Gazın tam ve eksik yanması ürünlerinin bileşimi. Doğal gaz ve yanma ürünleri
Alexander Pavloviç Konstantinov
Nükleer ve radyasyon açısından tehlikeli tesislerin güvenlik kontrolü için baş müfettiş. Teknik Bilimler Adayı, Doçent, Rusya Doğa Bilimleri Akademisi Profesörü.
Gaz sobalı bir mutfak, genellikle bir apartman dairesinde hava kirliliğinin ana kaynağıdır. Ve çok önemli olan bu, Rusya'nın sakinlerinin çoğunluğu için geçerlidir. Gerçekten de, Rusya'da kentsel nüfusun %90'ı ve kırsal kesimde yaşayanların %80'inden fazlası gaz sobası kullanıyor. Khata, Z.I. Modern ekolojik ortamda insan sağlığı. - E.: FUAR BASIN, 2001 .-- 208 s..
Son yıllarda, gaz sobalarının yüksek sağlık tehlikeleri hakkında ciddi araştırmacılar tarafından yayınlar yapılmıştır. Doktorlar, gaz sobası kurulu evlerde, sakinlerin elektrikli sobalı evlere göre daha sık ve daha uzun süre hastalandığını biliyor. Ayrıca, sadece solunum yolu hastalıklarından değil, birçok farklı hastalıktan bahsediyoruz. Sağlık düzeyindeki düşüş, özellikle kadınlarda, çocuklarda, ayrıca evde daha fazla zaman geçiren yaşlı ve kronik hastalığı olan kişilerde fark edilir.
Profesör V. Blagov, gaz sobalarının kullanımını "kendi halkına karşı geniş çaplı bir kimyasal savaş" olarak nitelendirdi.
Ev gazını kullanmak neden sağlığınız için kötüdür?
Bu soruyu cevaplamaya çalışalım. Gaz sobalarının kullanımını sağlığa zararlı hale getirmek için bir araya gelen birkaç faktör vardır.
İlk faktör grubu
Bu faktör grubu, doğal gaz yakma işleminin kimyasından kaynaklanmaktadır. Ev gazı tamamen suya ve karbondioksite yansa bile, bu, özellikle mutfakta dairedeki havanın bileşiminde bozulmaya yol açacaktır. Gerçekten de, havadaki oksijen yakılırken, karbondioksit konsantrasyonu artar. Ama asıl sorun bu değil. Sonunda, bir kişinin soluduğu hava ile aynı şey olur.
Çoğu durumda gazın yanmasının %100 değil, tamamen gerçekleşmemesi çok daha kötüdür. Doğal gazın eksik yanması çok daha zehirli ürünler üretir. Örneğin, konsantrasyonu izin verilen normdan 20-25 kat daha fazla olabilen karbon monoksit (karbon monoksit). Ancak bu, baş ağrılarına, alerjilere, rahatsızlıklara, bağışıklık sisteminin zayıflamasına yol açar. Yakovleva, M.A. Ve dairemizde doğalgaz var. - İş ekolojik dergisi. - 2004. - No. 1 (4). - S. 55..
Havaya karbon monoksitin yanı sıra kükürt dioksit, nitrojen oksitler, formaldehit ve güçlü bir kanserojen olan benzpiren de salınır. Şehirlerde benzin, metalurji işletmelerinden, termik santrallerden (özellikle kömürle çalışan) ve arabalardan (özellikle eskilerden) kaynaklanan emisyonlardan havaya salınır. Ancak kirli ortam havasında bile benzpiren konsantrasyonu, apartmandaki konsantrasyonuyla karşılaştırılmaz. Şekil, mutfaktayken ne kadar daha fazla benzpiren aldığımızı gösteriyor.
İnsan vücudunda benzpiren alımı, μg / gün İlk iki sütunu karşılaştıralım. Mutfakta sokağa göre 13,5 kat daha fazla zararlı madde alıyoruz! Açıklık için, vücudumuzdaki benzopiren alımını mikrogram cinsinden değil, daha anlaşılır bir eşdeğerde - günlük içilen sigara sayısı - tahmin edelim. Yani, sigara içen bir kişi günde bir paket (20 sigara) içiyorsa, mutfakta bir kişi günde iki ila beş sigaraya eşdeğerdir. Yani, gaz sobası olan hostes biraz "sigara içiyor".
İkinci grup faktör
Bu grup, gaz sobalarının çalışma koşulları ile ilişkilidir. Herhangi bir sürücü, motoru açık bir araba ile aynı anda garajda bulunmayacağını bilir. Ancak mutfakta tam da böyle bir durumumuz var: kapalı bir alanda hidrokarbon yakıtın yanması! Her arabanın sahip olduğu cihazı kaçırıyoruz - egzoz borusu. Tüm hijyen kurallarına göre, her gaz sobası bir egzoz havalandırma şemsiyesi ile donatılmalıdır.
Küçük bir dairede küçük bir mutfağımız varsa durum özellikle kötü. Yetersiz alan, minimum tavan yüksekliği, yetersiz havalandırma ve tüm gün çalışan bir gaz sobası. Ancak alçak tavanlarda, gaz yanma ürünleri, 70-80 santimetre kalınlığa kadar üst hava tabakasında birikir. Boyko, A.F. Sağlık 5+. - E.: Rossiyskaya Gazeta, 2002 .-- 365 s..
Çoğu zaman bir gaz sobasında bir ev hanımının çalışması, üretimdeki zararlı çalışma koşullarıyla karşılaştırılır. Bu tamamen doğru değil. Hesaplamalar, mutfak küçükse ve iyi havalandırma yoksa, özellikle zararlı çalışma koşullarıyla karşı karşıya olduğumuzu gösteriyor. Kok pillerine hizmet eden bir tür metalürji uzmanı.
Bir gaz sobasından kaynaklanan zarar nasıl azaltılır
Her şey bu kadar kötüyse nasıl olabiliriz? Belki de gaz sobasından kurtulmaya ve elektrikli veya indüksiyonlu bir soba takmaya gerçekten değer mi? Böyle bir fırsat varsa iyi. Ve değilse? Bu durum için birkaç basit kural var. Onları gözlemlemek yeterlidir ve bir gaz sobasının sağlığa verdiği zararı on kat azaltabilirsiniz. Bu kuralları listeliyoruz (çoğu Profesör Yu.D. Gubernsky'nin tavsiyeleridir) İlnitsky, A. Gaz gibi kokuyor. - Sağlıklı olmak!. - 2001. - No. 5. - S. 68–70..
- Sobanın üzerine hava temizleyicili bir davlumbaz takılmalıdır. Bu en güçlü tekniktir. Ancak herhangi bir nedenle bunu yapamasanız bile, toplamda diğer yedi kural da hava kirliliğini önemli ölçüde azaltacaktır.
- Gaz yanmasının eksiksizliğini gözlemleyin. Aniden gazın rengi talimatlara göre olması gerektiği gibi değilse, arızalı brülörü ayarlamak için hemen gaz işçilerini arayın.
- Sobayı gereksiz bulaşıklarla karıştırmayın. Tencere sadece çalışan brülörlerin üzerinde durmalıdır. Bu durumda brülörlere serbest hava erişimi ve daha eksiksiz gaz yanması sağlanacaktır.
