Gorivo za kotlovnicu je prirodni plin koji se napaja iz GDS -a. Prirodni gas sa pritiskom od 1-2 MPa, čiju temperaturu, protok i pritisak bilježe komercijalni mjerni uređaji, ulazi u prvu fazu redukcije. Tlak nakon prve faze smanjenja regulira ventil za regulaciju tlaka.

Nadalje, gorivni plin s tlakom od oko 0,5 MPa ulazi u prostor cijevi grijača, čiji je nosač topline para 0,3-0,6 MPa. Temperatura plinskog goriva nakon predgrijača mijenja se pomoću regulacijskog ventila instaliranog na parnom vodu. Nakon predgrijavanja, tlak gorivog plina smanjuje se za drugu fazu redukcije na 3-80 kPa, a nakon druge faze plin ulazi u gorionike kotla kroz standardne jedinice plinske opreme (SBG). Prije SBG svakog kotla mjeri se i bilježi tlak, brzina protoka i temperatura plina. Također se bilježi tlak plina nakon SBG -a svakog kotla

5.3.2. Karakteristike procesa sagorijevanja prirodnog gasa.

Izbor vrste i broja plinskih gorionika, njihov smještaj i organizacija procesa sagorijevanja ovise o karakteristikama toplinskih i aerodinamičkih uvjeta rada industrijskog pogona. Pravilno rješenje ovih problema određuje intenzitet tehnološkog procesa i efikasnost instalacije. Teorijski preduvjeti i radno iskustvo ukazuju da se pri projektiranju novih plinskih instalacija u pravilu mogu poboljšati glavni pokazatelji njihovog rada. Međutim, ovdje treba napomenuti da pogrešno odabran način sagorijevanja plina i neuspješan raspored plamenika smanjuju produktivnost i efikasnost postrojenja.

Prilikom projektiranja industrijskih plinskih instalacija, zadatke intenziviranja tehnološkog procesa i povećanja efikasnosti upotrebe goriva treba riješiti uz najniže troškove materijala i uz poštivanje niza drugih uvjeta, poput pouzdanosti u radu, sigurnosti itd.

Kod sagorijevanja prirodnog plina, za razliku od sagorijevanja drugih vrsta goriva, karakteristike baklje mogu se mijenjati u širokom rasponu. Stoga se može koristiti u gotovo sve svrhe. Ovdje se samo treba sjetiti da se potrebno maksimalno intenziviranje tehnološkog procesa, povećanje učinkovitosti, kao i zadovoljenje ostalih zahtjeva za instalaciju, ne može osigurati samo izborom jednog ili drugog plinskog plamenika, već će se postignuto pravilnim rješavanjem cjelokupnih složenih pitanja prijenosa topline i aerodinamike, počevši od opskrbe zrakom i plinom pa do uklanjanja otpadnih produkata izgaranja u atmosferu. Posebno je važna početna faza procesa - organizacija sagorijevanja plina.

Prirodni gas je bezbojni gas. Mnogo lakši od vazduha. Prisutnost plina u zraku prostorija, bunara, jama više od 20% uzrokuje gušenje, vrtoglavicu, gubitak svijesti i smrt. Prema sanitarnim standardima, prirodni plin (metan) pripada 4. klasi opasnosti (tvar niske opasnosti). Niska toksičnost, nije otrov.

Sastav prirodnog gasa:

Metan 98,52%;

Etan 0,46%;

Propan 0,16%;

Butan 0,02%;

Azot 0,73%;

Ugljen -dioksid 0,07%.

Ako je prirodni plin prošao sve stupnjeve pročišćavanja, tada se njegova svojstva malo razlikuju od svojstava metana. Metan je najjednostavniji element brojnih metanskih ugljikovodika. Svojstva metana:

Specifična toplina sagorijevanja 7980 Kcal / m 3;

Ukapljuje se na t ° = -161 ° S, stvrdnjava se na t ° = -182 ° S;

Gustoća metana - 0,7169 kg / m 3 (2 puta lakša od zraka);

Temperatura paljenja t ° = 645 ° S;

Temperatura sagorevanja t ° = 1500 ÷ 2000 ° S

Granice eksplozivnosti 5 ÷ 15%.

U interakciji sa zrakom nastaju visoko eksplozivne smjese koje mogu eksplodirati i uzrokovati uništavanje.

Sagorijevanje bilo kojeg goriva, uključujući plin, reakcija je njegove kemijske kombinacije s kisikom i popraćeno je oslobađanjem topline. Količina topline koja se dobije pri potpunom sagorijevanju 1 m 3 (ili 1 kg) plina naziva se njegova toplina sagorijevanja. Razlikovati najmanju toplinu sagorijevanja, pri kojoj se ne uzima u obzir latentna toplina stvaranja vodene pare sadržana u produktima izgaranja, i najveću, kada se u obzir uzme ta toplina. Razlika između bruto i neto kalorijske vrijednosti ovisi o količini vodene pare nastale pri sagorijevanju goriva i iznosi približno 2500 kJ po 1 kg ili 2000 kJ po 1 m 3 vodene pare.

Toplina sagorijevanja različitih vrsta goriva može značajno varirati. Na primjer, ogrjevno drvo i treset imaju nižu toplinsku vrijednost do 12.500, najbolji bitumenski ugljen do 31.000, a ulje oko 40.000 kJ / kg. Prirodni gas ima neto toplotnu vrijednost 40-44 MJ / kg.

