1. Opis predložene tehnologije (metode) za povećanje energetske efikasnosti, njena novina i svijest o njoj.

Prilikom sagorijevanja goriva u kotlovima, postotak "viška zraka" može biti od 3 do 70% (isključujući usisne čaše) volumena zraka, čiji je kisik uključen u hemijska reakcija oksidacija (sagorijevanje) goriva.

"Višak zraka" uključen u sagorijevanje goriva je taj dio atmosferski vazduhčiji kiseonik ne učestvuje u hemijskoj reakciji oksidacije (sagorijevanja) goriva, ali je potrebno stvoriti potreban režim brzine za istjecanje smjese gorivo-zrak iz plamenika kotla. "Višak zraka" je promjenjiva vrijednost i za isti kotao je obrnuto proporcionalna količini sagorjelog goriva, ili što se manje goriva sagori, manje je kisika potrebno za njegovu oksidaciju (sagorijevanje), ali je više "viška zraka" potrebno za stvaranje potrebne brzine odljeva mješavine goriva i zraka iz plamenika kotla. Postotak "viška zraka" u ukupnom protoku zraka koji se koristi za potpuno sagorijevanje goriva određen je postotkom kisika u izlazu dimnih gasova.

Ako smanjite postotak "viška zraka", tada će se u ispušnim dimnim plinovima pojaviti ugljikov monoksid "CO" (otrovni plin), što ukazuje na to da gorivo nije dovoljno spaljeno; njegov gubitak, a upotreba "viška zraka" dovodi do gubitka toplinske energije za njegovo zagrijavanje, što povećava potrošnju sagorijevanog goriva i povećava emisiju stakleničkih plinova "SO 2" u atmosferu.

Atmosferski zrak sastoji se od 79% dušika (N 2 je inertni plin bez boje, okusa i mirisa), koji obavlja glavnu funkciju stvaranja potrebnog režima brzine za istjecanje smjese gorivo-zrak iz uređaja gorionika elektrane za potpuno i stabilno sagorijevanje goriva i 21% kisika (O 2), koji je oksidator goriva. Odvod dimnih gasova na nominalni način rada sagorijevanje prirodnog plina u kotlovskim jedinicama sastoji se od 71% dušika (N 2), 18% vode (H 2 O), 9% ugljen-dioksid(CO 2) i 2% kisika (O 2). Postotak kisika u dimnim plinovima jednak 2% (na izlazu iz peći) označava 10% viška atmosferskog zraka u ukupnom protoku zraka koji je uključen u stvaranje potrebne brzine za istjecanje smjese gorivo-zrak iz uređaj gorionika kotlovske jedinice za potpunu oksidaciju (sagorijevanje) goriva.

U procesu potpunog sagorijevanja goriva u kotlovima potrebno je iskoristiti dimne plinove zamjenjujući njima "višak zraka", čime će se spriječiti stvaranje NOx (do 90,0%) i smanjiti emisija "stakleničkih plinova" (SO 2), kao i potrošnju izgorjelog goriva (do 1,5%).

Izum se odnosi na termoenergetiku, posebno na elektrane za sagorijevanje različite vrste gorivo i metode iskorištavanja dimnih plinova za sagorijevanje goriva u elektranama.

