Doğal gazın tamamen yanması ekonomik ve güvenlidir. yanan gaz

Metanın özellikleri

§ Renksiz;

§ Toksik olmayan (zehirli değil);

§ Kokusuz ve tatsızdır.

§ Metanın bileşimi %75 karbon, %25 hidrojen içerir.

§ Özgül ağırlık 0,717 kg/m3'tür (havadan 2 kat daha hafif).

§ Alevlenme noktası yanmanın başladığı minimum başlangıç ​​sıcaklığıdır. Metan için 645 o'ya eşittir.

§ yanma sıcaklığı- Bu, yanma için gerekli hava miktarı yanmanın kimyasal formüllerine tam olarak karşılık geliyorsa, gazın tam yanması ile ulaşılabilecek maksimum sıcaklıktır. Metan için 1100-1400 o'a eşittir ve yanma koşullarına bağlıdır.

§ yanma ısısı- bu, 1 m3 gazın tam yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarıdır ve 8500 kcal/m3'e eşittir.

§ Alev yayılma hızı 0,67 m/s'ye eşittir.

Gaz-hava karışımı

Gazın bulunduğu yer:

%5'e kadar yanmaz;

%5 ila %15 arasında patlar;

İlave hava verildiğinde %15'in üzerinde yanar (bütün bunlar havadaki gaz hacminin oranına bağlıdır ve buna ne ad verilir? patlayıcı limitler)

Yanıcı gazlar kokusuzdur, havada zamanında tespiti, sızıntıların hızlı ve doğru tespiti için gaz kokulandırılır, yani. koku vermek. Bunu yapmak için ETİLMERKOPTAN kullanın. Kokulandırma oranı 1000 m3'te 16 g'dır. Havada %1 doğal gaz varsa kokusu hissedilmelidir.

Yakıt olarak kullanılan gaz, GOST gerekliliklerine uygun olmalı ve şunları içermelidir: 100m3 başına zararlı kirlilikler en fazla:

Hidrojen sülfür 0.0 2 G /m.küp

Amonyak 2 gr.

Hidrosiyanik asit 5 gr.

Reçine ve toz 0.001 g/m3

Naftalin 10 gr.

Oksijen %1.

Doğal gaz kullanımının çeşitli avantajları vardır:

kül ve tozun olmaması ve katı parçacıkların atmosfere atılması;

yüksek kalorifik değer;

· taşıma ve yakma kolaylığı;

bakım personelinin işini kolaylaştırmak;

· Kazan dairelerinde ve bitişik alanlarda sıhhi ve hijyenik koşulların iyileştirilmesi;

Geniş otomatik kontrol aralığı.

Doğal gaz kullanırken, özel önlemler gereklidir, çünkü gaz boru hattının ve bağlantı parçalarının birleşme yerindeki sızıntılardan olası sızıntı. Odada %20'den fazla gaz bulunması boğulmaya neden olur, %5 ila %15'ten fazla kapalı bir hacimde birikmesi gaz-hava karışımının patlamasına neden olur. Eksik yanma, düşük konsantrasyonlarda (%0,15) bile zehirli olan karbon monoksit üretir.

yanan doğal gaz

yanan yakıtın yanıcı kısımlarının havadaki oksijen ile hızlı kimyasal bileşimi olarak adlandırılır, yüksek sıcaklıkta oluşur, alev oluşumu ve yanma ürünleri ile ısı salınımı eşlik eder. Yanma olur eksiksiz ve eksik.

Tam yanma Yeterli oksijen olduğunda oluşur. Oksijen eksikliği neden olur eksik yanma tamdan daha az miktarda ısı açığa çıktığında, karbon monoksit (bakım personeli üzerinde zehirli etki), kazan yüzeyinde kurum oluşur ve ısı kayıpları artar, bu da aşırı yakıt tüketimine, kazan veriminin düşmesine, atmosferik kirlilik.

Doğal gazın yanma ürünleri,– karbondioksit, su buharı, biraz fazla oksijen ve nitrojen. Fazla oksijen, yalnızca yanmanın fazla hava ile gerçekleştiği durumlarda yanma ürünlerinde bulunur ve yanma ürünlerinde her zaman azot bulunur, çünkü. havanın ayrılmaz bir parçasıdır ve yanmaya katılmaz.

Gazın eksik yanma ürünleri olabilir karbon monoksit, yanmamış hidrojen ve metan, ağır hidrokarbonlar, kurum.

Metan reaksiyonu:

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

formüle göre 1 m3 metanın yanması için, içinde 2 m3 oksijen bulunan 10 m3 havaya ihtiyaç vardır. Uygulamada, 1 m3 metan yakmak için her türlü kayıp dikkate alınarak daha fazla havaya ihtiyaç duyulur, bunun için bir katsayı uygulanır. İle fazla hava, ki bu = 1.05-1.1.

Teorik hava hacmi = 10 m3

Pratik hava hacmi = 10*1.05=10.5 veya 10*1.1=11

Yanmanın eksiksizliği yakıt, alevin rengine ve doğasına göre ve ayrıca bir gaz analizörü kullanılarak görsel olarak belirlenebilir.

Şeffaf mavi alev - gazın tamamen yanması;

Dumanlı çizgilerle kırmızı veya sarı - yanma tamamlanmamıştır.

Yanma, fırına hava beslemesi artırılarak veya gaz beslemesi azaltılarak kontrol edilir. Bu süreç kullanır birincil ve ikincil hava.

ikincil hava– %40-50 (yanma esnasında kazan fırınında gazla karıştırılarak)

birincil hava– %50-60 (yakmadan önce brülörde gazla karıştırılır) yanma için gaz-hava karışımı kullanılır.

Yanma karakterize eder alev yayılma hızı alev cephesinin elemanının hızıdır yayılır nispeten taze hava-gaz karışımı jeti.

Yanma hızı ve alev yayılımı şunlara bağlıdır:

karışımın bileşiminden;

sıcaklıkta;

basınçtan;

gaz ve hava oranı hakkında.

Yanma hızı, kazan dairesinin güvenilir çalışması için ana koşullardan birini belirler ve karakterize eder. alev ayırma ve atılım.

alev molası- brülörün çıkışındaki gaz-hava karışımının hızı yanma hızından büyükse oluşur.

Ayrılma nedenleri: gaz beslemesinde aşırı artış veya fırında aşırı vakum (çekiş). Ateşleme sırasında ve brülörler açıldığında alev ayrımı gözlenir. Alevin ayrılması, fırının ve kazanın gaz kanallarının gaz kirlenmesine ve patlamaya yol açar.

El feneri- alev yayılma hızı (yanma hızı), brülörden gaz-hava karışımı çıkış hızından büyükse oluşur. Atılıma, brülör içindeki gaz-hava karışımının yanması eşlik eder, brülör ısınır ve arızalanır. Bazen atılıma, brülörün içinde bir patlama veya patlama eşlik eder. Bu durumda sadece brülör değil, kazanın ön duvarı da tahrip olabilir. Gaz kaynağı keskin bir şekilde azaldığında aşma meydana gelir.

Alev kesilip yanıp söndüğünde, bakım personeli yakıt beslemesini durdurmalı, nedenini bulup ortadan kaldırmalı, fırını ve gaz kanallarını 10-15 dakika havalandırmalı ve yangını yeniden alevlendirmelidir.

Gaz halindeki yakıtın yanma süreci 4 aşamaya ayrılabilir:

1. Gazın brülör memesinden brülöre artan oranda basınç altında çıkışı.

2. Gaz ile hava karışımının oluşumu.

3. Ortaya çıkan yanıcı karışımın tutuşması.

4. Yanıcı bir karışımın yanması.

Gaz boru hatları

Gaz, gaz boru hatları aracılığıyla tüketiciye sağlanır - Dış ve iç- şehir dışında bulunan gaz dağıtım istasyonlarına ve onlardan gaz boru hatları aracılığıyla gaz kontrol noktalarına hidrolik kırılma veya gaz kontrol cihazları GRU endüstriyel Girişimcilik.

Gaz boru hatları şunlardır:

· yüksek basınç birinci kategori 0,6 MPa'dan 1,2 MPa'ya kadar dahil;

· yüksek basınç ikinci kategori 0,3 MPa ila 0,6 MPa üzerinde;

· orta basınç üçüncü kategori 0,005 MPa'dan 0,3 MPa'ya;

· düşük basınç kategorisi 4 0,005 MPa'ya kadar.

MPa, Mega Pascal anlamına gelir

Kazan dairesine sadece orta ve düşük basınçlı gaz boru hatları döşenir. Şebekenin (şehir) dağıtım gaz boru hattından binaya, bağlantı kesme cihazı ile birlikte bölüme denir. giriş.

Giriş gazı boru hattı, tesisin dışına dahili gaz boru hattına monte edilmişse, girişteki bağlantı kesme cihazından gelen bölüm olarak kabul edilir.

