Doğal gaz yanma ürünleri. Doğal gaz

Alexander Pavlovich Konstantinov

Nükleer ve Radyasyon Tehlikeli Tesislerin Güvenlik Kontrolü Başmüfettişi. Teknik Bilimler Adayı, Doçent, Rusya Doğa Bilimleri Akademisi Profesörü.

Gaz sobalı bir mutfak genellikle daire genelindeki hava kirliliğinin ana kaynağıdır. Ve daha da önemlisi bu, Rusya'da yaşayanların çoğunluğu için geçerli. Gerçekten de, Rusya'da kent sakinlerinin %90'ı ve kırsal kesimde yaşayanların %80'inden fazlası gaz sobası kullanıyor Khata, Z.I. Modern çevresel durumda insan sağlığı. - M.: FUAR BASINI, 2001. - 208 s..

Son yıllarda gaz sobalarının sağlık açısından yüksek tehlikeleri konusunda ciddi araştırmacıların yayınları ortaya çıktı. Doktorlar, gaz sobalı evlerde yaşayanların elektrikli sobalı evlere göre daha sık ve daha uzun süre hastalandığını biliyor. Üstelik sadece solunum yolu hastalıklarından değil, pek çok farklı hastalıktan bahsediyoruz. Sağlıktaki düşüş özellikle kadınlarda, çocuklarda, ayrıca evde daha fazla zaman geçiren yaşlı ve kronik hastalarda belirgindir.

Profesör V. Blagov'un gaz sobası kullanımını "kişinin kendi halkına karşı büyük ölçekli bir kimyasal savaş" olarak adlandırması boşuna değildi.

Ev gazı kullanmak neden sağlığa zararlıdır?

Bu soruyu cevaplamaya çalışalım. Gaz sobalarının kullanımını sağlığa zararlı hale getiren çeşitli faktörler vardır.

Birinci grup faktörler

Bu faktör grubu, doğal gaz yanma sürecinin kimyası tarafından belirlenir. Ev gazının tamamen yanarak suya ve karbondioksite dönüşmesi bile apartmandaki, özellikle mutfaktaki havanın bileşiminin bozulmasına yol açacaktır. Sonuçta, aynı zamanda havadaki oksijen yakılır ve aynı zamanda karbondioksit konsantrasyonu artar. Ancak asıl sorun bu değil. Sonuçta aynı şey kişinin soluduğu havaya da olur.

Çoğu durumda gaz yanmasının% 100 değil tamamen gerçekleşmemesi çok daha kötüdür. Doğal gazın tam yanmaması nedeniyle çok daha fazla toksik ürünler oluşur. Örneğin, konsantrasyonu izin verilen sınırdan 20-25 kat daha yüksek olabilen karbon monoksit (karbon monoksit). Ancak bu baş ağrılarına, alerjilere, rahatsızlıklara, bağışıklığın zayıflamasına yol açar Yakovleva, M.A. Ve dairemizde doğalgaz var. - İş çevre dergisi. - 2004. - No. 1(4). - S.55..

Karbon monoksitin yanı sıra kükürt dioksit, nitrojen oksitler, formaldehit ve güçlü bir kanserojen olan benzopiren havaya salınır. Şehirlerde benzopiren, metalurji tesislerinden, termik santrallerden (özellikle kömürle çalışan santrallerden) ve arabalardan (özellikle eski olanlardan) kaynaklanan emisyonlardan havaya karışıyor. Ancak kirli atmosferik havadaki benzopiren konsantrasyonu, bir apartman dairesindeki konsantrasyonuyla karşılaştırılamaz. Şekil mutfaktayken ne kadar daha fazla benzopiren aldığımızı gösteriyor.

İlk iki sütunu karşılaştıralım. Mutfakta sokakta olduğundan 13,5 kat daha fazla zararlı maddeye maruz kalıyoruz! Netlik sağlamak için, vücudumuza benzopiren alımını mikrogram cinsinden değil, daha anlaşılır bir eşdeğerle (günde içilen sigara sayısı) tahmin edelim. Yani, eğer sigara içen biri günde bir paket (20 sigara) içiyorsa, o zaman mutfakta kişi günde iki ila beş sigaraya eşdeğer bir miktar alıyor demektir. Yani gaz sobası olan bir ev hanımı biraz "sigara içiyor" gibi görünüyor.

İkinci grup faktörler

Bu grup gaz sobalarının çalışma koşullarıyla ilgilidir. Her sürücü, motoru çalışan bir araba ile aynı anda garajda olamayacağınızı bilir. Ancak mutfakta tam da böyle bir durumla karşı karşıyayız: Hidrokarbon yakıtlarını kapalı mekanlarda yakmak! Her arabada bulunan bir cihazdan, yani egzoz borusundan yoksunuz. Tüm hijyen kurallarına göre, her gaz ocağında bir egzoz havalandırma davlumbazı bulunmalıdır.

Küçük bir dairede küçük bir mutfağımız varsa işler özellikle kötü olur. Minimum alan, minimum tavan yüksekliği, yetersiz havalandırma ve tüm gün çalışan bir gaz sobası. Ancak alçak tavanlarda gaz yanma ürünleri üst hava katmanında 70-80 santimetre kalınlığa kadar birikir Boyko, A.F. Sağlık 5+. - M .: Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 s..

Bir ev hanımının gaz ocağında yaptığı çalışma genellikle üretimdeki zararlı çalışma koşullarıyla karşılaştırılır. Bu tamamen doğru değil. Hesaplamalar, mutfağın küçük olması ve havalandırmanın iyi olmaması durumunda özellikle zararlı çalışma koşullarıyla karşı karşıya olduğumuzu gösteriyor. Kok fırını pillerine bakım yapan bir tür metalurji uzmanı.

Gaz sobasından kaynaklanan zarar nasıl azaltılır

Her şey bu kadar kötüyse ne yapmalıyız? Belki de gerçekten gaz sobasından kurtulmaya ve elektrikli veya indüksiyonlu bir ocak takmaya değer mi? Böyle bir fırsatın olması iyi. Ve değilse? Bu durum için birkaç basit kural vardır. Bunları takip etmeniz yeterli, gaz sobasının sağlığa verdiği zararı on kat azaltabilirsiniz. Bu kuralları sıralayalım (çoğu Profesör Yu. D. Gubernsky'nin tavsiyeleridir) Ilnitsky, A. Gaz gibi kokuyor. - Sağlıklı olmak!. - 2001. - No. 5. - S. 68–70..

1. Sobanın üzerine hava temizleyicili bir egzoz davlumbazının takılması gerekir. Bu en etkili tekniktir. Ancak herhangi bir nedenle bunu yapamasanız bile, toplamda kalan yedi kural da hava kirliliğini önemli ölçüde azaltacaktır.
2. Gazın tam yanmasını izleyin. Aniden gazın rengi talimatlara göre olması gerektiği gibi değilse, arızalı brülörü kontrol altına almak için derhal gaz görevlilerini arayın.
3. Sobayı gereksiz bulaşıklarla karıştırmayın. Pişirme kapları yalnızca çalışan ocakların üzerine yerleştirilmelidir. Bu durumda brülörlere havanın serbest erişimi ve gazın daha eksiksiz yanması sağlanacaktır.
4. Aynı anda ikiden fazla ocak veya bir fırın ve bir ocaktan fazlasını kullanmamak daha iyidir. Sobanızda dört ocak olsa bile aynı anda en fazla ikisini açmak daha iyidir.
5. Bir gaz sobasının maksimum sürekli çalışma süresi iki saattir. Bundan sonra ara vermeniz ve mutfağı iyice havalandırmanız gerekir.
6. Gaz sobası çalışırken mutfağın kapıları kapalı, penceresi açık olmalıdır. Bu, yanma ürünlerinin oturma odalarından değil caddeden uzaklaştırılmasını sağlayacaktır.
7. Gaz sobasının çalışmasını bitirdikten sonra sadece mutfağın değil tüm dairenin havalandırılması tavsiye edilir. Havalandırma yoluyla yapılması arzu edilir.
8. Giysileri ısıtmak veya kurutmak için asla gazlı ocak kullanmayın. Bu amaçla mutfağın ortasında ateş yakmazsınız değil mi?

