2,5%.
6) Wartosc kaloryczna netto GGP w standardowych warunkach spalania zgodnie z GOST 5542-14 - 7600 kcal / m 3 ;
8) intensywność zapachu gazu dla do użytku domowego o ułamku objętościowym 1% w powietrzu - co najmniej 3 punkty, i dla gaz do użytku przemysłowego, wskaźnik ten ustala się w porozumieniu z konsumentem.
Jednostka kosztów sprzedaży GGP - 1 m 3 gazu pod ciśnieniem 760 mm Hg. Sztuka. i temperatura 20 o C;
Temperatura samozapłonu- najniższa temperatura nagrzanej powierzchni, która w danych warunkach powoduje zapłon substancji palnych w postaci mieszaniny gazu lub pary z powietrzem. Dla metanu jest to 537 °C. Temperatura spalania (maksymalna temperatura w strefie spalania): metan - 2043 °C.
Ciepło właściwe spalania metanu: najniższy - Q H \u003d 8500 kcal / m 3, najwyższy - Qv - 9500 kcal / m 3. W celu porównania rodzajów paliw pojęcie paliwo równoważne (por.) , w RF za sztukę wartość opałowa 1 kg węgla kamiennego została przyjęta jako 29,3 MJ lub 7000 kcal/kg.
Warunki pomiaru przepływu gazu to:
· normalne warunki(n. w): standardowe warunki fizyczne, z którymi zwykle skorelowane są właściwości substancji. Warunki odniesienia są zdefiniowane przez IUPAC (Międzynarodowa Unia Chemii Praktycznej i Stosowanej) w następujący sposób: Ciśnienie atmosferyczne 101325 Pa = 760 mmHg st..Temperatura powietrza 273,15K= 0°C .Gęstość metanu w dobrze.- 0,72 kg/m3,
· standardowe warunki(z. w) objętość przy wzajemnym ( Reklama w telewizji) rozliczenia z konsumentami - GOST 2939-63: temperatura 20°С, ciśnienie 760 mm Hg. (101325 N/m), wilgotność wynosi zero. (Za pomocą GOST 8.615-2013 warunki normalne są określane jako „warunki standardowe”). Gęstość metanu w s.u.- 0,717 kg/m3.
Szybkość rozprzestrzeniania się płomienia (szybkość spalania)- prędkość czoła płomienia względem świeżego strumienia mieszanki palnej w danym kierunku. Szacunkowa prędkość rozprzestrzeniania się płomienia: propan - 0,83 m/s, butan - 0,82 m/s, metan - 0,67 m/s, wodór - 4,83 m/s, w zależności od składu, temperatury, ciśnienia mieszanki, stosunku gazu i powietrza w mieszance, średnicy czoła płomienia, charakteru ruchu mieszanki (laminarny lub turbulentny) oraz określa stabilność spalania.
Do wad (niebezpieczne właściwości) GGP obejmują: wybuchowość (palność); intensywne spalanie; szybkie rozprzestrzenianie się w przestrzeni; niemożność określenia lokalizacji; efekt duszący, przy braku tlenu do oddychania .
Wybuchowość (palność) . Wyróżnić:
a) dolna granica palności ( NPS) - najmniejsza ilość gazu w powietrzu, przy której gaz się zapala (metan - 4,4%) . Przy mniejszej zawartości gazu w powietrzu nie nastąpi zapłon z powodu braku gazu; (rys. 3)
b) górna granica palności ( ERW) - najwyższa zawartość gazu w powietrzu, przy której zachodzi proces zapłonu ( metan - 17%) . Przy wyższej zawartości gazu w powietrzu zapłon nie nastąpi z powodu braku powietrza. (rys. 3)
W FNP NPS oraz ERW nazywa dolna i górna granica stężeń rozprzestrzeniania się płomienia ( NKPRP oraz VKPRP) .
Na wzrost ciśnienia gazu zmniejsza się zakres pomiędzy górną i dolną granicą ciśnienia gazu (rys. 4).
Do wybuchu gazu (metan) Oprócz jego zawartość w powietrzu w granicach palności potrzebne zewnętrzne źródło energii (iskra, płomień itp.) . Z wybuchem gazu w zamkniętej kubaturze (pomieszczenie, piec, zbiornik itp.), więcej zniszczenia niż eksplozja na świeżym powietrzu (Ryż. 5).
Maksymalne dopuszczalne stężenia ( RPP) substancje szkodliwe GGP w powietrzu obszaru roboczego ustalono w GOST 12.1.005.
Maksymalna jednorazowa MPC w powietrzu obszaru roboczego (w przeliczeniu na węgiel) wynosi 300 mg/m 3.
niebezpieczna koncentracja GGP (ułamek objętościowy gazu w powietrzu) czy stężenie jest równe 20% dolna granica palności gazu.
Toksyczność - zdolność do zatruwania ludzkiego ciała. Gazy węglowodorowe nie wywierają silnego działania toksykologicznego na organizm człowieka, ale ich wdychanie powoduje zawroty głowy, a ich znaczna zawartość we wdychanym powietrzu. Kiedy tlen jest zredukowany do 16% lub mniej Może prowadzić do uduszenie.
Na spalanie gazu z brakiem tlenu, czyli przy podpalaniu, w produktach spalania powstaje tlenek węgla (CO) lub tlenek węgla, który jest bardzo toksycznym gazem.
Nawanianie gazu - dodanie do gazu substancji o silnym zapachu (nawaniacza) w celu nadania zapachu GGP przed dostawą do odbiorców w sieciach miejskich. Na stosować do nawaniania merkaptanu etylowego (C 2 H 5 SH - w zależności od stopnia uderzenia w ciało należy do ΙΙ-tej klasy zagrożenia toksykologicznego zgodnie z GOST 12.1.007-76 ), jest dodany 16 g na 1000 m 3 . Intensywność zapachu nawanianego HGP o ułamku objętościowym 1% w powietrzu musi wynosić co najmniej 3 punkty zgodnie z GOST 22387.5.
Gaz bez nawaniania może być dostarczany do przedsiębiorstw przemysłowych, ponieważ intensywność zapachu gazu ziemnego dla przedsiębiorstw przemysłowych pobierających gaz z głównych gazociągów ustalana jest w porozumieniu z odbiorcą.
Płonące gazy. Piec kotła (pieca), w którym spalane jest paliwo gazowe (płynne) w pochodni odpowiada koncepcji „stacjonarnego pieca komorowego kotła”.
Spalanie gazów węglowodorowych - chemiczne połączenie składników gazów palnych (węgiel C i wodór H) z tlenem atmosferycznym O 2 (utlenianie) z wydzieleniem ciepła i światła: CH4 + 2O2 \u003d CO2 + 2H2O .
Po całkowitym spalaniu powstaje węgiel dwutlenek węgla (CO 2), ale woda? rodzaj - para wodna (H 2 O) .