Ukupno vrijeme sagorijevanja  određeno je vremenom  d formiranja smjese (procesi difuzije) i vremenom  do pojave hemijskih reakcija sagorijevanja (kinetički procesi). Uzimajući u obzir činjenicu da se ove faze procesa mogu preklapati, dobivamo  q + k.

Pri  to  d (sagorijevanje koje se odvija istovremeno s stvaranjem smjese u peći naziva se difuzija, budući da ova formacija smjese uključuje procese turbulentne (u završnoj fazi - molekularne) difuzije).

Kada je  d  k  k (sagorijevanje prethodno pripremljene smjese često se konvencionalno naziva kinetički, određuje se kinetikom kemijskih reakcija).

Kada su  q i k srazmjerni, proces sagorijevanja naziva se mješoviti.

Sljedeća faza nakon formiranja smjese je zagrijavanje i paljenje goriva. Pri miješanju mlaza zapaljivog plina sa mlazom zraka i postupnom povećanju njihove temperature na određenoj temperaturi, smjesa će se zapaliti. Minimalna temperatura na kojoj se smjesa zapali naziva se tačka paljenja.

Temperatura paljenja nije fizičko -kemijska konstanta neke tvari, jer, osim prirode zapaljivog plina, ovisi o koncentraciji plina i oksidanta, kao i o intenzitetu izmjene topline između plinske smjese i okruženje.

Postoje gornje i donje granice koncentracije plina i oksidanta, a izvan tih granica smjese se neće zapaliti na određenoj temperaturi. S porastom temperature mješavine plina i zraka, prema Arrheniusovom zakonu, brzina reakcije raste proporcionalno e -E / RT, a oslobađanje topline proporcionalno je istoj vrijednosti. Ako gubitak topline u zoni izgaranja povezan s izmjenom topline s okolinom premašuje oslobađanje topline, tada je paljenje i sagorijevanje nemoguće. Obično se zagrijavanje događa istovremeno s stvaranjem smjese.

Mješavina plina i zraka u kojoj je sadržaj plina između donje i gornje granice zapaljivosti eksplozivna je. Što je širi raspon granica zapaljivosti (koje se nazivaju i granice eksplozivnosti), to je plin eksplozivniji. Po svojoj kemijskoj suštini, eksplozija smjese plin-zrak (plin-kisik) je proces vrlo brzog (gotovo trenutnog) sagorijevanja, što dovodi do stvaranja produkata sagorijevanja s visokom temperaturom i naglim povećanjem njihovog pritiska. Izračunati nadpritisak tokom eksplozije prirodnog gasa je 0,75, propana i butana - 0,86, vodonika - 0,74, acetilena - 1,03 MPa. U praktičnim uvjetima temperatura eksplozije ne doseže maksimalne vrijednosti, a nastali pritisci su niži od navedenih, međutim, sasvim su dovoljni da unište ne samo obloge kotlova, zgrada, već i metalne posude ako dođe do eksplozije u njima.

Kao rezultat paljenja i sagorijevanja, nastaje plamen, koji je vanjska manifestacija intenzivnih reakcija oksidansa tvari. Kretanje plamena kroz plinsku smjesu naziva se širenje plamena. U ovom slučaju, mješavina plina podijeljena je na dva dijela - izgorjeli plin, kroz koji je plamen već prošao, i nesagorjeli plin, koji će uskoro ući u područje plamena. Granica između ova dva dijela smjese goruće plinove naziva se fronta plamena.

Gorionik je tok koji sadrži mješavinu zraka, gorućih plinova, čestica goriva i produkata sagorijevanja, pri čemu dolazi do zagrijavanja, paljenja i sagorijevanja plinovitog goriva.

Na uobičajenim temperaturama u pećima (1000-1500 ° C), ugljikovodici, uključujući metan, čak i u vrlo kratkim vremenskim periodima, kao rezultat termičkog razlaganja, daju primjetne količine elementarnog ugljika. Kao rezultat pojave elementarnog ugljika u baklji, proces izgaranja u određenoj mjeri dobiva elemente heterogenog, tj. Koji se odvija na površini čvrstih čestica. Prisustvo katalizatora (oksidi gvožđa, nikla) ​​značajno ubrzava razgradnju metana i drugih ugljovodonika.

Tako je u peći ili radnom prostoru peći između trenutka ubrizgavanja plina i zraka i proizvodnje konačnih produkata sagorijevanja kao rezultat superpozicije procesa toplinskog razlaganja ugljikovodika i reakcije oksidacije lanca, vrlo složen uočena je slika koju karakterizira prisutnost i oksidacionih produkata SO 2 i N 2 O, i CO, H 2, elementarnog ugljika i proizvoda nepotpune oksidacije (od potonjeg je posebno važan formaldehid). Omjer ovih komponenti ovisit će o uvjetima i trajanju zagrijavanja plina prije reakcija oksidacije.

Tijekom sagorijevanja goriva dolazi do hemijskih procesa oksidacije njegovih zapaljivih komponenti, praćenih intenzivnim oslobađanjem topline i naglim porastom temperature produkata sagorijevanja.

Razlikovati homogeno sagorijevanje, koje se javlja u zapremini, kada su gorivo i oksidans u istom agregatnom stanju, i heterogeno sagorijevanje, koje se javlja na granici, kada su zapaljiva tvar i oksidator u različitim agregatnim stanjima.