- Aynı anda ikiden fazla brülör veya bir fırın ve bir brülör kullanmamak daha iyidir. Ocağınız dört brülöre sahip olsa bile, aynı anda en fazla iki brülör açmak en iyisidir.
- Bir gaz sobasının maksimum sürekli çalışması iki saattir. Bundan sonra, bir mola vermeniz ve mutfağı iyice havalandırmanız gerekir.
- Gaz sobasının çalışması sırasında mutfak kapıları kapatılmalı ve pencere kanadı açılmalıdır. Bu, yanma ürünlerinin oturma odalarından değil sokaktan uzaklaştırılmasını sağlayacaktır.
- Gaz sobası çalışmayı bitirdikten sonra, sadece mutfağı değil tüm daireyi havalandırmanız tavsiye edilir. Havalandırma yoluyla arzu edilir.
- Çamaşırları ısıtmak ve kurutmak için asla gaz sobası kullanmayın. Bunun için mutfağın ortasında ateş yakmayacaksın, değil mi?
kokulandırma
Yanıcı gazlar kokusuzdur. Havadaki varlıklarını zamanında belirlemek, sızıntıları hızlı ve doğru bir şekilde tespit etmek için gaz kokulandırılır (koku). 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) gerçekleştirilir. Havada %1 doğal gaz varsa kokusunu almalısınız.
Evdeki gazın %20'si boğulmaya neden olur
%5-15 patlama
%0.15 karbon monoksit CO- zehirlenme; %0.5 CO = 30 dak. ölümcül nefes; Karbon monoksitin %1'i ölümcüldür.
Metan ve diğer hidrokarbon gazları zehirli değildir, ancak solunması baş dönmesine neden olur ve havadaki önemli içerikleri oksijen eksikliğinden dolayı boğulmaya neden olur.
Yakıtın yanması tam ve eksik:
1m³ gazın yanması için 10m³ havaya ihtiyaç vardır.
Doğal gazın yanması, yakıtın kimyasal enerjisinin ısıya dönüştürüldüğü bir reaksiyondur.
Yanma tamamlandı ve eksik. Tam yanma yeterli oksijen ile gerçekleşir.
Gazın tamamen yanması ile CO 2 (karbon dioksit) oluşur, H 2 O
(Su). Gazın eksik yanması durumunda, ısı kaybı. Oksijen O 2 oksitleyici eksikliği.
CO - karbon monoksit, zehirli, C karbon, kurum eksik yanma ürünleri.
Eksik yanma, gazın hava ile yetersiz karışması, yanma reaksiyonu tamamlanmadan alevin aşırı soğumasıdır.
Doğal gazın ana bileşenlerinin yanma reaksiyonu:
1:10 metan CH 4 + 20 2 = CO 2 + 2H 2 O = karbon dioksit + su
gazın eksik yanması СН 4 + 1,5О 2 = 2Н 2 О + СО - karbon monoksit
Doğal gazın diğer yakıt türlerine göre avantajları ve dezavantajları.
Avantajlar:
Gaz üretmenin maliyeti, kömür ve petrolden çok daha düşüktür;
Yüksek kalorifik değer;
Servis personelinin yanma ve durumlarının aydınlatılmasının eksiksizliği sağlanır;
Doğal gazlarda karbon monoksit ve hidrojen sülfürün bulunmaması gaz sızıntılarından kaynaklanan zehirlenmeleri önler;
Gaz yakarken, fırında minimum miktarda hava kalır ve mekanik art yakma sonucunda herhangi bir maliyet oluşmaz;
Gaz yakıtı yakarken daha doğru bir sıcaklık kontrolü sağlanır;
Gaz yakarken, brülörler fırının erişilebilir bir yerine yerleştirilebilir, bu da daha iyi ısı transferini ve sıcaklık koşullarına duyulan ihtiyacı mümkün kılar;
Alevin şeklini belirli bir yerde ısıtmak için değiştirme yeteneği.
Dezavantajları:
Patlayıcı ve yangın tehlikesi;
Gaz yakma işlemi yalnızca oksijenin yerini alması durumunda mümkündür;
Kendiliğinden yanma sırasında patlama etkisi;
Gaz ve hava karışımının patlama olasılığı.
Doğal gazın fiziksel ve kimyasal özellikleri
Doğal gaz renksiz, kokusuz ve tatsızdır ve toksik değildir.
Gazların yoğunluğu t = 0 ° C, P = 760 mm Hg. st.: metan - 0,72 kg / m3, hava -1,29 kg / m3
Metanın kendiliğinden tutuşma sıcaklığı 545 - 650 ° С'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.
Kalorifik değer metan: Q n = 8500 kcal / m3, Qw = 9500 kcal / m3.
patlayıcılık. Ayırmak:
- alt patlama limiti, patlamanın meydana geldiği havadaki en düşük gaz içeriğidir, metan için %5'tir.
Havada daha düşük gaz içeriği ile gaz eksikliğinden dolayı patlama olmaz. Üçüncü taraf bir enerji kaynağı eklerken - açılır.
- üst patlama sınırı, 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 - ateşleme, yangın.
Bir gazın patlaması için patlayıcılık sınırları içinde havadaki içeriğine ek olarak harici bir enerji kaynağına (kıvılcım, alev vb.) ihtiyaç vardır.
Kapalı bir alanda (oda, fırın, rezervuar vb.) bir gaz patladığında, açık havaya göre daha fazla tahribat meydana gelir.
Az yanma ile yani oksijen eksikliği ile gaz yakıldığında, yanma ürünlerinde oldukça zehirli bir gaz olan karbon monoksit (CO) veya karbon monoksit oluşur.
Alev hızı, karışımın taze jetine göre alev cephesinin hareket ettiği hızdır.
Metan alevinin yaklaşık yayılma hızı 0,67 m / s'dir. 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 Tüketicilere teslim edilmeden önce gaza koku vermek için gaza güçlü kokulu bir maddenin (koku verici) eklenmesidir.
Koku maddeleri için gereksinimler:
- keskin 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 havada bir koku giderici kokusu almalıdır.
Yanıcı bileşenleri (hidrojen ve karbon) havadaki oksijenle birleştirmenin kimyasal bir işlemidir. Isı ve ışık salınımı ile oluşur.
Karbon yandığında, karbon dioksit (C02) oluşur ve hidrojen, su buharıdır (H20).
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 = CO 2 + 2H 2 O + 8500 kcal / m3.
1 m3 metan gazının yanması için 9.52 m3 hava gerekir.
Yanmaya verilen havanın hemen hemen tamamı yanmada yer alacaktır.
Bu nedenle, yanma ürünlerinde karbondioksit (C0 2) ve su buharına (H 2 0) ek olarak şunlar görünecektir:
- odaya girerse karbon monoksit veya karbon monoksit (CO), servis personelinin zehirlenmesine neden olabilir;
- gaz kanallarında ve fırınlarda çöken atomik karbon veya kurum (C), çekişi bozar ve ısıtma yüzeylerinde - ısı transferi.
- yanmamış gaz ve hidrojen - fırınlarda ve gaz kanallarında birikerek patlayıcı bir karışım oluşturur.
Hava eksikliği ile, eksik yakıt yanması meydana gelir - yanma işlemi, düşük yanma ile gerçekleşir. Yetersiz yanma, gazın hava ile kötü bir şekilde karışması ve yanma bölgesindeki sıcaklığın düşük olması durumunda da meydana gelir.