W teorii do spalenia 1 m 3 metanu potrzebne są 2 m 3 tlenu zawartego w 9,52 m 3 powietrza (rys. 6). Jeśli niewystarczająca ilość powietrza do spalania , to dla części cząsteczek składników palnych nie będzie wystarczającej ilości cząsteczek tlenu i w produktach spalania, oprócz dwutlenku węgla (CO2), azotu (N2) i pary wodnej (H2O), produkty niepełne spalanie gazu :
-tlenek węgla (CO), które w przypadku uwolnienia do pomieszczeń mogą spowodować zatrucie personelu obsługującego;
- sadza (C) , który osadza się na powierzchniach grzewczych upośledza wymianę ciepła;
- niespalony metan i wodór , które mogą gromadzić się w piecach i dymach (kominach), tworząc mieszankę wybuchową. Kiedy brakuje powietrza, niepełne spalanie paliwa lub, jak mówią, proces spalania zachodzi z niedopaleniem. Wypalenie może również wystąpić, gdy słabe mieszanie gazu z powietrzem i niska temperatura w strefie spalania.
Do całkowitego spalenia gazu konieczne jest: obecność powietrza w miejscu spalania w wystarczy i dobre mieszanie z gazem; wysoka temperatura w strefie spalania.
Aby zapewnić całkowite spalenie gazu, powietrze jest dostarczane w większej ilości niż teoretycznie wymagane, czyli w nadmiarze, podczas gdy nie całe powietrze będzie brało udział w spalaniu. Część ciepła zostanie wykorzystana na ogrzanie tego nadmiaru powietrza i zostanie uwolniona do atmosfery wraz ze spalinami.
Kompletność spalania określa się wizualnie (powinien to być niebieskawo-niebieski płomień z fioletowymi końcami) lub analizując skład spalin.
Teoretyczny (stechiometryczny) ilość powietrza do spalania to ilość powietrza potrzebna do całkowitego spalenia jednostki objętości ( 1 m 3 suchego gazu lub masa paliwa, obliczona ze składu chemicznego paliwa ).
Ważny (rzeczywisty, wymagany) Objętość powietrza do spalania to ilość powietrza faktycznie zużyta do spalenia jednostki objętości lub masy paliwa.
Stosunek powietrza do spalania α to stosunek rzeczywistej objętości powietrza do spalania do teoretycznej: α = Vf / Vt >1,
gdzie: Vf - rzeczywista objętość nawiewanego powietrza, m 3 ;
V t - teoretyczna objętość powietrza, m 3.
Współczynnik nadmiar pokazów ile razy rzeczywiste zużycie powietrza do spalania gazu przekracza teoretyczne zależy od konstrukcji palnika gazowego i pieca: im doskonalsze, tym współczynnik α mniejszy. Gdy współczynnik nadmiaru powietrza dla kotłów jest mniejszy niż 1, prowadzi to do niepełnego spalania gazu. Wzrost współczynnika nadmiaru powietrza zmniejsza wydajność. gazownia. Dla wielu pieców, w których topi się metal, w celu uniknięcia korozji tlenowej - α < 1 a za piecem zainstalowano komorę dopalania niespalonych elementów palnych.
Do kontroli ciągu służą łopatki kierujące, zasuwy, przepustnice obrotowe i sprzęgła elektromechaniczne.
Zalety paliw gazowych w porównaniu do stałych i ciekłych– niski koszt, ułatwienie pracy personelu, mała ilość szkodliwych zanieczyszczeń w produktach spalania, poprawa warunków środowiskowych, brak konieczności transportu samochodowego i kolejowego, dobre mieszanie z powietrzem (poniżej α), pełna automatyka, wysoka sprawność.
Metody spalania gazów. Powietrze do spalania może być:
1) podstawowy, podawany jest do palnika, gdzie jest mieszany z gazem (do spalania używana jest mieszanka gazowo-powietrzna).
2) wtórny, wchodzi bezpośrednio do strefy spalania.
Istnieją następujące metody spalania gazu:
1. Metoda dyfuzji- gaz i powietrze do spalania dostarczane są oddzielnie i mieszane w strefie spalania, tj. całe powietrze jest drugorzędne. Płomień jest długi, wymagana jest duża przestrzeń pieca. (rys. 7a).
2. Metoda kinetyczna - całe powietrze miesza się z gazem wewnątrz palnika, tj. całe powietrze jest pierwotne. Płomień jest krótki, wymagana mała przestrzeń spalania (rys. 7c).
3. metoda mieszana - część powietrza doprowadzana jest do wnętrza palnika, gdzie jest mieszana z gazem (jest to powietrze pierwotne), a część powietrza doprowadzana jest do strefy spalania (wtórne). Płomień jest krótszy niż metodą dyfuzyjną (rys. 7b).
Usuwanie produktów spalania. Rozrzedzenie w palenisku i usuwanie produktów spalania są spowodowane siłą trakcyjną, która pokonuje opór ścieżki dymu i powstaje w wyniku różnicy ciśnień między kolumnami zewnętrznego zimnego powietrza równej wysokości i lżejszym gorącym spalinom. W takim przypadku spaliny przemieszczają się z pieca do rury, a na ich miejsce do pieca dostaje się zimne powietrze (rys. 8).
Siła ciągu zależy od: temperatura powietrza i spalin, wysokość, średnica i grubość ścianki komina, ciśnienie barometryczne (atmosferyczne), stan przewodów gazowych (kominów), zasysanie powietrza, rozrzedzenie w palenisku .
Naturalny siła ciągu - wytworzona przez wysokość komina i sztuczny, czyli oddymiacz o niewystarczającym ciągu naturalnym. Siłę uciągu regulują bramki, kierownice oddymiaczy i inne urządzenia.
Stosunek nadmiaru powietrza (α ) zależy od konstrukcji palnika gazowego i pieca: im doskonalsze, tym niższy współczynnik i pokazuje: ile razy rzeczywiste zużycie powietrza do spalania gazu przekracza teoretyczne.
Doładowanie - usuwanie produktów spalania paliwa w wyniku pracy dmuchaw .Podczas pracy „pod doładowaniem” wymagana jest mocna, gęsta komora spalania (piec), która wytrzyma nadciśnienie wytwarzane przez wentylator.