Sagorijevanje plinovitih goriva homogen je proces. Tokom sagorijevanja, brzina naprednog procesa je neuporedivo veća od brzine obrnutog kretanja, pa se obrnuta reakcija može zanemariti. Podsjetimo da će za homogenu reakciju izgaranja izraz brzine izravne reakcije imati oblik:

gdje je time vrijeme; T- apsolutna temperatura; TO- univerzalna plinska konstanta; k- konstanta brzine reakcije, ovisno o prirodi reaktanata, djelovanju katalizatora, temperaturi; k 0 - empirijska konstanta; E- aktivacijsku energiju, koja karakterizira najmanji višak energije koji sudarne čestice moraju imati da bi došlo do reakcije.

Iz izraza (drugi se naziva Arrheniusova jednadžba) proizlazi da se brzina reakcije povećava s povećanjem koncentracija (tlak u sustavu) i temperature te sa smanjenjem energije aktivacije. Eksperimentalna mjerenja daju mnogo nižu vrijednost aktivacijske energije od zadanih zakonitosti kemijske kinetike. To je zbog činjenice da se procesi izgaranja plinova odnose na lančane reakcije i prolaze kroz međufaze s kontinuiranim stvaranjem aktivnih centara (atomi ili radikali).

Na primjer, kada vodik izgori (slika 3) uz pomoć slobodnih atoma kisika i hidroksilnih radikala, nastaju tri aktivna atoma vodika umjesto jednog koji je bio prisutan na početku razmatrane faze reakcije. Ovo trostruko javlja se u svakoj fazi, a broj aktivnih centara raste poput lavine u lančanim reakcijama. Osim toga, interakcije između nestabilnih međuproizvoda su mnogo brže nego između molekula.

Pirinač. 3. Shema lančane reakcije sagorijevanja vodika

Ukupna brzina reakcije izgaranja vodika određena je brzinom najsporije reakcije (izražena jednadžbom H + O 2 OH + H 2)  = kC n C o, gdje su C n, C o koncentracije atoma vodik i molekularni kisik.

Postupci oksidacije ugljikovodika koji čine organski dio prirodnih i pridruženih plinova su najsloženiji. Do sada nema jasnih ideja o kinetičkom mehanizmu reakcija, iako se sa sigurnošću može reći da sagorijevanje ima lanac u prisutnosti indukcijskog razdoblja i da nastaje stvaranjem brojnih međuprodukata djelomične oksidacije i razgradnje .

Približna shema postepenog sagorijevanja metana može se predstaviti skupom sljedećih reakcija:

Iako su početni i krajnji produkti reakcije izgaranja plinovi, u međuproizvodima, osim plinova, može postojati i elementarni ugljik u obliku najmanje suspenzije čađe.

Brzina reakcije sagorijevanja ugljičnog monoksida ovisi o koncentracijama ugljičnog monoksida i vodene pare u reakcijskoj zoni, a brzina lančanog sagorijevanja metana i drugih ugljikovodika ovisi o koncentracijama atomskog vodika, kisika i vodene pare.

Sagorijevanje plinovitog goriva kombinacija je složenih aerodinamičkih, toplinskih i kemijskih procesa. Proces sagorijevanja plinovitog goriva sastoji se od nekoliko faza: miješanje plina sa zrakom, zagrijavanje rezultirajuće smjese do temperature paljenja, paljenje i sagorijevanje.

Sagorijevanje plina je kombinacija sljedećih procesa:

Mešanje zapaljivog gasa sa vazduhom,

Zagrevanjem smeše,

Toplinsko razlaganje zapaljivih komponenti,

· Paljenje i hemijska kombinacija zapaljivih komponenti sa atmosferskim kiseonikom, praćena stvaranjem baklje i intenzivnim oslobađanjem toplote.

Do sagorijevanja metana dolazi prema reakciji:

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

Uslovi potrebni za sagorevanje gasa:

Osiguravajući potreban omjer zapaljivog plina i zraka,

· Zagrijavanje do temperature paljenja.

Ako je plin u smjesi plin-zrak manji od donje granice paljenja, neće izgorjeti.

Ako smjesa plin-zrak sadrži više plina od gornje granice zapaljivosti, neće izgorjeti u potpunosti.

Sastav proizvoda potpunog sagorijevanja plina:

CO 2 - ugljen -dioksid

H 2 O - vodena para

* N 2 - dušik (ne reagira s kisikom tijekom sagorijevanja)

Sastav proizvoda nepotpunog sagorijevanja plina:

CO - ugljen monoksid

· C - čađa.

Za sagorijevanje 1 m 3 prirodnog plina potrebno je 9,5 m 3 zraka. U praksi je potrošnja zraka uvijek veća.

Stav stvarna potrošnja vazduh do teoretski potrebni izdaci naziva se omjer viška zraka: α = L / L t.,

Gdje: L - stvarna potrošnja;

L t je teoretski potreban protok.

Omjer viška zraka uvijek je veći od jedan. Za prirodni gas to je 1,05 - 1,2.

2. Svrha, uređaj i glavne karakteristike protočnih bojlera.

Plinski bojleri na protok. Dizajnirani za zagrijavanje vode na određenu temperaturu tokom zahvata vode. Protočni grijači vode podijeljeni su prema opterećenju toplinske snage: 33600, 75600, 105000 kJ, prema stupnju automatizacije - u najviše i prve klase. Efikasnost d. bojleri 80%, sadržaj oksida nije veći od 0,05%, temperatura produkata sagorijevanja iza sjeckalice nije manja od 180 0 C. Princip se zasniva na zagrijavanju vode tokom perioda unosa vode.