Elektrana za sagorijevanje goriva sadrži peć (1) s plamenicima (2) i konvektivni dimnjak (3) spojen kroz odvodnik dima (4) i dimnjak (5) na dimnjak (6); vanjski kanal za zrak (9) spojen na dimnjak (5) preko zaobilaznog voda dimnih plinova (11) i kanal za mješavinu vanjskog zraka / dimnih plinova (14), koji je spojen na ventilator (13); leptir za gas (10) instaliran na zračnom kanalu (9) i ventil (12) montiran na zaobilaznom cjevovodu dimnih plinova (11), a leptir za gas (10) i ventil (12) opremljeni su pokretačima; grijač zraka (8) koji se nalazi u konvektivnom plinskom kanalu (3), spojen na ventilator (13) i spojen na gorionike (2) kroz zračni kanal (15) zagrijane smjese vanjskog zraka i dimnih plinova; senzor uzorkovanja dimnih plinova (16) instaliran na ulazu u konvektivni kanal za plin (3) i spojen na analizator plina (17) za određivanje sadržaja kisika i ugljičnog monoksida u dimnim plinovima; elektronička upravljačka jedinica (18), koja je spojena na analizator plina (17) i na pogone leptira za gas (10) i ventila (12). Način korišćenja dimnih gasova za sagorevanje goriva u elektrana uključuje odabir dijela dimnih plinova iz statički pritisak više od atmosferskog iz dimnjaka (5) i njegovog dovoda kroz zaobilazni cjevovod (11) dimnih plinova u zračni kanal (9) vanjskog zraka sa statičkim pritiskom vanjskog zraka manjim od atmosferskog; regulacija dovoda vanjskog zraka i dimnih plinova pomoću pokretača leptira za gas (10) i ventila (12), kojima upravlja elektronička upravljačka jedinica (18), tako da se postotak kisika u vanjskom zraku smanji na nivo na kojem je na ulazu u konvektivni dimnjak (3) sadržaj kisika u dimnim plinovima bio manji od 1% u nedostatku ugljičnog monoksida; naknadno miješanje dimnih plinova s ​​vanjskim zrakom u kanalu (14) i ventilatoru (13) radi dobivanja homogene smjese vanjskog zraka i dimnih plinova; zagrijavanje nastale smjese u grijaču zraka (8) zbog iskorištavanja topline dimnih plinova; dovod zagrijane smjese do plamenika (2) kroz zračni kanal (15).

2. Rezultat povećanja energetske efikasnosti sa masovnim usvajanjem.
Ušteda goriva sagorijevanog u kotlovnicama, na kogeneracijama ili kotlovnicama do 1,5%

3. Postoji li potreba za dodatnim istraživanjem radi proširenja popisa objekata za implementaciju ove tehnologije?
Postoji zato što predložena tehnologija može se primijeniti i na motore unutrašnje sagorevanje i za instalacije na plinske turbine.

4. Razlozi zašto se predložena energetski učinkovita tehnologija ne primjenjuje masovno.
Glavni razlog je novina predložene tehnologije i psihološka inertnost stručnjaka u području toplinske energije. Potrebno je posredovati predloženu tehnologiju u ministarstvima energetike i okoliša, energetskim kompanijama koje proizvode električnu i toplinsku energiju.

5. Postojeće mjere ohrabrivanja, prisile, poticaji za implementaciju predložene tehnologije (metode) i potreba za njihovim poboljšanjem.
Uvođenje novih, strožih ekoloških zahtjeva za emisije NOx iz kotlovskih jedinica

6. Prisutnost tehničkih i drugih ograničenja u korištenju tehnologije (metoda) na različitim objektima.
Proširiti učinak klauzule 4.3.25 "PRAVILA ZA TEHNIČKI RAD ELEKTROENERGETSKIH ELEKTROENACIJA I MREŽA RASPOREDA RUSKE FEDERACIJE MINISTARSTVA ENERGIJE RUSKE FEDERACIJE 19. JUNA 2003. br. 229" za kotlove koji sagorijevaju bilo koju vrstu goriva. U sljedećem izdanju: “... Uključeno parni kotlovi spaljivanjem bilo kojeg goriva, u rasponu podešavanja opterećenja, njegovo sagorijevanje treba provoditi, u pravilu, s koeficijentima viška zraka na izlazu iz peći manjim od 1,03 ... ".

7. Potreba za istraživanjem i razvojem i dodatnim ispitivanjem; teme i ciljevi rada.
Potreba za istraživanjem i razvojem je pribavljanje vizualnih informacija (obrazovni film) za upoznavanje zaposlenika toplinskih i energetskih kompanija s predloženom tehnologijom.

8. Dostupnost uredbi, pravila, uputstava, standarda, zahtjeva, mjera zabrane i drugih dokumenata koji regulišu upotrebu ove tehnologije (metode) i obavezni su za izvršenje; potreba za njihovom izmjenom ili za promjenu samih principa formiranja ovih dokumenata; već postojeće normativni dokumenti, propisi i potreba za njihovom obnovom.
Proširite radnje "PRAVILA TEHNIČKOG RADA ELEKTROENERGENTA I MREŽA RASPOREDA RUSKE FEDERACIJE MINISTARSTVA ENERGETIKE RUSKE FEDERACIJE, 19. JUNA 2003. br. 229"

4.3.25 za kotlove koji sagorevaju bilo koju vrstu goriva. U sljedećem izdanju: "… Na parnim kotlovima koji sagorijevaju gorivo, u kontrolnom rasponu opterećenja, njegovo sagorijevanje treba provoditi, u pravilu, s koeficijentima viška zraka na izlazu iz peći manjim od 1,03 ...».