Palniki gazowe.Palniki gazowe- zapewnić doprowadzenie wymaganej ilości gazu i powietrza, ich mieszanie i regulację procesu spalania, a wyposażone w tunel, urządzenie do dystrybucji powietrza itp. nazywane jest palnikiem gazowym.
wymagania dotyczące palnika:
1) palniki muszą spełniać wymagania odpowiednich przepisów technicznych (posiadać certyfikat lub deklarację zgodności) lub przejść badanie bezpieczeństwa przemysłowego;
2) zapewnić kompletność spalania gazu we wszystkich trybach pracy przy minimalnym nadmiarze powietrza (z wyjątkiem niektórych palników pieców gazowych) i minimalnej emisji substancji szkodliwych;
3) umieć posługiwać się automatycznym sterowaniem i bezpieczeństwem, a także pomiarem parametrów gazu i powietrza przed palnikiem;
4) musi mieć prostą konstrukcję, być dostępne do naprawy i rewizji;
5) pracować stabilnie zgodnie z regulaminem pracy, w razie potrzeby posiadać stabilizatory zapobiegające oddzieleniu i cofnięciu płomienia;
Parametry palników gazowych(rys. 9). Według GOST 17356-89 (Palniki gazowe, paliwowe i kombinowane. Terminy i definicje. Rev. N 1) :Limit stabilności palnika , w którym jeszcze nie powstały wyginięcie, załamanie, oderwanie, wybuch płomienia i niedopuszczalne wibracje.
Notatka. Istnieć wyżej i niżej granice zrównoważonego rozwoju.
1) Moc cieplna palnika N g. - ilość ciepła wynikającego ze spalania paliwa dostarczanego do palnika w jednostce czasu, N g \u003d V. Q kcal/h, gdzie V jest godzinowym zużyciem gazu, m 3 /h; Q rz. - ciepło spalania gazu, kcal / m 3.
2) Granice stabilności palnika , w którym jeszcze nie powstały gaszenie, przeciąganie, oderwanie, cofnięcie się płomienia i niedopuszczalne wibracje . Notatka. Istnieć górna - N v.p . i niższy -N n.p. granice zrównoważonego rozwoju.
3) minimalna moc N min. - moc cieplna palnika, która wynosi 1,1 mocy, co odpowiada dolnej granicy jego stabilnej pracy tj. moc dolnego limitu zwiększona o 10%, N min. =1,1 N n.p.
4) górna granica stabilnej pracy palnika N v.p. – najwyższa stabilna moc, praca bez separacji i rozgorzenia płomienia.
5) maksymalna moc palnika N max - moc cieplna palnika, która wynosi 0,9 mocy, odpowiadająca górnej granicy jego stabilnej pracy tj. górna granica mocy zmniejszona o 10%, N maks. = 0,9 N v.p.
6) moc znamionowa N nom - najwyższa moc cieplna palnika, gdy wskaźniki wydajności są zgodne z ustalonymi normami, tj. najwyższa moc z jaką palnik pracuje przez długi czas z wysoką wydajnością.
7) zakres regulacji pracy (moc cieplna palnika) – regulowany zakres, w którym moc cieplna palnika może zmieniać się podczas pracy, tj. wartości mocy od N min do N nom. .
8) współczynnik regulacji pracy K rr. jest stosunkiem znamionowej mocy cieplnej palnika do jego minimalnej roboczej mocy cieplnej, tj. pokazuje ile razy moc znamionowa przekracza minimum: K rr. = N znamionowy / N min
Karta reżimu.Zgodnie z „Zasadami korzystania z gazu…”, zatwierdzonymi przez Rząd Federacji Rosyjskiej z dnia 17 maja 2002 r. Nr 317(zmodyfikowane 19.06.2017) , po zakończeniu prac budowlano-montażowych na budowanych, przebudowywanych lub modernizowanych urządzeniach gazowych i urządzeniach przerabianych na gaz z innych rodzajów paliw prowadzone są prace rozruchowe i konserwacyjne. Wprowadzenie gazu do budowanych, przebudowywanych lub modernizowanych urządzeń wykorzystujących gaz oraz urządzeń przerabianych na gaz z innych rodzajów paliwa w celu przeprowadzenia uruchomienie (testowanie zintegrowane) i przyjęcie urządzeń do eksploatacji odbywa się na podstawie ustawy o gotowości sieci poboru gazu i urządzeń wykorzystujących gaz kapitalnego obiektu budowlanego do przyłączenia (przyłącze technologiczne). Zasady stanowią, że:
· sprzęt wykorzystujący gaz - kotły, piece produkcyjne, linie technologiczne, rekuperatory i inne instalacje wykorzystujące gaz jako paliwo w celu wytwarzania energii cieplnej na potrzeby centralnego ogrzewania, zaopatrzenia w ciepłą wodę, w procesach technologicznych różnych gałęzi przemysłu, a także innych urządzeń, aparatów, zespołów, urządzeń technologicznych i instalacji wykorzystujących gaz jako surowiec;
· prace uruchomieniowe- kompleks prac, w tym przygotowanie do rozruchu i rozruchu urządzeń wykorzystujących gaz, z komunikacją i armaturą, wnoszącą ładunek sprzętu wykorzystującego gaz, do poziomu uzgodnionego z organizacją - właścicielem sprzętu, a również regulacja trybu spalania urządzeń wykorzystujących gaz, bez optymalizacji wydajności;
· prace reżymowe i dostosowawcze,- komplet prac wraz z regulacją urządzeń wykorzystujących gaz, w celu osiągnięcia sprawności projektowej (paszportowej) w zakresie obciążeń eksploatacyjnych, dostosowanie automatycznego sterowania procesami spalania paliw, instalacji odzysku ciepła i urządzeń pomocniczych, w tym urządzeń do uzdatniania wody dla kotłowni.
Zgodnie z GOST R 54961-2012 (Systemy dystrybucji gazu. Sieci zużycia gazu) zaleca się:Tryby pracy urządzenia wykorzystujące gaz w przedsiębiorstwach i kotłowniach musi pasować do map reżimu zatwierdzone przez kierownika technicznego przedsiębiorstwa i P produkowane co najmniej raz na trzy lata z korektą (w razie potrzeby) kart reżimowych .
Nieplanową korektę reżimu urządzeń wykorzystujących gaz należy przeprowadzić w następujących przypadkach: po kapitalnym remoncie urządzeń wykorzystujących gaz lub po dokonaniu zmian konstrukcyjnych wpływających na efektywność użytkowania gazu, a także w przypadku systematycznych odchyleń kontrolowanych parametrów sprzętu wykorzystującego gaz z map reżimowych.
Klasyfikacja palników gazowych Według GOST palniki gazowe są klasyfikowane zgodnie z: sposób dostarczenia komponentu; stopień przygotowania mieszanki palnej; szybkość wygaśnięcia produktów spalania; charakter przepływu mieszaniny; nominalne ciśnienie gazu; stopień automatyzacji; możliwość kontrolowania współczynnika nadmiaru powietrza i charakterystyki palnika; lokalizacja strefy spalania; możliwość wykorzystania ciepła produktów spalania.
W piec komorowy instalacji wykorzystującej gaz, gazowy paliwo spala się w pochodni.