Glavne jedinice protočnih bojlera su: uređaj za plamen na plin, izmjenjivač topline, sistem za automatizaciju i izlaz za plin. Plin niskog pritiska dovodi se u plamenik za ubrizgavanje. Proizvodi sagorijevanja prolaze kroz izmjenjivač topline i ispuštaju se u dimnjak. Toplina izgaranja prenosi se u vodu koja teče kroz izmjenjivač topline. Za hlađenje ložišta koristi se zavojnica kroz koju voda cirkulira kroz grijač. Grijači vode s plinskim protokom opremljeni su uređajima za ispuštanje plina i prekidačima vuče, koji u slučaju kratkotrajnog kvara vuče sprječavaju gašenje plamena uređaja plinskog gorionika. Za priključenje na dimnjak postoji dimovodna cijev.

Plinski bojler - VPG. Na prednjoj stjenci kućišta nalaze se: ručica za upravljanje plinskim ventilom, dugme za uključivanje elektromagnetnog ventila i prozor za posmatranje plamena upravljačkog i glavnog plamenika. Na vrhu uređaja nalazi se uređaj za odvođenje dima, na dnu se nalaze mlaznice za povezivanje uređaja na sustav za plin i vodu. Plin ulazi u elektromagnetni ventil, ventil za zatvaranje plina u jedinici plamenika vode-plin uzastopno uključuje gorionik za paljenje i dovodi plin do glavnog plamenika.

Blokiranje protoka plina do glavnog plamenika, uz obavezan rad upaljača, vrši se pomoću elektromagnetnog ventila koji se napaja termoelementom. Blokiranje opskrbe plinom do glavnog plamenika, ovisno o dostupnosti unosa vode, vrši se ventilom pogonjenim kroz šipku iz membrane vodenog blok-ventila.

Sagorijevanje plinovitog goriva kombinacija je sljedećih fizičkih i kemijskih procesa: miješanje zapaljivog plina sa zrakom, zagrijavanje smjese, toplinsko razlaganje zapaljivih komponenti, paljenje i kemijska kombinacija zapaljivih elemenata s atmosferskim kisikom.

Stabilno sagorijevanje mješavine plina i zraka moguće je uz kontinuirano snabdijevanje potrebne količine zapaljivog plina i zraka prema frontu sagorijevanja, njihovo temeljito miješanje i zagrijavanje do temperature paljenja ili spontanog paljenja (Tabela 5).

Paljenje mješavine plina i zraka može se provesti:

• zagrijavanje cijele zapremine mješavine plina i zraka na temperaturu samozapaljenja. Ova metoda se koristi u motorima s unutarnjim sagorijevanjem, gdje se smjesa plin-zrak zagrijava brzim sabijanjem do određenog tlaka;
• upotreba vanjskih izvora paljenja (upaljači itd.). U tom slučaju ne zagrijava se cijela mješavina plina i zraka do temperature paljenja, već dio. Ova metoda se koristi pri sagorijevanju plinova u plinskim plamenicima;
• postojeća baklja neprekidno tokom sagorevanja.

Za početak reakcije izgaranja plinovitog goriva potrebno je utrošiti određenu količinu energije potrebnu za prekid molekularnih veza i stvaranje novih.

Hemijska formula sagorijevanja plinovitog goriva, koja ukazuje na cijeli reakcijski mehanizam povezan s pojavom i nestankom velikog broja slobodnih atoma, radikala i drugih aktivnih čestica, složena je. Stoga se radi jednostavnosti koriste jednadžbe koje izražavaju početno i završno stanje reakcija sagorijevanja plina.

Ako ugljikovodične plinove označimo kao S m N n, tada će jednadžba za kemijsku reakciju sagorijevanja ovih plinova u kisiku poprimiti oblik

C m H n + (m + n / 4) O 2 = mCO 2 + (n / 2) H 2 O,

gdje je m broj ugljikovih atoma u ugljikovodičnom plinu; n je broj atoma vodika u plinu; (m + n / 4) - količina kisika potrebna za potpuno sagorijevanje plina.

U skladu s formulom izvode se jednadžbe sagorijevanja plinova:

• metan CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
• etan C 2 H 6 + 3,5O 2 = 2CO 2 + ZN 2 O
• butan C 4 H 10 + 6,5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 0
• propan C 3 H 8 + 5O 3 = 3CO 2 + 4H 2 O.

U praktičnim uvjetima sagorijevanja plina, kisik se ne uzima u čistom obliku, već se uključuje u zrak. Budući da se zrak sastoji po volumenu od 79% dušika i 21% kisika, tada je za svaki volumen kisika potrebno 100: 21 = 4,76 volumena zraka ili 79: 21 = = 3,76 volumena dušika. Tada se reakcija sagorijevanja metana u zraku može napisati na sljedeći način:

CH 4 + 2O 2 + 2 * 3,76N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 7,52N 2.

Iz jednadžbe se vidi da je za sagorijevanje 1 m 3 metana potrebno 1 m 3 kisika i 7,52 m 3 dušika ili 2 + 7,52 = 9,52 m 3 zraka.

Kao rezultat sagorijevanja 1 m 3 metana, dobiva se 1 m 3 ugljičnog dioksida, 2 m 3 vodene pare i 7,52 m 3 dušika. Donja tablica sažima ove podatke za najčešće zapaljive plinove.