Gazın tam yanması için yeterli miktarda yanma havası verilir, hava ve gazın iyi karışması gerekir ve yanma bölgesinde yüksek sıcaklık gereklidir.
Gazın tam yanması için teorik olarak gerekenden daha fazla miktarda hava verilir, yani fazlalık ile havanın tamamı yanmaya katılmaz. Isının bir kısmı bu fazla havayı ısıtmak için harcanacak ve atmosfere salınacaktır.
Fazla hava faktörü α, gerçek yanma akış hızının teorik olarak gerekli olandan kaç kat daha fazla olduğunu gösteren bir sayıdır:
α = V d / V t
burada V d gerçek hava akış hızıdır, m3;
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 bir gaz-hava karışımı kullanılır;
- ikincil - yanma bölgesine girer.
Gaz yakma yöntemleri:
1. Difüzyon yöntemi - yanma için gaz ve hava ayrı olarak sağlanır ve yanma bölgesinde karıştırılır, tüm hava ikincildir. Alev uzundur, büyük bir yanma odası gereklidir.
2. Karışık yöntem - havanın bir kısmı brülörün içine verilir, gazla karıştırılır (birincil hava), havanın bir kısmı yanma bölgesine (ikincil) verilir. Alev, difüzyon yönteminden daha kısadır.
3. Kinetik yöntem - brülör içindeki tüm hava gazla karıştırılır, yani tüm hava birincildir. Alev kısa, küçük bir yanma odası 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 cihaz (tünel, hava dağıtım cihazı vb.) ile donatılmış bir brülöre gaz brülör cihazı denir.
Brülör gereksinimleri:
1) prefabrik 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) brülörün 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 sınırları içinde stabil çalışmalı, gerekirse alevin ayrılmasını ve kırılmasını önleyecek stabilizatörlere sahip olmalıdır;
6) Brülörlerin çalıştırılması için gürültü seviyesi 85 dB'yi, yüzey sıcaklığı 45 °C'yi geçmemelidir.
Gaz brülörü parametreleri
1) brülörün termal gücü N g - 1 saat boyunca gazın yanması sırasında açığa çıkan ısı miktarı;
2) brülörün kararlı çalışmasının alt sınırı N n. .NS. ... - brülörün ayrılma ve alev kırılması olmadan kararlı bir şekilde çalıştığı en küçük güç;
3) minimum güç N dak - alt sınırın gücü, %10 artırıldı;
4) brülörün kararlı çalışmasının üst sınırı N c. .NS. ... - brülörün ayrılma ve alev kırılması olmadan 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 düzenleme aralığı - N min'den N nom'a kadar olan güç değerleri;
8) çalışma düzenleme katsayısı - nominal gücün minimuma oranı.
Gaz brülörlerinin sınıflandırılması:
1) yanma havası sağlama yöntemine göre:
- üflemesiz - içindeki nadirlik nedeniyle fırına hava girer;
- enjeksiyon - gaz akımının enerjisi nedeniyle brülöre hava emilir;
- üfleme - brülöre veya fırına bir fan vasıtasıyla 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 hızına göre (düşük - 20 m / s'ye kadar, orta - 20-70 m / s, yüksek - 70 m / s'den fazla);
4) brülörlerin önündeki gaz basıncı ile:
- 0,005 MPa'ya kadar düşük (500 mm'ye kadar su sütunu);
- ortalama 0,005 MPa'dan 0,3 MPa'ya (500 mm su sütunundan 3 kgf / cm2'ye);
- 0,3 MPa'nın üzerinde (3 kgf / cm2'nin üzerinde);
5) brülör kontrolünün otomasyon derecesine göre - manuel kontrollü, yarı otomatik, otomatik.
Hava besleme yöntemiyle brülörler şunlar olabilir:
1) Difüzyon. Torcun tüm havası çevredeki alandan sağlanır. Gaz, brülöre birincil hava olmadan beslenir ve manifolddan ayrılarak dışarıdaki hava ile karıştırılır.
Tasarımdaki en basit brülör, genellikle bir veya iki sıra halinde delinmiş delikli bir boru.
Bir varyasyon, bir ocak brülörüdür. Bir ucu tıkalı çelik borudan yapılmış bir gaz manifoldundan oluşur. Boruda delikler iki sıra halinde delinir. Toplayıcı, bir ızgara üzerine oturan refrakter tuğlalardan yapılmış bir yuvaya monte edilmiştir. Gaz, manifolddaki deliklerden boşluğa çıkar. Hava, ocaktaki vakum veya bir fan vasıtasıyla ızgaradan aynı yuvaya girer. Çalışma sürecinde, yuvanın refrakter astarı ısınır ve tüm çalışma modlarında alev stabilizasyonu sağlar.
Brülörün avantajları: tasarımın basitliği, çalışmanın güvenilirliği (alev çıkışı mümkün değildir), gürültüsüzlük, iyi düzenleme.
Dezavantajları: düşük güç, ekonomik olmayan, yüksek alev.
2) Enjeksiyon brülörleri:
a) düşük basınç veya atmosferik (kısmi ön karışımlı brülörlere bakın). Gaz jeti nozülden yüksek hızda çıkar ve enerjisi nedeniyle havayı karıştırıcının içine çekerek brülörün içine sürükler. Gazın hava ile karıştırılması, bir boğaz, bir difüzör ve bir yangın nozülünden oluşan bir karıştırıcıda gerçekleşir. Artan gaz basıncı ile enjektörün yarattığı vakum artarken, birincil havanın emilen miktarı değişir. Birincil hava miktarı bir ayar rondelası ile değiştirilebilir. Yıkayıcı ve karıştırıcı arasındaki mesafe değiştirilerek hava beslemesi düzenlenir.
Yakıtın tam yanmasını sağlamak için fırındaki vakum (ikincil hava) nedeniyle havanın bir kısmı girer. Akış hızı, vakum değiştirilerek düzenlenir.
Kendi kendini düzenleme özelliğine sahiptirler: yük arttıkça, brülöre artan miktarda hava enjekte eden gaz basıncı artar. Yük azaldıkça hava miktarı azalır.
Brülörler, yüksek kapasiteli ekipmanlarda (100 kW'ın üzerinde) sınırlı olarak kullanılmaktadır. Brülör kollektörünün doğrudan ateş kutusuna yerleştirilmiş olması ile bağlantılıdır. Çalışma sırasında yüksek sıcaklıklara kadar ısınır ve hızla bozulur. Ekonomik olmayan gaz yanmasına yol açan yüksek bir fazla hava oranına sahiptirler.
b) Orta basınç. Gaz basıncı yükseldiğinde, gazın tam yanması için gerekli olan tüm hava enjekte edilir. Tüm hava birincildir. 0,005 MPa ila 0,3 MPa arasındaki gaz basıncında çalıştırın. Gazın hava ile tam olarak karıştırılması için brülörleri ifade eder. Gaz ve havanın iyi karışması sonucu düşük fazla hava oranı (1.05-1.1) ile çalışırlar. Brülör Kazantsev. Birincil hava regülatörü, nozul, karıştırıcı, nozul ve plaka stabilizatöründen oluşur. Nozuldan çıkan gaz, yanma için gerekli tüm havayı enjekte etmek için yeterli enerjiye sahiptir. Gazın hava ile tam karışması mikserde gerçekleşir. Birincil hava regülatörü, gaz-hava karışımının yüksek hızı nedeniyle oluşan gürültüyü aynı anda sönümler. Avantajlar:
- inşaatın basitliği;
- 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 brülörleri. Gaz-hava karışımının oluşumu brülörde başlar ve ocakta biter. Hava bir fan tarafından sağlanır. Gaz ve hava ayrı borulardan sağlanır. 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 döner hareket verilir.