Genel bilgi. İnsanlar için güçlü bir hassaslaştırıcı faktör olan bir diğer önemli iç kirlilik kaynağı da doğal gaz ve yanma ürünleridir. Gaz, özel olarak eklenenler de dahil olmak üzere onlarca farklı bileşikten oluşan çok bileşenli bir sistemdir (Tablo

Doğal gaz yakan cihazların (gaz sobaları ve kombiler) kullanımının insan sağlığına olumsuz etkisi olduğuna dair doğrudan kanıtlar bulunmaktadır. Ayrıca çevresel faktörlere karşı duyarlılığı artan bireyler, doğal gazın bileşenlerine ve yanma ürünlerine yetersiz tepki göstermektedir.

Evdeki doğal gaz birçok farklı kirleticinin kaynağıdır. Bunlar arasında doğrudan gazda bulunan bileşikler (koku maddeleri, gaz halindeki hidrokarbonlar, toksik organometalik kompleksler ve radyoaktif gaz radon), eksik yanma ürünleri (karbon monoksit, nitrojen dioksit, aerosol haline getirilmiş organik parçacıklar, polisiklik aromatik hidrokarbonlar ve az miktarda uçucu organik bileşikler) bulunur. ). Bu bileşenlerin tümü insan vücudunu tek başına veya birbirleriyle kombinasyon halinde etkileyebilir (sinerji etkisi).

Tablo 12.3

Gaz halindeki yakıtın bileşimi

Koku vericiler. Koku vericiler kükürt içeren organik aromatik bileşiklerdir (merkaptanlar, tiyoeterler ve tiyo-aromatik bileşikler). Sızıntıları tespit etmek için doğal gaza eklenir. Bu bileşikler çoğu kişi için toksik olarak kabul edilmeyen çok küçük, eşik altı konsantrasyonlarda mevcut olmasına rağmen, kokuları sağlıklı bireylerde mide bulantısına ve baş ağrısına neden olabilir.

Klinik deneyim ve epidemiyolojik veriler, kimyasal açıdan hassas kişilerin, eşik altı konsantrasyonlarda bile mevcut olan kimyasal bileşiklere uygun olmayan tepkiler verdiğini göstermektedir. Astımı olan kişiler genellikle kokuyu astım ataklarının tetikleyicisi (tetikleyicisi) olarak tanımlarlar.

Koku vericiler arasında örneğin metantiol yer alır. Methanetiol, aynı zamanda metil merkaptan (merkaptometan, tiyometil alkol) olarak da bilinir, doğal gaza aromatik katkı maddesi olarak yaygın olarak kullanılan gaz halinde bir bileşiktir. Hoş olmayan koku, çoğu insan tarafından 140 ppm'de 1 kısım konsantrasyonda deneyimlenir, ancak bu bileşik, oldukça hassas kişiler tarafından önemli ölçüde daha düşük konsantrasyonlarda tespit edilebilir.

Hayvanlar üzerinde yapılan toksikolojik çalışmalar, %0,16 metanetiyol, %3,3 etantiyol veya %9,6 dimetil sülfürün, bu bileşiklere 15 dakika boyunca maruz bırakılan sıçanların %50'sinde komaya neden olabildiğini göstermiştir.

Doğal gaza aromatik katkı maddesi olarak da kullanılan bir diğer merkaptan ise 2-tiyoetanol, etil merkaptan olarak da bilinen merkaptoetanoldür (C2H6OS). Gözleri ve cildi güçlü şekilde tahriş eder, ciltte toksik etkilere neden olabilir. Yanıcıdır ve ısıtıldığında son derece zehirli SOx buharları oluşturacak şekilde ayrışır.

İç mekan hava kirleticileri olan merkaptanlar kükürt içerir ve elementel cıvayı yakalayabilmektedir. Yüksek konsantrasyonlarda merkaptanlar, periferik dolaşımın bozulmasına ve kalp atış hızının artmasına neden olabilir ve bilinç kaybını, siyanoz gelişimini ve hatta ölümü tetikleyebilir.

Aerosoller. Doğal gazın yanması, kanserojen aromatik hidrokarbonların yanı sıra bazı uçucu organik bileşikler de dahil olmak üzere küçük organik parçacıklar (aerosoller) üretir. DOS, diğer bileşenlerle birlikte "hasta bina" sendromunun yanı sıra çoklu kimyasal duyarlılığı (MCS) tetikleyebilen duyarlılaştırıcı ajanlardan şüphelenilmektedir.

DOS ayrıca gaz yanması sırasında küçük miktarlarda oluşan formaldehiti de içerir. Hassas kişilerin yaşadığı bir evde gazlı cihazların kullanılması, bu tahriş edici maddelere maruz kalmayı artırır, ardından hastalık semptomlarını artırır ve ayrıca duyarlılığın daha da artmasına neden olur.

Doğal gazın yanması sırasında oluşan aerosoller, havada bulunan çeşitli kimyasal bileşiklerin adsorpsiyon bölgeleri haline gelebilir. Bu nedenle, hava kirleticileri mikro hacimlerde yoğunlaşabilir ve özellikle metaller reaksiyon katalizörü olarak görev yaptığında birbirleriyle reaksiyona girebilir. Parçacık ne kadar küçük olursa, bu prosesin konsantrasyon aktivitesi de o kadar yüksek olur.

Ayrıca doğal gazın yanması sırasında oluşan su buharı, pulmoner alveollere aktarılan aerosol parçacıkları ve kirleticiler için bir taşıma bağlantısıdır.

Doğal gazın yanması aynı zamanda polisiklik aromatik hidrokarbonlar içeren aerosoller de üretir. Solunum sistemi üzerinde olumsuz etkileri vardır ve kanserojen oldukları bilinmektedir. Ayrıca hidrokarbonlar duyarlı kişilerde kronik zehirlenmeye yol açabilir.

Doğal gazın yanması sırasında benzen, toluen, etilbenzen ve ksilen oluşumu da insan sağlığı açısından sakıncalıdır. Benzenin eşik düzeylerin çok altındaki dozlarda kanserojen olduğu bilinmektedir. Benzene maruz kalma, özellikle lösemi olmak üzere kanser riskinin artmasıyla ilişkilidir. Benzenin hassaslaştırıcı etkileri bilinmemektedir.

Organometalik bileşikler. Doğal gazın bazı bileşenleri kurşun, bakır, cıva, gümüş ve arsenik gibi yüksek konsantrasyonlarda toksik ağır metaller içerebilir. Büyük olasılıkla bu metaller doğal gazda trimetilarsenit (CH3)3As gibi organometalik kompleksler formunda bulunur. Bu toksik metallerin organik matriks ile ilişkisi onları yağda çözünür hale getirir. Bu, yüksek düzeyde emilime ve insan yağ dokusunda biyolojik birikme eğilimine yol açar. Tetrametilplumbit (CH3)4Pb ve dimetilcıva (CH3)2Hg'nin yüksek toksisitesi, bu metallerin metillenmiş bileşikleri metallerin kendisinden daha toksik olduğundan insan sağlığı üzerinde bir etkiye işaret etmektedir. Bu bileşikler, kadınlarda emzirme döneminde özel bir tehlike oluşturur, çünkü bu durumda lipitler vücudun yağ depolarından göç eder.

Dimetilcıva (CH3)2Hg, yüksek lipofilitesi nedeniyle özellikle tehlikeli bir organometalik bileşiktir. Metilcıva, solunum yoluyla ve ayrıca deri yoluyla vücuda girebilir. Bu bileşiğin gastrointestinal sistemdeki emilimi neredeyse% 100'dür. Cıva belirgin bir nörotoksik etkiye ve insanın üreme fonksiyonunu etkileme yeteneğine sahiptir. Toksikoloji, canlı organizmalar için güvenli cıva seviyelerine ilişkin veriye sahip değildir.

Organik arsenik bileşikleri de çok toksiktir, özellikle metabolik olarak yok edildiklerinde (metabolik aktivasyon), yüksek derecede toksik inorganik formların oluşmasına neden olurlar.

Doğal gaz yanma ürünleri. Azot dioksit, diğer maddelere karşı alerjik reaksiyonların gelişmesini kolaylaştıran, akciğer fonksiyonunu azaltan, bulaşıcı akciğer hastalıklarına duyarlılığı azaltan, bronşiyal astımı ve diğer solunum yolu hastalıklarını güçlendiren pulmoner sistem üzerinde etkili olabilir. Bu özellikle çocuklarda belirgindir.