Kazan dairesine gaz girişinde bakım için ışıklı ve uygun bir yerde mutlaka vana bulunmalıdır. Kaçak akımlara karşı koruma sağlamak için vananın önünde yalıtkan bir flanş bulunmalıdır. Gaz dağıtım boru hattından kazana giden her çıkışta, biri doğrudan brülörün önüne monte edilen en az 2 bağlantı kesme cihazı sağlanır. Gaz boru hattındaki armatür ve enstrümantasyona ek olarak, her kazanın önüne, kazanın güvenli çalışmasını sağlamak için bir otomatik cihaz takılmalıdır. Gazların kazan fırınına girmesini önlemek için, kapatma cihazları arızalıysa, tahliye mumları ve kazanlar devre dışıyken açık olması gereken kapatma cihazlı emniyet gaz boru hatları gereklidir. Kazan dairelerinde düşük basınçlı gaz boru hatları sarıya, orta basınçlı gaz boru hatları ise kırmızı halkalarla sarıya boyanmıştır.

Gaz brülörleri

Gaz brülörleri- teknolojik gerekliliklere bağlı olarak yanma yerine hazırlanmış bir gaz-hava karışımı veya ayrılmış gaz ve hava sağlamak ve ayrıca gaz halindeki yakıtın kararlı yanmasını sağlamak ve yanma sürecini kontrol etmek için tasarlanmış bir gaz brülörü.

Brülörler aşağıdaki gereksinimlere tabidir:

· Ana brülör tipleri fabrikalarda seri üretilmelidir;

brülörler, belirli bir miktarda gazın geçişini ve yanmasının tamlığını sağlamalıdır;

atmosfere minimum zararlı emisyon miktarını sağlamak;

alevin gürültüsü, ayrılması ve parlaması olmadan çalışmalıdır;

bakımı kolay, revizyon ve onarıma uygun olmalıdır;

gerekirse yedek yakıt olarak kullanılabilir;

· yeni oluşturulan ve çalışan brülörlerin numuneleri GOST testine tabidir;

Brülörlerin ana özelliği, ısı gücü, brülörden sağlanan yakıtın tamamen yanması sırasında açığa çıkabilecek ısı miktarı olarak anlaşılmaktadır. Tüm bu özellikler brülör veri sayfasında bulunabilir.

kokulandırma

Yanıcı gazların kokusu yoktur. Havadaki varlıklarının zamanında tespiti, sızıntıların hızlı ve doğru tespiti için gaz kokulandırılır (koku verir). Kokulandırma için etil merkaptan (C2H5SH) kullanılır. Kokulandırma oranı, 1000 m3 gaz başına 16 g etil merkaptan, 1000 m3 başına 8 g etil merkaptan kükürttür. Kokulandırma, gaz dağıtım istasyonlarında (GDS) yapılmaktadır. Havada %1 doğal gaz varsa kokusu hissedilmelidir.

Odadaki %20 gaz boğulmaya neden olur

%5-15 patlama

%0.15 karbon monoksit BÖYLE- zehirlenme; %0.5 CO = 30 dak. ölüm nefesi; %1 karbon monoksit öldürücü.

Metan ve diğer hidrokarbon gazları zehirli değildir, ancak solunması baş dönmesine neden olur ve havada önemli bir miktar oksijen eksikliği nedeniyle boğulmaya neden olur.

Yakıtın yanması tam ve eksik:

1 m³ gaz yakmak için 10 m³ hava gerekir.

Doğal gazın yanması, yakıtın kimyasal enerjisinin ısıya dönüştürüldüğü bir reaksiyondur.

Yanma tam veya eksik olabilir. Yeterli oksijen ile tam yanma gerçekleşir.

Gazın tamamen yanması ile CO 2 (karbon dioksit), H 2 O oluşur

(Su). Gazın eksik yanması ısı kaybına neden olur. Oksijen O 2 oksidan eksikliği.

CO'nun eksik yanması ürünleri - karbon monoksit, toksik etkiler, C karbon, kurum.

Eksik yanma, gazın hava ile yetersiz karışması, yanma reaksiyonu tamamlanana kadar alevin aşırı soğumasıdır.

Doğal gazın ana bileşenlerinin yanma reaksiyonu:

1:10 metan CH 4 + 20 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O \u003d karbon dioksit + su

CH 4 + 1.5O 2 \u003d 2H 2 O + CO - karbon monoksit gazının eksik yanması

Doğal gazın diğer yakıtlara göre avantajları ve dezavantajları.

Avantajlar:

Gaz çıkarmanın maliyeti, kömür ve petrolün maliyetinden çok daha düşüktür;

Yüksek yanma ısısı;

Yanmanın eksiksizliği ve servis personelinin durumlarının hafifletilmesi sağlanır;

Doğal gazlarda karbon monoksit ve hidrojen sülfür bulunmaması gaz sızıntısı durumunda zehirlenmeyi engeller;

Gaz yakarken, fırında minimum artık hava gereklidir ve mekanik art yakma sonucunda herhangi bir maliyet yoktur;

Gaz halindeki yakıtı yakarken daha hassas sıcaklık kontrolü sağlanır;

Gaz yakarken, brülörler fırın içinde erişilebilir bir yere yerleştirilebilir, bu da daha iyi ısı transferi ve sıcaklık kontrolü ihtiyacı sağlar;

Belirli bir yerde ısıtmak için alevin şeklini değiştirme yeteneği.

Dezavantajları:

Patlayıcı ve yangın tehlikesi;

Gaz yakma işlemi yalnızca oksijenin yerini alması durumunda mümkündür;

Kendiliğinden yanma sırasında patlamanın etkisi;

Bir gaz ve hava karışımının patlama olasılığı.

Doğal gazın bileşimi ve özellikleri. Doğal gaz (yanıcı doğal gaz; GGP) - Metan ve daha ağır hidrokarbonlar, nitrojen, karbondioksit, su buharı, kükürt içeren bileşikler, soy gazlardan oluşan gaz karışımı . Metan, GGP'nin ana bileşenidir. HGP genellikle eser miktarda başka bileşenler de içerir (Şekil 1).

1. Yanıcı bileşenler hidrokarbonları içerir:

a) metan (CH 4) - hacimce %98'e kadar doğal gazın ana bileşeni (diğer bileşenler az miktarda bulunur veya yoktur). Renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik olmayan, patlayıcı, havadan hafif;

b) ağır (sınırlayıcı) hidrokarbonlar [etan (C 2 H 6), propan (C h H 8), bütan (C 4 H 10), vb.] - renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik olmayan, patlayıcı, şundan daha ağır hava.

2. Yanmaz bileşenler (balast) :

a) nitrojen (N 2) - renk, koku ve tat içermeyen havanın bir bileşeni; inert gaz, çünkü oksijenle etkileşime girmez;

b) oksijen (O 2) - havanın ayrılmaz bir parçası; renksiz, kokusuz ve tatsız; oksitleyici ajan.

c) karbondioksit (karbon dioksit CO 2) - hafif ekşi bir tada sahip renksiz. Havadaki içerik %10'dan fazla toksik olduğunda, havadan ağır olduğunda;

Hava . Kuru atmosferik hava, (%hacimce): nitrojen N %2 - %78, oksijen O2 - %21, soy gazlar (argon, neon, kripton, vb.) - %0,94'ten oluşan çok bileşenli bir gaz karışımıdır. ve karbondioksit - %0.03.

İncir. 2. Hava bileşimi.

Hava ayrıca su buharı ve rastgele kirlilikler içerir - amonyak, kükürt dioksit, toz, mikroorganizmalar vb. ( pilav. 2). Havayı oluşturan gazlar içinde eşit olarak dağılır ve her biri karışımdaki özelliklerini korur.

3. Zararlı bileşenler :

a) hidrojen sülfür (H 2 S) - renksiz, çürük yumurta kokulu, zehirli, yanıcı, havadan ağır.

b) hidrosiyanik (hidrosiyanik) asit (HCN) - renksiz hafif bir sıvı, gaz halinde gaz halindedir. Zehirlidir, metal korozyonuna neden olur.

4. mekanik kirlilikler (içerik gaz taşıma koşullarına bağlıdır):

a) reçineler ve toz - karıştırıldıklarında gaz boru hatlarında tıkanıklıklar oluşturabilirler;

b) su - düşük sıcaklıklarda donar, buz tıkaçları oluşturur, bu da indirgeme cihazlarının donmasına neden olur.

GGPüzerinde toksikolojik karakterizasyon GOST 12.1.007'ye göre ΙV. tehlike sınıfındaki maddelere aittir. Bunlar gaz halinde, düşük toksik, yangın patlayıcı ürünlerdir.

Yoğunluk: normal koşullar altında atmosferik hava yoğunluğu - 1,29 kg / m3, ve metan - 0,72 kg / m3 Bu nedenle metan havadan daha hafiftir.

GGP göstergeleri için GOST 5542-2014 gereksinimleri:

1) hidrojen sülfürün kütle konsantrasyonu- 0.02 g/m3'ten fazla değil;

2) merkaptan kükürtün kütle konsantrasyonu- 0.036 g/m3'ten fazla değil;

3) oksijenin mol kesri- %0,050'den fazla değil;

4) izin verilen mekanik kirlilik içeriği- 0.001 g/m3'ten fazla değil;

5) karbondioksitin mol fraksiyonu doğal gazda, %2.5'ten fazla değil.