Zgodnie z metodą dostarczania powietrza palniki mogą być:
1) Palniki atmosferyczne -powietrze wchodzi do strefy spalania bezpośrednio z atmosfery:
a. Dyfuzja – jest to najprostszy palnik w konstrukcji, który z reguły jest rurą z otworami wywierconymi w jednym lub dwóch rzędach. Gaz wchodzi do strefy spalania z rury przez otwory i powietrze - z powodu dyfuzja i energia strumienia gazu (Ryż. 10 ), całe powietrze jest drugorzędne .
Zalety palnika : prostota konstrukcji, niezawodność pracy ( brak możliwości rozgorzenia ), cicha praca, dobra regulacja.
niedogodności: mała moc, nieekonomiczna, wysoki (długi) płomień, środki zmniejszające palność są potrzebne, aby zapobiec wygaśnięciu płomienia palnika w separacji .
b. zastrzyk - powietrze jest wstrzykiwany, tj. zasysane do wnętrza palnika dzięki energii strumienia gazu wychodzącego z dyszy . Strumień gazu wytwarza podciśnienie w obszarze dyszy, gdzie powietrze jest zasysane przez szczelinę między myjką a korpusem palnika. Wewnątrz palnika gaz i powietrze są mieszane, mieszanina gaz-powietrze wchodzi do strefy spalania, a reszta powietrza niezbędnego do spalania gazu (wtórnego) wchodzi do strefy spalania w wyniku dyfuzji (rys. 11, 12, 13 ).
W zależności od ilości wtłaczanego powietrza są palniki wtryskowe: z niepełnym i całkowitym wstępnym wymieszaniem gazu i powietrza.
Palnik gaz o średnim i wysokim ciśnieniu zasysane jest całe niezbędne powietrze, tj. całe powietrze jest pierwotne, następuje całkowite wstępne zmieszanie gazu z powietrzem. W pełni przygotowana mieszanka gazowo-powietrzna wchodzi do strefy spalania i nie ma potrzeby stosowania powietrza wtórnego.
Palnik niskie ciśnienie część powietrza niezbędnego do spalania zostaje zassana (występuje niepełny wtrysk powietrza, to powietrze jest pierwotne), a reszta powietrza (wtórnego) trafia bezpośrednio do strefy spalania.
Stosunek „gaz – powietrze” w tych palnikach regulowany jest położeniem płuczki powietrznej względem korpusu palnika. Palniki są jedno- i wielo-płomieniówkowe z centralnym i peryferyjnym doprowadzeniem gazu (BIG i BIGm) składające się z zestawu rurek – mieszadeł 1 o średnicy 48x3, połączonych wspólnym kolektorem gazowym 2 (rys. 13 ).
Zalety palników: prostota konstrukcji i regulacja mocy.
Wady palników: wysoki poziom hałasu, możliwość cofnięcia płomienia, mały zakres regulacji pracy.
2) Palniki z wymuszonym obiegiem powietrza - Są to palniki, w których powietrze do spalania dostarczane jest z wentylatora. Gaz z gazociągu dostaje się do wewnętrznej komory palnika (rys. 14 ).
Powietrze wymuszane przez wentylator jest dostarczane do komory powietrznej 2 , przechodzi przez zawirowacz powietrza 4 , skręcony i zmieszany w mikserze 5 z gazem, który wchodzi do strefy spalania z kanału gazowego 1 przez wyloty gazu 3 .Spalanie odbywa się w ceramicznym tunelu 7 .
 Ryż. 14. Palnik z wymuszonym dopływem powietrza: 1 - kanał gazowy; 2 - kanał powietrzny; 3 - wyloty gazu; 4 - zawijas; 5 - mikser; 6 – tunel ceramiczny (stabilizator spalania). |  Ryż. 15. Palnik kombinowany jednoprzepływowy: 1 - wlot gazu; 2 – wlot oleju opałowego; 3 - otwory wylotowe gazu wlotowego pary; 4 - wlot powietrza pierwotnego; 5 – mieszacz wlotu powietrza wtórnego; 6 - dysza oleju parowego; 7 - płyta montażowa; 8 - zawirowacz powietrza pierwotnego; 9 - zawirowacz powietrza wtórnego; 10 - tunel ceramiczny (stabilizator spalania); 11 - kanał gazowy; 12 - wtórny kanał powietrza. |
Zalety palników: duża moc cieplna, szeroki zakres regulacji pracy, możliwość regulacji stosunku nadmiaru powietrza, możliwość podgrzania gazu i powietrza.
Wady palników: wystarczająca złożoność projektu; możliwe jest oddzielenie i przebicie płomienia, w związku z czym konieczne staje się zastosowanie stabilizatorów spalania (tunel ceramiczny).
Palniki przeznaczone do spalania kilku rodzajów paliwa (gazowe, płynne, stałe) nazywane są łączny (Ryż. 15 ). Mogą być jednowątkowe i dwuwątkowe, tj. z jednym lub więcej dopływem gazu do palnika.
3) palnik blokowy – jest to palnik automatyczny z wymuszonym dopływem powietrza (Ryż. 16 ), ułożone z wentylatorem w jednym urządzeniu. Palnik wyposażony jest w automatyczny system sterowania.
Procesem spalania paliwa w palnikach blokowych steruje elektroniczne urządzenie zwane managerem spalania.
W przypadku palników olejowych ta jednostka zawiera pompę paliwa lub pompę paliwa i podgrzewacz paliwa.
Jednostka sterująca (menedżer spalania) steruje i steruje pracą palnika, odbierając polecenia z termostatu (regulatora temperatury), elektrody kontroli płomienia oraz czujników ciśnienia gazu i powietrza.
Przepływ gazu jest kontrolowany przez zawór motylkowy umieszczony na zewnątrz korpusu palnika.
Podkładka oporowa odpowiada za mieszanie gazu z powietrzem w części stożkowej płomienicy oraz służy do regulacji powietrza wlotowego (regulacja po stronie ciśnieniowej). Inną możliwością zmiany ilości dostarczanego powietrza jest zmiana położenia przepustnicy powietrza w obudowie regulatora powietrza (regulacja po stronie ssącej).
Regulacja stosunków gaz-powietrze (sterowanie przepustnicami gazu i powietrza) może być:
podłączony, z jednego siłownika:
· regulacja częstotliwości przepływu powietrza, poprzez zmianę prędkości silnika wentylatora za pomocą falownika, który składa się z przetwornicy częstotliwości i czujnika impulsów.
Zapłon palnika odbywa się automatycznie przez urządzenie zapłonowe za pomocą elektrody zapłonowej. Obecność płomienia jest monitorowana przez elektrodę kontrolną płomienia.
Sekwencja działania do włączenia palnika:
Żądanie produkcji ciepła (z termostatu);
· włączenie silnika elektrycznego wentylatora i wstępnej wentylacji komory pożarowej;
Włączanie zapłonu elektronicznego
otwarcie elektrozaworu, dopływ gazu i zapłon palnika;
sygnał z czujnika kontroli płomienia o obecności płomienia.