Za proces sagorijevanja mješavine plina i zraka potrebno je da količina plina i zraka u smjesi plin-zrak bude unutar određenih granica. Ove granice se nazivaju granice zapaljivosti ili granice eksplozivnosti. Razlikovati donju i gornju granicu zapaljivosti. Minimalni sadržaj plina u mješavini plina i zraka, izražen u volumenskim postocima, pri kojem dolazi do paljenja, naziva se donja granica zapaljivosti. Maksimalni sadržaj plina u smjesi plin-zrak, iznad kojeg se smjesa ne zapali bez dodatnog opskrbe toplinom, naziva se gornja granica zapaljivosti.

Količina kisika i zraka pri sagorijevanju nekih plinova

	Za sagorijevanje 1 m 3 plina potrebno je, m 3		Kada se izgori 1 m 3 plina, oslobađa se, m 3				Kalorijska vrijednost He, kJ / m 3
	kiseonik		dioksid ugljenik
Ugljen monoksid

Ako smjesa plin-zrak sadrži plin manji od donje granice zapaljivosti, neće izgorjeti. Ako u smjesi plin-zrak nema dovoljno zraka, sagorijevanje se ne odvija u potpunosti.

Inertne nečistoće u plinovima imaju veliki utjecaj na vrijednosti granica eksplozivnosti. Povećanje sadržaja balasta (N 2 i CO 2) u plinu sužava granice zapaljivosti, a kada se sadržaj balasta podigne iznad određenih granica, mješavina plina i zraka ne zapali se u bilo kojem omjeru plina i zraka (donja tablica ).

Broj zapremina inertnog plina po 1 zapremini zapaljivog plina, pri čemu mješavina plina i zraka prestaje biti eksplozivna

Najmanja količina zraka potrebna za potpuno sagorijevanje plina naziva se teoretska brzina protoka zraka i označava se kao Lt, odnosno ako je neto kalorijska vrijednost plinskog goriva 33520 kJ / m 3 , tada je teoretski potrebna količina zraka za sagorijevanje 1 m 3 gas

L T= (33 520/4190) / 1,1 = 8,8 m 3.

Međutim, stvarni protok zraka uvijek je veći od teoretskog. To se objašnjava činjenicom da je vrlo teško postići potpuno sagorijevanje plina pri teoretskim brzinama protoka zraka. Stoga, svaka plinska instalacija za sagorijevanje plina radi s nešto viška zraka.

Dakle, praktična potrošnja zraka

L n = αL T,

gdje L n- praktična potrošnja zraka; α - odnos viška vazduha; L T- teoretska potrošnja zraka.

Omjer viška zraka uvijek je veći od jedan. Za prirodni gas, jeste α = 1,05 - 1,2. Koeficijent α pokazuje koliko puta stvarni protok zraka premašuje teoretski, uzeto kao jedinica. Ako α = 1, tada se naziva smjesa plin-zrak stehiometrijski.

At α = 1,2 sagorevanja gasa se vrši sa 20% viška vazduha. U pravilu se sagorijevanje plinova treba odvijati s minimalnom vrijednošću a, jer se smanjenjem viška zraka smanjuje gubitak topline s dimnim plinovima. Vazduh za sagorevanje je primarni i sekundarni. Primarni naziva se zrak koji ulazi u plamenik radi miješanja s plinom u njemu; sekundarno- zrak koji ulazi u zonu sagorijevanja nije pomiješan s plinom, već odvojeno.

Karakterizacija metana

§ Bezbojan;

§ netoksičan (netoksičan);

§ Bez mirisa i okusa.

§ Metan sadrži 75% ugljika, 25% vodika.

§ Specifična težina je 0,717 kg / m 3 (2 puta lakša od zraka).

§ Temperatura paljenja Je minimalna početna temperatura na kojoj počinje sagorijevanje. Za metan je jednako 645 o.

§ Temperatura sagorevanja Je maksimalna temperatura koja se može postići potpunim sagorijevanjem plina, ako količina zraka potrebna za sagorijevanje potpuno odgovara kemijskim formulama sagorijevanja. Za metan je jednako 1100-1400 o i zavisi od uslova sagorevanja.

§ Toplota sagorevanja Je li količina topline koja se oslobađa pri potpunom sagorijevanju 1 m 3 plina i jednaka je 8500 kcal / m 3.

§ Brzina širenja plamena jednako 0,67 m / s.

Mešavina vazduh-gas

U kojem se plinu nalazi:

Do 5% ne gori;

5 do 15% eksplodira;

Preko 15% gori pri dodavanju dodatnog zraka (sve ovisi o omjeru zapremine plina u zraku i naziva se granice eksplozivnosti)

Zapaljivi plinovi su bez mirisa, zbog njihovog blagovremenog otkrivanja u zraku, brzog i preciznog otkrivanja curenja, plin je mirisan, tj. dati miris. Da biste to učinili, upotrijebite ETHYLMERKOPTAN. Stopa odorizacije 16 g na 1000 m 3. Ako u zraku ima 1% prirodnog plina, trebali biste ga pomirisati.

Plin koji se koristi kao gorivo mora biti u skladu sa zahtjevima GOST -a i sadržavati štetnih nečistoća na 100m 3 ne više:

Vodikov sulfid 0,0 2 G / kubni metar

Amonijak 2 gr.

Cijanovodična kiselina 5 gr.

Smola i prašina 0,001 g / m3

Naftalen 10 gr.

Kiseonik 1%.