6) Net kalorifik değer GGP GOST 5542-14 - 7600 kcal / m3'e göre standart yanma koşulları altında ;

8) gaz koku yoğunluğu havada %1 hacim oranına sahip ev kullanımı - en az 3 puan, ve için endüstriyel kullanım için gaz, bu gösterge tüketici ile mutabık kalınarak belirlenir.

Satış gideri birimi GGP - 760 mm Hg basınçta 1 m3 gaz. Sanat. ve sıcaklık 20 o C;

Otomatik ateşleme sıcaklığı- belirli koşullar altında yanıcı maddeleri gaz veya buhar-hava karışımı şeklinde tutuşturan ısıtılmış yüzeyin en düşük sıcaklığı. Metan için 537 °C'dir. Yanma sıcaklığı (yanma bölgesindeki maksimum sıcaklık): metan - 2043 °C.

Metanın özgül yanma ısısı: en düşük - Q H \u003d 8500 kcal / m3, en yüksek - Qv - 9500 kcal / m3. Yakıt türlerini karşılaştırmak amacıyla, konsept eşdeğer yakıt (bkz.) , RF'de birim başına 1 kg taş kömürünün kalorifik değeri şuna eşit alındı: 29.3 MJ veya 7000 kcal/kg.

Gaz akışını ölçmek için koşullar şunlardır::

· normal koşullar(n. de): maddelerin özelliklerinin genellikle ilişkili olduğu standart fiziksel koşullar. Referans koşullar, IUPAC (Uluslararası Pratik ve Uygulamalı Kimya Birliği) tarafından aşağıdaki gibi tanımlanır: atmosfer basıncı 101325 Pa = 760 mmHg Aziz..Hava sıcaklığı 273.15K= 0°C .metan yoğunluğu kuyu.- 0,72 kg/m3,

· standart koşullar(ile. de) karşılıklı hacim ( reklam) tüketicilerle anlaşmalar - GOST 2939-63: sıcaklık 20°С, basınç 760 mm Hg. (101325 N/m), nem sıfırdır. (Tarafından GOST 8.615-2013 normal koşullar "standart koşullar" olarak adlandırılır). metan yoğunluğu s.u.- 0.717 kg/m3.

Alev yayılma hızı (yanma hızı)- belirli bir yöndeki taze yanıcı karışım jetine göre alev cephesinin hızı. Tahmini alev yayılma hızı: propan - 0,83 m/s, bütan - 0,82 m/s, metan - 0,67 m/s, hidrojen - 4,83 m/s, bağlıdır karışımın bileşimi, sıcaklığı, basıncı, karışımdaki gaz ve hava oranı, alev cephesinin çapı, karışımın hareketinin doğası (laminer veya türbülanslı) ve yanmanın kararlılığını belirler..

Dezavantajlara (tehlikeli özellikler) GGP şunları içerir: patlayıcılık (yanabilirlik); yoğun yanma; uzayda hızlı yayılma; yeri belirlemenin imkansızlığı; nefes almak için oksijen eksikliği ile boğucu etki .

Patlayıcılık (yanabilirlik) . Ayırmak:

a) alt yanıcılık sınırı ( NPS) - gazın tutuştuğu havada bulunan en küçük gaz miktarı (metan - %4.4) . Havadaki gaz içeriği daha düşük olduğunda, gaz eksikliğinden dolayı tutuşma olmaz; (Şekil 3)

b) üst yanıcılık sınırı ( ERW) - tutuşma sürecinin gerçekleştiği havadaki en yüksek gaz içeriği ( metan - %17) . Havadaki gaz içeriği daha yüksek olduğunda, hava eksikliği nedeniyle tutuşma olmaz. (Şekil 3)

AT FNP NPS ve ERW isminde alev yayılımının alt ve üst konsantrasyon limitleri ( NKPRP ve VKPRP) .

saat gaz basıncında artış gaz basıncının üst ve alt limitleri arasındaki aralık azalır (Şekil 4).

Gaz patlaması için (metan) Ayrıca yanıcı aralık içinde havada içeriği gerekli harici enerji kaynağı (kıvılcım, alev vb.) . Gaz patlaması ile kapalı bir hacimde (oda, fırın, tank vb.), açık havada bir patlamadan daha fazla yıkım (pilav. 5).

İzin verilen maksimum konsantrasyonlar ( MPC) Çalışma alanının havasındaki zararlı maddeler GGP GOST 12.1.005'te kurulmuştur.

Maksimum tek seferlik MPCçalışma alanının havasında (karbon cinsinden) 300 mg/m3.

tehlikeli konsantrasyon GGP (havadaki gazın hacim oranı) konsantrasyon eşittir %20 daha düşük yanıcı gaz limiti.

toksisite - insan vücudunu zehirleme yeteneği. Hidrokarbon gazlarının insan vücudu üzerinde güçlü bir toksikolojik etkisi yoktur, ancak solunması bir kişide baş dönmesine ve solunan havadaki önemli içeriğine neden olur. Oksijen azaltıldığında %16 veya daha az e sebep olabilir boğulma.

saat oksijen eksikliği ile yanan gaz, yani alt yanma ile yanma ürünlerinde oluşur karbon monoksit (CO) veya son derece zehirli bir gaz olan karbon monoksit.

Gaz kokulandırma - koku vermek için gaza güçlü kokulu bir madde (odorant) eklemek GGP şehir ağlarında tüketicilere teslim edilmeden önce. saat etil merkaptanın kokulandırılması için kullanım (C2H5SH - vücut üzerindeki etki derecesine göre GOST 12.1.007-76'ya göre ΙΙ-th toksikolojik tehlike sınıfına aittir ), eklendi 1000 m3 başına 16 gr . Havada hacim oranı %1 olan kokulu HGP kokusunun yoğunluğu GOST 22387.5'e göre en az 3 puan olmalıdır.

Sanayi işletmelerine kokusuz gaz temin edilebilir, çünkü ana gaz boru hatlarından gaz tüketen sanayi kuruluşları için doğal gaz kokusunun yoğunluğu tüketici ile mutabık kalınarak belirlenir.

Yanan gazlar. Gazlı (sıvı) yakıtın bir alevle yakıldığı bir kazanın (fırın) fırını, “sabit kazan odası fırını” kavramına karşılık gelir.

Hidrokarbon gazlarının yanması - yanıcı gaz bileşenlerinin (karbon C ve hidrojen H) atmosferik oksijen O2 (oksidasyon) ile ısı ve ışık salınımı ile kimyasal kombinasyonu: CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O .

Tam yanmada karbon oluşur karbon dioksit (CO 2), ama su tür - su buharı (H 2 O) .

Teoride 1 m3 metan yakmak için, 9,52 m3 havada bulunan 2 m3 oksijene ihtiyaç vardır (Şekil 6). Eğer bir yetersiz yanma havası , o zaman yanıcı bileşenlerin moleküllerinin bir kısmı için yeterli oksijen molekülü olmayacak ve yanma ürünlerinde karbondioksit (CO 2), nitrojen (N 2) ve su buharının (H 2 O) yanı sıra, Ürün:% s gazın eksik yanması :

-karbon monoksit (CO), binaya salınması durumunda işletme personelinin zehirlenmesine neden olabilecek;

- kurum (C) , ki, ısıtma yüzeylerinde biriktirilir ısı transferini bozar;

- yanmamış metan ve hidrojen fırınlarda ve bacalarda (bacalarda) birikerek patlayıcı bir karışım oluşturabilir. Hava eksikliği olduğunda, yakıtın eksik yanması veya dedikleri gibi, yanma işlemi yetersiz yanma ile gerçekleşir. Tükenmişlik şu durumlarda da ortaya çıkabilir: gazın hava ile zayıf karışması ve yanma bölgesinde düşük sıcaklık.

Gazın tamamen yanması için gereklidir: yanma yerinde havanın varlığı yeterli ve gazla iyi karıştırılması; yanma bölgesinde yüksek sıcaklık.

Gazın tam yanmasını sağlamak için, teorik olarak gerekenden daha fazla, yani fazla miktarda hava verilir, ancak havanın tamamı yanmaya katılmaz. Isının bir kısmı bu fazla havayı ısıtmak için harcanacak ve baca gazı ile birlikte atmosfere salınacaktır.

Yanmanın tamlığı görsel olarak (mor uçlu mavimsi - mavimsi bir alev olmalıdır) veya baca gazlarının bileşimini analiz ederek belirlenir.

Teorik (stokiometrik) yanma havası hacmi birim hacmin tam yanması için gerekli hava miktarıdır ( Yakıtın kimyasal bileşiminden hesaplanan 1 m3 kuru gaz veya yakıt kütlesi ).

Geçerli (gerçek, gerekli) Yanma havası hacmi, bir birim hacim veya yakıt kütlesini yakmak için fiilen kullanılan hava miktarıdır.

yanma havası oranı α gerçek yanma havası hacminin teorik hacme oranıdır: α = V f / V t >1,

nerede: v f - sağlanan havanın gerçek hacmi, m 3 ;

V t - teorik hava hacmi, m 3.

katsayı aşırı gösteriler kaç sefer gaz yanması için gerçek hava tüketimi teorik değeri aşıyor gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: daha mükemmeller, katsayı α daha küçük. Kazanlar için fazla hava katsayısının 1'den küçük olması gazın eksik yanmasına neden olur. Fazla hava oranındaki bir artış verimliliği azaltır. Yakıt Tesisi. Oksijen korozyonunu önlemek için metalin eritildiği bir dizi fırın için - α < 1 ve fırından sonra, yanmamış yanıcı bileşenler için bir yanma odası kurulur.

