Tam gaz yanması. Gazın tamamen yanması için gereken hava miktarı
Yanma, yanıcı yakıt bileşenlerini havadaki oksijenle birleştiren, yoğun ısı, ışık ve yanma ürünleri salınımının eşlik ettiği, zamanla hızlı bir şekilde meydana gelen kimyasal bir reaksiyondur.
Metanın hava ile yanma reaksiyonu:
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2 O + QN
C3 H8 + 5O2 = 3CO2 + 3H2 O + QN
İçin LPG'li:
C4 H10 + 6,5O2 = 4CO2 + 5H2 O + QN
Ürünler tam yanma gazlar su buharıdır (H2 Ö), karbon dioksit (CO2 ) veya karbon dioksit.
Gazlar tamamen yandığında alevin rengi genellikle mavimsi-mor olur.
Kuru havanın hacimsel bileşiminin şu şekilde olduğu varsayılmaktadır:Ö2 ≈ 21%, N2 ≈ %79, bundan şu sonuç çıkıyor
4,76 m3'te 1 m3 oksijen bulunur (≈ 5 m3) hava.
Sonuç: yakmak için
- 1 m3 metan için 2 m3 oksijen veya yaklaşık 10 m3 hava gerekir.
- 1m3 propan - 5m3 oksijen veya yaklaşık 25m3 hava,
- 1m3 bütan – 6,5m3 oksijen veya yaklaşık 32,5m3 hava,
- 1m3 LPG ~ 6m3 oksijen veya yaklaşık 30m3 hava.
Uygulamada, gaz yakıldığında su buharı kural olarak yoğunlaşmaz, ancak diğer yanma ürünleriyle birlikte uzaklaştırılır. Bu yüzden teknik hesaplamalar daha düşük kalorifik değere sahip QN.
Yanma için gerekli koşullar:
1. yakıtın mevcudiyeti (gaz);
2. oksitleyici bir maddenin varlığı (hava oksijeni);
3. bir tutuşma sıcaklığı kaynağının varlığı.
Gazların eksik yanması.
Sebep eksik yanma gaz yetersiz miktarda havadır.
Gazların eksik yanmasının ürünleri karbon monoksit veya karbonmonoksit (CO), yanmamış yanıcı hidrokarbonlar (Cn Hm) ve atomik karbon veya kurum.
İçin doğal gaz CH4 + Ö2 → CO2 + H2 Ö + CO+ CH4 + C
İçin LPG'liCn Hm + O2 → CO2 + H2 O + CO + Cn Hm + C
En tehlikeli olanı insan vücudu üzerinde toksik etkisi olan karbon monoksitin ortaya çıkmasıdır. Kurum oluşumu aleve sarı bir renk verir.
Gazın eksik yanması insan sağlığı açısından tehlikelidir (havadaki %1 CO2 ile ölümcül zehirlenmeye neden olmak için kişinin 2-3 nefes alması yeterlidir).
Eksik yanma ekonomik değildir (kurum, ısı transfer sürecini engeller; gazın eksik yanması ile gazı yaktığımız ısıyı alamayız).
Yanmanın tamlığını kontrol etmek için, tam yanma durumunda mavi olması gereken alevin rengine ve eksik yanma durumunda sarımsı saman rengine dikkat edin. Yanmanın tamlığını kontrol etmenin en gelişmiş yolu, yanma ürünlerini gaz analizörleri kullanarak analiz etmektir.
Gaz yakma yöntemleri.
Birincil ve ikincil hava kavramı.
Gaz yakmanın 3 yolu vardır:
1) difüzyon,
2) kinetik,
3) karışık.
Difüzyon yöntemi veya gazın havayla ön karışımının yapılmadığı yöntem.
Brülörden yanma bölgesine yalnızca gaz akar. Yanma için gerekli olan hava, yanma bölgesinde gazla karıştırılır. Bu havaya ikincil denir.
Alev uzun ve sarıdır.
A= 1,3÷1,5T≈ (900÷1000) oC
Kinetik yöntem - gazın hava ile tamamen ön karışımını içeren bir yöntem.
Brülöre gaz verilir ve bir üfleme cihazı tarafından hava sağlanır. Yanma için gerekli olan ve gazla ön karışım için brülöre verilen havaya birincil hava denir.
Alev kısa, yeşilimsi-mavimsi renktedir.
A= 1,01÷1,05T≈ 1400o C
Karışık yöntem - gazın hava ile kısmi ön karışımına sahip bir yöntem.
Gaz, brülöre birincil havayı enjekte eder. Tam yanma için yeterli miktarda hava içermeyen bir gaz-hava karışımı, brülörden yanma bölgesine girer. Havanın geri kalanı ikincildir.