Doğal gazın yakılmasıyla üretilen NO2'nin aşağıdakileri tetikleyebileceğine dair kanıtlar vardır:

• pulmoner sistemin iltihaplanması ve akciğerlerin hayati fonksiyonlarının azalması;
• Hırıltılı solunum, nefes darlığı ve atakları içeren astım benzeri semptomların görülme riski artar. Bu özellikle gaz sobasında yemek pişiren kadınlarda ve çocuklarda yaygındır;
• akciğer savunmasının immünolojik mekanizmalarındaki azalmaya bağlı olarak bakteriyel akciğer hastalıklarına karşı direncin azalması;
• insanların ve hayvanların bağışıklık sistemi üzerinde genel olarak olumsuz etkilere neden olan;
• diğer bileşenlere karşı alerjik reaksiyonların gelişimi üzerinde bir adjuvan olarak etki;
• olumsuz alerjenlere karşı artan hassasiyet ve artan alerjik yanıt.

Doğal gaz yanma ürünleri, çevreyi kirleten oldukça yüksek konsantrasyonda hidrojen sülfür (H2S) içerir. 50.ppm'nin altındaki konsantrasyonlarda zehirlidir ve %0.1-0.2'lik konsantrasyonlarda kısa süreli maruziyette bile öldürücüdür. Vücudun bu bileşiği detoksifiye edecek bir mekanizması olduğundan, hidrojen sülfürün toksisitesi, maruz kalma süresinden çok maruz kalma konsantrasyonuyla ilişkilidir.

Hidrojen sülfürün güçlü bir kokusu olmasına rağmen sürekli düşük konsantrasyona maruz kalmak koku duyusunun kaybına neden olur. Bu durum, farkında olmadan bu gazın tehlikeli seviyelerine maruz kalan kişilerde toksik etkilerin oluşmasını mümkün kılar. Konut binalarının havasındaki küçük konsantrasyonlar gözlerin ve nazofarenksin tahriş olmasına neden olur. Orta seviyeler baş ağrısına, baş dönmesine, ayrıca öksürüğe ve nefes almada zorluğa neden olur. Yüksek seviyeler şoka, kasılmalara ve komaya yol açarak ölümle sonuçlanır. Akut hidrojen sülfit toksisitesinden kurtulanlar, hafıza kaybı, titreme, dengesizlik ve bazen daha ciddi beyin hasarı gibi nörolojik fonksiyon bozuklukları yaşarlar.

Nispeten yüksek hidrojen sülfür konsantrasyonlarının akut toksisitesi iyi bilinmektedir, ancak ne yazık ki bu bileşene kronik DÜŞÜK DOZ maruziyeti hakkında çok az bilgi mevcuttur.

Radon. Radon (222Rn) aynı zamanda doğal gazda da bulunur ve boru hatları aracılığıyla kirlilik kaynağı haline gelen gaz sobalarına taşınabilir. Radon bozunarak kurşuna dönüşürken (210Pb'nin yarı ömrü 3,8 gündür), boruların ve ekipmanların iç yüzeylerini kaplayan ince bir radyoaktif kurşun tabakası (ortalama 0,01 cm kalınlığında) oluşturur. Bir radyoaktif kurşun tabakasının oluşumu, radyoaktivitenin arka plan değerini dakikada birkaç bin bozunma kadar artırır (100 cm2'lik bir alan üzerinde). Çıkarılması çok zordur ve boruların değiştirilmesini gerektirir.

Sadece gaz ekipmanlarının kapatılmasının toksik etkileri ortadan kaldırmak ve kimyasal açıdan hassas hastaları rahatlatmak için yeterli olmadığı unutulmamalıdır. Çalışmayan bir gaz sobası bile yıllar boyunca emdiği aromatik bileşikleri salmaya devam ettiğinden, gaz ekipmanı odadan tamamen çıkarılmalıdır.

Doğal gazın kümülatif etkileri, aromatik bileşiklerin ve yanma ürünlerinin insan sağlığı üzerindeki etkisi tam olarak bilinmemektedir. Birden fazla bileşiğin etkilerinin çoğalabileceği ve birden fazla kirletici maddeye maruz kalmanın verdiği tepkinin, bireysel etkilerin toplamından daha büyük olabileceği varsayılmaktadır.

Özetle doğalgazın insan ve hayvan sağlığı açısından endişe yaratan özellikleri şunlardır:

• yanıcı ve patlayıcı nitelikte;
• asfiksiyel özellikler;
• yanma ürünleri nedeniyle iç mekan havasının kirlenmesi;
• radyoaktif elementlerin varlığı (radon);
• yanma ürünlerinde yüksek derecede toksik bileşiklerin içeriği;
• eser miktarda toksik metalin varlığı;
• doğal gaza eklenen zehirli aromatik bileşikler (özellikle birden fazla kimyasal hassasiyeti olan kişiler için);
• Gaz bileşenlerinin hassaslaşma yeteneği.

burada α aşırı hava katsayısıdır (genellikle 1'den büyüktür).

Gazın eksik yanması aşırı yakıt tüketimine yol açar ve karbon monoksit (CO) dahil olmak üzere gazın eksik yanması sonucu oluşan ürünlerden zehirlenme riskini artırır.

Gaz yanma ürünleri ve yanma sürecinin kontrolü.

Doğal gaz yanma ürünleri karbondioksit (karbon dioksit), su buharı, bir miktar fazla oksijen ve nitrojen. Yanma ürünlerinde fazla oksijen, yalnızca yanmanın fazla hava ile meydana geldiği durumlarda bulunur ve havanın bir bileşeni olduğu ve yanmada yer almadığı için nitrojen her zaman yanma ürünlerinde bulunur.

Gazın tam yanmaması sonucu ortaya çıkan ürünler karbon monoksit (karbon monoksit)), yanmamış hidrojen ve metan, ağır hidrokarbonlar, kurum.

Yanma süreci, içindeki karbondioksit ve oksijen içeriğini gösteren baca gazı analiz cihazlarıyla en doğru şekilde değerlendirilebilir. Kazan yanma odasındaki alevin uzamış ve koyu sarı renkte olması hava eksikliğini, alevin kısalması ve göz kamaştırıcı beyaz bir renk alması ise fazla olduğunu gösterir.

Kazana takılı tüm brülörlerin ısıl gücünü değiştirerek veya bir kısmını kapatarak kazan ünitesinin çalışmasını düzenlemenin iki yolu vardır. Düzenleme yöntemi yerel koşullara bağlıdır ve üretim talimatlarında belirtilmelidir. Brülörlerin termal gücünün değiştirilmesine, kararlı çalışma sınırlarının dışına çıkılmaması durumunda izin verilir. Termal gücün kararlı çalışma sınırlarını aşan sapması, alev ayrılmasına veya parlamaya neden olabilir.

Bireysel brülörlerin çalışması, hava ve gaz akışını yavaş ve kademeli olarak değiştirerek iki adımda ayarlanmalıdır.

Termal gücü azaltırken öncelikle hava beslemesini azaltın, ve sonra gaz; termal gücü arttırırken ilk önce gaz beslemesini artırın, ve sonra hava.

Bu durumda kazan kapağının veya duman aspiratörünün önündeki kılavuz kanatların konumunu değiştirerek fırın içindeki vakumu düzenlemek gerekir.

Brülörlerin ısıl gücünün arttırılması gerekiyorsa öncelikle Fırındaki vakumu artırın; ısıl güç azaldığında önce brülörlerin çalışmasını düzenler, ardından fırın içindeki vakumu azaltırlar.

Gaz yakma yöntemleri.

Eğitim yöntemine bağlı olarak DHW yanma yöntemleri ikiye ayrılabilir difüzyon, karışık ve kinetik.

Şu tarihte: yayılma Bu yöntemde gaz, yanma cephesine basınç altında, hava ise moleküler veya türbülanslı difüzyon nedeniyle çevredeki boşluktan girer, karışım oluşumu yanma işlemiyle eş zamanlı gerçekleşir, dolayısıyla yanma işleminin hızı karışım oluşum hızına göre belirlenir.

Yanma işlemi, gaz ve hava arasında temasın oluşması ve gerekli bileşimde sıcak suyun oluşmasıyla başlar. Bu durumda hava, gaz akışına yayılır ve gaz, gaz akışından havaya yayılır. Böylece, birincil gaz yanma bölgesinin oluştuğu yanmanın bir sonucu olarak gaz akışının yakınında bir sıcak su kaynağı yaratılır. (2) . Gazın ana kısmının yanması bölgede meydana gelir (Z), bölgede (4) Yanma ürünleri hareket eder.

Bu yanma yöntemi esas olarak günlük yaşamda (fırınlar, gaz sobaları vb.)