4.3.28. “... Paljenje kotla na sumporno lož ulje mora se izvesti sa prethodno uključenim sistemom grijanja zraka (grijači zraka, sistem za recirkulaciju toplog zraka). Temperatura zraka ispred grijača zraka u početnom periodu paljenja na kotlu za ulje trebala bi u pravilu biti najmanje 90 ° C. Paljenje kotla pomoću bilo koje druge vrste goriva mora se obaviti s uključenim sistemom recirkulacije zraka.»

9. Potreba za razvojem novih ili promjenom postojećih zakona i propisa.
Nije potrebno

10. Dostupnost implementiranih pilot projekata, njihova analiza stvarna efikasnost, identificirali nedostatke i prijedloge za poboljšanje tehnologije, uzimajući u obzir akumulirano iskustvo.
Predložena tehnologija je testirana na zidu plinski kotao sa prisilnim propuhom i ispustom dimnih gasova (produkti sagorijevanja prirodnog gasa) na fasadu zgrade nominalne snage 24,0 kW, ali pod opterećenjem od 8,0 kW. Dimni plinovi su dovedeni u kotao zbog kanala instaliranog na udaljenosti od 0,5 m od pražnjenja koaksijalnog ventila dimnjak bojler. Kutija je držala odlazeće kanale dimnih plinova, koji su zauzvrat zamijenili "višak zraka" potreban za potpuno sagorijevanje prirodnog plina, a emisije su praćene analizatrom plina instaliranim u izlazu iz kotlovskog kanala (na uobičajenom mjestu). Kao rezultat eksperimenta, bilo je moguće smanjiti emisije NOx za 86,0% i smanjiti emisiju "stakleničkih plinova" CO2 za 1,3%.

11. Mogućnost utjecaja na druge procese tokom masovnog uvođenja ove tehnologije (promjene stanja okoliša, mogući utjecaj na zdravlje ljudi, povećanje pouzdanosti napajanja, promjena dnevnih ili sezonskih rasporeda opterećenja energetska oprema, promjena ekonomski pokazatelji proizvodnja i prijenos energije, itd.).
Poboljšanje ekološke situacije koja utječe na zdravlje ljudi i smanjenje troškova goriva za proizvodnju toplinske energije.

12. Potreba za posebnom obukom kvalifikovanog osoblja za rad uvedene tehnologije i razvoj proizvodnje.
Obuka postojećeg operativnog osoblja kotlovskih jedinica s predloženom tehnologijom bit će dovoljna.

13. Predloženi načini implementacije:
komercijalno finansiranje (uz nadoknadu troškova), budući da se predložena tehnologija isplati u roku od najviše dvije godine.

Informacije dostavio: Y. Panfil, poštanski sandučić 2150, Kišinjev, Moldavija, MD 2051, e-mail: [zaštićena e -pošta]

To dodaj opis tehnologija za uštedu energije u Katalog, ispunite upitnik i pošaljite ga na sa oznakom "u katalog".

Stranica 1

Sastav dimnih plinova izračunava se na osnovu reakcija sagorijevanja sastavni delovi gorivo.

Sastav dimnih plinova određuje se pomoću posebnim uređajima zvani analizatori gasa. Ovo su glavni uređaji koji određuju stupanj savršenstva i efikasnosti procesa sagorijevanja, ovisno o sadržaju ugljičnog dioksida u ispušnim dimnim plinovima, optimalna vrijednostšto zavisi od vrste goriva, vrste i kvaliteta uređaja za sagorevanje.

Sastav dimnih plinova u ustaljenom stanju mijenja se na sljedeći način: sadržaj H2S i S02 se stalno smanjuje, 32, CO2 i CO se neznatno mijenjaju / Prilikom sagorijevanja oksida po slojevima gornji slojevi katalizatora su regenerirani ranije od nižih. U reakcijskoj mladosti primjećuje se postupno smanjenje temperature, a kisik se pojavljuje u dimnim plinovima na izlazu iz reaktora.