Çekişi kontrol etmek için kılavuz kanatlar, sürgülü valfler, kelebek valfler ve elektromekanik kaplinler kullanılır.

Gaz yakıtların katı ve sıvı yakıtlara göre avantajları– düşük maliyet, personelin işini kolaylaştırma, yanma ürünlerinde düşük miktarda zararlı kirlilik, iyileştirilmiş çevre koşulları, karayolu ve demiryolu taşımacılığına gerek yok, hava ile iyi karışım (α'dan az), tam otomasyon, yüksek verimlilik.

Gaz yakma yöntemleri. Yanma havası şunlar olabilir:

1) öncelik, gazla karıştırıldığı brülöre beslenir (yanma için bir gaz-hava karışımı kullanılır).

2) ikincil, doğrudan yanma bölgesine girer.

Aşağıdaki gaz yakma yöntemleri vardır:

1. difüzyon yöntemi- yanma için gaz ve hava ayrı olarak sağlanır ve yanma bölgesinde karıştırılır, yani. tüm hava ikincildir. Alev uzundur, geniş bir fırın alanı gereklidir. (Şekil 7a).

2. kinetik yöntem - brülör içindeki tüm hava gazla karıştırılır, yani. tüm hava birincildir. Alev kısa, küçük yanma alanı gerekli (Şekil 7c).

3. karma yöntem - havanın bir kısmı, gazla karıştırıldığı (bu birincil havadır) brülörün içine verilir ve havanın bir kısmı yanma bölgesine (ikincil) verilir. alev daha kısa difüzyon yönteminden farklıdır (Şekil 7b).

Yanma ürünlerinin uzaklaştırılması. Fırındaki seyrelme ve yanma ürünlerinin uzaklaştırılması, duman yolunun direncini aşan çekiş kuvveti tarafından üretilir ve yüksekliği eşit olan dış soğuk hava kolonları ile daha hafif sıcak baca gazı arasındaki basınç farkı nedeniyle ortaya çıkar. Bu durumda baca gazları ocaktan boruya doğru hareket eder ve yerine soğuk hava fırına girer (Şekil 8).

Çekme kuvveti şunlara bağlıdır: hava ve baca gazlarının sıcaklığı, baca yüksekliği, çapı ve duvar kalınlığı, barometrik (atmosferik) basınç, gaz kanallarının (bacaların) durumu, hava emiş, fırında seyrekleşme .

Doğal taslak kuvveti - baca yüksekliği tarafından oluşturulur ve yapay Yetersiz doğal çekişe sahip bir duman aspiratörü olan . Çekiş kuvveti, kapılar, duman aspiratörlerinin kılavuz kanatları ve diğer cihazlar tarafından düzenlenir.

Aşırı hava oranı (α ) gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: ne kadar mükemmellerse, katsayı o kadar düşük olur ve şunu gösterir: gaz yakma için gerçek hava tüketimi teorik olanı kaç kat aşıyor.

Süper şarj - üfleyicilerin çalışması nedeniyle yakıt yanma ürünlerinin çıkarılması .“Süper şarj altında” çalışırken, fan tarafından oluşturulan aşırı basınca dayanabilecek güçlü, yoğun bir yanma odası (ateş kutusu) gereklidir.

Gaz brülörleri.Gaz brülörleri- Gerekli miktarda gaz ve havanın teminini, bunların karıştırılmasını ve yanma sürecinin düzenlenmesini sağlayan ve tünel, hava dağıtım cihazı vb. ile donatılmış olan gaz brülör cihazı denir.

brülör gereksinimleri:

1) brülörler, ilgili teknik düzenlemelerin gerekliliklerini karşılamalı (bir sertifika veya uygunluk beyanına sahip olmalı) veya endüstriyel güvenlik muayenesinden geçmelidir;

2) minimum hava fazlalığı (bazı gaz fırınları brülörleri hariç) ve minimum zararlı madde emisyonu ile tüm çalışma modlarında gaz yanmasının eksiksiz olmasını sağlamak;

3) brülör önündeki gaz ve hava parametrelerini ölçmenin yanı sıra otomatik kontrol ve güvenliği kullanabilme;

4) basit bir tasarıma sahip olmalı, onarım ve revizyon için erişilebilir olmalıdır;

5) Çalışma yönetmeliği dahilinde istikrarlı bir şekilde çalışın, gerekirse alevin ayrılmasını ve geri tepmesini önleyecek stabilizatörlere sahip olun;

Gaz brülörlerinin parametreleri(Şek. 9). GOST 17356-89'a göre (Brülörler gaz, akaryakıt ve kombine. Terimler ve tanımlar. Rev. N 1) :Brülör Stabilite Sınırı , hangi henüz ortaya çıkmadı yok olma, bozulma, ayrılma, alev patlaması ve kabul edilemez titreşimler.

Not. Mevcut üst ve alt sürdürülebilirlik sınırları

1) Brülörün ısı çıkışı N g. - brülöre birim zamanda sağlanan yakıtın yanması sonucu üretilen ısı miktarı, N g \u003d V. Q kcal/saat, burada V, saatlik gaz tüketimi, m3/h; Sn. - gazın yanma ısısı, kcal / m3.

2) Brülör Stabilite Limitleri , hangi henüz ortaya çıkmadı söndürme, durma, kopma, geri dönüş ve kabul edilemez titreşimler . Not. Mevcut üst - N v.p . ve alt -N n.p. sürdürülebilirlik sınırları

3) minimum güç N min. - brülörün, kararlı çalışmasının alt sınırına karşılık gelen 1.1 güç olan termal gücü, yani. alt limit gücü %10 arttırıldı, N dak. =1.1N n.p.

4) brülörün kararlı çalışmasının üst sınırı N v.p. – en yüksek kararlı güç, alevin ayrılması ve parlaması olmadan çalışma.

5) maksimum brülör gücü N max - kararlı çalışmasının üst sınırına karşılık gelen 0,9 güç olan brülör termal gücü, yani. üst limit gücü %10 azaltıldı, N maks. = 0.9 N v.p.

6) nominal güç N nom - performans göstergeleri belirlenmiş standartlara uygun olduğunda, brülörün en yüksek termal gücü, yani. brülörün yüksek verimle uzun süre çalıştığı en yüksek güç.

7) çalışma kontrol aralığı (brülör ısı çıkışı) – brülör ısı çıkışının çalışma sırasında değişebileceği düzenlenmiş bir aralık, yani. N min'den N nom'a kadar güç değerleri. .

8) çalışma düzenleme katsayısı K rr. brülörün nominal ısı çıkışının minimum çalışma ısı çıkışına oranıdır, yani. nominal gücün minimum değeri kaç kez aştığını gösterir: K rr. = N dereceli / N dak

Rejim kartı.17 Mayıs 2002 tarih ve 317 sayılı Rusya Federasyonu Hükümeti tarafından onaylanan "Gaz kullanım kuralları ..." uyarınca(06/19/2017 değiştirildi) , inşa edilen, yeniden yapılan veya modernize edilen gaz kullanan ekipman ve diğer yakıt türlerinden gaza dönüştürülen ekipmanların inşaat ve montaj işleri tamamlandıktan sonra devreye alma ve bakım çalışmaları yapılır. Diğer yakıt türlerinden gaza dönüştürülen, inşa edilmiş, yeniden yapılandırılmış veya modernize edilmiş gaz kullanan ekipman ve ekipmana, yürütmek için gaz verilmesi devreye alma (entegre test) ve ekipmanın işletmeye alınması, bağlantı için sermaye inşaat nesnesinin gaz tüketim ağlarının ve gaz kullanan ekipmanın hazır olması (teknolojik bağlantı) ile ilgili bir eylem temelinde gerçekleştirilir. Kurallar şunları belirtir:

· gaz kullanan ekipman - yakıt olarak gaz kullanan kazanlar, üretim fırınları, proses hatları, atık ısı geri kazanım tesisleri ve diğer tesisler merkezi ısıtma, sıcak su temini, çeşitli endüstrilerin teknolojik süreçlerinde ve ayrıca hammadde olarak gazı kullanan diğer cihaz, aparat, ünite, proses ekipmanı ve tesisatlarında termal enerji üretmek amacıyla;

· devreye alma işleri- iş kompleksi, gaz kullanan ekipmanın çalıştırılması ve çalıştırılması için hazırlık dahil gaz kullanan ekipmanın yükünü getiren iletişim ve bağlantı parçaları ile kuruluşla mutabık kalınan seviyeye kadar - ekipmanın sahibi, a ayrıca gaz kullanan ekipmanın yanma modunun ayarlanması verimlilik optimizasyonu olmadan;

· rejim ve uyum çalışmaları- gaz kullanan ekipmanın ayarlanması da dahil olmak üzere bir dizi çalışma işletme yükleri aralığında tasarım (pasaport) verimliliğini elde etmek için, kazan daireleri için su arıtma ekipmanı dahil olmak üzere yakıt yakma işlemlerinin, ısı geri kazanım tesislerinin ve yardımcı ekipmanların otomatik kontrolünün ayarlanması.