Vorteks gaz brülörü (GGV) - dağıtım manifoldundan gelen gaz, bir sıra halinde açılan deliklerden çıkar ve 90 0'lık bir açıyla bir kanatlı girdap yardımıyla dönen hava akımına girer. Bıçaklar, gaz manifoldunun dış yüzeyine 45 0'lık bir açıyla kaynaklanır. Yanma sürecini izlemek için gaz manifoldunun içine bir tüp yerleştirilmiştir. Akaryakıt üzerinde çalışırken, içine bir buhar-mekanik meme takılır.
Birkaç tür yakıt yakmak için tasarlanmış brülörlere kombine brülörler denir.
Brülörlerin avantajları: yüksek ısıl güç, geniş çalışma düzenleme aralığı, fazla hava oranını düzenleme yeteneği, gaz ve havayı ön ısıtma yeteneği.
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 gereken teorik miktarının yaklaşık %90'ı olduğunda en yüksek değere ulaşır. Brülöre hava akımının artmasıyla, gazda daha zayıf olan, daha hızlı yanabilen ve alevin brülöre kaymasına neden olan bir karışım oluşur. Bu nedenle, yükün artırılması gerekiyorsa, önce gaz beslemesini, ardından havayı artırın. Yükü azaltmak gerekirse, tersini yapın - önce hava beslemesi, ardından gaz beslemesi azalır. Brülörlerin çalıştırıldığı anda, onlara hava girmemelidir ve fırına giren hava nedeniyle difüzyon modunda gaz tutuşur, ardından brülöre hava beslemesine geçiş yapılır.
1. Alev ayrımı - alev bölgesinin brülör çıkışlarından yakıtın yanması yönünde hareketi. Gaz-hava karışımının hızı alevin yayılma hızından büyük olduğunda meydana gelir. Alev kararsız hale gelir ve sönebilir. Gaz, sönen brülörden akmaya devam eder ve bu da fırında patlayıcı bir karışım oluşumuna yol açar.
Ayırma şu durumlarda gerçekleşir: gaz basıncı izin verilenin üzerine çıkar, birincil hava beslemesinde keskin bir artış, fırındaki vakumda bir artış, brülör pasaportta belirtilenlere göre limit dışı modlarda çalışır.
2. Alev atılımı - alev bölgesinin yanıcı karışıma doğru hareketi. Sadece gaz ve havanın önceden karıştırıldığı brülörlerde oluşur. Gaz-hava karışımının hızı, alevin yayılma hızından daha az olduğunda meydana gelir. Alev, yanmaya devam ettiği brülörün iç kısmına kayar ve brülörün aşırı ısınmasından dolayı deformasyona neden olur. Bir atılım durumunda, küçük bir patlama mümkündür, alev söner, fırın ve gaz kanalları çalışmayan bir brülörden gazlanır.
Bir atılım şu durumlarda gerçekleşir: brülörün önündeki gaz basıncı izin verilen değerin altına düştüğünde; birincil hava sağlandığında brülörün ateşlenmesi; düşük hava basıncında yüksek gaz beslemesi, gaz ve havayı önceden karıştırarak brülör performansının pasaportta belirtilen değerlerin altında düşmesi. Gaz difüzyon yöntemi ile mümkün değildir.
Bir brülör kazası durumunda personel eylemleri:
- brülörü kapatın,
- ateş kutusunu havalandırın,
- kazanın nedenini öğrenmek,
- dergiye bir giriş yapmak,
Doğal gazın bileşimi ve özellikleri. Doğal gaz (yanıcı doğal gaz; GGP) - Metan ve daha ağır hidrokarbonlar, azot, karbondioksit, su buharı, kükürt içeren bileşikler, soy gazlardan oluşan gaz karışımı . Metan, GHP'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 (doymuş) hidrokarbonlar [etan (C2H 6), propan (C3H 8), bütan (C4H 10), vb.] - renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik olmayan, patlayıcı, daha ağır hava.
2. Yanmaz bileşenler (balast) :
a) azot (N 2) - havanın ayrılmaz bir parçası, renksiz, kokusuz ve tatsız; oksijen ile etkileşime girmediği için inert gaz;
b) oksijen (O 2) - havanın ayrılmaz bir parçası; renksiz, kokusuz ve tatsız; oksitleyici bir ajan.
c) karbondioksit (karbon dioksit CO 2) - hafif ekşi bir tada sahip renksiz. Havadaki içerik %10'dan fazla olduğunda zehirlidir, havadan ağırdır;
Hava . Kuru atmosferik hava, (hacimce %) içeren çok bileşenli bir gaz karışımıdır: Azot N %2 - %78, oksijen O2 - %21, soy gazlar (argon, neon, kripton, vb.) - %0,94 ve karbondioksit - %0.03.
 incir. 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 özelliklerini karışımda korur.
3. Zararlı bileşenler :
a) hidrojen sülfür (H 2 S) - renksiz, çürük yumurta kokusuyla, zehirli, yanıklar, havadan ağır.
b) hidrosiyanik (hidrosiyanik) asit (HCN) renksiz hafif bir sıvıdır, gaz halinde gaz halindedir. Zehirli, metal için aşındırıcı.
4. mekanik kirlilikler (içerik gaz taşıma koşullarına bağlıdır):
a) katran ve toz karışımı gaz boru hatlarında tıkanıklıklar oluşturabilir;
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-inci tehlike sınıfındaki maddelere bakın. Bunlar gazlı, düşük toksik, yangın ve patlayıcı ürünlerdir.
Yoğunluk: normal koşullar altında atmosferik hava yoğunluğu - 1,29 kg / m3, ve metan - 0,72 kg / m3 dolayısıyla 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) oksijen mol kesri- %0,050'den fazla değil;
4) izin verilen mekanik kirlilik içeriği- 0,001 g / m3'ten fazla değil;
5) karbondioksitin molar 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 içi kullanımlar için - en az 3 puan, ve için endüstriyel gaz için bu gösterge tüketici ile anlaşma ile belirlenir.
Ticari harcama birimi GGP - 760 mm Hg basınçta 1 m3 gaz. Sanat. ve 20 о С sıcaklık;
Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı- belirli koşullar altında gaz veya buhar-hava karışımı şeklinde yanıcı maddeleri 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 = 8500 kcal / m3, en yüksek - Qw - 9500 kcal / m3. Yakıt türlerinin karşılaştırılması amacıyla konsept tanıtıldı. eşdeğer yakıt (standart yakıt) , RF'de onun birimi için 1 kg kömürün yanma ısısı alındı, eşit 29.3 MJ veya 7000 kcal / kg.