Karışık gaz yakma yönteminde brülör, gazın tamamen yanması için gerekli olan havanın yalnızca bir kısmı ile gazın ön karışımını sağlar. Havanın geri kalanı ortamdan doğrudan meşaleye gelir.

Bu durumda gazın sadece bir kısmı karışır. öncelik hava (50%-60%), ve yanma ürünleriyle seyreltilmiş gazın geri kalan kısmı, ikincil havadan oksijen ilavesinden sonra yanar.

Brülörün alevini çevreleyen havaya denir. ikincil .

Kinetik gaz yanma yöntemiyle, brülör içerisinde tamamen hazırlanan sıcak su, yanma bölgesine verilir.

Gaz brülörlerinin sınıflandırılması .

Bir gaz brülörü, gazlı yakıtın stabil yanmasını sağlayan ve yanma sürecini düzenleyen bir cihazdır.

Gaz brülörlerinin ana fonksiyonları:

Yanma cephesine gaz ve hava beslemesi;

Karıştırma;

Ateşleme cephesinin stabilizasyonu;

Gaz yanma işleminin gerekli yoğunluğunun sağlanması.

Gaz yakma yöntemine göre tüm brülörler üç gruba ayrılabilir:

Difüzyon - gazın hava ile önceden karıştırılması olmadan;

Difüzyon kinetiği - gazın hava ile eksik ön karışımı ile;

Kinetik - gazın hava ile tamamen ön karışımı ile.

Hava besleme yöntemine göre brülörler aşağıdakilere ayrılır:

Üflemesiz - içindeki vakum nedeniyle havanın yanma odasına girdiği yer.

Enjeksiyon - gaz akışının enerjisi nedeniyle havanın emildiği.

Patlama - brülöre veya yanma odasına bir fan kullanılarak havanın sağlandığı.

Brülörlerin çalıştığı gaz basıncına göre:

- 0,05 kgf/cm2'ye kadar düşük basınç;

- ortalama basınç 0,05 ila 3 kgf/cm2'nin üzerinde;

- 3 kgf/cm2'nin üzerinde yüksek basınç.

Tüm brülörler için genel gereksinimler:

Tam gaz yanmasının sağlanması;

Termal gücü değiştirirken stabilite;

Operasyon sırasında güvenilirlik;

Kompaktlık;

Bakım kolaylığı.

Bölüm İçeriği

Organik yakıtlar kazan fırınlarında yakıldığında karbon oksitler CO x = CO + CO 2, su buharı H 2 O, kükürt oksitler SO x = SO 2 + SO 3, nitrojen oksitler NO x = NO gibi çeşitli yanma ürünleri oluşur. + NO2, polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar), florür bileşikleri, vanadyum bileşikleri V205, katı parçacıklar vb. (bkz. Tablo 7.1.1). Yakıt fırınlarda tam olarak yakılmadığında, egzoz gazları aynı zamanda CH4, C2H4 vb. hidrokarbonları da içerebilir. Eksik yanmanın tüm ürünleri zararlıdır, ancak modern yakıt yanma teknolojisi ile bunların oluşumu en aza indirilebilir [1].

Tablo 7.1.1. Elektrikli kazanlarda organik yakıtların alevli yanmasından kaynaklanan spesifik emisyonlar [3]

Açıklama: A p, S p – sırasıyla yakıtın çalışma kütlesi başına kül ve kükürt içeriği, %.

Çevrenin sıhhi değerlendirmesinin kriteri, yer seviyesindeki atmosferik havada zararlı maddenin izin verilen maksimum konsantrasyonudur (MPC). MAC, insan vücuduna günlük olarak uzun süre maruz kaldığında herhangi bir patolojik değişikliğe veya hastalığa neden olmayan çeşitli maddelerin ve kimyasal bileşiklerin konsantrasyonu olarak anlaşılmalıdır.

Nüfuslu alanların atmosferik havasında izin verilen maksimum zararlı madde konsantrasyonları (MPC) tabloda verilmiştir. 7.1.2 [4]. Zararlı maddelerin maksimum tekli konsantrasyonu, günlük ortalama konsantrasyon olan 20 dakika içinde alınan numunelerle belirlenir.

Tablo 7.1.2. Nüfuslu alanların atmosferik havasında izin verilen maksimum zararlı madde konsantrasyonları

Her bir zararlı madde için ayrı ayrı hesaplamalar yapılır, böylece her birinin konsantrasyonu tabloda verilen değerleri aşmaz. 7.1.2. Kazan daireleri için bu koşullar, ifadeyle belirlenen kükürt ve nitrojen oksitlerin etkisini özetleme ihtiyacına ilişkin ek gereklilikler getirilerek sıkılaştırılır.

Aynı zamanda, yerel hava eksiklikleri veya elverişsiz termal ve aerodinamik koşullar nedeniyle, fırınlarda ve yanma odalarında esas olarak karbon monoksit CO (karbon monoksit), hidrojen H2 ve ısıyı karakterize eden çeşitli hidrokarbonlardan oluşan eksik yanma ürünleri oluşur. Kimyasal eksik yanmadan (kimyasal yetersiz yanma) kazan ünitesinde kayıp.

Ek olarak, yanma işlemi, yakıtın ve hava nitrojeninin (N2) çeşitli bileşenlerinin oksidasyonu nedeniyle oluşan bir dizi kimyasal bileşik üretir. Bunların en önemli kısmını nitrojen oksitler NOx ve kükürt oksitler SOx oluşturur.

Azot oksitler, hem havadaki moleküler nitrojenin hem de yakıtın içerdiği nitrojenin oksidasyonu nedeniyle oluşur. Deneysel çalışmalar, kazan fırınlarında oluşan NOx'in ana payının, yani %96‑100'ünün nitrojen monoksit (oksit) NO olduğunu göstermiştir. NO2 dioksit ve nitrojen hemioksit N20 önemli ölçüde daha küçük miktarlarda oluşur ve bunların payları yaklaşık olarak şöyledir: NO2 için - %4'e kadar ve N20 için - toplam NOx emisyonunun yüzde biri. Kazanlarda yakıtın yakılmasıyla ilgili tipik koşullar altında, nitrojen dioksit NO 2 konsantrasyonları, NO içeriğine kıyasla genellikle ihmal edilebilir düzeydedir ve genellikle 0 ila 7 arasında değişir. ppm 20÷30'a kadar ppm. Aynı zamanda, sıcak ve soğuk bölgelerin türbülanslı bir alevde hızla karışması, akışın soğuk bölgelerinde nispeten büyük nitrojen dioksit konsantrasyonlarının ortaya çıkmasına neden olabilir. Ayrıca fırının üst kısmında ve yatay bacada kısmi NO2 emisyonu meydana gelir. T> 900÷1000 K) ve belirli koşullar altında fark edilebilir boyutlara da ulaşabilir.

Yakıtların yanması sırasında oluşan azot hemioksit N20, görünüşe göre kısa vadeli bir ara maddedir. Kazanların arkasındaki yanma ürünlerinde pratik olarak N2O yoktur.

Yakıtta bulunan kükürt, kükürt oksitler SOx: kükürt dioksit SO2 (kükürt dioksit) ve kükürt SO3 (kükürt trioksit) anhidritlerinin oluşumunun kaynağıdır. SOx'in toplam kütle emisyonu yalnızca yakıttaki kükürt içeriğine bağlıdır S p ve baca gazlarındaki konsantrasyonları aynı zamanda hava akış katsayısı a'ya da bağlıdır. Kural olarak, SO2'nin payı %97‑99'dur ve SO3'ün payı, SOx'in toplam veriminin %1‑3'üdür. Kazanlardan çıkan gazlardaki gerçek SO2 içeriği %0,08 ile %0,6 arasında değişir ve SO3 konsantrasyonu %0,0001 ile %0,008 arasında değişir.

Baca gazlarının zararlı bileşenleri arasında büyük bir grup polisiklik aromatik hidrokarbonlar (PAH'lar) özel bir yere sahiptir. Pek çok PAH, yüksek kanserojen ve/veya mutajenik aktiviteye sahiptir ve şehirlerde emisyonlarının sıkı bir şekilde kontrol edilmesini ve sınırlandırılmasını gerektiren fotokimyasal dumanı etkinleştirir. Aynı zamanda, fenantren, fluoranten, piren ve diğerleri gibi bazı PAH'lar fizyolojik olarak neredeyse inerttir ve kanserojen değildir.