Wypadki (incydenty) na palnikach. Przerwa w płomieniu - przesuwanie strefy korzeniowej pochodni od wylotów palnika w kierunku przepływu paliwa lub mieszanki palnej. Występuje, gdy prędkość mieszaniny gaz-powietrze lub gazu staje się większa niż prędkość propagacji płomienia. Płomień odsuwa się od palnika, staje się niestabilny i może zgasnąć. Gaz nadal przepływa przez wygaszony palnik i w piecu może tworzyć się mieszanina wybuchowa.
Separacja następuje, gdy: wzrost ciśnienia gazu powyżej dopuszczalnego, gwałtowny wzrost dopływu powietrza pierwotnego, wzrost rozrzedzenia w piecu. Do ochrona przed łzami stosować stabilizatory spalania (Ryż. 17): ceglane zjeżdżalnie i słupki; różnego rodzaju tunele ceramiczne i szczeliny ceglane; słabo opływowe korpusy, które nagrzewają się podczas pracy palnika (gdy płomień zgaśnie, zapali się świeży strumień ze stabilizatora), a także specjalne palniki pilotowe.
Latarka - przesuwanie strefy pochodni w kierunku mieszanki palnej, w której płomień wnika do palnika . Zjawisko to występuje tylko w palnikach ze wstępnym mieszaniem gazu i powietrza i występuje, gdy prędkość mieszanki gaz-powietrze staje się mniejsza niż prędkość propagacji płomienia. Płomień wskakuje do wnętrza palnika, gdzie nadal się pali, powodując deformację palnika w wyniku przegrzania.
Przebicie następuje, gdy: ciśnienie gazu przed palnikiem spada poniżej dopuszczalnej wartości; zapłon palnika przy doprowadzeniu powietrza pierwotnego; duży dopływ gazu przy niskim ciśnieniu powietrza. Podczas poślizgu może wystąpić niewielkie trzask, w wyniku którego płomień zgaśnie, a gaz może dalej przepływać przez niepracujący palnik i może powstać mieszanina wybuchowa w palenisku i przewodach gazowych instalacji wykorzystującej gaz. W celu zabezpieczenia przed poślizgiem stosuje się stabilizatory płytowe lub siatkowe., ponieważ przez wąskie szczeliny i małe dziurki nie ma przebicia płomienia.
Działania personelu w razie wypadku przy palnikach
W przypadku awarii palnika (oderwanie się, przeskok lub wygaszenie płomienia) podczas rozpalania lub w trakcie regulacji należy: natychmiast przerwać dopływ gazu do tego palnika (palników) i urządzenia zapłonowego; wietrzyć piec i kanały gazowe przez co najmniej 10 minut; znajdź przyczynę problemu; zgłosić się do osoby odpowiedzialnej; po usunięciu przyczyn awarii i sprawdzeniu szczelności zaworu odcinającego przed palnikiem, zgodnie z instrukcją osoby odpowiedzialnej, ponownie zapalić.
Zmiana obciążenia palnika.
Istnieją palniki z różnymi sposobami zmiany mocy cieplnej:
Palnik z wielostopniową regulacją mocy cieplnej- jest to palnik, podczas którego regulator przepływu paliwa można zamontować w kilku pozycjach pomiędzy maksymalnym i minimalnym położeniem pracy.
Palnik z trzystopniową regulacją mocy cieplnej- jest to palnik, podczas pracy którego regulator przepływu paliwa można ustawić w pozycjach „przepływ maksymalny” – „przepływ minimalny” – „zamknięty”.
Palnik z dwustopniową regulacją mocy cieplnej- palnik pracujący w pozycjach „otwarty – zamknięty”.
Palnik modulowany- jest to palnik, podczas którego regulator przepływu paliwa można zamontować w dowolnej pozycji pomiędzy maksymalnym i minimalnym położeniem pracy.
Istnieje możliwość regulacji mocy cieplnej instalacji poprzez ilość pracujących palników, o ile zapewnia producent i karta reżimu.
Ręczna zmiana mocy grzewczej, w celu uniknięcia oddzielenia płomienia przeprowadza się:
Przy zwiększaniu: najpierw zwiększ dopływ gazu, a następnie powietrza.
Zmniejszając: najpierw zmniejsz dopływ powietrza, a następnie gazu;
Aby zapobiec wypadkom na palnikach, zmiana ich mocy musi odbywać się płynnie (w kilku krokach) zgodnie z mapą reżimów.
Spalanie gazu ziemnego to złożony proces fizykochemiczny oddziaływania jego składników palnych z utleniaczem, podczas gdy energia chemiczna paliwa jest zamieniana na ciepło. Spalanie może być całkowite lub niekompletne. Gdy gaz miesza się z powietrzem, temperatura w palenisku jest wystarczająco wysoka do spalania, paliwo i powietrze dostarczane są w sposób ciągły, następuje całkowite spalanie paliwa. Niepełne spalanie paliwa następuje w przypadku nieprzestrzegania tych zasad, co prowadzi do mniejszego wydzielania ciepła (CO), wodoru (H2), metanu (CH4), a w efekcie do osadzania się sadzy na powierzchniach grzewczych, pogorszenia wymiany ciepła i zwiększenia straty ciepła, co z kolei prowadzi do nadmiernego zużycia paliwa i spadku sprawności kotła, a tym samym do zanieczyszczenia powietrza.
Stosunek nadmiaru powietrza zależy od konstrukcji palnika gazowego i pieca. Współczynnik nadmiaru powietrza musi wynosić co najmniej 1, w przeciwnym razie może dojść do niepełnego spalania gazu. A także wzrost współczynnika nadmiaru powietrza obniża sprawność instalacji wykorzystującej ciepło ze względu na duże straty ciepła ze spalinami.
O całkowitym spalaniu decyduje analizator gazów oraz kolor i zapach.