Gaz akışı ölçüm koşulları:
· normal koşullar(n. NS): maddelerin özelliklerinin genellikle ilişkili olduğu standart fiziksel koşullar. Referans koşullar, IUPAC (Uluslararası Uygulamalı ve Uygulamalı Kimya Birliği) tarafından şu şekilde tanımlanır: atmosfer basıncı 101325 Pa = 760 mmHg NS..Hava sıcaklığı 273.15 Bin = 0°C .Metan yoğunluğu İyi.- 0,72 kg/m3,
· standart koşullar(ile birlikte. NS) 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 yönde yanıcı karışımın taze jetine göre alev cephesinin hareket hızı... Yaklaşık 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 (alevlenebilirlik); yoğun yanma; uzayda hızlı yayılma; yeri belirlemenin imkansızlığı; nefes almak için oksijen eksikliği ile boğucu etki .
Patlayıcılık (yanabilirlik) . Ayırmak:
a) alt yanıcılık sınırı ( NPV) - gazın tutuştuğu havadaki en düşük gaz içeriği (metan - %4.4) ... Havadaki gaz içeriği daha düşük olduğunda, gaz eksikliği nedeniyle tutuşma olmaz; (Şekil 3)
B) üst yanıcılık sınırı ( ERW) - ateşleme işleminin gerçekleştiği havadaki en yüksek gaz içeriği ( metan - %17) ... Havadaki gaz içeriği daha yüksek olduğunda, hava eksikliğinden dolayı tutuşma olmaz. (Şekil 3)
V FNP NPV ve ERW arandı alt ve üst konsantrasyon limitleri ve alev yayılımı ( NKPRP ve VKPRP) .
NS artan gaz basıncı gaz basıncının üst ve alt limitleri arasındaki aralık - azalır (Şekil 4).
Gaz patlaması için (metan) hariç yanıcılık aralığında havada içeriği gerekli üçüncü taraf enerji kaynağı (kıvılcım, alev vb.) ... Gaz patlaması kapalı bir alanda (oda, ocak, rezervuar vb.), açık havada bir patlamadan daha fazla yıkım (pilav. 5).
İzin verilen maksimum konsantrasyon ( MPC) Çalışma alanının havasındaki HGP zararlı maddeleri GOST 12.1.005'te belirlenmiştir.
Maksimum tek seferlik MPCçalışma alanının havasında (karbon cinsinden) 300 mg/m3.
tehlikeli konsantrasyon GGP (havadaki gazın hacim oranı) Konsantrasyon eşittir Gazın alt yanıcılık sınırının %20'si.
toksisite - insan vücudunu zehirleme yeteneği. Hidrokarbon gazlarının insan vücudu üzerinde güçlü bir toksikolojik etkisi yoktur, ancak solunması bir kişide baş dönmesine neden olur ve önemli içerikleri solunan havadadır. Oksijen azaldığında %16 veya daha az, e sebep olabilir boğulma.
NS oksijen eksikliği ile yanan gaz, yani, düşük 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 kentsel ağlarda tüketicilere teslim edilmeden önce. NS 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 1000m3 başına 16 g . Havada hacim oranı %1 olan kokulu HGP'nin koku yoğunluğu GOST 22387.5'e göre en az 3 puan olmalıdır.
Endüstriyel tesislere kokusuz gaz temin edilebilir, çünkü ana gaz boru hatlarından gaz tüketen sanayi kuruluşları için doğal gaz kokusunun yoğunluğu tüketici ile anlaşarak belirlenir.
Gazların yanması. Gazlı (sıvı) yakıtın bir meşalede yakıldığı bir kazanın (fırın) ateş kutusu, "sabit bir kazanın oda 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 = CO 2 + 2H 2 O .
Tam yanma ile karbon üretilen karbon dioksit (CO 2), ve 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 yetersiz yanma havası , o zaman yanıcı bileşenlerin bazı molekülleri için yeterli oksijen molekülü olmayacak ve yanma ürünlerinde karbondioksit (CO 2), nitrojen (N 2) ve su buharının (H 2 O) yanı sıra görünecektir. Ürün:% s eksik gaz yanması :
-karbon monoksit (CO), odaya girerse servis personelinin zehirlenmesine neden olabilir;
- kurum (C) , ki, ısıtma yüzeyleri üzerinde birikiyor ısı transferini bozar;
- yanmamış metan ve hidrojen fırınlarda ve gaz kanallarında (bacalarda) birikerek patlayıcı bir karışım oluşturabilir. Hava eksikliği olduğunda, yakıtın eksik yanması veya dedikleri gibi yanma işlemi, düşük yanma ile gerçekleşir... Yetersiz yanma 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 miktar ve gazla iyice karıştırmak; yanma bölgesinde yüksek sıcaklık.
Gazın tam yanmasını sağlamak için, teorik olarak gerekenden daha fazla miktarda, yani fazladan 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 Bir birim hacmi tamamen yakmak için gereken hava miktarı ( 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 tüketilen hava miktarıdır.
Fazla yanma havası oranı α yanma havasının gerçek hacminin teorik olana oranıdır: α = V f / V t >1,
nerede: v f - sağlanan havanın gerçek hacmi, m3;
V t - teorik hava hacmi, m 3.
katsayı aşırı gösteriler kaç sefer gaz yanması için gerçek hava tüketimi teorik değeri aşıyor ve gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: ne kadar mükemmel olurlarsa, o kadar α daha küçük. Kazanlarda fazla hava oranının 1'den küçük olması gazın eksik yanmasına neden olur. Fazla hava oranındaki artış verimi düşürür. gazlı kurulum. Oksijen korozyonunu önlemek için metal eritmenin gerçekleştiği bir dizi fırın için - α < 1 ve yanmamış yanıcı bileşenler için bir art yakıcı odası, ocak kutusunun arkasına yerleştirilmiştir.
İtme kontrolü için kılavuz kanatlar, sürgülü valfler, kelebek valfler ve elektromekanik kaplinler kullanılmaktadır.
Gaz yakıtların katı ve sıvı yakıtlara göre avantajları- düşük maliyet, daha kolay personel emeği, yanma ürünlerinde düşük miktarda zararlı kirlilik, iyileştirilmiş çevre koruma koşulları, karayolu ve demiryolu taşımacılığına gerek yok, hava ile iyi karışım (daha az α), tam otomasyon, yüksek verimlilik.
Gaz yakma yöntemleri. Yanma havası şunlar olabilir:
1) öncelik, gazla karıştırıldığı brülörün içine verilir (yanma için gaz-hava karışımı kullanılır).
2) ikincil, doğrudan yanma bölgesine gider.
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, büyük bir yanma odası gereklidir. (Şek.7a).
2. kinetik yöntem - brülör içindeki tüm hava gaza karışır, yani. tüm hava birincildir. Alev kısa, küçük bir yanma odası gerekli (Şek.7c).
3. karışık yöntem - havanın bir kısmı, gazla karıştığı (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 vakum ve yanma ürünlerinin uzaklaştırılması, duman yolunun direncini aşan ve dış soğuk havanın eşit yükseklikteki sütunları ile daha hafif bir sıcak baca gazının basınç farkından kaynaklanan bir itme kuvveti tarafından üretilir. Bu durumda baca gazları fırından bacaya hareket eder ve onların yerine fırına soğuk hava girer (Şekil 8).
Çekiş kuvveti şunlara bağlıdır: hava ve baca gazlarının sıcaklığı, baca yüksekliği, çapı ve duvar kalınlığı, barometrik (atmosferik) basınç, gaz kanallarının (bacaların) durumu, hava emiş, fırında vakum .