Alev orta büyüklükte, yeşilimsi mavi renktedir.
A=1,1 ¸ 1,2 T≈1200o C
Aşırı hava oranıA= Lvesaire./L teori - pratikte yanma için gerekli hava miktarının teorik olarak hesaplanan yanma için gerekli hava miktarına oranıdır.
Her zaman olmalıA>1, aksi takdirde yetersiz yanma meydana gelir.
LÖrn.=A∙ L teorik, yani fazla hava katsayısı, pratikte yanma için gereken hava miktarının, teorik olarak hesaplanan yanma için gereken hava miktarından kaç kat daha fazla olduğunu gösterir.
Doğal gazın yanma ürünleri karbondioksit, su buharı, bir miktar fazla oksijen ve nitrojendir. Eksik gaz yanmasının ürünleri karbon monoksit, yanmamış hidrojen ve metan, ağır hidrokarbonlar ve kurum olabilir.
Yanma ürünlerinde ne kadar fazla karbondioksit CO2 olursa, içlerinde o kadar az karbon monoksit CO olacak ve yanma o kadar eksiksiz olacaktır. “Yanma ürünlerinde maksimum CO 2 içeriği” kavramı uygulamaya konuldu. Bazı gazların yanma ürünlerindeki karbondioksit miktarı aşağıdaki tabloda gösterilmiştir.
Gaz yanma ürünlerindeki karbondioksit miktarı
Tablo verilerini kullanarak ve yanma ürünlerindeki CO 2 yüzdesini bilerek, gaz yanma kalitesini ve fazla hava katsayısı a'yı kolayca belirleyebilirsiniz. Bunun için gaz analizörü kullanarak gaz yanma ürünlerindeki CO 2 miktarını belirlemeli ve tablodan alınan CO 2max değerini elde edilen değere bölmelisiniz. Örneğin, gaz yakarken yanma ürünleri% 10,2 karbondioksit içeriyorsa, fırındaki fazla hava katsayısı
α = CO 2max / CO 2 analizi = 11,8/10,2 = 1,15.
Fırına hava akışını ve yanmanın bütünlüğünü kontrol etmenin en gelişmiş yolu, yanma ürünlerini otomatik gaz analizörleri kullanarak analiz etmektir. Gaz analizörleri periyodik olarak egzoz gazlarından bir numune alır ve içlerindeki karbondioksit içeriğini ve ayrıca hacim yüzdesi olarak karbon monoksit ve yanmamış hidrojen (CO + H2) miktarını belirler.
Gaz analiz cihazının ölçekteki iğne okuması (CO 2 + H 2) sıfırsa, bu, yanmanın tamamlandığı ve yanma ürünlerinde karbon monoksit veya yanmamış hidrojen olmadığı anlamına gelir. Ok sıfırdan sağa saparsa, yanma ürünleri karbon monoksit ve yanmamış hidrojen içerir, yani eksik yanma meydana gelir. Başka bir ölçekte, gaz analiz cihazının iğnesi yanma ürünlerindeki maksimum CO 2max içeriğini göstermelidir. Tam yanma, CO + H2 ölçek göstergesi sıfırda olduğunda maksimum karbondioksit yüzdesinde meydana gelir.
Gaz yanması aşağıdaki süreçlerin birleşimidir:
Yanıcı gazın havaya karışması,
· karışımın ısıtılması,
yanıcı bileşenlerin termal ayrışması,
· yanıcı bileşenlerin atmosferik oksijenle tutuşması ve kimyasal birleşimi, buna bir meşale oluşumu ve yoğun ısı salınımı eşlik eder.
Metanın yanması reaksiyona göre gerçekleşir:
CH4 + 2O2 = C02 + 2H2O
Gazın yanması için gerekli koşullar:
· Gerekli yanıcı gaz ve hava oranının sağlanması,
· ateşleme sıcaklığına kadar ısıtma.
Eğer içindeyse gaz-hava karışımı daha az gaz alt sınır ateşlenirse yanmaz.
Gaz-hava karışımında üst yanıcılık sınırından daha fazla gaz varsa tamamen yanmaz.
Gazın tamamen yanması sonucu ortaya çıkan ürünlerin bileşimi:
· CO 2 – karbondioksit
· H 2 O – su buharı
* N 2 – nitrojen (yanma sırasında oksijenle reaksiyona girmez)
Eksik gaz yanma ürünlerinin bileşimi:
· CO – karbon monoksit
· C – kurum.
1 m3 doğalgazın yanması için 9,5 m3 havaya ihtiyaç vardır. Pratikte hava tüketimi her zaman daha yüksektir.