Całkowite spalanie gazu. metan + tlen \u003d dwutlenek węgla + woda CH4 + 2O2 \u003d CO2 + 2H2O Oprócz tych gazów azot i pozostały tlen wchodzą do atmosfery z gazami palnymi. N2 + O2 Jeżeli spalanie gazu jest niepełne, do atmosfery emitowane są substancje palne - tlenek węgla, wodór, sadza.CO + H + C
Niepełne spalanie gazu następuje z powodu niewystarczającej ilości powietrza. Jednocześnie w płomieniu pojawiają się wizualnie języki sadzy.Niebezpieczeństwo niepełnego spalania gazu polega na tym, że tlenek węgla może spowodować zatrucie personelu kotłowni. Zawartość CO w powietrzu 0,01-0,02% może powodować łagodne zatrucie. Wyższe stężenie może prowadzić do ciężkiego zatrucia i śmierci, a powstała sadza osadza się na ścianach kotłów, utrudniając w ten sposób przenoszenie ciepła do chłodziwa i zmniejszając wydajność kotłowni. Sadza przewodzi ciepło 200 razy gorzej niż metan Teoretycznie do spalenia 1 m3 gazu potrzeba 9 m3 powietrza. W rzeczywistych warunkach potrzeba więcej powietrza. Oznacza to, że potrzebna jest nadmiar powietrza. Wartość ta, oznaczona alfa, pokazuje ile razy więcej powietrza jest zużywane niż teoretycznie jest to konieczne.Współczynnik alfa zależy od typu konkretnego palnika i jest zwykle przewidziany w paszporcie palnika lub zgodnie z zaleceniami organizacji uruchamiającej. Wraz ze wzrostem ilości nadmiaru powietrza powyżej zalecanego, wzrastają straty ciepła. Przy znacznym wzroście ilości powietrza może nastąpić oddzielenie płomienia, tworząc sytuację awaryjną. Jeżeli ilość powietrza jest mniejsza niż zalecana, spalanie będzie niepełne, co stwarza ryzyko zatrucia personelu kotłowni.Niepełne spalanie jest określane przez:
Właściwości fizyczne i chemiczne gazu ziemnego
Gaz ziemny jest bezbarwny, bezwonny i bez smaku, nietoksyczny.
Gęstość gazów w t = 0°C, Р = 760 mm Hg. Art.: metan - 0,72 kg / m 3, powietrze -1,29 kg / m 3.
Temperatura samozapłonu metanu wynosi 545 - 650°C. Oznacza to, że każda mieszanina gazu ziemnego i powietrza podgrzana do tej temperatury zapali się bez źródła zapłonu i spali.
Temperatura spalania metanu wynosi 2100°C w piecach o temperaturze 1800°C.
Wartość opałowa metanu: Q n \u003d 8500 kcal / m 3, Q w \u003d 9500 kcal / m 3.
Wybuchowość. Wyróżnić:
- dolna granica wybuchowości to najniższa zawartość gazu w powietrzu, przy której następuje wybuch, dla metanu wynosi 5%.
Przy mniejszej zawartości gazu w powietrzu nie dojdzie do wybuchu z powodu braku gazu. Przy wprowadzaniu zewnętrznego źródła energii - wyskakuje.
- górna granica wybuchowości to najwyższa zawartość gazu w powietrzu, przy którym następuje wybuch, dla metanu wynosi 15%.
Przy większej zawartości gazu w powietrzu nie dojdzie do wybuchu z powodu braku powietrza. Kiedy wprowadzane jest zewnętrzne źródło energii - ogień, ogień.
Do wybuchu gazu, oprócz utrzymywania go w powietrzu w granicach jego wybuchowości, potrzebne jest zewnętrzne źródło energii (iskra, płomień itp.).
Podczas wybuchu gazu w zamkniętej objętości (pomieszczenie, palenisko, zbiornik itp.) dochodzi do większego zniszczenia niż na świeżym powietrzu.
Podczas spalania gazu z niedopaleniem, czyli przy braku tlenu, w produktach spalania powstaje tlenek węgla (CO) lub tlenek węgla, który jest gazem silnie toksycznym.
Szybkość propagacji płomienia to szybkość, z jaką czoło płomienia porusza się względem strumienia świeżej mieszanki.
Szacunkowa prędkość propagacji płomienia metanu - 0,67 m/s. Zależy on od składu, temperatury, ciśnienia mieszanki, stosunku gazu i powietrza w mieszance, średnicy czoła płomienia, charakteru ruchu mieszanki (laminarny lub turbulentny) i decyduje o stabilności spalania.
Nawanianie gazu- jest to dodanie do gazu substancji o silnym zapachu (odwaniacza), aby nadać gazowi zapach przed dostawą do konsumentów.
Wymagania dla odorantów:
- ostry specyficzny zapach;
- nie może zapobiegać spalaniu;
- nie powinien rozpuszczać się w wodzie;
– musi być nieszkodliwy dla ludzi i sprzętu.
Jako środek zapachowy stosuje się merkaptan etylowy (C 2 H 5 SH), dodaje się go do metanu - 16 g na 1000 m 3, zimą tempo podwaja się.
Osoba powinna wyczuć zapach w powietrzu, gdy zawartość gazu w powietrzu wynosi 20% dolnej granicy wybuchowości dla metanu - 1% objętości.
Jest to chemiczny proces łączenia składników palnych (wodór i węgiel) z tlenem zawartym w powietrzu. Następuje wraz z uwolnieniem ciepła i światła.
Podczas spalania węgla powstaje dwutlenek węgla (CO 2), a wodór przekształca się w parę wodną (H 2 0).
Etapy spalania: dopływ gazu i powietrza, tworzenie mieszanki gazowo-powietrznej, zapłon mieszanki, jej spalanie, usuwanie produktów spalania.
Teoretycznie, gdy cały gaz wypala się i cała niezbędna ilość powietrza bierze udział w spalaniu, reakcja spalania 1 m 3 gazu:
CH 4 + 20 2 \u003d CO 2 + 2 H 2 O + 8500 kcal / m 3.
Do spalenia 1 m 3 metanu potrzeba 9,52 m 3 powietrza.
Praktycznie nie całe powietrze dostarczane do spalania będzie brało udział w spalaniu.
Dlatego oprócz dwutlenku węgla (CO 2) i pary wodnej (H 2 0) w produktach spalania pojawią się:
- tlenek węgla, czyli tlenek węgla (CO), jeśli dostanie się do pomieszczenia, może spowodować zatrucie personelu;
- węgiel atomowy, czyli sadza (C), osadzający się w przewodach gazowych i piecach, pogarsza trakcję i przewodzenie ciepła na powierzchniach grzewczych.
- niespalony gaz i wodór - gromadzące się w piecach i kanałach gazowych tworzą mieszaninę wybuchową.
Przy braku powietrza dochodzi do niepełnego spalania paliwa - proces spalania zachodzi z niedopaleniem. Podpalanie występuje również przy słabym wymieszaniu gazu z powietrzem i niskiej temperaturze w strefie spalania.
W celu całkowitego spalenia gazu, powietrze do spalania jest dostarczane w wystarczającej ilości, powietrze i gaz muszą być dobrze wymieszane, a w strefie spalania wymagana jest wysoka temperatura.
Do całkowitego spalania gazu powietrze jest dostarczane w większej ilości niż teoretycznie wymagane, tzn. z nadmiarem nie całe powietrze będzie brało udział w spalaniu. Część ciepła zostanie wydana na podgrzanie tego nadmiaru powietrza i zostanie uwolniona do atmosfery.
Współczynnik nadmiaru powietrza α to liczba pokazująca, ile razy rzeczywisty przepływ spalania jest większy niż teoretycznie wymagany:
α = Vd / Vt
gdzie V d - rzeczywiste zużycie powietrza, m 3;
V t - teoretycznie niezbędne powietrze, m 3.
α = 1,05 - 1,2.