PAH'lar herhangi bir hidrokarbon yakıtın eksik yanması sonucu oluşur. İkincisi, yakıt hidrokarbonlarının oksidasyon reaksiyonlarının yanma cihazlarının soğuk duvarları tarafından engellenmesi nedeniyle meydana gelir ve ayrıca yakıt ve havanın yetersiz karışımından da kaynaklanabilir. Bu, düşük sıcaklıklara sahip yerel oksidatif bölgelerin veya fazla yakıt içeren bölgelerin fırınlarında (yanma odaları) oluşmasına yol açar.

Baca gazlarındaki çok sayıda farklı PAH ve bunların konsantrasyonlarını ölçmenin zorluğu nedeniyle, yanma ürünlerinin ve atmosferik havanın kanserojen kirlenme düzeyini, en güçlü ve kararlı kanserojen olan benzo(a) konsantrasyonuyla tahmin etmek gelenekseldir. piren (B(a)P) C20H12.

Yüksek toksisiteleri nedeniyle, vanadyum oksitler gibi akaryakıt yanma ürünlerinden özel olarak söz edilmelidir. Vanadyum, akaryakıtın mineral kısmında bulunur ve yandığında vanadyum oksitler VO, VO2 oluşturur. Bununla birlikte, konvektif yüzeylerde birikintiler oluştuğunda vanadyum oksitler esas olarak V205 formunda sunulur. Vanadyum pentoksit V 2 O 5, vanadyum oksitlerin en toksik formudur, bu nedenle emisyonları V 2 O 5 cinsinden hesaplanır.

Tablo 7.1.3. Elektrikli kazanlarda organik yakıtların yakılması sırasında yanma ürünlerindeki zararlı maddelerin yaklaşık konsantrasyonu

Fuel oil ve katı yakıt yakıldığında emisyonlar aynı zamanda uçucu kül, kurum parçacıkları, PAH'lar ve mekanik yetersiz yanma sonucu yanmamış yakıttan oluşan katı parçacıkları da içerir.

Çeşitli yakıt türlerinin yakılması sırasında baca gazlarındaki zararlı maddelerin konsantrasyon aralıkları tabloda verilmiştir. 7.1.3.

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

1. Yanıcı bileşenler hidrokarbonları içerir:

a) metan (CH4), hacimce %98'e kadar doğal gazın ana bileşenidir (geri kalan bileşenler az miktarda bulunur veya yoktur). Renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik olmayan, patlayıcı, havadan hafif;

b) ağır (doymuş) hidrokarbonlar [etan (C2H6), propan (C3H8), bütan (C4H10), vb.] - renksiz, kokusuz ve tatsız, toksik olmayan, patlayıcı, daha ağır hava.

2. Yanıcı olmayan bileşenler (balast) :

a) nitrojen (N2) - renksiz, kokusuz ve tatsız bir hava bileşeni; inert gaz, çünkü oksijenle etkileşime girmez;

b) oksijen (O2) - havanın bir bileşeni; renksiz, kokusuz ve tatsız; oksitleyici ajan.

c) karbondioksit (karbon dioksit CO2) - hafif ekşi bir tada sahip renksiz. Havada %10'dan fazla bulunduğunda zehirlidir, havadan ağırdır;

Hava . Kuru atmosferik hava, (% hacim) aşağıdakilerden oluşan çok bileşenli bir gaz karışımıdır: nitrojen N 2 - %78, oksijen O 2 - %21, inert gazlar (argon, neon, kripton vb.) - %0,94 ve karbondioksit – %0,03.

İncir. 2. Hava bileşimi.

Havada ayrıca su buharı ve rastgele yabancı maddeler de bulunur - amonyak, kükürt dioksit, toz, mikroorganizmalar vb. ( pirinç. 2). Havayı oluşturan gazlar, içinde eşit olarak dağılır ve her biri karışımdaki özelliklerini korur.

3. Zararlı bileşenler :

a) hidrojen sülfür (H2S) - renksiz, çürük yumurta kokusuyla, zehirli, yanıcı, havadan ağır.

b) hidrosiyanik asit (HCN) renksiz hafif bir sıvıdır, gaz halinde gaz halindedir. Toksiktir, metalin korozyonuna neden olur.

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

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

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

GGPİle toksikolojik özellikler GOST 12.1.007'ye göre ΙV-th tehlike sınıfına ait maddelere aittir. Bunlar gaz halinde, düşük toksik, yangın ve 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- en fazla 0,02 g/m3;

2) merkaptan kükürtün kütle konsantrasyonu- en fazla 0,036 g/m3;

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

4) izin verilen mekanik kirlilik içeriği- en fazla 0,001 g/m3;

5) karbondioksitin mol fraksiyonu doğal gazda %2,5'tan fazla olmamalıdır.

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

8) için gaz kokusu yoğunluğu Havada hacim oranı %1 olan belediye amaçları için - en az 3 puan, ve için endüstriyel amaçlı gaz, bu gösterge tüketici ile mutabakata varılarak oluşturulmuştur..

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

Kendiliğinden tutuşma sıcaklığı- Belirli koşullar altında gaz veya buhar-hava karışımı formundaki yanıcı maddeleri ateşleyen, ısıtılmış bir yüzeyin en düşük sıcaklığı. Metan için bu değer 537 °C'dir. Yanma sıcaklığı (yanma bölgesindeki maksimum sıcaklık): metan - 2043 °C.

Metanın özgül yanma ısısı: en düşük - QH = 8500 kcal/m3, en yüksek - Qв - 9500 kcal/m3. Yakıt türlerinin karşılaştırılması amacıyla konsept standart yakıt (ce) , Rusya Federasyonu'nda birim başına 1 kg kömürün kalorifik değeri şuna eşit alınmıştır: 29,3 MJ veya 7000 kcal/kg.

Gaz akışını ölçme koşulları şunlardır::

· normal koşullar(N. en): Maddelerin özelliklerinin genellikle ilişkili olduğu standart fiziksel koşullar. Normal koşullar IUPAC (Uluslararası Pratik ve Uygulamalı Kimya Birliği) tarafından aşağıdaki şekilde tanımlanmaktadır: Atmosfer basıncı 101325Pa = 760 mmHg st..Hava sıcaklığı 273,15K = 0°C .Metan yoğunluğu Kuyu.- 0,72 kg/m3,

· standart koşullar(İle. en) hacim ile karşılıklı ( reklam) tüketicilerle yapılan yerleşimler - GOST 2939-63: sıcaklık 20°C, basınç 760 mm Hg. (101325 N/m), nem sıfırdır. (İle GOST8.615-2013 normal koşullar "standart koşullar" olarak anılır). Metan yoğunluğu su.u.- 0,717 kg/m3.

Alev yayılma hızı (yanma hızı)- belirli bir yönde alev cephesinin taze yanıcı karışım jetine göre 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 bileşimine, sıcaklığına, basıncına, karışımdaki gaz ve hava oranına, alev cephesinin çapına, karışımın hareketinin doğasına (laminer veya türbülanslı) bağlıdır ve yanmanın stabilitesini belirler..

Dezavantajlarına (tehlikeli özellikler) GGP şunları içerir: patlayıcılık (yanıcılık); yoğun yanma; uzayda hızlı yayılma; konumu belirleyememe; nefes almak için oksijen eksikliği ile boğucu etki .

Patlayıcılık (yanıcılık) . Ayırt etmek:

A) alt yanıcılık sınırı ( NBD) – gazın tutuştuğu havadaki en düşük gaz içeriği (metan – %4,4) . Havadaki gaz içeriğinin düşük olması durumunda, gaz eksikliği nedeniyle tutuşma olmayacaktır; (Şek. 3)

B) üst yanıcılık sınırı ( ERW) – ateşleme işleminin gerçekleştiği havadaki en yüksek gaz içeriği ( metan – %17) . Havadaki gaz içeriğinin yüksek olması durumunda, hava eksikliğinden dolayı tutuşma meydana gelmeyecektir. (Şek. 3)

İÇİNDE FNP NBD Ve ERW isminde alev yayılımının alt ve üst konsantrasyon sınırları ( NCPRP Ve VKPRP) .

Şu tarihte: artan gaz basıncı gaz basıncının üst ve alt limitleri arasındaki aralık azalır (Şekil 4).

Bir gaz patlaması için (metan) hariç yanıcılık sınırları dahilinde havadaki içeriği gerekli harici enerji kaynağı (kıvılcım, alev vb.) . Gaz patlaması durumunda kapalı bir hacimde (oda, ocak, tank vb.), Açık havada meydana gelen patlamadan daha fazla yıkım (pirinç. 5).