Sastav dimnih plinova kontrolira se uzorcima.

Sastav dimnih plinova nije određen samo sadržajem vodene pare, već i sadržajem drugih komponenti.

Sastav dimnih gasova varira duž dužine gorionika. Ovu promjenu nije moguće uzeti u obzir pri izračunavanju radijacijskog prijenosa topline. Zbog toga praktične kalkulacije izmjena topline zračenjem vrši se prema sastavu dimnih plinova na kraju komore. Ovo pojednostavljenje je u određenoj mjeri opravdano činjenicom da se proces sagorijevanja obično odvija intenzivno u početnom, ne baš velikom dijelu komore, pa je stoga veći dio komore zauzet plinovima čiji je sastav blizu sastava na kraju komore. Gotovo uvijek na kraju sadrži vrlo malo proizvoda. nepotpuno sagorevanje.  

Sastav dimnih plinova izračunava se na temelju reakcija izgaranja sastojaka goriva.

Sastav dimnih plinova tijekom potpunog sagorijevanja plina iz različitih polja neznatno se razlikuje.

Sastav dimnih gasova uključuje: 2 61 kg SO2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg N2 i 3 81 kg zraka po 1 kg uglja. Pri 870 C zapremina dimnih plinova po 1 kg uglja iznosi 45 m3, a pri 16 C jednaka je 11 3 m3; gustoća smjese dimnih plinova jednaka je 0 318 kg / l3, što je 1 03 puta veće od gustoće zraka pri istoj temperaturi.

Mjerne jedinice plinovitih komponenata produkata sagorijevanja →

Sadržaj odjeljka

Kada se organska goriva sagorevaju u kotlovskim pećima, razni proizvodi sagorijevanje, kao što su ugljikovi oksidi CO x = CO + CO 2, vodena para H 2 O, oksidi sumpora SO x = SO 2 + SO 3, oksidi dušika NO x = NO + NO 2, policiklični aromatski ugljikovodici (PAH), fluoridi, spojevi vanadija V 2 O 5, čvrste čestice itd. (vidi tabelu 7.1.1). U slučaju nepotpunog sagorijevanja goriva u pećima, ispušni plinovi mogu sadržavati i ugljikovodike CH 4, C 2 H 4 itd. Svi proizvodi nepotpunog sagorijevanja su štetni, međutim, sa savremena tehnologija sagorijevanjem goriva, njihovo stvaranje se može minimizirati [1].

Tabela 7.1.1. Specifične emisije nastale sagorijevanjem organskih goriva u kotlovi na struju [ 3 ]

Legenda: A p, S p - respektivno, sadržaj pepela i sumpora na radna masa gorivo,%.

Kriterij za sanitarnu procjenu okoliša je maksimalan dozvoljena koncentracija(MPC) štetne tvari u vanjskom zraku na razini tla. MPC treba shvatiti kao takvu koncentraciju različitih tvari i kemijskih spojeva, koja ne uzrokuje nikakve patološke promjene ili bolesti pri dugotrajnoj svakodnevnoj izloženosti ljudskom tijelu.

Najveće dopuštene koncentracije (MPC) štetnih tvari u atmosferskom zraku naseljenih područja date su u tablici. 7.1.2 [4]. Maksimalna jednokratna koncentracija štetnih tvari određuje se uzorcima uzetim u roku od 20 minuta, prosječno dnevno - po danu.

Tabela 7.1.2. Najveća dopuštena koncentracija štetnih tvari u atmosferskom zraku naseljenih područja

Zagađivač	Najveća dopuštena koncentracija, mg / m 3
Maksimalno jednokratno	Prosječno dnevno
Prašina nije otrovna	0,5	0,15
sumpor dioksid	0,5	0,05
Ugljen monoksid	3,0	1,0
Ugljen monoksid	3,0	1,0
Dušikov dioksid	0,085	0,04
Dušikov oksid	0,6	0,06
Čađa (čađa)	0,15	0,05
Hidrogen sulfid	0,008	0,008
Benz (a) pirin	-	0,1 μg / 100 m 3
Vanadijum pentaksid	-	0,002
Spojevi fluorida (pomoću fluora)	0,02	0,005
Hlor	0,1	0,03