Doğalçekiş kuvveti - baca yüksekliği tarafından oluşturulur ve yapay Yetersiz doğal çekişe sahip bir duman aspiratörü olan . İtme kuvveti, damperler, duman tahliye 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.
Basınçlandırma - üfleme fanlarının çalışması nedeniyle yakıt yanma ürünlerinin uzaklaştırılması . "Süper şarjlı" çalışırken, fan tarafından oluşturulan aşırı basınca dayanabilen güçlü, yoğun bir yanma odası (ateş kutusu) gereklidir.
Gaz brülör cihazları.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 olmalıdır) 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) brülörün 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 sınırları içinde kararlı bir şekilde çalışması, gerekirse alevin ayrılmasını ve kırılmasını önleyecek stabilizatörlere sahip olması;
Gaz brülörü parametreleri(şek. 9). GOST 17356-89'a göre (Gaz, yağ ve kombine brülörler. Terimler ve tanımlar. Rev. N 1) :Brülör stabilite sınırı hangi henüz ortaya çıkma yok olma, duraklama, ayrılık, alev atılımı ve kabul edilemez titreşimler.
Not. var üst ve alt sürdürülebilir performansın sınırları.
1) Brülörün ısı çıkışı N g... - brülöre verilen yakıtın birim zamanda yanması sonucu üretilen ısı miktarı, N g = V. Q kcal / saat, burada V, saatlik gaz tüketimi, m3 / h; Sn. - gazın yanma ısısı, kcal / m3.
2) Brülör stabilite limitleri hangi henüz ortaya çıkma sönme, durma, ayrılma, alev atılımı ve kabul edilemez titreşimler . Not. var üst - N c.p. . ve alt -N n.p sürdürülebilir performansın sınırları.
3) minimum güç N min. - brülörün, kararlı çalışmasının alt sınırına karşılık gelen 1.1 güç olan termal gücü, yani. alt sınırın gücü %10 artırıldı, N dak. = 1.1N n.p.
4) brülörün kararlı çalışmasının üst sınırı N c.p. - en yüksek kararlı güç, ayrılma ve alev atılımı 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 c.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 düzenleme aralığı (brülörün ısıl gücü), çalışma sırasında brülörün ısıl gücünün değişebileceği, yani; N min'den N nom'a kadar güç değerleri. ...
8) çalışma düzenleme katsayısı К рр. - brülörün nominal termik gücünün, minimum işletim termik gücüne oranı, yani. nominal gücün minimum değeri kaç kez aştığını gösterir: K s. = N nominal / N dak
Rejim haritası.17.05.2002 tarih ve 317 sayılı RF Kararı ile onaylanan "Gaz kullanım kuralları ..." uyarınca(19.06.2017'de revize edildi) , 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 ayar işleri yapılır. Gazın çalıştırılması, inşa edilmiş, yeniden yapılandırılmış veya modernize edilmiş gaz kullanan ekipman ve ekipmanın yürütülmesi için diğer yakıt türlerinden gaza dönüştürülmüş ekipman devreye alma (kapsamlı test) ve ekipmanın işletmeye alınması, bağlantı için sermaye inşaat tesisinin gaz tüketim ağlarının ve gaz kullanan ekipmanın hazır olması (teknolojik bağlantı) ile ilgili bir eylem temelinde gerçekleştirilir. Kurallar şunları belirledi:
· gaz kullanan ekipman - yakıt olarak gaz kullanan kazanlar, üretim fırınları, teknolojik hatlar, ısı geri kazanım üniteleri ve diğer tesisler merkezi ısıtma, sıcak su temini, çeşitli endüstrilerin teknolojik süreçlerinde ve ayrıca hammadde olarak gazı kullanan diğer cihaz, cihaz, ünite, teknolojik ekipman ve tesisatlarda ısı enerjisi 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 verimliliğin optimizasyonu olmadan;
· ayar çalışması- gaz kullanan ekipmanın ayarlanması da dahil olmak üzere karmaşık işler çalışma 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 düzenlenmesi için araçların ayarlanması.
GOST R 54961-2012'ye göre (Gaz dağıtım sistemleri. Gaz tüketim ağları) tavsiye edilir:Operasyon modları işletmelerde ve kazan dairelerinde gaz kullanan ekipmanlar mod kartlarıyla eşleşmelidir işletmenin teknik yöneticisi tarafından onaylanmış ve NS rejim kartlarının düzeltilmesi (gerekirse) ile en az üç yılda bir üretilir .
Aşağıdaki durumlarda gaz kullanan ekipmanın plansız bir şekilde ayarlanması gerekir: gaz kullanan ekipmanın büyük bir revizyonundan sonra veya gaz kullanımının verimliliğini etkileyen tasarım değişiklikleri yapıldıktan sonra ve ayrıca kontrollü parametrelerde sistematik sapmalar olması durumunda. işletim haritalarından gaz kullanan ekipmanın
Gaz brülörlerinin sınıflandırılması GOST'a göre gaz brülörleri göre sınıflandırılır: bileşeni besleme yöntemi; yanıcı karışımın hazırlanma derecesi; yanma ürünlerinin son kullanma hızı; karışım akışının doğası; nominal gaz basıncı; otomasyon derecesi; fazla hava oranını ve torcun özelliklerini düzenleme imkanı; yanma bölgesinin lokalizasyonu; yanma ürünlerinin ısısını kullanma imkanı.
V gazla çalışan bir tesisatın hazneli fırını gazlı yakıt alevlendi.
Hava besleme yöntemiyle, brülörler:
1) Atmosferik brülörler -hava, yanma bölgesine doğrudan atmosferden girer:
a. difüzyon – Bu, tasarımdaki en basit brülördür, kural olarak, bir veya iki sıra halinde delinmiş delikli bir borudur. Gaz, deliklerden borudan yanma bölgesine girer ve hava - nedeniyle difüzyon ve gaz jeti enerjisi (pilav. 10 ), tüm hava ikincildir .
Brülör avantajları : tasarımın basitliği, işlemin güvenilirliği ( alev geçişi mümkün değil ), sessiz çalışma, iyi düzenleme.
Dezavantajları: düşük güç, ekonomik olmayan, yüksek (uzun) alev, brülör alevinin sönmesini önlemek için alev stabilizatörleri gereklidir ayrılıkta .
B. Enjeksiyon - hava enjekte, 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, arasında bir ayrım yapılır. enjeksiyon brülörleri: gaz ve havanın eksik ve tam ön karışımı ile.
brülörlere 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.
brülörlere alçak basınç yanma için gerekli havanın bir kısmı emilir (eksik hava enjeksiyonu meydana gelir, bu hava birincildir) ve kalan hava (ikincil) doğrudan yanma bölgesine girer.
Bu brülörlerdeki gaz-hava oranı, hava yıkayıcısının brülör gövdesine göre konumu ile kontrol edilir. 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 geçişi olasılığı, küçük bir çalışma düzenleme aralığı.
2) Cebri hava brülörleri - bunlar, yanma havasının bir fandan beslendiği brülörlerdir. Gaz boru hattından gelen gaz, içten yanma odasına girer (Şek. 14 ).