İzin verilen maksimum konsantrasyonlar ( MPC) çalışma alanının havasındaki zararlı maddeler GGP, GOST 12.1.005'te belirlenmiştir.

Maksimum bir kerelik MPCçalışma alanının havasında (karbon cinsinden) 300 mg/m3.

Tehlikeli konsantrasyon GGP (havadaki gazın hacim oranı) konsantrasyon şuna eşit mi Gazın alt yanıcılık sınırının %20'si.

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

Şu tarihte: Yetersiz oksijenle yanan gaz yani yetersiz yanma ile yanma ürünleri oluşur karbon monoksit (CO) veya oldukça zehirli bir gaz olan karbon monoksit.

Gaz kokulandırma - gaza koku vermek için güçlü kokulu bir madde (koku maddesi) eklemek GGP kentsel ağlardaki tüketicilere teslim edilmeden önce. Şu tarihte: etil merkaptanın kokulandırılması için kullanın (C 2 H 5 SH - vücut üzerindeki etkinin derecesine göre GOST 12.1.007-76'ya göre ΙΙ toksikolojik tehlike sınıfına aittir ), eklendi 1000 m3 başına 16 g . Havada hacim oranı %1 olan kokulandırılmış HGP'nin kokusunun yoğunluğu, GOST 22387.5'e göre en az 3 puan olmalıdır.

Endüstriyel işletmelere kokusuz gaz temin edilebilir, çünkü Ana gaz boru hatlarından gaz tüketen sanayi işletmelerinde doğal gaz kokusunun yoğunluğu tüketici ile anlaşarak belirlenir.

Gazların yanması. Gaz halindeki (sıvı) yakıtın bir meşale içinde yakıldığı bir kazanın (fırın) yanma odası, “sabit bir kazanın yanma odası odası” kavramına karşılık gelir.

Hidrokarbon gazlarının yanması – yanıcı gaz bileşenlerinin (karbon C ve hidrojen H) atmosferik oksijen O2 (oksidasyon) ile ısı ve ışık açığa çıkmasıyla kimyasal birleşimi: CH4 +2O2 =CO2 +2H2O .

Tam yanma ile karbon karbondioksit (CO 2) üretir, ve su tür - su buharı (H 2 O) .

Teoride 1 m3 metanı yakmak için 9,52 m3 havada bulunan 2 m3 oksijen gerekir (Şekil 6). Eğer Yeterli yanma havası sağlanmıyor , o zaman bazı yanıcı bileşen molekülleri için yeterli oksijen molekülü olmayacak ve yanma ürünlerinde karbondioksit (CO2), nitrojen (N2) ve su buharına (H2O) ek olarak, ürünler Gazın eksik yanması :

-karbon monoksit (CO), tesise salınması durumunda servis personelinin zehirlenmesine neden olabilecek;

- kurum (C) ısıtma yüzeylerinde biriken ısı transferini bozar;

- yanmamış metan ve hidrojen Ocaklarda ve bacalarda (bacalarda) birikerek patlayıcı bir karışım oluşturabilir. Hava eksikliği olduğunda, olur yakıtın eksik yanması veya dedikleri gibi yanma süreci yetersiz yanma ile gerçekleşir. Yetersiz yanma şu durumlarda da meydana gelebilir: Gazın hava ile zayıf karışımı ve yanma bölgesinde düşük sıcaklık.

Gazın tamamen yanması için gereklidir: yanma yerinde havanın bulunması yeterli miktar ve gazla iyi karışım; yanma bölgesinde yüksek sıcaklık.

Gazın tamamen yanmasını sağlamak için, teorik olarak gerekenden daha büyük miktarlarda hava sağlanır, yani. fazla ve havanın tamamı yanmaya katılmayacaktır. Isının bir kısmı bu fazla havayı ısıtmak için kullanılacak ve baca gazıyla birlikte atmosfere salınacaktır.

Yanmanın bütünlüğü görsel olarak (mor uçlu mavimsi bir alev olmalıdır) veya baca gazlarının bileşimi analiz edilerek belirlenir.

Teorik (stokiyometrik) yanma havası hacmi birim hacmin tamamen yanması için gereken 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 için aşırı hava katsayısı α yanma havasının gerçek hacminin teorik olana oranıdır: α = V f / V t >1,

Nerede: Vf - sağlanan havanın gerçek hacmi, m3;

V t – teorik hava hacmi, m3.

Katsayı aşırı gösteriler kaç sefer Gazın yanması için gerçek hava tüketimi teorik değerleri aşıyor gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: ne kadar mükemmel olursa, katsayı o kadar yüksek olur α az. Kazanlarda fazla hava katsayısının 1'den küçük olması gazın eksik yanmasına neden olur. Fazla hava oranının arttırılması verimliliği azaltır. gaz kullanan kurulum. Oksijen korozyonunu önlemek amacıyla metalin eritildiği bazı fırınlar için - α < 1 ve yanmamış yanıcı bileşenler için bir yanma odası, yanma odasının arkasına yerleştirilmiştir.

Çekişi düzenlemek için kılavuz kanatlar, kapılar, döner valfler ve elektromekanik kaplinler kullanılır.

Gaz yakıtın katı ve sıvıya göre avantajları– düşük maliyet, personel için daha kolay işçilik, yanma ürünlerinde düşük miktarda zararlı kirlilik, iyileştirilmiş çevre koruma koşulları, karayolu ve demiryolu taşımacılığına gerek olmaması, havayla iyi karışım (α'dan az), tam otomasyon, yüksek verimlilik.

Gaz yakma yöntemleri. Yanma havası şunlar olabilir:

1) öncelik brülörün içine beslenir ve burada gazla karıştırılır (yanma için bir gaz-hava karışımı kullanılır).

2) ikincil, doğrudan yanma bölgesine girer.

Aşağıdaki gaz yakma yöntemleri ayırt edilir:

1. Difüzyon yöntemi- gaz ve yanma havası ayrı ayrı beslenir ve yanma bölgesinde karıştırılır; tüm hava ikincildir. Alev uzundur ve geniş bir yanma alanı gerektirir. (Şekil 7a).

2. Kinetik yöntem - brülörün içindeki havanın tamamı gazla karışır; tüm hava birincildir. Alev kısa, küçük bir yanma alanı gerekiyor (Şekil 7c).

3. Karma yöntem - havanın bir kısmı gazla karıştırıldığı brülörün içine verilir (bu birincil havadır) ve havanın bir kısmı yanma bölgesine (ikincil) verilir. Alev daha kısa difüzyon yöntemine göre (Şekil 7b).

Yanma ürünlerinin uzaklaştırılması. Fırındaki vakum ve yanma ürünlerinin uzaklaştırılması, duman yolunun direncini aşan bir çekim kuvveti tarafından üretilir ve eşit yükseklikteki harici soğuk hava kolonları ile daha hafif sıcak baca gazı kolonları arasındaki basınç farkından dolayı ortaya çıkar. Bu durumda baca gazları ocaktan bacaya doğru hareket eder ve onların yerine soğuk hava ateş kutusuna girer (Şek. 8).

Çekiş kuvveti şunlara bağlıdır: hava ve baca gazlarının sıcaklığı, bacanın yüksekliği, çapı ve et kalınlığı, barometrik (atmosferik) basınç, bacaların (bacaların) durumu, hava emişi, yanma odasındaki vakum .

Doğalçekme kuvveti - baca yüksekliğinin yarattığı ve yapay Yetersiz doğal çekişe sahip bir duman tahliye cihazıdır. Çekiş kuvveti damperler, duman aspiratörlerinin kılavuz kanatları ve diğer cihazlar tarafından düzenlenir.

Aşırı hava oranı (α ) gaz brülörünün ve fırının tasarımına bağlıdır: ne kadar mükemmel olursa, katsayı o kadar küçük olur ve gaz yanması için gerçek hava tüketiminin teorik olanı kaç kat aştığını gösterir.

Basınçlandırma - fan fanlarının çalışması nedeniyle yakıt yanma ürünlerinin uzaklaştırılması .Basınç altında çalıştırıldığında, fanın oluşturduğu aşırı basınca dayanabilecek güçlü, yoğun bir yanma odası (fırın) gereklidir.