Korištenje prirodnog plina ima nekoliko prednosti:

· Odsustvo pepela i prašine i uklanjanje čvrstih čestica u atmosferu;

· Visoka toplota sagorevanja;

· Lakoća transporta i spaljivanja;

· Lakši rad uslužnog osoblja;

· Poboljšani sanitarni i higijenski uslovi u kotlarnicama i susjednim područjima;

· Širok raspon automatske regulacije.

Prilikom korištenja prirodnog plina potrebne su posebne mjere opreza jer moguće curenje kroz curenje na spojevima plinovoda i armature. Prisutnost više od 20% plina u prostoriji uzrokuje gušenje, njegovo nakupljanje u zatvorenoj zapremini preko 5% do 15% dovodi do eksplozije mješavine plina i zraka. Kod nepotpunog sagorijevanja emitira se ugljični monoksid, koji je čak i pri niskoj koncentraciji (0,15%) otrovan.

Sagorevanje prirodnog gasa

Sagorevanjem naziva se brza kemijska kombinacija zapaljivih dijelova goriva s kisikom u zraku, javlja se pri visokim temperaturama, popraćena oslobađanjem topline s stvaranjem plamena i produkata sagorijevanja. Dolazi do sagorevanja potpuna i nepotpuna.

Potpuno sagorevanje- nastaje kada postoji dovoljna količina kisika. Uzrok je nedostatak kisika nepotpuno sagorevanje, u kojem se emitira manje topline nego u cijelosti, ugljikov monoksid (otrovan učinak na operativno osoblje), čađa se stvara na površini kotla i povećavaju se gubici topline, što dovodi do prekomjerne potrošnje goriva, smanjenja učinkovitosti bojler i zagađenje atmosfere.

Proizvodi sagorijevanja prirodnog plina su- ugljični dioksid, vodena para, nešto viška kisika i dušika. Višak kiseonika sadržan je u produktima sagorijevanja samo u onim slučajevima kada dolazi do sagorijevanja sa viškom zraka, a dušik se uvijek nalazi u proizvodima sagorijevanja, jer sastavni je dio zraka i ne učestvuje u sagorijevanju.

Produkti nepotpunog sagorijevanja plina mogu biti ugljični monoksid, neizgorjeli vodik i metan, teški ugljikovodici, čađa.

Reakcija na metan:

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

Prema formuli za sagorijevanje 1 m 3 metana potrebno je 10 m 3 zraka u kojem ima 2 m 3 kisika. U praksi, za sagorijevanje 1 m 3 metana potrebno je više zraka, uzimajući u obzir sve moguće gubitke, za to se primjenjuje koeficijent TO višak zraka, što = 1,05-1,1.

Teorijska zapremina zraka = 10 m 3

Praktična zapremina zraka = 10 * 1,05 = 10,5 ili 10 * 1,1 = 11

Potpunost sagorijevanja gorivo se može vizuelno odrediti prema boji i prirodi plamena, kao i pomoću analizatora gasa.

Prozirni plavi plamen - potpuno sagorijevanje plina;

Crvena ili žuta sa zadimljenim prugama - nepotpuno sagorijevanje.

Sagorijevanje se regulira povećanjem dovoda zraka u peć ili smanjenjem dovoda plina. Ovaj proces koristi primarni i sekundarni vazduh.

Sekundarni zrak- 40-50% (pomešano sa gasom u kotlovskoj peći tokom sagorevanja)

Primarni zrak-50-60% (pomiješano s plinom u plameniku prije sagorijevanja) za sagorijevanje se koristi mješavina plina i zraka

Sagorijevanje karakteriše brzina širenja plamena Je brzina kojom se prednji element plamena distribuirao relativno svjež mlaz mješavine plina i zraka.

Brzina sagorijevanja i širenje plamena ovise o:

· Iz sastava smjese;

· Od temperature;

· Od pritiska;

· O odnosu gasa i vazduha.

Brzina gorenja određuje jedan od glavnih uvjeta za pouzdan rad kotlovnice i karakterizira je odvajanje plamena i proboj.

Odvajanje plamena- nastaje ako je brzina mješavine plina i zraka na izlazu iz plamenika veća od brzine gorenja.

Razlozi razdvajanja: prekomerno povećanje dovoda gasa ili prekomerni vakuum u peći (promaja). Odvajanje plamena primjećuje se pri paljenju i pri uključivanju plamenika. Odvajanje plamena dovodi do kontaminacije plina u kanalima za peći i kotlova i do eksplozije.

Proboj plamena- nastaje ako je brzina širenja plamena (brzina gorenja) veća od brzine istjecanja mješavine plina i zraka iz plamenika. Proboj je praćen sagorijevanjem mješavine plina i zraka unutar plamenika, plamenik se zagrijava i ne radi. Ponekad je proboj popraćen pucanjem ili eksplozijom unutar plamenika. U tom slučaju može se uništiti ne samo plamenik, već i prednji zid kotla. Proboj se događa s naglim smanjenjem opskrbe plinom.

Ako se plamen prekine i probije, servisno osoblje mora zaustaviti dovod goriva, otkriti i otkloniti uzrok, prozračiti peć i plinske kanale 10-15 minuta i ponovno zapaliti vatru.