Proračuni se provode za svaku opasnu tvar posebno, tako da koncentracija svake od njih ne prelazi vrijednosti navedene u tablici. 7.1.2. Za kotlovnice, ovi uvjeti su pooštreni uvodom dodatne zahtjeve o potrebi zbrajanja učinka oksida sumpora i dušika, koji je određen izrazom

Istodobno, zbog nedostatka zraka ili nepovoljnih toplinskih i aerodinamičkih uvjeta, u pećima i komorama za sagorijevanje nastaju nepotpuni produkti sagorijevanja, koji se uglavnom sastoje od ugljičnog monoksida CO (ugljični monoksid), vodika H 2 i različitih ugljikovodika, koji karakteriziraju gubitak topline u kotlovskoj jedinici zbog hemijske nedovršenosti sagorevanja (hemijsko nepotpuno sagorevanje).

Osim toga, u procesu izgaranja nastaju brojni kemijski spojevi nastali oksidacijom različitih komponenata goriva i dušika u zraku N 2. Najznačajniji dio njih su oksidi dušika NO x i sumpor SO x.

Dušikovi oksidi nastaju oksidacijom i molekularnog dušika u zraku i dušika u gorivu. Eksperimentalna istraživanja pokazala su da glavni udio NO x nastao u pećima kotlova, naime 96 ÷ 100%, otpada na dušikov monoksid (oksid) NO. Dioksid NO 2 i dušikov hemioksid N 2 O nastaju u znatno manjim količinama, a njihov udio je otprilike: za NO 2 - do 4%, a za N 2 O - stoti dio posto ukupne emisije NO x. U tipičnim uslovima sagorijevanja goriva u kotlovima, koncentracija dušikovog dioksida NO 2 je u pravilu zanemariva u odnosu na sadržaj NO i obično se kreće od 0 ÷ 7 ppm do 20 ÷ 30 ppm... Istovremeno, brzo miješanje toplih i hladnih područja u turbulentnom plamenu može dovesti do relativno visokih koncentracija dušikovog dioksida u hladnim područjima toka. Osim toga, dolazi do djelomične emisije NO 2 u gornjem dijelu peći i u vodoravnom plinskom kanalu (pri T> 900 ÷ 1000 K) i pod određenim uvjetima može doseći i zapažene veličine.

Dušikov hemioksid N 2 O, nastao pri sagorijevanju goriva, najvjerojatnije je kratkotrajni međuprodukt. N 2 O je praktično odsutan u proizvodima sagorijevanja iza kotlova.

Sumpor koji se nalazi u gorivu izvor je stvaranja sumpornih oksida SO x: sumporni SO 2 (sumpor dioksid) i sumporni SO 3 (sumpor trioksid) anhidridi. Ukupna masena emisija SO x ovisi samo o sadržaju sumpora u gorivu S p, a njihova koncentracija u dimnim plinovima također ovisi o koeficijentu protoka zraka α. U pravilu, udio SO 2 je 97 ÷ 99%, a udio SO 3 1 ÷ 3% ukupne SO x proizvodnje. Stvarni sadržaj SO 2 u gasovima koji napuštaju kotlove kreće se od 0,08 do 0,6%, a koncentracija SO 3 - od 0,0001 do 0,008%.

Među štetnim komponentama dimnih plinova, posebno mjesto zauzima velika skupina policikličnih aromatskih ugljikovodika (PAH). Mnogi PAH -i imaju visoku kancerogenu i / ili mutagenu aktivnost i aktiviraju fotokemijske smogove u gradovima, što zahtijeva strogu kontrolu i ograničenje njihove emisije. U isto vrijeme, neki PAH -i, na primjer, fenantren, fluoranten, pirin i brojni drugi, fiziološki su gotovo inertni i nisu kancerogeni.

PAH -ovi nastaju kao rezultat nepotpunog sagorijevanja bilo kojeg ugljikovodičnog goriva. Ovo posljednje se događa zbog inhibicije oksidacijskih reakcija ugljikovodika goriva od strane hladnih zidova uređaja za sagorijevanje, a može biti uzrokovano i nezadovoljavajućim miješanjem goriva i zraka. To dovodi do stvaranja u pećima (komorama za izgaranje) lokalnih oksidirajućih zona sa niske temperature ili područja sa viškom goriva.