GOST R 54961-2012'ye göre (Gaz dağıtım sistemleri. Gaz tüketim ağları) tavsiye edilir:Çalışma modları işletmelerde ve kazan dairelerinde gaz kullanan ekipman rejim haritalarına uymalı işletmenin teknik yöneticisi tarafından onaylanmış ve P rejim kartlarının ayarlanması (gerekirse) ile en az üç yılda bir üretilir .

Gaz kullanan ekipmanın programsız rejim ayarlaması aşağıdaki durumlarda yapılmalıdır: gaz kullanan ekipmanın büyük bir revizyonundan sonra veya gaz kullanımının verimliliğini etkileyen yapısal değişiklikler yapıldıktan sonra ve ayrıca kontrollü parametrelerde sistematik sapmalar olması durumunda. rejim haritalarından gaz kullanan ekipmanların

Gaz brülörlerinin sınıflandırılması GOST'a göre gaz brülörleri göre sınıflandırılır: bileşeni sağlama yöntemi; yanıcı karışımın hazırlanma derecesi; yanma ürünlerinin son kullanma hızı; karışımın akışının doğası; nominal gaz basıncı; otomasyon derecesi; fazla hava katsayısını ve torcun özelliklerini kontrol etme yeteneği; yanma bölgesinin lokalizasyonu; yanma ürünlerinin ısısını kullanma imkanı.

AT gaz kullanan bir tesisin odalı fırını gazlı yakıt bir parlamada yakılır.

Hava besleme yöntemine göre, brülörler:

1) Atmosferik brülörler -hava, doğrudan atmosferden yanma bölgesine girer:

a. difüzyon – bu, kural olarak, bir veya iki sıra halinde delinmiş delikli bir boru olan tasarımdaki en basit brülördür. Gaz, deliklerden borudan yanma bölgesine girer ve hava - nedeniyle difüzyon ve gaz jeti enerjisi (pilav. 10 ), tüm hava ikincildir .

Brülörün avantajları : tasarımın basitliği, işin güvenilirliği ( flashover mümkün değil ), sessiz çalışma, iyi düzenleme.

Dezavantajları: düşük güç, ekonomik olmayan, yüksek (uzun) alev, brülör alevinin sönmesini önlemek için alev geciktiriciler gereklidir ayrılıkta .

b. enjeksiyon - hava enjekte edilir, yani memeden çıkan gaz jetinin enerjisi nedeniyle brülörün içine emilir . Gaz jeti, hava yıkayıcı ve brülör gövdesi arasındaki boşluktan havanın emildiği meme alanında bir vakum oluşturur. Brülörün içinde gaz ve hava karıştırılır ve gaz-hava karışımı yanma bölgesine girer ve gazın yanması için gerekli olan havanın geri kalanı (ikincil) difüzyon nedeniyle yanma bölgesine girer (Şek. 11, 12, 13 ).

Enjekte edilen hava miktarına bağlı olarak, enjeksiyon brülörleri: gaz ve havanın eksik ve tam ön karışımı ile.

brülör orta ve yüksek basınçlı gaz gerekli tüm hava emilir, yani. tüm hava birincildir, gazın hava ile tam bir ön karışımı vardır. Tamamen hazırlanmış bir gaz-hava karışımı yanma bölgesine girer ve ikincil havaya ihtiyaç yoktur.

brülör alçak basınç yanma için gerekli havanın bir kısmı emilir (eksik hava enjeksiyonu oluşur, bu hava birincildir) ve kalan hava (ikincil) doğrudan yanma bölgesine girer.

Bu brülörlerdeki "gaz - hava" oranı, hava yıkayıcısının brülör gövdesine göre konumu ile düzenlenir. Brülörler, ortak bir gaz manifoldu 2 ile birleştirilmiş bir dizi tüp - karıştırıcı 1'den oluşan merkezi ve çevresel gaz beslemeli (BÜYÜK ve BÜYÜK) tek alevli ve çok alevlidir (Şek. 13 ).

Brülörlerin avantajları: tasarım kolaylığı ve güç regülasyonu.

Brülörlerin dezavantajları: yüksek gürültü seviyesi, alev geri tepme olasılığı, küçük çalışma düzenleme aralığı.

2) Cebri hava brülörleri - Yanma havasının bir fandan sağlandığı brülörlerdir. Gaz boru hattından gelen gaz, brülörün iç odasına girer (Şek. 14 ).

Fanın zorladığı hava, hava odasına verilir. 2 , hava girdabından geçer 4 , bükülmüş ve mikserde karıştırılmış 5 gaz kanalından yanma bölgesine giren gaz ile 1 gaz çıkışları aracılığıyla 3 .Yanma seramik bir tünelde gerçekleşir. 7 .

Pirinç. 14. Cebri hava beslemeli brülör: 1 - gaz kanalı; 2 - hava kanalı; 3 - gaz çıkışları; 4 - girdap; 5 - karıştırıcı; 6 – seramik tünel (yanma stabilizatörü).

Pirinç. 15. Kombine tek akışlı brülör: 1 - gaz girişi; 2 – akaryakıt girişi; 3 - buhar giriş gazı çıkış delikleri; 4 - birincil hava girişi; 5 – ikincil hava giriş mikseri; 6 - buhar yağı memesi; 7 - montaj plakası; 8 - birincil hava girdabı; 9 - ikincil hava girdabı; 10 - seramik tünel (yanma stabilizatörü); 11 - gaz kanalı; 12 - ikincil hava kanalı.

Brülörlerin avantajları: yüksek ısıl güç, geniş çalışma düzenleme aralığı, fazla hava oranını düzenleme imkanı, gaz ve hava ön ısıtma imkanı.

Brülörlerin dezavantajları: yeterli tasarım karmaşıklığı; yanma stabilizatörlerinin (seramik tünel) kullanılmasının gerekli olduğu bağlantılı olarak alevin ayrılması ve kırılması mümkündür.

Birkaç tür yakıtı (gazlı, sıvı, katı) yakmak için tasarlanmış brülörlere denir. kombine (pilav. 15 ). Tek iş parçacıklı ve çift iş parçacıklı olabilirler, yani. brülöre bir veya daha fazla gaz beslemesi ile.

3) blok brülör – cebri hava beslemeli otomatik bir brülördür (pilav. 16 ), tek bir ünitede bir fan ile düzenlenmiştir. Brülör otomatik kontrol sistemi ile donatılmıştır.

Blok brülörlerde yakıt yakma işlemi, yanma yöneticisi adı verilen elektronik bir cihaz tarafından kontrol edilir.

Yağ brülörleri için bu ünite, yakıt pompasını veya yakıt pompasını ve yakıt ön ısıtıcısını içerir.

Kontrol ünitesi (yanma yöneticisi), termostattan (sıcaklık kontrolörü), alev kontrol elektrodundan ve gaz ve hava basınç sensörlerinden komutlar alarak brülörün çalışmasını kontrol eder ve kontrol eder.

Gaz akışı, brülör gövdesinin dışında bulunan bir kelebek vana ile kontrol edilir.

Tutma rondelası, alev borusunun konik kısmında gazın hava ile karıştırılmasından sorumludur ve giriş havasını kontrol etmek için kullanılır (basınç tarafında ayar). Beslenen hava miktarını değiştirmek için başka bir olasılık, hava regülatörü gövdesindeki hava kelebeği valfinin konumunu değiştirmektir (emiş tarafında ayar).

Gaz-hava oranlarının düzenlenmesi (gaz ve hava kelebek vanalarının kontrolü) şu şekilde olabilir:

bağlı, bir aktüatörden:

· Bir frekans dönüştürücü ve bir darbe sensöründen oluşan bir invertör kullanarak fan motorunun hızını değiştirerek hava akışının frekans regülasyonu.

Brülörün ateşlenmesi, ateşleme elektrodu kullanılarak ateşleme cihazı tarafından otomatik olarak gerçekleştirilir. Bir alevin varlığı, bir alev kontrol elektrodu tarafından izlenir.

Brülörü açmak için çalışma sırası:

Isı üretimi talebi (termostattan);

· Fanın elektrik motorunun dahil edilmesi ve bir yangın odasının ön havalandırması;

Elektronik ateşlemeyi etkinleştirme

solenoid valfin açılması, gaz beslemesi ve brülörün ateşlenmesi;

alev kontrol sensöründen bir alevin varlığına ilişkin sinyal.

Brülörlerdeki kazalar (olaylar). alev molası - torcun kök bölgesini hareket ettirmek brülör çıkışlarından yakıt veya yanıcı karışım akışı yönünde. Gaz-hava karışımının veya gazın hızı alev yayılma hızından büyük olduğunda oluşur. Alev brülörden uzaklaşır, kararsız hale gelir ve sönebilir. Gaz sönen brülörden akmaya devam eder ve fırında patlayıcı bir karışım oluşabilir.