Proces sagorijevanja plinovitog goriva može se podijeliti u 4 faze:

1. Odliv gasa iz mlaznice plamenika u gorionik pod pritiskom povećane brzine.

2. Formiranje mješavine plina i zraka.

3. Paljenje nastale zapaljive smjese.

4. Sagorijevanje zapaljive smjese.

Gasovodi

Plin se potrošaču isporučuje putem plinovoda - spoljašnje i unutrašnje- do distributivnih stanica za gas koje se nalaze izvan grada, a od njih preko gasovoda do kontrolnih tačaka za gas Hidraulički lom ili uređaj za kontrolu gasa GRU industrijska preduzeća.

Plinovodi su:

· visoki pritisak prve kategorije preko 0,6 MPa uključujući i do 1,2 MPa;

· visoki pritisak druge kategorije preko 0,3 MPa do 0,6 MPa;

· srednji pritisak treće kategorije preko 0,005 MPa do 0,3 MPa;

· nizak pritisak četvrte kategorije uključujući do 0,005MPa.

MPa - znači Mega Pascal

U kotlovnici se polažu samo plinovodi srednjeg i niskog pritiska. Dio od distributivnog plinovoda mreže (grada) do prostorije, zajedno s uređajem za odvajanje, naziva se ulaz.

Ulazni plinovod smatra se presjekom uređaja za odvajanje na ulazu, ako je instaliran izvan prostorije do unutrašnjeg plinovoda.

Na ulazu plina u kotlovnicu trebao bi postojati ventil na osvijetljenom i prikladnom mjestu za održavanje. Ispred ventila mora postojati izolacijska prirubnica za zaštitu od zalutalih struja. Na svakom kraku od distributivnog plinovoda do kotla predviđena su najmanje 2 uređaja za odvajanje, od kojih je jedan instaliran neposredno ispred plamenika. Osim armature i instrumenata na gasovodu, ispred svakog kotla mora se instalirati automatski uređaj kako bi se osigurao siguran rad kotla. Kako bi se spriječio prodor plinova u peć kotla, u slučaju neispravnosti uređaja za zatvaranje, potrebni su čepovi za čišćenje i sigurnosni cjevovodi sa zatvaračima, koji moraju biti otvoreni kada su kotlovi neaktivni. Gasovodi niskog pritiska u kotlarnicama su obojeni žutom bojom, a gasovodi srednjeg pritiska žuto obojeni crvenim prstenovima.

Plinski gorionici

Plinski gorionici- uređaj za plinski gorionik dizajniran za opskrbu pripremljene mješavine plina i zraka ili odvojenog plina i zraka do mjesta sagorijevanja, ovisno o tehnološkim zahtjevima, kao i za osiguranje stabilnog sagorijevanja plinovitog goriva i kontrolu procesa sagorijevanja.

Na gorionike se postavljaju sljedeći zahtjevi:

· Glavne vrste gorionika moraju se serijski proizvoditi u tvornicama;

· Gorionici moraju osigurati prolaz određene količine plina i potpunost njegovog sagorijevanja;

· Osigurati minimalnu količinu štetnih emisija u atmosferu;

· Mora raditi bez buke, odvajanja i proboja plamena;

· Trebaju biti laki za održavanje, pogodni za reviziju i popravak;

· Ako je potrebno, može se koristiti za rezervno gorivo;

· Uzorci novonastalih i radnih gorionika podliježu GOST ispitivanju;

Glavna karakteristika gorionika je njegova toplotna snaga, koji se razumijeva kao količina topline koja se može osloboditi pri potpunom sagorijevanju goriva koje se dovodi kroz plamenik. Sve ove karakteristike možete pronaći u tehničkom listu plamenika.

Aleksandar Pavlovič Konstantinov

Glavni inspektor za sigurnosnu kontrolu nuklearnih i radijaciono opasnih objekata. Kandidat tehničkih nauka, vanredni profesor, profesor Ruske akademije prirodnih nauka.

Kuhinja sa plinskim štednjakom često je glavni izvor zagađenja zraka u cijelom stanu. I, što je vrlo važno, to se odnosi na većinu stanovnika Rusije. Zaista, u Rusiji 90% gradskog i preko 80% ruralnog stanovništva koristi plinske peći. Khata, Z.I. Zdravlje ljudi u savremenom ekološkom okruženju. - M .: FAIR-PRESS, 2001.- 208 str..

Posljednjih godina pojavile su se publikacije ozbiljnih istraživača o velikoj opasnosti po zdravlje plinskih peći. Ljekari znaju da u kućama u kojima su ugrađene plinske peći stanovnici češće i duže boluju nego u kućama sa električnim štednjacima. Štoviše, govorimo o mnogim različitim bolestima, a ne samo o bolestima respiratornog trakta. Pad zdravstvenog stanja posebno je primjetan kod žena, djece, kao i kod starijih i hroničnih bolesnika koji više vremena provode kod kuće.

Profesor V. Blagov nije uzalud nazvao upotrebu plinskih peći "kemijskim ratom velikih razmjera protiv vlastitog naroda".

Zašto je korištenje plina za kućanstvo loše za vaše zdravlje

Pokušajmo odgovoriti na ovo pitanje. Nekoliko je faktora koji zajedno čine upotrebu plinskih peći opasnom po zdravlje.

Prva grupa faktora

Ova grupa faktora je posljedica same kemije procesa sagorijevanja prirodnog plina. Čak i ako bi plin u domaćinstvu potpuno izgorio do vode i ugljičnog dioksida, to bi dovelo do pogoršanja sastava zraka u stanu, posebno u kuhinji. Zaista, kisik se sagorijeva iz zraka, dok se koncentracija ugljičnog dioksida povećava. Ali to nije glavni problem. Na kraju, ista stvar se događa sa zrakom koji osoba udiše.