Zbog velikog broja različitih PAH u dimnim plinovima i poteškoća u mjerenju njihovih koncentracija, uobičajeno je procjenjivati ​​stupanj kancerogenog zagađenja produktima izgaranja i atmosferskog zraka prema koncentraciji najmoćnijeg i najstabilnijeg kancerogena - benzo (a) pirin (B (a) P) C 20 H 12.

Zbog velike toksičnosti, treba posebno istaknuti proizvode izgaranja lož ulja kao što su vanadij -oksidi. Vanadij se nalazi u mineralnom dijelu lož ulja i pri sagorijevanju stvara vanadij -okside VO, VO 2. Međutim, tijekom stvaranja naslaga na konvektivnim površinama, vanadij -oksidi su prisutni uglavnom u obliku V 2 O 5. Vanadijev pentoksid V 2 O 5 je najotrovniji oblik vanadij -oksida, pa se njihove emisije uzimaju u obzir kao V 2 O 5.

Tabela 7.1.3. Približna koncentracija štetnih tvari u proizvodima sagorijevanja pri sagorijevanju organskih goriva u kotlovima

Emisije =	Koncentracija, mg / m 3
	Prirodni gas	Lož ulje	Ugalj
Dušikovi oksidi NO x (u smislu NO 2)	200 ÷ 1200	300 ÷ 1000	350 ÷ 1500
Anhidrid sumpornog oksida SO 2	-	2000 ÷ 6000	1000 ÷ 5000
Sumporni anhidrid SO 3	-	4 ÷ 250	2 ÷ 100
Ugljen monoksid CO	10 ÷ 125	10 ÷ 150	15 ÷ 150
Benz (a) piren S 20 N 12	(0,1 ÷ 1,0) 10 -3	(0,2 ÷ 4,0) · 10 -3	(0,3 ÷ 14) · 10 -3
Čvrste čestice	-	<100	150 ÷ ​​300

Prilikom sagorijevanja mazuta i čvrstih goriva emisije takođe sadrže čestice koje se sastoje od letećeg pepela, čestica čađi, PAH -a i neizgorjelog goriva kao rezultat mehaničkog podgorijevanja.

Rasponi koncentracija štetnih tvari u dimnim plinovima pri sagorijevanju različitih vrsta goriva dati su u tablici. 7.1.3.

Prirodni gas danas je najčešće korišteno gorivo. Prirodni plin naziva se prirodni plin jer se vadi iz samih dubina Zemlje.

Sagorijevanje plina je kemijska reakcija u kojoj prirodni plin stupa u interakciju s kisikom u zraku.

Plinsko gorivo sadrži zapaljivi i nezapaljivi dio.

Glavna zapaljiva komponenta prirodnog gasa je metan - CH4. Njegov sadržaj u prirodnom plinu doseže 98%. Metan je bez mirisa, okusa i netoksičan. Granica zapaljivosti mu je 5 do 15%. Upravo su te kvalitete omogućile korištenje prirodnog plina kao jedne od glavnih vrsta goriva. Koncentracija metana veća od 10% opasna je po život, pa može doći do gušenja zbog nedostatka kisika.

Da bi se otkrilo curenje plina, plin se odorizira, drugim riječima, dodaje se tvar jakog mirisa (etil merkaptan). U tom se slučaju plin može detektirati već u koncentraciji od 1%.

Osim metana, prirodni plin može sadržavati zapaljive plinove - propan, butan i etan.

Da bi se osiguralo kvalitetno sagorijevanje plina, potrebno je dovoditi dovoljno zraka u zonu sagorijevanja i postići dobro miješanje plina sa zrakom. Optimalni omjer je 1: 10. Odnosno, jedan dio plina čini deset dijelova zraka. Osim toga, potrebno je stvoriti željeni temperaturni režim. Da bi se plin zapalio, potrebno ga je zagrijati na temperaturu paljenja i ubuduće temperatura ne smije pasti ispod temperature paljenja.

Potrebno je organizirati uklanjanje produkata sagorijevanja u atmosferu.