Ayırma şu durumlarda gerçekleşir: gaz basıncında izin verilenin üzerinde bir artış, birincil hava beslemesinde keskin bir artış, fırında seyrekleşmede bir artış. İçin yırtılma koruması uygulamak yanma stabilizatörleri (pilav. 17): tuğla slaytlar ve direkler; çeşitli tiplerde seramik tüneller ve tuğla yuvaları; brülör çalışması sırasında ısınan zayıf aerodinamik gövdeler (alev söndüğünde, dengeleyiciden taze bir jet ateşlenir) ve ayrıca özel pilot brülörler.

El feneri - torç bölgesini hareket ettirmek alevin brülöre girdiği yanıcı karışıma doğru . Bu fenomen sadece gaz ve havanın önceden karıştırıldığı brülörlerde meydana gelir ve gaz-hava karışımının hızı alev yayılma hızından daha düşük olduğunda meydana gelir. Alev, brülörün içine atlayarak yanmaya devam eder ve brülörün aşırı ısınmadan deforme olmasına neden olur.

Atılım şu durumlarda gerçekleşir: brülörün önündeki gaz basıncı izin verilen değerin altına düşer; birincil hava sağlandığında brülörün ateşlenmesi; düşük hava basıncında büyük gaz kaynağı. Kayma sırasında küçük bir patlama meydana gelebilir ve bunun sonucunda alev söner, bu sırada atıl brülörden gaz akışı devam edebilir ve gaz kullanan tesisin fırınında ve gaz kanallarında patlayıcı bir karışım oluşabilir. Kaymaya karşı koruma sağlamak için plaka veya ağ stabilizatörleri kullanılır., dar yarıklardan ve küçük deliklerden alevin geçişi olmadığı için.

Brülörlerde bir kaza olması durumunda personelin yapacağı işlemler

Ateşleme sırasında veya regülasyon sürecinde brülörde bir kaza (ayrılma, alevin geri tepmesi veya sönmesi) olması durumunda, aşağıdakiler gereklidir: bu brülöre (brülörlere) ve ateşleme cihazına giden gaz beslemesini derhal durdurun; fırını ve gaz kanallarını en az 10 dakika havalandırın; sorunun nedenini bulun; sorumlu kişiye rapor vermek; arıza nedenlerini giderdikten ve brülör önündeki kesme vanasının sızdırmazlığını kontrol ettikten sonra, sorumlu kişinin talimatına göre tekrar ateşleyin.

Brülör yükü değişimi.

Isı çıkışını değiştirmenin çeşitli yolları olan brülörler vardır:

Çok kademeli ısı çıkışı kontrollü brülör- bu, yakıt akış regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasında birkaç konuma monte edilebildiği bir brülördür.

Üç kademeli ısı çıkış ayarlı brülör- bu, çalışması sırasında yakıt akış regülatörünün "maksimum akış" - "minimum akış" - "kapalı" konumlarına ayarlanabileceği bir brülördür.

İki kademeli ısı çıkış kontrollü brülör- "açık - kapalı" konumlarda çalışan bir brülör.

modülasyonlu brülör- bu, yakıt akış regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasında herhangi bir konuma kurulabileceği bir brülördür.

Tesisatın termik gücünü, çalışan brülör sayısı ile düzenlemek mümkündür., üretici ve rejim kartı tarafından sağlanmışsa.

Isı çıkışını manuel olarak değiştirme, alev ayrılmasını önlemek için gerçekleştirilir:

Arttırırken: önce gaz beslemesini, ardından havayı artırın.

Azalırken: önce hava beslemesini, ardından gazı azaltın;

Brülörlerde kazaları önlemek için güç değişimi rejim haritasına göre sorunsuz (birkaç adımda) yapılmalıdır.

Doğal gaz günümüzde en çok kullanılan yakıttır. Doğal gaz, Dünya'nın derinliklerinden çıkarıldığı için doğal gaz olarak adlandırılır.

Gaz yakma işlemi, doğal gazın havada bulunan oksijen ile etkileşime girdiği kimyasal bir reaksiyondur.

Gaz halindeki yakıtta yanıcı bir kısım ve yanmaz bir kısım vardır.

Doğal gazın ana yanıcı bileşeni metan - CH4'tür. Doğal gazdaki içeriği %98'e ulaşmaktadır. Metan kokusuz, tatsız ve toksik değildir. Alev alma limiti %5 ile %15 arasındadır. Doğal gazın ana yakıt türlerinden biri olarak kullanılmasını mümkün kılan bu niteliklerdir. Metan konsantrasyonu %10'dan fazla yaşam için tehlikelidir, bu nedenle oksijen eksikliği nedeniyle boğulma meydana gelebilir.

Gaz kaçağını tespit etmek için gaz kokulandırmaya tabi tutulur, diğer bir deyişle kuvvetli kokulu bir madde (etil merkaptan) eklenir. Bu durumda, gaz zaten %1'lik bir konsantrasyonda tespit edilebilir.

Doğal gazda metana ek olarak propan, bütan ve etan gibi yanıcı gazlar da bulunabilir.

Gazın yüksek kalitede yanmasını sağlamak için, yanma bölgesine yeterli miktarda hava getirmek ve gazın hava ile iyi bir şekilde karışmasını sağlamak gerekir. Optimum oran 1: 10'dur. Yani, gazın bir kısmına on kısım hava düşer. Ek olarak, istenen sıcaklık rejimini oluşturmak gerekir. Gazın tutuşabilmesi için tutuşma sıcaklığına kadar ısıtılması ve gelecekte sıcaklığın tutuşma sıcaklığının altına düşmemesi gerekir.

Yanma ürünlerinin atmosfere çıkarılmasını organize etmek gerekir.

Atmosfere salınan yanma ürünlerinde yanıcı maddeler yoksa tam yanma sağlanır. Bu durumda karbon ve hidrojen bir araya gelerek karbondioksit ve su buharı oluşturur.

Görsel olarak, tam yanma ile alev açık mavi veya mavimsi-mordur.

Gazın tam yanması.

metan + oksijen = karbondioksit + su

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

Bu gazlara ek olarak azot ve kalan oksijen yanıcı gazlarla atmosfere girer. N2 + O2

Gazın yanması tamamlanmadıysa, atmosfere yanıcı maddeler yayılır - karbon monoksit, hidrojen, kurum.

Yetersiz hava nedeniyle gazın eksik yanması meydana gelir. Aynı zamanda, alevde kurum dilleri görsel olarak görünür.

Gazın eksik yanma tehlikesi, karbon monoksitin kazan dairesi personelinin zehirlenmesine neden olabilmesidir. Havadaki %0.01-0.02 CO içeriği hafif zehirlenmelere neden olabilir. Daha yüksek konsantrasyonlar ciddi zehirlenmelere ve ölüme neden olabilir.

Ortaya çıkan kurum, kazanların duvarlarına yerleşir, böylece ısının soğutucuya transferini kötüleştirir, bu da kazan dairesinin verimliliğini azaltır. Kurum, ısıyı metandan 200 kat daha kötü iletir.

Teorik olarak 1m3 gaz yakmak için 9m3 havaya ihtiyaç vardır. Gerçek koşullarda, daha fazla havaya ihtiyaç vardır.

Yani, fazla miktarda havaya ihtiyaç vardır. Alfa ile gösterilen bu değer, teorik olarak gerekli olandan kaç kat daha fazla hava tüketildiğini gösterir.

Alfa katsayısı, belirli bir brülörün tipine bağlıdır ve genellikle brülör pasaportunda veya devreye alma kuruluşunun tavsiyelerine göre belirtilir.

Önerilenin üzerindeki fazla hava miktarında bir artış ile ısı kayıpları artar. Hava miktarında önemli bir artış ile alev ayrımı meydana gelebilir ve bu da acil durum yaratır. Hava miktarı tavsiye edilenden az ise yanma tamamlanmayacak ve kazan dairesi personelinin zehirlenmesi riski ortaya çıkacaktır.

Yakıt yanmasının kalitesini daha doğru bir şekilde kontrol etmek için, egzoz gazlarının bileşimindeki belirli maddelerin içeriğini ölçen gaz analizörleri olan cihazlar vardır.

Gaz analizörleri kazanlarla birlikte temin edilebilir. Eğer mevcut değilse ilgili ölçümler, devreye alan kuruluş tarafından portatif gaz analizörleri kullanılarak yapılır. Gerekli kontrol parametrelerinin belirtildiği bir rejim haritası derlenir. Bunlara bağlı kalarak yakıtın normal şekilde tam yanmasını sağlayabilirsiniz.

Yakıt yanma kontrolü için ana parametreler şunlardır:

• brülörlere sağlanan gaz ve hava oranı.

• aşırı hava oranı.

• fırında çatlak.

• Kazan verimlilik faktörü.

Bu durumda kazanın verimi, faydalı ısının harcanan toplam ısı değerine oranı anlamına gelir.

havanın bileşimi

Doğal gazın fiziksel ve kimyasal özellikleri

Doğal gaz renksiz, kokusuz ve tatsızdır, toksik değildir.

Gazların yoğunluğu t = 0°C, Р = 760 mm Hg. Art.: metan - 0,72 kg / m3, hava -1,29 kg / m3

Metanın kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 545 - 650°C'dir. Bu, bu sıcaklığa kadar ısıtılan herhangi bir doğal gaz ve hava karışımının ateşleme kaynağı olmadan tutuşacağı ve yanacağı anlamına gelir.