Mnogo je gore što se u većini slučajeva izgaranje plina ne događa u potpunosti, a ne 100%. Nepotpuno sagorijevanje prirodnog plina proizvodi mnogo otrovnije proizvode. Na primjer, ugljični monoksid (ugljični monoksid) čija koncentracija može biti 20 puta veća od dopuštene norme za 20-25 puta. Ali to dovodi do glavobolje, alergija, tegoba, slabljenja imunološkog sistema. Yakovleva, M.A. I imamo plin u stanu. - Poslovni ekološki časopis. - 2004. - br. 1 (4). - S. 55..

Osim ugljičnog monoksida, u zrak se emitira i sumpor dioksid, oksidi dušika, formaldehid i benzpiren, snažan kancerogen. U gradovima se benzin ispušta u zrak zbog emisija iz metalurških preduzeća, termoelektrana (posebno na ugljen) i automobila (posebno starih). Ali koncentracija benzpirena čak ni u zagađenom vanjskom zraku ne može se usporediti s njegovom koncentracijom u stanu. Slika prikazuje koliko još benzpirena dobijemo dok smo u kuhinji.

Unos benzpirena u ljudsko tijelo, μg / dan

Uporedimo prve dvije kolone. U kuhinji primamo 13,5 puta više štetnih tvari nego na ulici! Radi jasnoće, procijenimo unos benzopirena u naše tijelo ne u mikrogramima, već u razumljivijem ekvivalentu - broju cigareta koje se dnevno puše. Dakle, ako pušač puši jedno pakovanje (20 cigareta) dnevno, tada u kuhinji osoba dobije ekvivalent od dvije do pet cigareta dnevno. Odnosno, domaćica, koja ima plinski štednjak, malo "puši".

Druga grupa faktora

Ova grupa je povezana sa radnim uslovima plinskih peći. Svaki vozač zna da se ne može biti u garaži istovremeno s automobilom s upaljenim motorom. Ali u kuhinji imamo upravo takav slučaj: sagorijevanje ugljikovodičnog goriva u zatvorenom prostoru! Nedostaje nam uređaj koji ima svaki automobil - ispušna cijev. Prema svim higijenskim pravilima, svaka plinska peć mora biti opremljena kišobranom za izduvnu ventilaciju.

Situacija je posebno loša ako u malom stanu imamo malu kuhinju. Oskudna površina, minimalna visina stropa, loša ventilacija i plinska peć radi cijeli dan. No, pri niskim stropovima produkti izgaranja plina akumuliraju se u gornjem sloju zraka debljine do 70-80 centimetara. Boyko, A.F. Zdravlje 5+. - M .: Rossiyskaya Gazeta, 2002.- 365 str..

Često se rad domaćice kod plinske peći upoređuje sa štetnim radnim uslovima u proizvodnji. Ovo nije sasvim tačno. Proračuni pokazuju da ako je kuhinja mala i nema dobru ventilaciju, onda imamo posla s posebno štetnim radnim uvjetima. Vrsta metalurga koji služi koksne baterije.

Kako smanjiti štetu od plinske peći

Kako možemo biti ako je sve tako loše? Možda se zaista isplati riješiti plinske peći i instalirati električnu ili indukcijsku? Dobro je ako postoji takva prilika. A ako ne? U ovom slučaju postoji nekoliko jednostavnih pravila. Dovoljno ih je promatrati, a štetu po zdravlje od plinske peći možete smanjiti deset puta. Navodimo ova pravila (većina su preporuke profesora Yu.D. Gubernskog) Ilnitski, A. Miriše na gas. - Budite zdravi !. - 2001. - br. 5. - str. 68–70..

1. Iznad peći mora biti instalirana izduvna napa sa filterom za vazduh. Ovo je najmoćnija tehnika. Ali čak i ako iz nekog razloga to ne možete učiniti, ostalih sedam pravila ukupno će također značajno smanjiti zagađenje zraka.
2. Promatrajte potpunost sagorijevanja plina. Ako odjednom boja plina nije onakva kakva bi trebala biti prema uputama, odmah pozovite plinske radnike da reguliraju pokvareni plamenik.
3. Ne zatrpavajte peć nepotrebnim posuđem. Posuđe za kuhanje smije stajati samo na gorionicima koji rade. U tom slučaju bit će omogućen slobodan pristup zraka gorionicima i potpunije sagorijevanje plina.
4. Bolje je koristiti najviše dva plamenika istovremeno, ili pećnicu i jedan plamenik. Čak i ako vaša peć ima četiri plamenika, najbolje je uključiti najviše dva istovremeno.
5. Maksimalno vrijeme neprekidnog rada plinske peći je dva sata. Nakon toga morate napraviti pauzu i temeljito prozračiti kuhinju.
6. Tokom rada plinske peći vrata kuhinje moraju biti zatvorena, a prozorsko krilo otvoreno. Ovo će osigurati da se proizvodi sagorijevanja uklanjaju ulicom, a ne kroz dnevne sobe.
7. Nakon što plinski štednjak završi s radom, preporučljivo je provjetriti ne samo kuhinju, već i cijeli stan. Poželjna je ventilacija.
8. Nikada ne koristite plinski štednjak za zagrijavanje i sušenje rublja. Nećete zapaliti vatru usred kuhinje u ovu svrhu, zar ne?