Metody spalania gazu
Powietrze do spalania może być:
- pierwotny - podawany jest do palnika, mieszany z gazem, a do spalania wykorzystywana jest mieszanka gazowo-powietrzna;
- wtórny - wchodzi w strefę spalania.
Metody spalania gazu:
1. Metoda dyfuzyjna - gaz i powietrze do spalania dostarczane są osobno i mieszają się w strefie spalania, całe powietrze jest wtórne. Płomień jest długi, wymagana jest duża przestrzeń pieca.
2. Metoda mieszana – część powietrza doprowadzona do palnika zmieszana z gazem (powietrze pierwotne), część powietrza doprowadzona do strefy spalania (wtórne). Płomień jest krótszy niż przy metodzie dyfuzyjnej.
3. Metoda kinetyczna - całe powietrze jest mieszane z gazem wewnątrz palnika, tzn. całe powietrze jest pierwotne. Płomień jest krótki, wymagana jest niewielka przestrzeń pieca.
Urządzenia z palnikami gazowymi
Palniki gazowe to urządzenia, które doprowadzają gaz i powietrze do frontu spalania, tworzą mieszankę gazowo-powietrzną, stabilizują front spalania oraz zapewniają wymaganą intensywność procesu spalania.
Palnik wyposażony w dodatkowe urządzenie (tunel, urządzenie do dystrybucji powietrza itp.) nazywany jest palnikiem gazowym.
Wymagania dotyczące palnika:
1) muszą być wykonane w fabryce i przejść testy stanu;
2) musi zapewnić kompletność spalania gazu we wszystkich trybach pracy przy minimalnym nadmiarze powietrza i minimalnej emisji substancji szkodliwych do atmosfery;
3) umieć posługiwać się automatycznym sterowaniem i bezpieczeństwem, a także pomiarem parametrów gazu i powietrza przed palnikiem;
4) musi mieć prostą konstrukcję, być dostępne do naprawy i rewizji;
5) musi pracować stabilnie zgodnie z regulaminem eksploatacji, w razie potrzeby posiadać stabilizatory zapobiegające oddzieleniu i cofnięciu płomienia;
6) dla pracujących palników poziom hałasu nie powinien przekraczać 85 dB, a temperatura powierzchni nie powinna przekraczać 45°C.
Parametry palników gazowych
1) moc cieplna palnika N g - ilość ciepła uwolnionego podczas spalania gazu w ciągu 1 godziny;
2) dolna granica stabilnej pracy palnika N n. .P. . - najniższa moc, przy której palnik pracuje stabilnie bez separacji i rozgorzenia płomienia;
3) moc minimalna N min - moc dolnego limitu powiększona o 10%;
4) górna granica stabilnej pracy palnika N in. .P. . - najwyższa moc, przy której palnik pracuje stabilnie bez separacji i rozgorzenia płomienia;
5) moc maksymalna N max - moc górnej granicy pomniejszona o 10%;
6) moc znamionowa N nom - najwyższa moc, z jaką palnik pracuje przez długi czas z najwyższą sprawnością;
7) zakres regulacji pracy - wartości mocy od N min do N nom;
8) współczynnik regulacji pracy - stosunek mocy znamionowej do minimum.
Klasyfikacja palników gazowych:
1) według sposobu dostarczania powietrza do spalania:
- bezdmuchowy - powietrze dostaje się do pieca z powodu rozrzedzenia w nim;
- wtrysk - powietrze jest zasysane do palnika dzięki energii strumienia gazu;
- nadmuch - powietrze dostarczane jest do palnika lub do paleniska za pomocą wentylatora;
2) według stopnia przygotowania mieszanki palnej:
– bez wstępnego mieszania gazu z powietrzem;
- z pełnym wstępnym mieszaniem;
- z niepełnym lub częściowym mieszaniem wstępnym;
3) przez prędkość odpływu produktów spalania (niska - do 20 m / s, średnia - 20-70 m / s, wysoka - ponad 70 m / s);
4) według ciśnienia gazu przed palnikami:
- niskie do 0,005 MPa (do 500 mm słupa wody);
- średnia od 0,005 MPa do 0,3 MPa (od 500 mm słupa wody do 3 kgf / cm 2);
- wysoki ponad 0,3 MPa (ponad 3 kgf / cm 2);
5) w zależności od stopnia automatyzacji sterowania palnikiem - ze sterowaniem ręcznym, półautomatycznym, automatycznym.
Zgodnie z metodą dostarczania powietrza palniki mogą być:
1) Dyfuzja. Całe powietrze dostaje się do pochodni z otaczającej przestrzeni. Gaz dostarczany jest do palnika bez powietrza pierwotnego i wychodząc z kolektora miesza się z powietrzem na zewnątrz.
Najprostszy palnik w konstrukcji, zwykle rura z otworami wywierconymi w jednym lub dwóch rzędach.
Odmiana - palnik paleniskowy. Składa się z kolektora gazu wykonanego z rury stalowej, z jednej strony zaślepionej. W rurze wiercone są otwory w dwóch rzędach. Kolektor montowany jest w szczelinie, wykonanej z cegieł ogniotrwałych, opartej na ruszcie. Gaz przez otwory w kolektorze uchodzi do szczeliny. Powietrze dostaje się do tej samej szczeliny przez ruszt w wyniku rozrzedzenia w piecu lub za pomocą wentylatora. Podczas pracy wymurówka szczeliny nagrzewa się, zapewniając stabilizację płomienia we wszystkich trybach pracy.
Zalety palnika: prosta konstrukcja, niezawodna praca (niemożliwy cofnięcie płomienia), cicha praca, dobra regulacja.
Wady: mała moc, nieekonomiczne, wysoki płomień.
2) Palniki wtryskowe:
a) niskociśnieniowe lub atmosferyczne (dotyczy palników z częściowym mieszaniem wstępnym). Strumień gazu opuszcza dyszę z dużą prędkością i dzięki swojej energii przechwytuje powietrze do konfusera, wciągając je do wnętrza palnika. Mieszanie gazu z powietrzem odbywa się w mieszalniku składającym się z szyjki, dyfuzora i dyszy ogniowej. Podciśnienie wytworzone przez wtryskiwacz wzrasta wraz ze wzrostem ciśnienia gazu, zmieniając jednocześnie ilość zasysanego powietrza pierwotnego. Ilość powietrza pierwotnego można zmienić za pomocą podkładki regulacyjnej. Zmieniając odległość między myjką a konfuserem reguluje się dopływ powietrza.
Aby zapewnić całkowite spalenie paliwa, część powietrza dostaje się do paleniska w wyniku rozrzedzenia (powietrze wtórne). Regulacja jego zużycia odbywa się poprzez zmianę podciśnienia.
Mają właściwość samoregulacji: wraz ze wzrostem obciążenia wzrasta ciśnienie gazu, który wstrzykuje do palnika zwiększoną ilość powietrza. Wraz ze spadkiem obciążenia zmniejsza się ilość powietrza.