Metanın yanma sıcaklığı 1800°C'lik fırınlarda 2100°C'dir.

Metanın kalorifik değeri: Q n \u003d 8500 kcal / m3, Q in \u003d 9500 kcal / m3.

patlayıcılık. Ayırmak:

- alt patlama limiti, patlamanın meydana geldiği havadaki en düşük gaz içeriğidir, metan için %5'tir.

Havadaki gaz içeriği daha düşük olduğunda, gaz eksikliğinden dolayı patlama olmaz. Üçüncü taraf bir enerji kaynağını tanıtırken - açılır.

- üst patlama limiti, patlamanın meydana geldiği havadaki en yüksek gaz içeriğidir, metan için %15'tir.

Havadaki gaz içeriği daha yüksek olduğunda, hava eksikliğinden dolayı patlama olmaz. Üçüncü taraf bir enerji kaynağı tanıtıldığında - ateş, ateş.

Bir gazın patlaması için, gazın patlayabilirlik sınırları içinde havada kalmasının yanı sıra harici bir enerji kaynağına (kıvılcım, alev vb.) ihtiyaç vardır.

Kapalı bir hacimde (oda, ateş kutusu, tank vb.) Bir gaz patlaması sırasında, açık havaya göre daha fazla tahribat vardır.

Az yanmalı, yani oksijen eksikliği olan gaz yakarken, yanma ürünlerinde oldukça zehirli bir gaz olan karbon monoksit (CO) veya karbon monoksit oluşur.

Alev yayılma hızı, alev cephesinin taze karışım jetine göre hareket ettiği hızdır.

Tahmini alev yayılma hızı metan - 0,67 m / s. Karışımın bileşimine, sıcaklığına, basıncına, karışımdaki gaz ve hava oranına, alev cephesinin çapına, karışımın hareketinin doğasına (laminer veya türbülanslı) bağlıdır ve yanmanın kararlılığını belirler.

Gaz kokulandırma- bu, tüketicilere teslim edilmeden önce gaza bir koku vermek için gaza güçlü kokulu bir maddenin (odorant) eklenmesidir.

Koku maddeleri için gereksinimler:

- keskin bir özel koku;

- yanmayı engellememelidir;

- suda çözülmemelidir;

– insanlara ve ekipmana zararsız olmalıdır.

Koku verici olarak etil merkaptan (C2H 5 SH) kullanılır, metan eklenir - 1000 m3 başına 16 g, kışın oran iki katına çıkar.

Havadaki gaz içeriği, metan için alt patlama sınırının %20'si - hacimce %1'i olduğunda, bir kişi havadaki kokuyu koklamalıdır.

Bu, yanıcı bileşenleri (hidrojen ve karbon) havada bulunan oksijenle birleştirmenin kimyasal bir işlemidir. Isı ve ışık salınımı ile oluşur.

Karbon yandığında, karbon dioksit (CO 2) oluşur ve hidrojen su buharına (H 2 0) dönüşür.

Yanma aşamaları: gaz ve hava temini, gaz-hava karışımının oluşumu, karışımın tutuşması, yanması, yanma ürünlerinin uzaklaştırılması.

Teorik olarak, tüm gaz yandığında ve gerekli tüm miktarda hava yanmaya katıldığında, 1 m3 gazın yanma reaksiyonu:

CH 4 + 20 2 \u003d CO2 + 2H20 + 8500 kcal / m3.

1 m3 metan yakmak için 9.52 m3 havaya ihtiyaç vardır.

Pratik olarak yanmaya sağlanan havanın tamamı yanmada yer almaz.

Bu nedenle, karbon dioksit (CO 2) ve su buharına (H 2 0) ek olarak, yanma ürünlerinde aşağıdakiler görünecektir:

- odaya girerse karbon monoksit veya karbon monoksit (CO), görevlilerde zehirlenmeye neden olabilir;

- gaz kanallarında ve fırınlarda biriken atomik karbon veya kurum (C), çekişi ve ısıtma yüzeylerinde ısı transferini kötüleştirir.

- yanmamış gaz ve hidrojen - fırınlarda ve gaz kanallarında birikerek patlayıcı bir karışım oluşturur.

Hava eksikliği ile, yakıtın eksik yanması meydana gelir - yanma işlemi, yetersiz yanma ile gerçekleşir. Yetersiz yanma, gazın hava ile zayıf karışması ve yanma bölgesinde düşük sıcaklık ile de meydana gelir.

Gazın tam yanması için yeterli miktarda yanma havası verilir, hava ve gazın iyi karışması gerekir ve yanma bölgesinde yüksek sıcaklık gereklidir.

Gazın tamamen yanması için, teorik olarak gerekli olandan daha fazla miktarda hava sağlanır, yani fazla ile, tüm hava yanmaya katılmaz. Isının bir kısmı bu fazla havayı ısıtmak için harcanacak ve atmosfere salınacaktır.

Fazla hava katsayısı α, yanma için gerçek tüketimin teorik olarak gerekli olandan kaç kat daha fazla olduğunu gösteren bir sayıdır:

α = V d / V t

nerede V d - gerçek hava tüketimi, m 3;

V t - teorik olarak gerekli hava, m 3.

a = 1.05 - 1.2.

Gaz yakma yöntemleri

Yanma havası şunlar olabilir:

- birincil - brülöre beslenir, gazla karıştırılır ve yanma için gaz-hava karışımı kullanılır;

- ikincil - yanma bölgesine girer.

Gaz yakma yöntemleri:

1. Difüzyon yöntemi - gaz ve yanma havası ayrı olarak sağlanır ve yanma bölgesinde karıştırılır, tüm hava ikincildir. Alev uzundur, geniş bir fırın alanı gereklidir.

2. Karışık yöntem - havanın bir kısmı brülöre verilir, gazla karıştırılır (birincil hava), havanın bir kısmı yanma bölgesine (ikincil) verilir. Alev, difüzyon yöntemine göre daha kısadır.

3. Kinetik yöntem - brülör içindeki tüm hava gazla karıştırılır, yani tüm hava birincildir. Alev kısadır, küçük bir fırın alanı gereklidir.

Gaz brülör cihazları

Gaz brülörleri, yanma cephesine gaz ve hava sağlayan, gaz-hava karışımı oluşturan, yanma cephesini stabilize eden ve yanma işleminin gerekli yoğunluğunu sağlayan cihazlardır.

Ek bir cihazla (tünel, hava dağıtım cihazı vb.) donatılmış bir brülöre gaz brülör cihazı denir.

Brülör gereksinimleri:

1) fabrikada yapılmış olmalı ve durum testlerini geçmelidir;

2) minimum hava fazlalığı ve atmosfere minimum zararlı madde emisyonu ile tüm çalışma modlarında gaz yanmasının eksiksiz olmasını sağlamalıdır;

3) brülör önündeki gaz ve hava parametrelerini ölçmenin yanı sıra otomatik kontrol ve güvenliği kullanabilme;

4) basit bir tasarıma sahip olmalı, onarım ve revizyon için erişilebilir olmalıdır;

5) Çalışma yönetmeliği dahilinde stabil çalışmalı, gerekirse alevin ayrılmasını ve geri tepmesini önleyecek stabilizatörlere sahip olmalıdır;

6) Çalışan brülörler için gürültü seviyesi 85 dB'yi, yüzey sıcaklığı 45 °C'yi geçmemelidir.

Gaz brülörlerinin parametreleri

1) brülörün termal gücü N g - 1 saat içinde gazın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı;

2) brülörün kararlı çalışmasının en düşük limiti N n. .P. . - brülörün alevde ayrılma ve parlama olmaksızın kararlı bir şekilde çalıştığı en düşük güç;

3) minimum güç N dak - alt sınırın gücü, %10 artırıldı;

4) brülörün N in kararlı çalışmasının üst sınırı. .P. . - brülörün alevin ayrılması ve parlaması olmaksızın kararlı bir şekilde çalıştığı en yüksek güç;

5) maksimum güç N max - %10 azaltılmış üst sınırın gücü;

6) nominal güç N nom - brülörün en yüksek verimlilikle uzun süre çalıştığı en yüksek güç;

7) çalışma kontrol aralığı - N min'den N nom'a kadar olan güç değerleri;

8) çalışma düzenleme katsayısı - nominal gücün minimuma oranı.

Gaz brülörlerinin sınıflandırılması:

1) yanma için hava sağlama yöntemine göre:

- patlamasız - içindeki nadirlik nedeniyle fırına hava girer;

- enjeksiyon - gaz jetinin enerjisi nedeniyle brülöre hava emilir;

- üfleme - brülöre veya bir fan kullanılarak fırına hava verilir;

2) yanıcı karışımın hazırlanma derecesine göre:

– gazın hava ile önceden karıştırılması olmadan;

- tam ön karıştırma ile;

- eksik veya kısmi ön karıştırma ile;

3) yanma ürünlerinin çıkış hızı ile (düşük - 20 m / s'ye kadar, orta - 20-70 m / s, yüksek - 70 m / s'den fazla);

4) Brülörlerin önündeki gaz basıncına göre:

- 0,005 MPa'ya kadar düşük (500 mm su sütununa kadar);

- ortalama 0,005 MPa'dan 0,3 MPa'ya (500 mm su sütunundan 3 kgf / cm2'ye);

- 0,3 MPa'dan yüksek (3 kgf / cm2'den fazla);

5) brülör kontrolünün otomasyon derecesine göre - manuel kontrollü, yarı otomatik, otomatik.