Davranış gerçek tüketim teorik olarak hava gerekli akış fazla hava katsayısı denir: α = L/L t.,
Nerede: L - gerçek tüketim;
Lt teorik olarak gerekli akış hızıdır.
Aşırı hava katsayısı her zaman birden büyüktür. Doğal gazda ise 1,05 – 1,2’dir.
2. Anlık su ısıtıcılarının amacı, tasarımı ve ana özellikleri.
Anlık gazlı su ısıtıcıları. Su çekerken suyu belirli bir sıcaklığa ısıtmak için tasarlanmıştır Anlık su ısıtıcıları, termal güç yüküne göre ayrılır: 33600, 75600, 105000 kJ, otomasyon derecesine göre - en yüksek ve birinci sınıflara. Yeterlik su ısıtıcıları %80, oksit içeriği %0,05'ten fazla değil, çekiş kırıcının arkasındaki yanma ürünlerinin sıcaklığı 180 0 C'den az değil. Prensip, su çekilmesi sırasında suyun ısıtılmasına dayanmaktadır.
Anlık su ısıtıcılarının ana bileşenleri şunlardır: gaz yakıcı cihazı, ısı eşanjörü, otomasyon sistemi ve gaz çıkışı. Gaz alçak basınç hizmet edildi enjeksiyonlu brülör. Yanma ürünleri bir ısı eşanjöründen geçer ve bacaya boşaltılır. Yanma ısısı, ısı eşanjöründen akan suya aktarılır. Yangın odasını soğutmak için, ısıtıcıdan geçen suyun dolaştığı bir bobin kullanılır. Gazlı ani su ısıtıcıları, kısa süreli çekiş kaybı durumunda gaz brülörünün alevinin sönmesini önleyen gaz egzoz cihazları ve çekiş kesicilerle donatılmıştır. Bacaya bağlantı için duman çıkış borusu bulunmaktadır.
Gaz anlık su ısıtıcısı–HSV. Kasanın ön duvarında: bir gaz vanası kontrol kolu, solenoid vanayı açmak için bir düğme ve ateşleme ve ana brülörün alevini gözlemlemek için bir gözlem penceresi bulunur. Cihazın üst kısmında duman tahliye cihazı, alt kısmında ise cihazın gaz ve su sistemlerine bağlanmasını sağlayan borular bulunmaktadır. Gaz girer selenoid vana, su-gaz brülör ünitesinin gaz blok vanası gerçekleştirir seri bağlantı pilot brülör ve ana brülöre gaz beslemesi.
Ana brülöre gaz akışının engellenmesi zorunlu çalışma Ateşleyici, bir termokupl tarafından çalıştırılan bir solenoid valf tarafından çalıştırılır. Su kaynağının varlığına bağlı olarak ana brülöre gaz beslemesinin bloke edilmesi, su bloğu musluğunun membranından bir çubuk aracılığıyla tahrik edilen bir valf tarafından gerçekleştirilir.
CH 4+ 2 × Ç 2 +7,52 × N 2 = CO2 +2× H20 + 7,5× N 2 +8500 Kcal
Hava:
dolayısıyla sonuç:
1 m3 O2 başına 3,76 m3 vardırN 2
1 m3 gaz yakarken 9,52 m3 hava tüketilmelidir (2 + 7,52'den beri). Gazın tamamen yanması üzerine aşağıdakiler açığa çıkar:
· Karbondioksit C02;
· Su buharı;
· Azot (hava balast);
· Isı açığa çıkar.
1 m3 gaz yandığında 2 m3 su açığa çıkar. Egzoz sıcaklığı ise baca gazları Bacadaki sıcaklık 120°C'nin altındaysa ve boru yüksek ve yalıtılmamışsa, bu su buharları bacanın duvarları boyunca yoğunlaşarak alt kısım, delikten girdikleri yerden drenaj kabı veya çizgi.
Bacada yoğuşma oluşumunu önlemek için, bacadaki çekişi önceden hesaplayarak bacayı yalıtmak veya baca yüksekliğini azaltmak gerekir (yani baca yüksekliğini azaltmak tehlikelidir).
Gazın tamamen yanması sonucu oluşan ürünler.
· Karbon dioksit;
· Su buharı.
Gazın eksik yanması sonucu oluşan ürünler.
· Karbon monoksit CO;
· Hidrojen H2;
· Karbon C.