Fan tarafından üflenen hava, hava odasına beslenir. 2 , hava girdabından geçer 4 , bükülmüş ve mikserde karıştırılmış 5 gaz kanalından yanma bölgesine giren gaz ile 1 gaz çıkışları aracılığıyla 3 .Yakma seramik bir tünelde gerçekleşir. 7 .
 Pirinç. 14. Cebri hava beslemeli brülör: 1 - gaz kanalı; 2 - hava kanalı; 3 - gaz çıkış açıklıkları; 4 - girdap; 5 - karıştırıcı; 6 - seramik tünel (yanma stabilizatörü). |  Pirinç. 15. Kombine tek akışlı brülör: 1 - gaz girişi; 2 - akaryakıt girişi; 3 - buhar girişi, gaz çıkış açıklıkları; 4 - birincil hava girişi; 5 - ikincil hava giriş karıştırıcısı; 6 - buhar-yağ memesi; 7 - montaj plakası; 8 - birincil hava girdabı; 9 - ikincil hava girdabı; 10 - seramik tünel (yanma stabilizatörü); 11 - gaz kanalı; 12 - ikincil hava kanalı. |
Brülör avantajları: yüksek ısıl güç, geniş bir çalışma regülasyonu aralığı, fazla hava oranını düzenleme yeteneği, gaz ve havayı ön ısıtma yeteneği.
Brülörlerin dezavantajları: tasarımın yeterli karmaşıklığı; yanma stabilizatörlerinin (seramik tünel) kullanılmasının gerekli olduğu bağlantılı olarak alevin ayrılması ve kırılması mümkündür.
Çeşitli yakıt türlerini (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 girişi ile.
3) Blok brülör Zorlanmış alt hava ile otomatik bir brülördür (pilav. 16 )bir fan ile tek bir ünitede birleştirildi... Brülör, otomatik bir düzenleme sistemi ile donatılmıştır.
Blok brülörlerdeki yanma süreci, yanma yöneticisi adı verilen elektronik bir cihaz tarafından kontrol edilir.
Yağ brülörleri için bu blok bir yakıt pompası veya bir yakıt pompası ve bir yakıt ön ısıtıcısı içerir.
Kontrol ünitesi (yanma yöneticisi), termostattan (sıcaklık kontrolörü), alev kontrol elektrotundan ve gaz ve hava basıncı sensörlerinden komutlar alarak brülörün çalışmasını kontrol eder ve izler.
Gaz akışı, brülör muhafazasının dışında bulunan bir kelebek vana ile düzenlenir.
Destek rondelası, alev borusunun konik kısmında gazın hava ile karıştırılmasından sorumludur ve besleme havasını düzenlemek için kullanılır (basınç tarafından düzenleme). Beslenen hava miktarını değiştirmenin bir başka yolu da hava regülatörü gövdesindeki hava kelebeği valfinin konumunu değiştirmektir (emiş tarafından ayar).
Gaz-hava oranının düzenlenmesi (gaz ve hava kelebek vanalarının kontrolü) şu şekilde olabilir:
Bir aktüatörden bağlı:
· Frekans dönüştürücü ve darbe sensöründen oluşan bir invertör kullanarak fan motorunun dönüş hızını değiştirerek hava akış hızının frekans regülasyonu.
Brülör, ateşleme elektrodu kullanılarak ateşleme cihazı tarafından otomatik olarak ateşlenir. Bir alevin varlığı, bir alev izleme elektrodu tarafından izlenir.
Brülör başlatma sırası:
· Isı üretimi talebi (termostattan);
· Fan elektrik motorunun çalıştırılması ve fırının ön havalandırması;
· Elektronik ateşlemenin dahil edilmesi;
· Solenoid valfin açılması, gaz beslemesi ve brülörün ateşlenmesi;
· Alevin varlığı hakkında alev kontrol sensöründen gelen sinyal.
Brülörlerdeki kazalar (olaylar). Alev ayırma - torç kök bölgesini hareket ettirmek brülörün çıkışlarından yakıt veya yanıcı karışım akışı yönünde... Gaz-hava karışımının veya gazın hızı, alevin yayılma hızından büyük olduğunda meydana gelir. 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 basıncı izin verilenin üzerine çıkar, birincil hava beslemesinde keskin bir artış, fırındaki vakumda bir artış. İçin yırtılma koruması uygulamak yanma stabilizatörleri (pilav. 17): tuğla slaytlar ve direkler; çeşitli tiplerde seramik tüneller ve tuğla yarıklar; brülör çalışması sırasında parlayan blöf gövdeleri (alev söndüğünde, stabilizatörden yeni bir akım yanacaktır) ve ayrıca özel pilot brülörler.
alev atılım - torç bölgesini hareket ettirmek alevin brülöre girdiği yanıcı karışıma doğru ... Bu fenomen sadece gaz ve havanın ön karışımına sahip brülörlerde meydana gelir ve gaz-hava karışımının hızı alevin yayılma hızından daha düşük olduğunda meydana gelir. Alev, yanmaya devam ettiği brülörün iç kısmına kayar ve brülörün aşırı ısınmasından dolayı deformasyona neden olur.
Bir atılım şu durumlarda gerçekleşir: brülörün önündeki gaz basıncı izin verilen değerin altına düştüğünde; birincil hava sağlandığında brülörün ateşlenmesi; düşük hava basıncında büyük gaz kaynağı. Bir atılım durumunda, alevin söneceği küçük bir patlama meydana gelebilir, bu arada gaz, çalışmayan brülörden akmaya devam edebilir ve ocakta ve gazın gaz kanallarında patlayıcı bir karışım oluşabilir. kurulum kullanarak. Atılıma karşı koruma için plaka veya ağ stabilizatörleri kullanılır., dar yuvalar ve küçük açıklıklardan alev geçişi olmadığından.
Brülör kazalarında personel eylemleri
Ateşleme sırasında veya regülasyon sürecinde brülörde bir kaza (alevin ayrılması, kırılması 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; arızanın nedenini öğrenin; sorumlu kişiye rapor vermek; arıza nedenlerini ortadan kaldırdıktan ve brülör önündeki kapatma vanasının sızdırmazlığını kontrol ettikten sonra, sorumlu kişi yönünde talimatlara göre yeniden ateşleyin.
Brülör yükünde değişiklik.
Isı çıkışını değiştirmek için farklı yöntemlere sahip brülörler vardır:
Çok kademeli ısı çıkışı ayarlı brülör Yakıt tüketim regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasında birkaç konuma ayarlanabildiği bir brülördür.
Üç kademeli ısı çıkış ayarlı brülör yakıt akış regülatörünün "maksimum akış" - "minimum akış" - "kapalı" konumlarına ayarlanabildiği bir brülördür.
İki kademeli ısı çıkış ayarlı brülör- açık-kapalı konumlarda çalışan brülör.
Sürekli ayarlanabilir brülör Yakıt akış regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasında herhangi bir konuma monte edilebildiği bir brülördür.
Tesisatın termal gücü, çalışan brülör sayısı ile düzenlenebilir., üretici ve rejim kartı tarafından sağlanmışsa.
Isı çıkışını manuel olarak değiştirme, alevin ayrılmasını önlemek için gerçekleştirilir:
Arttırırken: önce gaz beslemesini, ardından hava beslemesini artırın.