Hava besleme yöntemine göre brülörler şunlar olabilir:

1) Difüzyon. Tüm hava, meşaleyi çevreleyen alandan girer. Gaz, brülöre birincil hava olmadan verilir ve kollektörden çıkarak dışarıdaki hava ile karışır.

Tasarımdaki en basit brülör, genellikle bir veya iki sıra halinde delinmiş delikli bir boru.

Çeşitlilik - ocak brülörü. Bir ucu tıkalı çelik borudan yapılmış bir gaz toplayıcıdan oluşur. Boruda iki sıra halinde delikler açılır. Toplayıcı, ızgaraya dayalı refrakter tuğlalardan yapılmış bir yuvaya monte edilmiştir. Gaz, kollektördeki deliklerden boşluğa çıkar. Hava, ocaktaki seyrelme nedeniyle veya bir fan yardımıyla ızgaradan aynı yuvaya girer. Çalışma sırasında, yuvanın refrakter astarı ısınarak tüm çalışma modlarında alev stabilizasyonu sağlar.

Brülörün avantajları: basit tasarım, güvenilir çalışma (alevin geri tepmesi imkansızdır), gürültüsüzlük, iyi düzenleme.

Dezavantajları: düşük güç, ekonomik olmayan, yüksek alev.

2) Enjeksiyon brülörleri:

a) düşük basınç veya atmosferik (kısmi ön karışımlı brülörler için geçerlidir). Gaz jeti memeden yüksek hızda çıkar ve enerjisi nedeniyle havayı karıştırıcının içine çekerek brülörün içine sürükler. Gazın hava ile karıştırılması, bir boyun, bir difüzör ve bir yangın nozülünden oluşan bir karıştırıcıda gerçekleşir. Enjektör tarafından oluşturulan vakum, içeri çekilen birincil hava miktarını değiştirirken artan gaz basıncı ile artar. Birincil hava miktarı, bir ayar rondelası kullanılarak değiştirilebilir. Yıkayıcı ve karıştırıcı arasındaki mesafe değiştirilerek hava beslemesi düzenlenir.

Yakıtın tam yanmasını sağlamak için, fırındaki seyrekleşme nedeniyle havanın bir kısmı (ikincil hava) girer. Tüketiminin düzenlenmesi, vakumun değiştirilmesiyle gerçekleştirilir.

Kendi kendini düzenleme özelliğine sahiptirler: artan yük ile, brülöre artan miktarda hava enjekte eden gazın basıncı artar. Yük azaldıkça hava miktarı azalır.

Brülörler, yüksek kapasiteli ekipmanlarda (100 kW'tan fazla) sınırlı olarak kullanılmaktadır. Bunun nedeni, brülör kollektörünün doğrudan fırına yerleştirilmiş olmasıdır. Çalışma sırasında yüksek sıcaklıklara kadar ısınır ve hızlı bir şekilde arızalanır. Ekonomik olmayan gaz yanmasına yol açan yüksek bir fazla hava oranına sahiptirler.

b) Orta basınç. Gaz basıncı artırıldığında, gazın tam yanması için gereken tüm hava enjekte edilir. Tüm hava birincildir. 0,005 MPa'dan 0,3 MPa'ya kadar gaz basıncında çalışırlar. Gazın hava ile tam olarak karıştırıldığı brülörlerle ilgilidir. Gaz ve havanın iyi karışması sonucunda küçük bir fazla hava oranı (1.05-1.1) ile çalışırlar. Brülör Kazantsev. Birincil hava regülatörü, nozul, mikser, nozul ve plaka stabilizatöründen oluşur. Nozuldan çıkarken gaz, yanma için gereken tüm havayı enjekte etmek için yeterli enerjiye sahiptir. Mikserde gaz tamamen hava ile karıştırılır. Primer hava regülatörü aynı zamanda gaz-hava karışımının yüksek hızından dolayı oluşan gürültüyü de sönümler. Avantajlar:

- tasarımın sadeliği;

- yük değiştiğinde kararlı çalışma;

- basınç altında hava beslemesinin olmaması (fan, elektrik motoru, hava kanalları yok);

– kendi kendini düzenleme olasılığı (sabit bir gaz-hava oranını korumak).

Dezavantajları:

- uzunluk boyunca brülörlerin büyük boyutları, özellikle üretkenliği arttırılmış brülörler;

– yüksek gürültü seviyesi.

3) Cebri hava beslemeli brülörler. Gaz-hava karışımının oluşumu brülörde başlar ve ocakta biter. Hava bir fan tarafından sağlanır. Gaz ve hava beslemesi ayrı borulardan gerçekleştirilir. Düşük ve orta basınçlı gazla çalışırlar. Daha iyi karıştırma için gaz akışı deliklerden hava akışına açılı olarak yönlendirilir.

Karıştırmayı iyileştirmek için, sabit veya ayarlanabilir kanat açısına sahip girdaplar kullanılarak hava akışına dönme hareketi verilir.

Girdap gazlı brülör (GGV) - dağıtım manifoldundan gelen gaz, bir sıra halinde açılan deliklerden çıkar ve 90 0'lık bir açıyla kanatlı bir girdap ile dönen hava akışına girer. Bıçaklar, gaz manifoldunun dış yüzeyine 45 0 açıyla kaynaklanır. Gaz kollektörünün içinde yanma sürecini izlemek için bir boru bulunmaktadır. Akaryakıt üzerinde çalışırken, içine bir buhar-mekanik meme takılır.

Birkaç tür yakıt yakmak için tasarlanmış brülörlere kombine denir.

Brülörlerin avantajları: yüksek ısıl güç, geniş çalışma düzenleme aralığı, fazla hava oranını kontrol etme yeteneği, gaz ve havayı ön ısıtma imkanı.

Brülörlerin dezavantajları: yeterli tasarım karmaşıklığı; yanma stabilizatörlerinin (seramik tünel, pilot meşale, vb.) kullanılmasının gerekli olduğu bağlantılı olarak alevin ayrılması ve kırılması mümkündür.

brülör kazaları

Gaz-hava karışımındaki hava miktarı alevin yayılma hızını etkileyen en önemli faktördür. Gaz içeriğinin tutuşma üst sınırını aştığı karışımlarda alev hiç yayılmaz. Karışımdaki hava miktarındaki artışla alev yayılma hızı artar, hava içeriği gazın tam yanması için gerekli teorik miktarının yaklaşık %90'ı olduğunda en yüksek değere ulaşır. Brülöre giden hava akışının arttırılması, gaz açısından daha zayıf, daha hızlı yanabilen ve brülörde alev parlamasına neden olan bir karışım oluşturur. Bu nedenle, yükün artırılması gerekiyorsa, önce gaz beslemesini, ardından havayı artırın. Yükü azaltmak gerekirse, tersini yaparlar - önce hava beslemesini, ardından gazı azaltın. Brülörlerin çalıştırılması sırasında, onlara hava girmemelidir ve fırına giren hava nedeniyle gaz difüzyon modunda ateşlenir, ardından brülöre hava beslemesine geçiş yapılır.

1. Alev ayrımı - torç bölgesinin brülör çıkışlarından yakıtın yanması yönünde hareketi. Gaz-hava karışımının hızı alev yayılma hızından büyük olduğunda oluşur. Alev kararsız hale gelir ve sönebilir. Gaz, sönen brülörden akmaya devam eder ve bu da fırında patlayıcı bir karışım oluşmasına neden olur.

Ayırma şu durumlarda gerçekleşir: izin verilenin üzerinde gaz basıncında bir artış, birincil hava beslemesinde keskin bir artış, fırında vakumda bir artış, brülörün pasaportta belirtilenlere göre aşkın modlarda çalışması.

2. Flashback - alev bölgesini yanıcı karışıma doğru hareket ettirmek. Sadece ön gaz ve hava karışımı olan brülörlerde olur. Gaz-hava karışımının hızı alev yayılma hızından daha düşük olduğunda oluşur. Alev, yanmaya devam ettiği brülörün içine sıçrar ve brülörün aşırı ısınmadan deforme olmasına neden olur. Kayma mümkün olduğunda, küçük bir patlama meydana gelebilir, alev sönecek, boşta kalan brülörden fırının gazlanması ve gaz boruları oluşacaktır.

Atılım şu durumlarda gerçekleşir: brülörün önündeki gaz basıncı izin verilen değerin altına düşer; birincil hava sağlandığında brülörün ateşlenmesi; düşük hava basıncında büyük gaz beslemesi, pasaportta belirtilen değerlerin altında gaz ve havayı önceden karıştırarak brülörlerin performansını düşürür. Gaz yakmanın difüzyon yöntemi ile mümkün değildir.

Brülörde bir kaza olması durumunda personelin yapacağı işlemler:

- brülörü kapatın,

- fırını havalandırın,

- kazanın nedenini öğrenmek,

- yevmiye kaydı yapmak