Potpuno sagorijevanje postiže se ako nema zapaljivih tvari u produktima izgaranja koje se ispuštaju u atmosferu. U tom se slučaju ugljik i vodik kombiniraju i tvore ugljikov dioksid i vodenu paru.

Vizuelno, uz potpuno izgaranje, plamen je svijetloplav ili plavičasto-ljubičast.

Potpuno sagorijevanje plina.

metan + kisik = ugljikov dioksid + voda

CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O

Osim ovih plinova, dušik i preostali kisik ispuštaju se u atmosferu sa zapaljivim plinovima. N 2 + O 2

Ako se izgaranje plina ne dogodi u potpunosti, tada se zapaljive tvari - ugljikov monoksid, vodik, čađa ispuštaju u atmosferu.

Do nepotpunog sagorijevanja plina dolazi zbog nedostatka zraka. U isto vrijeme u plamenu se pojavljuju jezici čađe.

Opasnost od nepotpunog sagorijevanja plina je u tome što ugljikov monoksid može otrovati osoblje kotlovnice. Sadržaj CO u zraku od 0,01-0,02% može uzrokovati blago trovanje. Veća koncentracija može dovesti do teškog trovanja i smrti.

Dobivena čađa taloži se na zidovima kotlova, čime se narušava prijenos topline na rashladnu tekućinu i smanjuje efikasnost kotlovnice. Čađ provodi toplinu 200 puta lošije od metana.

Teoretski, za 1 m3 gasa potrebno je 9 m3 vazduha za sagorevanje. U stvarnim uslovima potrebno je više vazduha.

Odnosno, potrebna je višak količine zraka. Ova vrijednost, označena kao alfa, pokazuje koliko se puta troši više zraka nego što je teoretski potrebno.

Alfa koeficijent zavisi od vrste određenog gorionika i obično je propisan u pasošu gorionika ili u skladu sa preporukama organizacije izvedenih radova puštanja u rad.

Kako se količina viška zraka povećava iznad preporučene količine, gubitak topline se povećava. Sa značajnim povećanjem količine zraka, može doći do odvajanja plamena, stvarajući hitan slučaj. Ako je količina zraka manja od preporučene, sagorijevanje će biti nepotpuno, stvarajući tako opasnost od trovanja za osoblje kotlovnice.

Za precizniju kontrolu kvalitete sagorijevanja goriva postoje uređaji - analizatori plina koji mjere sadržaj određenih tvari u sastavu dimnih plinova.

Analizatori plina mogu se isporučiti s kotlovima. Ako ih nema, odgovarajuća mjerenja provodi organizacija koja pušta u pogon pomoću prijenosnih analizatora plina. Sastavlja se mapa režima u kojoj su propisani potrebni kontrolni parametri. Pridržavajući se njih, možete osigurati normalno potpuno sagorijevanje goriva.

Glavni parametri za regulaciju sagorijevanja goriva su:

• odnos gasa i vazduha koji se doprema u gorionike.

• odnos viška vazduha.

• pražnjenje u ložištu.

• Efikasnost kotla.

U ovom slučaju koeficijent efikasnosti kotla znači omjer korisne topline i količine sve potrošene toplinske energije.

Sastav vazduha

Naziv gasa	Hemijski element	Sadržaj u zraku
Nitrogen	N2	78 %
Kiseonik	O2	21 %
Argon	Ar	1 %
Ugljen-dioksid	CO2	0.03 %
Helijum	On	manje od 0,001%
Vodik	H2	manje od 0,001%
Neon	Ne	manje od 0,001%
Metan	CH4	manje od 0,001%
Krypton	Kr	manje od 0,001%
Xenon	Xe	manje od 0,001%

Analiza dimnih plinova kotla omogućuje vam da identificirate i uklonite odstupanja od normalnih načina rada, čime se povećava efikasnost sagorijevanja goriva i smanjuju emisije otrovnih plinova u atmosferu. Da bi se razumjelo koliko efikasno radi postrojenje za sagorijevanje i kako se pomoću analizatora dimnih plinova mogu otkriti odstupanja u njegovom radu, potrebno je znati koji su plinovi i u kojim koncentracijama prisutni u dimnim plinovima.

Komponente dimnih plinova navedene su dolje po reduciranju koncentracije u dimnim plinovima.

Azot N2.