Azalırken: önce hava beslemesini, ardından gaz beslemesini azaltın;
Brülörlerdeki kazaları önlemek için, güçlerindeki değişim rejim haritasına göre sorunsuz (birkaç adımda) yapılmalıdır.
Yanma, yakıtın kimyasal enerjisinin ısıya dönüştürüldüğü bir reaksiyondur.
Yanma tamamlandı ve eksik. Tam yanma yeterli oksijen ile gerçekleşir. Eksikliği, tamdan daha az ısının açığa çıktığı eksik yanmaya neden olur ve işletme personelini zehirleyen karbon monoksit (CO), kazanın ısıtma yüzeyine yerleşen ve ısı kaybını artıran kurum oluşturur ve bu da aşırı tüketime yol açar. yakıt ve kazan verimliliğinde azalma, atmosferik kirlilik.
1 m3 metanın yanması için 2 m3 oksijen bulunan 10 m3 havaya ihtiyaç vardır. Doğal gazın tamamen yanması için fırına hafif bir fazla hava verilir. Fiilen tüketilen hava hacminin V d teorik olarak gerekli V t'ye oranına aşırı hava oranı = V d / V t denir Bu gösterge gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: ne kadar mükemmellerse, o kadar mükemmeller az. Fazla hava faktörünün 1'den az olmamasını sağlamak gerekir, çünkü bu, gazın eksik yanmasına neden olur. Fazla hava oranının artması kazanın verimini düşürür.
Yakıt yanmasının tamlığı, bir gaz analizörü kullanılarak ve alevin rengine ve doğasına göre görsel olarak belirlenebilir:
şeffaf mavimsi - tam yanma;
kırmızı veya sarı - eksik yanma.
Yanma, kazan fırınına hava beslemesi artırılarak veya gaz beslemesi azaltılarak düzenlenir. Bu işlem, birincil (brülörde gazla karıştırılmış - yanmadan önce) ve ikincil (yanma sırasında kazan fırınında gaz veya gaz-hava karışımı ile birleştirilmiş) hava kullanır.
Difüzyon brülörleri ile donatılmış kazanlarda (cebri hava beslemesi olmadan), vakum etkisi altındaki ikincil hava, üfleyici kapılardan fırına girer.
Enjeksiyon brülörleri ile donatılmış kazanlarda: Birincil hava, brülöre enjeksiyon yoluyla girer ve bir ayar rondelası tarafından düzenlenir ve ikincil hava, üfleyici kapılardan geçer.
Karışım brülörlü kazanlarda, brülöre primer ve sekonder hava verilir ve hava damperleri ile regüle edilir.
Brülörün çıkışındaki gaz-hava karışımının hızı ile alev yayılma hızı arasındaki oranın ihlali, brülörlerde alevin ayrılmasına veya aşırı yükselmesine yol açar.
Brülörün çıkışındaki gaz-hava karışımının hızı, alev yayılma hızından daha büyükse - ayrılma ve daha azsa - atılım.
Alev kırılır ve kırılırsa, işletme personeli kazanı söndürmeli, fırını ve gaz kanallarını havalandırmalı ve kazanı yeniden ateşlemelidir.
Her yıl gaz halindeki yakıt, ulusal ekonominin çeşitli sektörlerinde giderek daha yaygın bir kullanım bulmaktadır. Tarımsal üretimde gaz yakıt, teknolojik (ısıtma seraları, sıcak yataklar, kurutucular, hayvancılık ve kümes hayvanları kompleksleri) ve evsel amaçlar için yaygın olarak kullanılmaktadır. Son zamanlarda, içten yanmalı motorlar için giderek daha fazla kullanılmaktadır.
Diğer türlerle karşılaştırıldığında, gaz yakıtlar aşağıdaki avantajlara sahiptir:
yüksek termal verim ve yanma sıcaklığı sağlayan teorik miktarda havada yanar;
yanma sırasında istenmeyen kuru damıtma ve kükürt bileşikleri, kurum ve duman ürünleri oluşturmaz;
gaz boru hatları aracılığıyla uzak tüketim nesnelerine tedarik etmek nispeten kolaydır ve merkezi olarak depolanabilir;
herhangi bir ortam sıcaklığında kolayca tutuşur;
nispeten düşük üretim maliyetleri gerektirir, bu da diğerlerine kıyasla daha ucuz bir yakıt türü olduğu anlamına gelir;
içten yanmalı motorlar için sıkıştırılmış veya sıvılaştırılmış biçimde kullanılabilir;
yüksek çarpma önleyici özelliklere sahiptir;
yanma sırasında yoğuşma oluşturmaz, bu da motor parçalarının vb. aşınmasında önemli bir azalma sağlar.
Aynı zamanda, gaz yakıtın bazı olumsuz özellikleri de vardır: zehirli bir etki, hava ile karıştırıldığında patlayıcı karışımların oluşumu, sızıntılardan kolay akış, vb. Bu nedenle, gaz halindeki yakıtlarla çalışırken, ilgili kurallara dikkatle uyulması. güvenlik kuralları gereklidir.
Gaz halindeki yakıtların kullanımı, bileşimleri ve hidrokarbon kısmının özelliklerine göre belirlenir. Petrol veya gaz sahalarının en yaygın olarak kullanılan doğal veya ilişkili gazının yanı sıra petrol rafinerilerinin ve diğer tesislerin bitki gazları. Bu gazların ana bileşenleri, bir molekülde birden dörde kadar karbon atomu sayısına sahip hidrokarbonlardır (metan, etan, propan, bütan ve türevleri).
Gaz alanlarından çıkan doğal gazların neredeyse tamamı metan (%82 ... 98), küçük bir miktar İçten yanmalı motorlar için gaz yakıt kullanımı Sürekli artan otopark, giderek daha fazla yakıt gerektiriyor. Verimli enerji taşıyıcıları ile istikrarlı bir otomobil motorları tedarikinin en önemli ulusal ekonomik sorunlarını ve gazlı yakıtlar - sıvılaştırılmış petrol ve doğal gazlar kullanarak petrol kaynaklı sıvı yakıtların tüketiminde bir azalmayı çözmek mümkündür.
Arabalar için sadece yüksek kalorili veya orta kalorili gazlar kullanılır. Düşük kalorili gazla çalışırken motor gerekli gücü geliştirmez ve aracın menzili azalır, bu da ekonomik olarak kârsızdır. Pa). Aşağıdaki sıkıştırılmış gaz türleri üretilir: doğal, mekanize kok fırını ve zenginleştirilmiş kok fırını
Bu gazların ana yanıcı bileşeni metandır. Sıvı yakıtın yanı sıra, gaz ekipmanı ve motor parçaları üzerindeki aşındırıcı etkisinden dolayı gaz halindeki yakıtta hidrojen sülfürün varlığı istenmeyen bir durumdur. Gazların oktan sayısı, otomobil motorlarını sıkıştırma oranı (10 ... 12'ye kadar) açısından güçlendirmeyi mümkün kılar.
Otomobil gazında siyanojen CN varlığı oldukça istenmeyen bir durumdur. Su ile birleştirildiğinde, etkisi altında silindirlerin duvarlarında en küçük çatlakların oluştuğu hidrosiyanik asit oluşturur. Gazdaki reçineli maddelerin ve mekanik safsızlıkların varlığı, gaz ekipmanı aletlerinde ve motor parçalarında tortu ve kirleticilerin oluşmasına yol açar.