Gaz yakıcı cihazlar.Gaz brülörleri- Gerekli miktarda gaz ve havanın teminini sağlayan, karıştırıp yanma sürecini düzenleyen, tünel, hava dağıtım cihazı vb. ile donatılmış cihazlara gaz yakıcı cihazlar denir.

Brülör gereksinimleri:

1) brülörler ilgili teknik düzenlemelerin gerekliliklerini karşılamalı (sertifikaya veya uygunluk beyanına sahip olmalı) veya endüstriyel güvenlik incelemesinden geçmelidir;

2) minimum aşırı hava (bazı gaz fırınları brülörleri hariç) ve minimum zararlı madde emisyonu ile tüm çalışma modlarında gazın tamamen yanmasını sağlamak;

3) otomatik kontrol ve güvenlik sistemlerini kullanabilmenin yanı sıra brülör önündeki gaz ve hava parametrelerini ölçebilme;

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

5) çalışma yönetmeliği sınırları dahilinde stabil şekilde çalışın, gerekirse alev ayrılmasını ve kırılmayı önleyecek stabilizatörlere sahip olun;

Gaz brülörü parametreleri(Şekil 9). GOST 17356-89'a göre (Gaz, sıvı yakıt ve kombine brülörler. Terimler ve tanımlar. Değişiklik No. 1) :Brülör stabilite sınırı , hangi henüz ortaya çıkmadı yok olma, bozulma, ayırma, alev atılımı ve kabul edilemez titreşimler.

Not. Var olmak üst ve alt Sürdürülebilir operasyonun sınırları.

1) Brülörün termal gücü N g. – brülöre verilen yakıtın birim zamanda yanması sonucu üretilen ısı miktarı, Ng =V. Q kcal/saat burada V saatlik gaz tüketimidir, m3 /saat; Soru: - gazın yanma ısısı, kcal/m3.

2) Brülör çalışma kararlılığı sınırları , hangi henüz ortaya çıkmadı sönme, arıza, ayrılma, alevin patlaması ve kabul edilemez titreşimler . Not. Var olmak üst - N vp . ve daha düşük -N n.p. Sürdürülebilir operasyonun sınırları.

3) minimum güç N min. - kararlı çalışmasının alt sınırına karşılık gelen 1,1 güce karşılık gelen brülörün termal gücü, yani; Düşük limit gücü %10 artırıldı, N dk. =1,1N yok.

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

5) maksimum brülör gücü N max - brülörün termal gücü, 0,9 güce tekabül eder, kararlı çalışmasının üst sınırına karşılık gelir, 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; Brülörün uzun süre yüksek verimle çalıştığı en yüksek güç.

7) çalışma düzenleme aralığı (brülörün termal gücü) - brülörün termal gücünün çalışma sırasında değişebileceği düzenlenmiş bir aralık, yani. N min'den N nom'a kadar güç değerleri. .

8) çalışma düzenleme katsayısı K pp. - Brülörün nominal ısıl gücünün minimum çalışma ısıl gücüne oranı, yani; Nominal gücün minimum değeri kaç kez aştığını gösterir: K s. = N nom./ N dk.

Rejim haritası.RF Hükümeti tarafından 17 Mayıs 2002 tarih ve 317 sayılı onaylanan “Gaz kullanımına ilişkin kurallar…” uyarınca(19.06.2017'de değiştirildi) inşa edilmiş, yeniden inşa edilmiş veya modernize edilmiş gaz kullanan ekipman ve diğer yakıt türlerinden gaza dönüştürülen ekipmanların inşaat ve montaj çalışmalarının tamamlanmasının ardından devreye alma ve operasyonel ayarlama çalışmaları gerçekleştirilir. Gaz kullanan ekipman ve diğer yakıt türlerinden gaza dönüştürülmüş, inşa edilmiş, yeniden inşa edilmiş veya modernize edilmiş ekipmanlara gaz temini devreye alma çalışmaları (kapsamlı test) ve ekipmanın işletmeye alınması, gaz tüketim ağlarının ve bir sermaye inşaat tesisinin bağlantı için gaz kullanan ekipmanının (teknolojik bağlantı) hazır olma sertifikası esas alınarak gerçekleştirilir. Kurallar şunu belirtir:

· gaz kullanan ekipmanlar - kazanlar, endüstriyel fırınlar, teknolojik hatlar, atık ısıtıcılar ve yakıt olarak gaz kullanan diğer tesisler merkezi ısıtma, sıcak su temini, çeşitli endüstrilerin teknolojik süreçlerinde ve ayrıca hammadde olarak gaz kullanan diğer cihazlar, aparatlar, üniteler, teknolojik ekipman ve tesisler için termal enerji üretmek amacıyla;

· devreye alma işleri- işlerin kompleksi, gaz kullanan ekipmanın çalıştırılması ve çalıştırılması için hazırlık dahil iletişim ve bağlantı parçalarıyla gaz kullanan ekipmanların yükünü taşıyor ekipmanın sahibi kuruluşla mutabakata varılan seviyeye kadar, A ayrıca gaz kullanan ekipmanın yanma modunun ayarlanması verimlilik optimizasyonu olmadan;

· devreye alma işi- gaz kullanan ekipmanın kurulması da dahil olmak üzere bir dizi çalışma Çalışma yükleri aralığında tasarım (sertifikalı) verimliliği elde etmek için, yakıt yanma proseslerinin otomatik kontrol araçlarının, ısı geri kazanım ünitelerinin ve kazan daireleri için su arıtma ekipmanları dahil olmak üzere yardımcı ekipmanların kurulması.

GOST R 54961-2012'ye (Gaz dağıtım sistemleri. Gaz tüketim ağları) göre tavsiye edilir:Çalışma modları işletmelerde ve kazan dairelerinde gaz kullanan ekipmanlar Rejim kartlarına uymalı İşletmenin teknik müdürü tarafından onaylanan ve P en az üç yılda bir, rejim kartlarının (gerekirse) ayarlanmasıyla üretilir .

Gaz kullanan ekipmanın planlanmamış rutin ayarlaması aşağıdaki durumlarda yapılmalıdır: gaz kullanan ekipmanın büyük bir revizyonundan sonra veya gaz kullanımının verimliliğini etkileyen tasarım değişiklikleri yapıldıktan sonra ve ayrıca kontrollü çalışma koşullarında sistematik sapmalar olması durumunda Gaz kullanan ekipmanın parametreleri çalışma programlarından.

Gaz brülörlerinin sınıflandırılması GOST'a göre Gaz brülörleri aşağıdakilere göre sınıflandırılır:: bileşenin tedarik yöntemi; yanıcı karışımın hazırlanma derecesi; yanma ürünlerinin akış hızı; karışım akışının doğası; nominal gaz basıncı; otomasyon derecesi; aşırı hava katsayısını ve alev özelliklerini düzenleme imkanı; yanma bölgesinin lokalizasyonu; yanma ürünlerinin ısısını kullanma imkanı.

İÇİNDE gazla çalışan bir tesisin hazneli fırını gazlı yakıt bir alevde yakılır.

Hava besleme yöntemine göre brülörler şunlar olabilir::

1) Atmosferik brülörler –hava yanma bölgesine doğrudan atmosferden girer:

A. Difüzyon – Bu, genellikle bir veya iki sıra halinde açılmış delikleri olan bir boru olan tasarımdaki en basit brülördür. Gaz yanma bölgesine borudan deliklerden girer ve hava - nedeniyle difüzyon ve gaz jeti enerjisi (pirinç. 10 ), tüm hava ikincildir .

Brülörün avantajları : tasarımın basitliği, operasyonun güvenilirliği ( alev atılımı imkansız ), sessiz çalışma, iyi düzenleme.

Kusurlar: düşük güç, ekonomik olmayan, yüksek (uzun) alev, brülör alevinin sönmesini önlemek için yanma stabilizatörleri gereklidir ayrılık üzerine .

B. Enjeksiyon - hava enjekte edilir, yani memeden çıkan gaz akımının enerjisi nedeniyle brülörün içine emilir . Gaz akışı, havanın, hava yıkayıcı ile brülör gövdesi arasındaki boşluktan emildiği meme alanında bir vakum oluşturur. Brülörün içinde gaz ve hava karışır 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 farklı enjeksiyonlu brülörler: gaz ve havanın eksik ve tam ön karışımı ile.

Brülörlere orta ve yüksek gaz basıncı gerekli tüm hava emilir, yani. tüm hava birincildir, gazın hava ile tamamen ön karışımı meydana gelir. Yanma bölgesine tamamen hazırlanmış bir gaz-hava karışımı girer ve ikincil havaya ihtiyaç duyulmaz.