Palniki są używane w ograniczonym zakresie w urządzeniach o dużej mocy (ponad 100 kW). Wynika to z faktu, że kolektor palnika znajduje się bezpośrednio w piecu. Podczas pracy nagrzewa się do wysokich temperatur i szybko zawodzi. Charakteryzują się wysokim współczynnikiem nadmiaru powietrza, co prowadzi do nieekonomicznego spalania gazu.
b) Średnie ciśnienie. Gdy ciśnienie gazu wzrasta, całe powietrze potrzebne do całkowitego spalenia gazu jest wtryskiwane. Całe powietrze jest pierwotne. Pracują przy ciśnieniu gazu od 0,005 MPa do 0,3 MPa. Dotyczy palników z całkowitym wstępnym wymieszaniem gazu z powietrzem. Dzięki dobremu wymieszaniu gazu i powietrza pracują z niewielkim nadmiarem powietrza (1,05-1,1). Palnik Kazantsev. Składa się z regulatora powietrza pierwotnego, dyszy, mieszacza, dyszy i stabilizatora płyty. Gaz opuszczając dyszę ma wystarczająco dużo energii, aby wtłoczyć całe powietrze potrzebne do spalania. W mieszalniku gaz jest całkowicie mieszany z powietrzem. Regulator powietrza pierwotnego jednocześnie tłumi hałas, który powstaje w wyniku dużej prędkości mieszanki gaz-powietrze. Zalety:
- prostota konstrukcji;
- stabilna praca przy zmianie obciążenia;
- brak dopływu powietrza pod ciśnieniem (brak wentylatora, silnika elektrycznego, kanałów powietrznych);
– możliwość samoregulacji (utrzymanie stałego stosunku gaz-powietrze).
Niedogodności:
- duże gabaryty palników na całej długości, zwłaszcza palników o zwiększonej wydajności;
– wysoki poziom hałasu.
3) Palniki z wymuszonym dopływem powietrza. Powstawanie mieszanki gazowo-powietrznej zaczyna się w palniku, a kończy w piecu. Powietrze dostarczane jest przez wentylator. Dostawa gazu i powietrza odbywa się oddzielnymi rurami. Działają na gazie niskiego i średniego ciśnienia. Dla lepszego mieszania strumień gazu kierowany jest przez otwory pod kątem do przepływu powietrza.
Aby poprawić mieszanie, strumień powietrza jest wprawiany w ruch obrotowy za pomocą zawirowywaczy o stałym lub regulowanym kącie łopatek.
Wirowy palnik gazowy (GGV) - gaz z kolektora rozdzielczego wychodzi przez otwory wywiercone w jednym rzędzie i pod kątem 90 0 wchodzi do strumienia powietrza wirując z łopatkowym zawirowywaczem. Łopatki są przyspawane pod kątem 45° do zewnętrznej powierzchni kolektora gazowego. Wewnątrz kolektora gazu znajduje się rurka do monitorowania procesu spalania. Podczas pracy na oleju opałowym zainstalowana jest w nim dysza parowo-mechaniczna.
Palniki przeznaczone do spalania kilku rodzajów paliwa nazywane są kombinowanymi.
Zalety palników: duża moc cieplna, szeroki zakres regulacji pracy, możliwość sterowania współczynnikiem nadmiaru powietrza, możliwość wstępnego podgrzania gazu i powietrza.
Wady palników: wystarczająca złożoność projektu; możliwe jest oderwanie i przebicie płomienia, w związku z czym konieczne staje się zastosowanie stabilizatorów spalania (tunel ceramiczny, pilot palnika itp.).
Wypadki z palnikami
Najważniejszym czynnikiem wpływającym na szybkość rozprzestrzeniania się płomienia jest ilość powietrza w mieszaninie gaz-powietrze. W mieszaninach, w których zawartość gazu przekracza górną granicę jego zapłonu, płomień w ogóle się nie rozprzestrzenia. Wraz ze wzrostem ilości powietrza w mieszaninie prędkość propagacji płomienia wzrasta, osiągając najwyższą wartość, gdy zawartość powietrza wynosi około 90% jego teoretycznej ilości niezbędnej do całkowitego spalenia gazu. Zwiększenie dopływu powietrza do palnika powoduje powstanie mieszanki uboższej w gaz, zdolnej do szybszego spalania i wywołania błysku płomienia w palniku. Dlatego jeśli konieczne jest zwiększenie obciążenia, najpierw zwiększ dopływ gazu, a następnie powietrza. Jeśli konieczne jest zmniejszenie obciążenia, postępują odwrotnie - najpierw zmniejszają dopływ powietrza, a następnie gazu. W momencie uruchamiania palników powietrze nie powinno do nich wchodzić, a gaz jest zapalany w trybie dyfuzyjnym dzięki dopływowi powietrza do paleniska, po czym następuje przejście na dopływ powietrza do palnika
1. Oddzielenie płomienia – ruch strefy palnika od wylotów palnika w kierunku spalania paliwa. Występuje, gdy prędkość mieszaniny gaz-powietrze staje się większa niż prędkość propagacji płomienia. Płomień staje się niestabilny i może zgasnąć. Gaz nadal przepływa przez wygaszony palnik, co prowadzi do powstania w piecu mieszanki wybuchowej.
Separacja następuje, gdy: wzrost ciśnienia gazu powyżej dopuszczalnego, gwałtowny wzrost dopływu powietrza pierwotnego, wzrost próżni w piecu, praca palnika w trybach transcendentalnych w stosunku do wskazanych w paszporcie.
2. Flashback - przesunięcie strefy płomienia w kierunku mieszanki palnej. Dzieje się tak tylko w palnikach ze wstępną mieszanką gazu i powietrza. Występuje, gdy prędkość mieszaniny gaz-powietrze staje się mniejsza niż prędkość propagacji płomienia. Płomień wskakuje do wnętrza palnika, gdzie nadal się pali, powodując deformację palnika w wyniku przegrzania. Gdy możliwy jest poślizg, możliwy jest niewielki trzask, płomień zgaśnie, nastąpi zagazowanie pieca i przewodów gazowych przez palnik jałowy.
Przebicie następuje, gdy: ciśnienie gazu przed palnikiem spada poniżej dopuszczalnej wartości; zapłon palnika przy doprowadzeniu powietrza pierwotnego; duży dopływ gazu przy niskim ciśnieniu powietrza, zmniejszający wydajność palników poprzez wstępne zmieszanie gazu i powietrza poniżej wartości określonych w paszporcie. Nie jest to możliwe przy dyfuzyjnej metodzie spalania gazu.
Działania personelu w razie wypadku przy palniku:
- wyłączyć palnik,
- przewietrzyć piec,
- ustalić przyczynę wypadku,
- dokonaj wpisu do dziennika