Dušik je glavni element vanjskog zraka (79%). Azot ne učestvuje u procesu sagorevanja, on je balast. Kada se pumpa u kotao, on se zagrijava i nosi sa sobom energiju utrošenu na zagrijavanje u dimnjak, smanjujući efikasnost kotla. Analizatori dimnih gasova ne mjere koncentraciju dušika.

Ugljen -dioksid CO2.

Nastaje tokom sagorevanja goriva. Ugušeni gas, u koncentracijama većim od 15% zapreminskih, izaziva brz gubitak svijesti. Analizatori dimnih plinova obično ne mjere koncentraciju ugljičnog dioksida, već je određuju izračunavanjem iz koncentracije zaostalog kisika. Određeni modeli plinskih analizatora, poput MRU Vario Plus, mogu biti opremljeni optičkim infracrvenim senzorima za mjerenje koncentracija ugljičnog dioksida.

• dizel plamenici - 12,5 ... 14%
• plinski plamenici - 8 ... 11%

Kiseonik O2.

Zaostali kisik, koji se ne koristi u procesu izgaranja zbog viška zraka, izbacuje se zajedno s ispušnim plinovima. Koncentracija zaostalog kisika koristi se za procjenu potpunosti (efikasnosti) sagorijevanja goriva. Osim toga, koncentracija kisika se koristi za određivanje gubitka topline s dimnim plinovima i koncentracije ugljičnog dioksida.

Koncentracija kisika u prijenosnim analizatorima dimnih plinova mjeri se pomoću elektrokemijskih senzora kisika; u stacionarnim analizatorima plina, osim toga, često se koriste i cirkonij senzori.

• dizel plamenici - 2 ... 5%
• plinski plamenici - 2 ... 6%

Ugljen monoksid CO.

Ugljični monoksid ili ugljični monoksid otrovni su plinovi nastali nepotpunim izgaranjem. Plin je teži od zraka i u slučaju curenja ili izgaranja u dimnjacima kotla može se ispustiti u radno okruženje izlažući osoblje opasnosti od trovanja. Pri koncentracijama CO do 10.000 ppm, elektrokemijske ćelije se obično koriste za njegovo otkrivanje. Za mjerenje koncentracija iznad 10.000 ppm, optičke ćelije se uglavnom koriste, uključujući prijenosne plinske analizatore.

• dizel plamenici - 80 ... 150 ppm
• plinski plamenici - 80 ... 100 ppm

Dušikovi oksidi (NOx).

Na visokim temperaturama u kotlovskoj peći, dušik stvara dušikov oksid NO s atmosferskim kisikom. Nadalje, NO se pod utjecajem kisika oksidira u NO2. Komponente NO i NO2 nazivaju se dušikovi oksidi NOx.

Koncentracija NO se mjeri elektrokemijskim senzorima. NO2 u jednostavnim modelima gasnih analizatora određuje se proračunom i uzima se jednak 5 ... 10% posto izmjerene koncentracije NO. U nekim slučajevima koncentracija NO2 se mjeri posebnim elektrokemijskim senzorom dušikovog dioksida. U svakom slučaju, rezultirajuća koncentracija dušikovih oksida NOx jednaka je zbroju koncentracija NO i NO2.

• dizel plamenici - 50 ... 120 ppm
• plinski plamenici - 50 ... 100 ppm

Sumpor dioksid (SO2).

Otrovni plin pri sagorijevanju goriva koja sadrže sumpor. Kada SO2 stupi u interakciju s vodom (kondenzatom) ili vodenom parom, nastaje sumporna kiselina H2SO3. Za mjerenje koncentracija SO2 obično se koriste elektrokemijske ćelije.

Nezapaljivi ugljikovodici (CH).

Nezapaljivi CH ugljikovodici nastaju kao rezultat nepotpunog sagorijevanja goriva. Ova grupa uključuje metan CH4, butan C4H10 i benzen C6H6. Za mjerenje koncentracije nezapaljivih ugljikovodika koriste se termokatalitičke ili optičke infracrvene ćelije.

Za mjerenje koncentracije plinova u industrijskim emisijama i dimnim plinovima koriste se analizatori plina Kaskad-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT itd. Domaće proizvodnje ili uređaji inozemne proizvodnje takvih proizvođača kao što su Testo, MSI Drager , MRU, Kane itd ...