Brülörlere alçak basınç Yanma için gerekli havanın bir kısmı emilir (eksik hava enjeksiyonu meydana gelir, bu hava birincildir) ve havanın geri kalanı (ikincil) doğrudan yanma bölgesine girer.

Bu brülörlerdeki gaz-hava oranı, hava yıkayıcının brülör gövdesine göre konumu ile düzenlenir. Brülörler, ortak bir gaz manifoldu 2 ile birleştirilmiş, 48x3 çapında bir dizi tüp - karıştırıcı 1'den oluşan, merkezi ve çevresel gaz beslemeli (BÜYÜK ve BIGm) tek alevli ve çoklu alevlidir (Şekil 1). 13 ).

Brülörlerin avantajları: tasarımın basitliği ve güç kontrolü.

Brülörlerin dezavantajları: yüksek gürültü seviyesi, alevin kayma olasılığı, küçük çalışma kontrol aralığı.

2) Cebri hava beslemeli brülörler - Bunlar, 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 girdaplarından geçer 4 , bükülmüş ve karıştırıcıda karıştırılmıştır. 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 – girdaplar; 5 – karıştırıcı; 6 – seramik tünel (yanma stabilizatörü).

Pirinç. 15. Kombine tek akışlı brülör: 1 – gaz girişi; 2 – akaryakıt girişi; 3 – buhar girişi ve gaz çıkışları; 4 – birincil hava girişi; 5 – ikincil hava giriş karıştırıcısı; 6 - yağ buharı memesi; 7 – montaj plakası; 8 - birincil hava girdapları; 9 - ikincil hava girdapları; 10 - seramik tünel (yanma stabilizatörü); 11 – gaz kanalı; 12 - ikincil hava kanalı.

Brülörlerin avantajları: Büyük termal güç, geniş çalışma düzenleme aralığı, aşırı hava katsayısını düzenleme yeteneği, gaz ve havayı ön ısıtma yeteneği.

Brülörlerin dezavantajları: yeterli tasarım karmaşıklığı; alevin ayrılması ve kırılması mümkündür, bu da yanma stabilizatörlerinin (seramik tünel) kullanılmasını zorunlu kılar.

Çeşitli yakıt türlerini (gaz, sıvı, katı) yakmak için tasarlanmış brülörlere denir. kombine (pirinç. 15 ). Tek dişli veya çift dişli olabilirler, yani. Brülöre bir veya daha fazla gaz beslemesi ile.

3) Blok yakıcı – bu basınçlı havalı otomatik bir brülördür (pirinç. 16 )bir fanla tek bir ünitede bir araya getirildi. Brülör otomatik kontrol sistemi ile donatılmıştır.

Blok brülörlerde yakıtın yanma süreci, yanma yöneticisi adı verilen elektronik bir cihaz tarafından kontrol edilir.

Sıvı yakıtlı brülörler için bu ünite bir yakıt pompası veya bir yakıt pompası ve bir yakıt ısıtıcısı içerir.

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

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

Tutma rondelası, alev borusunun konik kısmında gazın havayla karıştırılmasından sorumludur ve hava beslemesini düzenlemek için kullanılır (basınç tarafı ayarı). Verilen hava miktarını değiştirmenin diğer bir yolu da hava regülatör mahfazasındaki hava kelebek vanasının konumunu değiştirmektir (emme tarafı ayarı).

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

· tek bir aktüatörden bağlı:

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

Brülör, bir ateşleme elektrodu kullanılarak ateşleme cihazı tarafından otomatik olarak ateşlenir. Alevin varlığı, alev izleme elektrodu tarafından izlenir.

Brülörü açmak için çalışma sırası:

· ısı üretimi talebi (termostattan);

· fanın elektrik motorunun çalıştırılması ve ocak kutusunun ön havalandırılması;

· elektronik kontağın açılması;

· solenoid valfin açılması, gaz sağlanması ve brülörün ateşlenmesi;

· Alev kontrol sensöründen alevin varlığına ilişkin sinyal.

Brülörlerdeki kazalar (olaylar). Alev molası - meşalenin kök bölgesinin hareketi brülör çıkışlarından yakıt veya yanıcı karışımın akış yönünde. Gaz-hava karışımının veya gazın hızı alevin yayılma hızından büyük olduğunda meydana gelir. Alev ocaktan uzaklaşır, kararsız hale gelir ve sönebilir. Gaz, söndürülmüş brülörden akmaya devam eder ve ocakta patlayıcı bir karışım oluşabilir.

Ayırma şu durumlarda meydana gelir: gaz basıncı izin verilen seviyenin üzerine çıktığında, birincil hava beslemesinde keskin bir artış veya fırındaki vakumda bir artış. İçin yırtılmaya karşı koruma uygula yanma stabilizatörleri (pirinç. 17): tuğla kaydıraklar ve sütunlar; çeşitli tiplerde seramik tüneller ve tuğla yuvalar; brülörün çalışması sırasında ısınan zayıf aerodinamik gövdeler (alev söndüğünde, stabilizatörden yeni bir akım tutuşacaktır) ve özel pilot brülörler.

Alev atılımı - meşale bölgesinin hareketi alevin brülöre nüfuz ettiği yanıcı karışıma doğru . Bu olay yalnızca gaz ve havanın önceden karıştırıldığı brülörlerde meydana gelir ve gaz-hava karışımının hızı alevin yayılma hızından düşük olduğunda meydana gelir. Alev, brülörün iç kısmına sıçrayarak yanmaya devam eder ve aşırı ısınmadan dolayı brülörün deformasyonuna neden olur.

Dalgalanma şu durumlarda meydana gelir: brülörün önündeki gaz basıncı izin verilen seviyenin altına düştüğünde; birincil hava sağlarken brülörün ateşlenmesi; Düşük hava basıncında büyük gaz kaynağı. Bir yarık olması durumunda, hafif bir patlama meydana gelebilir ve bunun sonucunda alev sönebilir, bu arada boşta duran brülörden gaz akmaya devam edebilir ve gaz kullanan tesisatın ocak ve bacalarında patlayıcı bir karışım oluşabilir. . Kaymaya karşı koruma sağlamak için plaka veya ağ stabilizatörleri kullanılırçünkü dar yarıklardan ve küçük deliklerden alev nüfuz etmez.

Brülör kazalarında personelin eylemleri

Ateşleme sırasında veya düzenleme işlemi sırasında brülörde bir kaza olması (alevin ayrılması, delinmesi veya söndürülmesi) durumunda, aşağıdakiler gereklidir: bu brülöre (brülörlere) ve ateşleme cihazına gaz beslemesini derhal durdurun; ocakları ve bacaları en az 10 dakika havalandırın; sorunun nedenini öğrenin; sorumlu kişiye rapor verin; Sorunun sebepleri giderildikten ve brülör önündeki kesme vanasının sıkılığı kontrol edildikten sonra sorumlu kişinin talimatına göre tekrar ateşleyiniz.

Brülör yükünün değiştirilmesi.

Isı çıkışını değiştirmenin farklı yollarına sahip brülörler vardır:

Çok kademeli ısı çıkışı kontrollü brülör– bu, çalışma sırasında yakıt akış regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasındaki çeşitli konumlara monte edilebildiği bir brülördür.

Üç kademeli ısı çıkışı kontrollü brülör- bu, çalışma sırasında yakıt akış regülatörünün "maksimum akış" - "minimum akış" - "kapalı" konumlarına monte edilebildiği bir brülördür.

İki kademeli ısı çıkışı kontrollü brülör- “açık - kapalı” konumlarda çalışan brülör.

Pürüzsüz kontrollü brülör- bu, çalışma sırasında yakıt akış regülatörünün maksimum ve minimum çalışma konumları arasında herhangi bir konuma monte edilebildiği bir brülördür.

Tesisatın ısıl gücü, çalışan brülör sayısına göre ayarlanabilmektedir.Üretici ve rejim kartı tarafından sağlanmışsa.

Isı çıkışının manuel olarak değiştirilmesi Alev ayrılmasını önlemek için aşağıdakiler gerçekleştirilir:

Artırırken: önce gaz beslemesini, ardından havayı artırın.

Azalırken: önce hava beslemesini, ardından gazı azaltın;

Brülörlerdeki kazaları önlemek için güç değişiminin rejim haritasına göre sorunsuz (birkaç adımda) yapılması gerekir.