Gerçek koşullarda, gaz yanması için hava beslemesi formülle hesaplanandan biraz daha fazladır. Yanma için sağlanan gerçek hava hacminin teorik olarak hesaplanan hacme oranına aşırı hava katsayısı (A). 1,05...1,2'den fazla olmamalıdır:
Aşırı fazla hava verimliliği azaltır. Kazan
Kasabanın etrafında:
1 Gcal ısı üretmek için 175 kg standart yakıt harcanmaktadır.
Ticari:
1 Gcal ısı üretmek için 162 kg standart yakıt harcanmaktadır.
Baca gazı analizi cihazı ile hava fazlalığı tespit edilir.
KatsayıAyanma alanının uzunluğu aynı değildir. Brülördeki yanma odasının başlangıcında ve baca gazları dışarı çıktığında baca Kazanın sızdıran astarından (gövdesinden) hava sızıntısı nedeniyle hesaplanandan daha yüksektir.
Bu bilgi yanma odasındaki basınç atmosferik basınçtan düşük olduğunda, vakum altında çalışan kazanları ifade eder.
Kazan ocağında aşırı gaz basıncı altında çalışan kazanlara basınçlı kazan denir. Bu tür kazanlarda baca gazlarının kazan dairesine girerek insanların zehirlenmesini önlemek için astarın çok sıkı olması gerekir.
Doğal gazın yanması karmaşıktır fiziksel-kimyasal süreç yanıcı bileşenlerinin oksitleyici ile etkileşimi ve yakıtın kimyasal enerjisi ısıya dönüştürülür. Yanma tam veya eksik olabilir. Gaz hava ile karıştırıldığında, fırın içindeki sıcaklık yanma için yeterince yüksek olur ve sürekli yakıt ve hava beslemesi, yakıtın tamamen yanmasını sağlar. Bu kurallar dikkate alınmadığında yakıtın eksik yanması meydana gelir, bu da daha az ısı (CO), hidrojen (H2), metanın (CH4) salınmasına ve bunun sonucunda ısıtma yüzeylerinde kurum birikmesine ve ısı transferinin kötüleşmesine neden olur. ısı kaybının artması ise aşırı yakıt tüketimine, kazan veriminin düşmesine ve buna bağlı olarak hava kirliliğine yol açmaktadır.
Aşırı hava katsayısı tasarıma bağlıdır gaz ocağı ve ateş kutuları. Fazla hava katsayısı en az 1 olmalıdır, aksi takdirde gazın tam yanmamasına neden olabilir. Ayrıca aşırı hava katsayısındaki bir artış, egzoz gazlarından kaynaklanan büyük ısı kayıpları nedeniyle ısı kullanan tesisatın verimliliğini azaltır.
Yanmanın tamlığı, bir gaz analiz cihazı kullanılarak, renk ve koku ile belirlenir.
Gazın tamamen yanması. metan + oksijen = karbondioksit + su CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O Bu gazlara ek olarak nitrojen ve geri kalan oksijen yanıcı gazlarla atmosfere girer. N2 + O2 Gazın tamamen yanması gerçekleşmezse, yanıcı maddeler atmosfere salınır - karbon monoksit, hidrojen, kurum.CO + H + C
Yetersiz hava nedeniyle gazın eksik yanması meydana gelir. Aynı zamanda alevde görsel olarak kurum dilleri belirir.Gazın tam yanmaması tehlikesi, karbon monoksitin kazan dairesi personelinin zehirlenmesine neden olabilmesidir. Havadaki %0,01-0,02 oranındaki CO içeriği, hafif zehirlenme. Daha yüksek konsantrasyon ciddi zehirlenmelere ve ölüme yol açabilir. Ortaya çıkan kurum, kazanların duvarlarına yerleşerek ısının soğutucuya aktarımını bozar ve kazan dairesinin verimliliğini azaltır. Kurum ısıyı metandan 200 kat daha kötü iletir.Teorik olarak 1 m3 gazı yakmak için 9 m3 havaya ihtiyaç vardır. Gerçek koşullarda daha fazla havaya ihtiyaç vardır. Yani aşırı miktarda havaya ihtiyaç vardır. Alfa olarak adlandırılan bu değer, teorik olarak gerekenden kaç kat daha fazla hava tüketildiğini gösterir.Alfa katsayısı tipine bağlıdır. özel brülör ve genellikle brülör pasaportuna veya yürütülen işletmeye alma işinin organizasyonunun tavsiyelerine uygun olarak yazılır. Fazla hava miktarı tavsiye edilen seviyenin üzerine çıktıkça ısı kaybı da artar. Hava miktarının önemli ölçüde artmasıyla alev kopabilir ve acil bir durum yaratabilir. Hava miktarının tavsiye edilenden az olması durumunda yanma tamamlanamayacak ve kazan dairesi personeli için zehirlenme tehlikesi oluşturacaktır.Eksik yanma şu şekilde belirlenir:
