1. Siūlomos energijos vartojimo efektyvumo didinimo technologijos (metodo) aprašymas, jos naujumas ir žinomumas.

Deginant kurą katiluose, oro perteklius gali sudaryti nuo 3 iki 70% (išskyrus siurbtukus) oro, kurio deguonis dalyvauja cheminė reakcija kuro oksidacija (degimas).

„Perteklinis oras“, deginantis kurą, yra ta dalis atmosferos oras, kurio deguonis nedalyvauja cheminėje kuro oksidacijos (degimo) reakcijoje, tačiau būtina sukurti reikiamą greičio režimą kuro ir oro mišinio nutekėjimui iš katilo degiklio. „Perteklinis oras“ yra kintama vertė ir to paties katilo atveju jis yra atvirkščiai proporcingas sudeginto kuro kiekiui, arba kuo mažiau deginama degalų, tuo mažiau deguonies reikia jo oksidacijai (degimui), bet daugiau „oro pertekliaus“. reikalingas norint sukurti reikiamą greitį kuro ir oro mišinio nutekėjimas iš katilo degiklio. „Oro pertekliaus“ procentas visame oro sraute, naudojamame visiškam kuro deginimui, nustatomas pagal deguonies procentą išeinančiame išmetamųjų dujų.

Jei sumažės „perteklinio oro“ procentas, išmetamosiose išmetamosiose dujose atsiras anglies monoksidas „CO“ (nuodingos dujos), o tai rodo, kad kuras yra nepakankamai sudegintas; jo praradimas, o „perteklinio oro“ naudojimas praranda šiluminę energiją jo šildymui, o tai padidina sudeginto kuro sunaudojimą ir padidina šiltnamio efektą sukeliančių dujų „СО 2“ išmetimą į atmosferą.

Atmosferos orą sudaro 79% azoto (N 2 yra inertinės dujos be spalvos, skonio ir kvapo), kuris atlieka pagrindinę funkciją-sukurti reikiamą greičio režimą kuro ir oro mišinio nutekėjimui iš elektrinės degiklio. visiškam ir stabiliam kuro ir 21% deguonies (O 2), kuris yra kuro oksidatorius, degimui. Išmetamosios dujos ties vardinis režimas gamtinių dujų deginimą katilinėse sudaro 71% azoto (N 2), 18% vandens (H 2 O), 9% anglies dioksidas(CO 2) ir 2% deguonies (O 2). Deguonies procentas išmetamosiose dujose, lygus 2% (išeinant iš krosnies), rodo 10% atmosferos oro pertekliaus visame oro sraute, dalyvaujančiame kuriant reikiamą greičio režimą kuro ir oro mišinio nutekėjimui iš katilo bloko degiklio įtaisas visiškam oksidacijos (degimo) kurui.

Visiškai deginant kurą katiluose, būtina naudoti išmetamąsias dujas, pakeičiant jomis „oro perteklių“, kuris neleis susidaryti NOx (iki 90,0%) ir sumažins „šiltnamio efektą sukeliančių dujų“ (СО 2), taip pat sudegusio kuro sąnaudos (iki 1,5%).

Išradimas susijęs su šilumos energijos inžinerija, ypač deginimo jėgainėmis skirtingi tipai degalai ir išmetamųjų dujų panaudojimo degalams deginti jėgainėse metodai.

Kuro deginimo jėgainėje yra krosnis (1) su degikliais (2) ir konvekcinis dūmtraukis (3), prijungtas per dūmų šalintuvą (4) ir kaminą (5) prie kamino (6); lauko oro ortakį (9), prijungtą prie dūmtraukio (5) per išmetamųjų dujų aplinkkelį (11), ir lauko oro / išmetamųjų dujų mišinio kanalą (14), prijungtą prie pūstuvo (13); droselis (10), sumontuotas ant ortakio (9), ir vožtuvas (12), sumontuotas ant išmetamųjų dujų aplinkkelio vamzdyno (11), ir droselis (10) ir vožtuvas (12) yra su pavaromis; oro šildytuvas (8), esantis konvekciniame dujų kanale (3), prijungtas prie pūstuvo (13) ir prijungtas prie degiklių (2) per ortakį (15) iš šildomo išorinio oro ir išmetamųjų dujų mišinio; išmetamųjų dujų mėginių ėmimo jutiklis (16), sumontuotas prie konvekcinio dujų kanalo (3) įleidimo angos ir prijungtas prie dujų analizatoriaus (17) deguonies ir anglies monoksido kiekiui išmetamosiose dujose nustatyti; elektroninis valdymo blokas (18), kuris yra prijungtas prie dujų analizatoriaus (17) ir prie droselio (10) ir vožtuvo (12) pavaros. Išmetamųjų dujų panaudojimo kurui deginti metodas elektrinė apima dalį išmetamųjų dujų iš statinis slėgis daugiau nei atmosferos iš kamino (5) ir jo tiekimo per aplinkkelio vamzdyną (11) išmetamųjų dujų į išorinio oro ortakį (9), kai statinis išorinio oro slėgis yra mažesnis nei atmosferos; išorinio oro ir išmetamųjų dujų tiekimo reguliavimas droselio (10) ir vožtuvo (12) pavaromis, valdomomis elektroninio valdymo bloko (18), kad deguonies procentas išoriniame ore sumažėtų iki lygis, kuriame prie įėjimo į konvekcinį dūmtraukį (3) deguonies kiekis išmetamosiose dujose buvo mažesnis nei 1%, nesant anglies monoksido; tolesnis išmetamųjų dujų maišymas su išoriniu oru kanale (14) ir pūstuve (13), kad būtų gautas vienalytis išorinio oro ir išmetamųjų dujų mišinys; gauto mišinio kaitinimas oro šildytuve (8) dėl išmetamųjų dujų šilumos panaudojimo; pašildyto mišinio tiekimas į degiklius (2) per ortakį (15).

2. Energijos vartojimo efektyvumo didinimo rezultatas, masiškai priimant.
Kuro taupymas katilinėse, kogeneracinėse ir SDPP iki 1,5%

3. Ar reikia papildomų tyrimų, siekiant išplėsti šios technologijos diegimo objektų sąrašą?
Jis egzistuoja, nes siūloma technologija taip pat gali būti taikoma varikliams vidaus degimas ir dujų turbinų įrenginiams.

4. Priežastys, dėl kurių siūloma energiją taupanti technologija netaikoma masiškai.
Pagrindinė priežastis - siūlomos technologijos naujumas ir šilumos energetikos srities specialistų psichologinė inercija. Būtina tarpininkauti siūlomai technologijai Energetikos ir Aplinkos ministerijose, energetikos įmonėse, gaminančiose elektrą ir šilumą.

5. Esamos skatinimo, prievartos priemonės, paskatos įgyvendinti siūlomą technologiją (metodą) ir poreikis jas tobulinti.
Naujų, griežtesnių aplinkosaugos reikalavimų dėl NOx išmetimo iš katilų įvedimas

6. Techninių ir kitų technologijų (metodo) naudojimo įvairiuose objektuose apribojimų buvimas.
Išplėskite 4.3.25 punkto „MAITINIMO ĮRENGINIŲ IR RUSIJOS FEDERACIJOS TECHNINIO VEIKIMO TAISYKLĖS RUSIJOS FEDERACIJOS MINISTERIJOS 2003 M. BIRŽELIO 19 D. Nr. 229 užsakymo“ poveikį katilams, deginantiems bet kokio tipo kurą. Kitame leidime: „... Įjungta garo katilai deginant bet kokį kurą, esant reguliavimo apkrovų diapazonui, paprastai jis turi būti deginamas, kai oro koeficientų perteklius krosnies išleidimo angoje yra mažesnis nei 1,03 ... ".

7. MTTP ir papildomų bandymų poreikis; darbo temos ir tikslai.
MTTP poreikis yra gauti vaizdinę informaciją (mokomąjį filmą), kad šilumos ir elektros energijos įmonių darbuotojai būtų supažindinti su siūloma technologija.

8. Galimi dekretai, taisyklės, instrukcijos, standartai, reikalavimai, draudžiamosios priemonės ir kiti dokumentai, reglamentuojantys šios technologijos (metodo) naudojimą ir privalomi vykdyti; poreikis juos keisti arba būtinybė keisti pačius šių dokumentų formavimo principus; iš anksto egzistavęs norminiai dokumentai, reglamentus ir jų atkūrimo būtinybę.
Išplėsti 2003 m. Birželio 19 d. RUSIJOS FEDERACIJOS ENERGETIKOS MINISTERIJOS REGISTRACIJOS FEDERACIJOS TECHNINIO VEIKIMO TAISYKLIŲ IR TINKLŲ TAISYKLĖS Nr. 229 veiksmus.

4.3.25 p. katilams, deginantiems bet kokį kurą. Kitame leidime: „… Garų katiluose, deginančiuose kurą, kontroliuojamame apkrovų diapazone jo degimas paprastai turėtų būti atliekamas, kai oro koeficientų perteklius krosnies išleidimo angoje yra mažesnis nei 1,03 ...».

4.3.28 p. „... Sieros mazuto katilas turi būti įjungiamas naudojant iš anksto įjungtą oro šildymo sistemą (oro šildytuvus, karšto oro recirkuliacijos sistemą). Oro temperatūra prieš oro šildytuvą pradiniu alyvos katilo užsidegimo laikotarpiu paprastai turi būti bent 90 ° C. Katilas turi būti įjungiamas naudojant bet kokios rūšies kurą, kai oro recirkuliacijos sistema yra įjungta.»

9. Poreikis kurti naujus ar keisti esamus įstatymus ir kitus teisės aktus.
Nereikalaujama

10. Įgyvendintų bandomųjų projektų prieinamumas, jų analizė tikras efektyvumas, nustatė trūkumus ir pasiūlymus tobulinti technologiją, atsižvelgiant į sukauptą patirtį.
Siūloma technologija buvo išbandyta ant sienos dujinis katilas su priverstine trauka ir išmetamųjų dujų (gamtinių dujų degimo produktų) išleidimu į pastato fasadą, kurio vardinė galia 24,0 kW, bet esant 8,0 kW apkrovai. Išmetamosios dujos buvo tiekiamos į katilą dėl ortakio, sumontuoto 0,5 m atstumu nuo bendraašio išėjimo kaminas katilas. Dėžutė laikė išeinančius išmetamųjų dujų kanalus, kurie savo ruožtu pakeitė „perteklinį orą“, reikalingą visiškam gamtinių dujų deginimui, o išmetimas buvo stebimas dujų analizatoriumi, sumontuotu katilo dujų kanalo išleidimo angoje (įprastoje vietoje). Eksperimento metu pavyko sumažinti NOx išmetimą 86,0% ir sumažinti "šiltnamio efektą sukeliančių dujų" išmetimą 1,3%.

11. Galimybė daryti įtaką kitiems procesams masiškai diegiant šią technologiją (aplinkos situacijos pokyčiai, galimas poveikis žmonių sveikatai, padidėjęs elektros tiekimo patikimumas, keičiami dienos ar sezoniniai apkrovos grafikai) elektros įranga, pasikeitimas ekonominiai rodikliai energijos gamyba ir perdavimas ir kt.).
Aplinkos būklės, turinčios įtakos žmonių sveikatai, gerinimas ir kuro sąnaudų šilumos gamybai mažinimas.

12. Poreikis specialiai parengti kvalifikuotą personalą, kad būtų galima naudoti įdiegtą technologiją ir plėtoti gamybą.
Pakanka mokyti esamą katilinių įrenginių eksploatuojantį personalą su siūloma technologija.

13. Numatomi įgyvendinimo būdai:
komercinis finansavimas (kompensuojant išlaidas), nes siūloma technologija atsiperka ne ilgiau kaip dvejus metus.

Informaciją pateikė: Y. Panfil, PO Box 2150, Kišiniovas, Moldova, MD 2051, el. [apsaugotas el. paštas]

Į pridėti aprašymą energijos taupymo technologija į katalogą, užpildykite klausimyną ir nusiųskite jį pažymėta „prie katalogo“.

Puslapis 1

Išmetamųjų dujų sudėtis apskaičiuojama remiantis degimo reakcijomis sudedamosios dalys kuro.

Išmetamųjų dujų sudėtis nustatoma naudojant specialūs prietaisai vadinami dujų analizatoriais. Tai yra pagrindiniai įtaisai, lemiantys degimo proceso tobulumo laipsnį ir efektyvumą, atsižvelgiant į anglies dioksido kiekį išmetamosiose dujose, optimali vertė kuris priklauso nuo kuro rūšies, degimo įtaiso tipo ir kokybės.

Išmetamųjų dujų sudėtis esant pastoviai būsenai keičiasi taip: H2S ir S02 kiekis nuolat mažėja, 32, CO2 ir CO kinta nežymiai / Deginant sluoksnius po sluoksnio oksai, regeneruojami viršutiniai katalizatoriaus sluoksniai. anksčiau nei žemesni. Reakcijos jaunystėje pastebimas laipsniškas temperatūros sumažėjimas, o išmetamosiose dujose reaktoriaus išleidimo angoje atsiranda deguonis.

Išmetamųjų dujų sudėtis kontroliuojama mėginiais.

Išmetamųjų dujų sudėtį lemia ne tik vandens garų kiekis, bet ir kitų komponentų kiekis.

Išmetamųjų dujų sudėtis skiriasi priklausomai nuo degiklio ilgio. Į šį pokytį neįmanoma atsižvelgti apskaičiuojant spinduliuotės šilumos perdavimą. Štai kodėl praktiniai skaičiavimai spinduliuotės šilumos mainai atliekami atsižvelgiant į išmetamųjų dujų sudėtį kameros gale. Šis supaprastinimas tam tikru mastu yra pateisinamas atsižvelgiant į tai, kad degimo procesas paprastai vyksta intensyviai pradinėje, nelabai didelėje kameros dalyje, todėl didžiąją kameros dalį užima dujos, kurių sudėtis yra artima jos sudėčiai pabaigoje kameros. Pabaigoje beveik visada yra labai mažai produktų. nepilnas degimas.  

Išmetamųjų dujų sudėtis apskaičiuojama pagal kuro sudedamųjų dalių degimo reakcijas.

Išmetamųjų dujų sudėtis visiškai deginant skirtingų laukų dujas šiek tiek skiriasi.

Į išmetamųjų dujų sudėtį įeina: 2 61 kg СО2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg N2 ir 3 81 kg oro 1 kg anglies. Esant 870 C, išmetamųjų dujų tūris 1 kg anglies yra 45 m3, o esant 16 C - 11 3 m3; išmetamųjų dujų mišinio tankis yra lygus 0 318 kg / l3, o tai yra 1 03 kartų didesnis už tos pačios temperatūros oro tankį.

Degimo produktų dujinių komponentų matavimo vienetai →

Skilties turinys

Kai organinis kuras deginamas katilinėse, įvairių produktų degimas, pvz., anglies oksidai CO x = CO + CO 2, vandens garai H 2 O, sieros oksidai SO x = SO 2 + SO 3, azoto oksidai NO x = NO + NO 2, policikliniai aromatiniai angliavandeniliai (PAH), fluoridai, vanadžio junginiai V 2 O 5, kietos dalelės ir kt. (žr. 7.1.1 lentelę). Nepilnai deginant kurą krosnyse, išmetamosiose dujose taip pat gali būti angliavandenilių CH 4, C 2 H 4 ir tt. Visi nepilno degimo produktai yra kenksmingi, tačiau moderni technologija deginant kurą, jų susidarymą galima sumažinti iki minimumo [1].

7.1.1 lentelė. Savitasis išmetamųjų teršalų kiekis deginant organinį kurą galios katilai [ 3 ]

Legenda: A p, S p - atitinkamai pelenų ir sieros kiekis darbinė masė degalai,%.

Aplinkos sanitarinio vertinimo kriterijus yra maksimalus leistina koncentracija(MPC) kenksmingos medžiagos aplinkos ore žemės lygyje. MPC turėtų būti suprantama kaip tokia įvairių medžiagų ir cheminių junginių koncentracija, kuri nesukelia jokių patologinių pokyčių ar ligų, ilgą laiką veikiant žmogaus kūną.

Didžiausios leistinos kenksmingų medžiagų koncentracijos (MPC) apgyvendintų vietovių atmosferos ore pateiktos lentelėje. 7.1.2 [4]. Didžiausia vienkartinė kenksmingų medžiagų koncentracija nustatoma pagal mėginius, paimtus per 20 minučių, vidutinę kasdien - per dieną.

7.1.2 lentelė. Didžiausia leistina kenksmingų medžiagų koncentracija apgyvendintų vietovių atmosferos ore

Teršalas	Didžiausia leistina koncentracija, mg / m 3
Maksimalus vienkartinis	Vidutiniškai per dieną
Dulkės netoksiškos	0,5	0,15
sieros dioksidas	0,5	0,05
Smalkės	3,0	1,0
Smalkės	3,0	1,0
Azoto dioksidas	0,085	0,04
Azoto oksidas	0,6	0,06
Suodžiai (suodžiai)	0,15	0,05
Vandenilio sulfidas	0,008	0,008
Benz (a) pirenas	-	0,1 μg / 100 m 3
Vanadžio pentaksidas	-	0,002
Fluoro junginiai (naudojant fluorą)	0,02	0,005
Chloras	0,1	0,03

Skaičiavimai atliekami atskirai kiekvienai pavojingai medžiagai, kad kiekvienos iš jų koncentracija neviršytų lentelėje nurodytų verčių. 7.1.2. Katilinėms šios sąlygos sugriežtinamos įvedant papildomi reikalavimai dėl būtinybės pridėti sieros ir azoto oksidų poveikį, kurį lemia išraiška

Tuo pačiu metu dėl vietinio oro trūkumo ar nepalankių terminių ir aerodinaminių sąlygų krosnyse ir degimo kamerose susidaro neišsamūs degimo produktai, daugiausia sudaryti iš anglies monoksido CO (anglies monoksido), vandenilio H 2 ir įvairių angliavandenilių, kurie apibūdina šilumos nuostolius. katilo įrenginyje nuo cheminio degimo neužbaigtumo (cheminis neišsamus degimas).

Be to, degimo metu susidaro daug cheminių junginių, susidarančių oksiduojant įvairius kuro komponentus ir azotą ore N 2. Svarbiausia jų dalis yra azoto oksidai NO x ir siera SO x.

Azoto oksidai susidaro oksiduojant tiek molekulinį azotą ore, tiek azotą degaluose. Eksperimentiniai tyrimai parodė, kad didžiausia NO x dalis, susidariusi katilų krosnyse, ty 96 ÷ 100%, tenka azoto monoksidui (oksidui) NO. Dioksidas NO 2 ir azoto hemioksidas N 2 O susidaro daug mažesniais kiekiais, o jų dalis yra apytiksliai: NO 2 - iki 4%, o N 2 O - šimtųjų procentų visos NO x emisijos. Įprastomis degimo degimo katiluose sąlygomis azoto dioksido NO 2 koncentracija, kaip taisyklė, yra nereikšminga, palyginti su NO kiekiu ir paprastai svyruoja nuo 0 iki 7 ppm iki 20 ÷ 30 ppm... Tuo pačiu metu greitas karštų ir šaltų regionų maišymasis neramioje liepsnoje gali sukelti gana didelę azoto dioksido koncentraciją šaltuose srauto regionuose. Be to, dalinis NO 2 išmetimas vyksta viršutinėje krosnies dalyje ir horizontaliame dujų kanale (ties T> 900 ÷ 1000 K) ir tam tikromis sąlygomis taip pat gali pasiekti pastebimus dydžius.

Azoto hemioksidas N 2 O, susidaręs deginant kurą, greičiausiai yra trumpalaikė tarpinė medžiaga. Degimo produktuose už katilų N 2 O praktiškai nėra.

Kuro sudėtyje esanti siera yra sieros oksidų SO x susidarymo šaltinis: sieros SO 2 (sieros dioksidas) ir sieros SO 3 (sieros trioksidas) anhidridai. Bendra SO x masė priklauso tik nuo sieros kiekio degaluose S p, o jų koncentracija išmetamosiose dujose taip pat priklauso nuo oro srauto koeficiento α. Paprastai SO 2 dalis yra 97 ÷ 99%, o SO 3 dalis yra 1 ÷ 3% visos SO x produkcijos. Faktinis SO 2 kiekis dujose, išeinančiose iš katilų, svyruoja nuo 0,08 iki 0,6%, o SO 3 koncentracija - nuo 0,0001 iki 0,008%.

Tarp kenksmingų išmetamųjų dujų komponentų ypatingą vietą užima didelė policiklinių aromatinių angliavandenilių (PAH) grupė. Daugelis PAH pasižymi dideliu kancerogeniniu ir (arba) mutageniniu aktyvumu, suaktyvina fotocheminius dūmus miestuose, todėl reikia griežtai kontroliuoti ir apriboti jų išmetimą. Tuo pačiu metu kai kurie PAH, pavyzdžiui, fenantrenas, fluorantenas, pirenas ir daugelis kitų, yra fiziologiškai beveik inertiški ir nėra kancerogeniniai.

PAH susidaro dėl to, kad bet koks angliavandenilių kuras nepilnai dega. Pastarasis vyksta dėl to, kad šaltos degimo įtaisų sienelės slopina degalų angliavandenilių oksidacijos reakcijas, taip pat gali atsirasti dėl nepatenkinamo kuro ir oro maišymo. Dėl to krosnyse (degimo kamerose) susidaro vietinės oksiduojančios zonos su žema temperatūra arba vietose, kur yra kuro perteklius.

Kadangi išmetamosiose dujose yra daug skirtingų PAH ir sunku išmatuoti jų koncentraciją, įprasta degimo produktų ir atmosferos oro kancerogeninės taršos lygį vertinti pagal galingiausio ir stabiliausio kancerogeno - benzo (a) koncentraciją. pirenas (B (a) P) C 20 H 12.

Dėl didelio toksiškumo reikėtų ypač atkreipti dėmesį į tokius mazuto degimo produktus kaip vanadžio oksidai. Vanadis yra mineralinėje mazuto dalyje ir sudegęs sudaro vanadžio oksidus VO, VO 2. Tačiau susidarius nuosėdoms ant konvekcinių paviršių, vanadžio oksidų daugiausia yra V 2 O 5 pavidalu. Vanadžio pentoksidas V 2 O 5 yra toksiškiausia vanadžio oksidų forma, todėl į jų išmetimą atsižvelgiama V 2 O 5.

7.1.3 lentelė. Apytikslė kenksmingų medžiagų koncentracija degimo produktuose deginant organinį kurą elektriniuose katiluose

Išmetimai =	Koncentracija, mg / m 3
	Gamtinių dujų	Kuras	Anglis
Azoto oksidai NO x (kalbant apie NO 2)	200 ÷ 1200	300 ÷ 1000	350 ÷ 1500
Sieros anhidridas SO 2	-	2000–6000	1000 ÷ 5000
Sieros anhidridas SO 3	-	4 ÷ 250	2 ÷ 100
Smalkės CO	10 ÷ 125	10 ÷ 150	15 ÷ 150
Benz (a) pirenas С 20 Н 12	(0,1 ÷ 1,0) 10 -3	(0,2 ÷ 4,0) · 10 -3	(0,3 ÷ 14) · 10 -3
Kietos dalelės	-	<100	150 ÷ ​​300

Deginant mazutą ir kietąjį kurą, išmetamosiose dujose taip pat yra kietųjų dalelių, susidedančių iš lakiųjų pelenų, suodžių dalelių, PAH ir nesudegusio kuro dėl mechaninio degimo.

Lentelėje pateikiami kenksmingų medžiagų koncentracijų diapazonai išmetamosiose dujose deginant įvairių rūšių degalus. 7.1.3.

Gamtinės dujos šiandien yra plačiausiai naudojamas kuras. Gamtinės dujos vadinamos gamtinėmis dujomis, nes jos išgaunamos iš pačių Žemės gelmių.

Dujų deginimas yra cheminė reakcija, kurios metu gamtinės dujos sąveikauja su ore esančiu deguonimi.

Dujiniame kure yra degi ir nedegi dalis.

Pagrindinis degių gamtinių dujų komponentas yra metanas - CH4. Jo kiekis gamtinėse dujose siekia 98%. Metanas yra bekvapis, beskonis ir netoksiškas. Jo degumo riba yra nuo 5 iki 15%. Šios savybės leido naudoti gamtines dujas kaip vieną iš pagrindinių kuro rūšių. Daugiau nei 10% metano koncentracija kelia pavojų gyvybei, todėl dėl deguonies trūkumo gali atsirasti uždusimas.

Norint aptikti dujų nuotėkį, dujos kvepia, kitaip tariant, pridedama stipraus kvapo medžiaga (etilmerkaptanas). Šiuo atveju dujas galima aptikti jau esant 1%koncentracijai.

Be metano, gamtinėse dujose gali būti degių dujų - propano, butano ir etano.

Norint užtikrinti aukštos kokybės dujų degimą, būtina tiekti pakankamai oro į degimo zoną ir pasiekti gerą dujų susimaišymą su oru. Optimalus santykis yra 1: 10. Tai reiškia, kad viena dujų dalis sudaro dešimt oro dalių. Be to, būtina sukurti norimą temperatūros režimą. Norint, kad dujos užsidegtų, būtina jas įkaitinti iki užsidegimo temperatūros ir ateityje temperatūra neturėtų nukristi žemiau užsidegimo temperatūros.

Būtina organizuoti degimo produktų pašalinimą į atmosferą.

Visiškas degimas pasiekiamas, jei į atmosferą išmetamuose degimo produktuose nėra degių medžiagų. Šiuo atveju anglis ir vandenilis susijungia ir sudaro anglies dioksidą bei vandens garus.

Vizualiai, visiškai užsidegus, liepsna yra šviesiai mėlyna arba melsvai violetinė.

Visiškas dujų deginimas.

metanas + deguonis = anglies dioksidas + vanduo

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

Be šių dujų, azotas ir likęs deguonis kartu su degiosiomis dujomis patenka į atmosferą. N 2 + O 2

Jei dujos neužsidega visiškai, tada į atmosferą išsiskiria degios medžiagos - anglies monoksidas, vandenilis, suodžiai.

Nepakankamas dujų degimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu liepsnoje atsiranda suodžių liežuvių.

Nepilno dujų degimo pavojus yra tai, kad anglies monoksidas gali užnuodyti katilinės darbuotojus. 0,01–0,02% CO kiekis ore gali sukelti lengvą apsinuodijimą. Didesnė koncentracija gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir mirtį.

Susidarę suodžiai nusėda ant katilų sienų, taip sumažindami šilumos perdavimą aušinimo skysčiui ir sumažindami katilinės efektyvumą. Suodžiai 200 kartų blogiau nei metanas praleidžia šilumą.

Teoriškai 1m3 dujų deginimui reikia 9m3 oro. Esant realioms sąlygoms, reikia daugiau oro.

Tai yra, reikia perteklinio oro. Ši reikšmė, žymima alfa, parodo, kiek kartų daugiau oro sunaudojama, nei teoriškai būtina.

Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir paprastai nurodomas degiklio pase arba pagal atliktų paleidimo darbų organizavimo rekomendacijas.

Padidėjus oro kiekiui virš rekomenduojamo, padidėja šilumos nuostoliai. Labai padidėjus oro kiekiui, gali atsirasti liepsna ir susidaryti avarinė situacija. Jei oro kiekis yra mažesnis už rekomenduojamą, degimas bus neišsamus, todėl katilinės darbuotojams kyla pavojus apsinuodyti.

Siekiant tiksliau kontroliuoti degalų degimo kokybę, yra prietaisai - dujų analizatoriai, kurie matuoja tam tikrų medžiagų kiekį išmetamųjų dujų sudėtyje.

Dujų analizatoriai gali būti tiekiami su katilais. Jei jų nėra, tinkamus matavimus atlieka užsakymą atliekanti organizacija, naudodama nešiojamus dujų analizatorius. Sudaromas režimo žemėlapis, kuriame nurodyti būtini kontrolės parametrai. Laikydamiesi jų, galite užtikrinti normalų visišką degalų degimą.

Pagrindiniai kuro degimo reguliavimo parametrai yra šie:

• į degiklius tiekiamų dujų ir oro santykis.

• oro perteklius.

• išleidimas krosnyje.

• Katilo efektyvumas.

Šiuo atveju katilo naudingumo koeficientas reiškia naudingos šilumos ir visos suvartotos šilumos kiekio santykį.

Oro sudėtis

Dujų pavadinimas	Cheminis elementas	Turinys ore
Azotas	N2	78 %
Deguonis	O2	21 %
Argonas	Ar	1 %
Anglies dioksidas	CO2	0.03 %
Helis	Jis	mažiau nei 0,001%
Vandenilis	H2	mažiau nei 0,001%
Neonas	Ne	mažiau nei 0,001%
Metanas	CH4	mažiau nei 0,001%
Kriptonas	Kr	mažiau nei 0,001%
Ksenonas	Xe	mažiau nei 0,001%

Katilo išmetamųjų dujų analizė leidžia nustatyti ir pašalinti nukrypimus nuo įprastų darbo režimų, taip padidinant kuro deginimo efektyvumą ir sumažinant toksiškų dujų išmetimą į atmosferą. Norint suprasti, kaip efektyviai veikia kurą deginantis įrenginys ir kaip nustatyti jo veikimo nukrypimus naudojant išmetamųjų dujų analizatorių, būtina žinoti, kokios dujos ir kokios koncentracijos yra išmetamosiose dujose.

Išmetamųjų dujų komponentai yra išvardyti žemiau mažėjančios išmetamųjų dujų koncentracijos tvarka.

Azotas N2.

Azotas yra pagrindinis aplinkos oro elementas (79%). Azotas nedalyvauja degimo procese, tai yra balastas. Kai jis siurbiamas į katilą, jis įkaista ir perneša į šildymo energiją išleistą energiją į kaminą, sumažindamas katilo efektyvumą. Dūmų analizatoriai nemato azoto koncentracijos.

Anglies dioksidas CO2.

Susidaro deginant kurą. Uždususios dujos, kurių koncentracija viršija 15% tūrio, greitai praranda sąmonę. Dūmų analizatoriai paprastai nematuoja anglies dioksido koncentracijos, bet nustato ją apskaičiuodami pagal deguonies likučio koncentraciją. Tam tikruose dujų analizatorių modeliuose, pvz., „MRU Vario Plus“, gali būti sumontuoti optiniai infraraudonųjų spindulių jutikliai, skirti anglies dioksido koncentracijai matuoti.

• dyzeliniai degikliai - 12,5 ... 14%
• dujų degikliai - 8 ... 11%

Deguonis O2.

Deguonies likučiai, kurie nebuvo naudojami degimo procese dėl oro pertekliaus, išsiskiria kartu su išmetamosiomis dujomis. Likučio deguonies koncentracija naudojama kuro degimo išsamumui (efektyvumui) spręsti. Be to, deguonies koncentracija naudojama šilumos nuostoliams su išmetamosiomis dujomis ir anglies dioksido koncentracijai nustatyti.

Nešiojamuose dūmų analizatoriuose deguonies koncentracija matuojama naudojant elektrocheminius deguonies jutiklius; stacionariuose dujų analizatoriuose, be to, dažnai naudojami cirkonio jutikliai.

• dyzeliniai degikliai - 2 ... 5%
• dujų degikliai - 2 ... 6%

Anglies monoksidas CO.

Anglies monoksidas arba anglies monoksidas yra nuodingos dujos, susidarančios nepilnai deginant. Dujos yra sunkesnės už orą ir, esant katilų dūmtraukių nuotėkiui ar išdeginimui, jos gali patekti į darbo aplinką, todėl darbuotojams kyla pavojus apsinuodyti. Esant CO koncentracijai iki 10 000 ppm, jam aptikti dažniausiai naudojamos elektrocheminės ląstelės. Norint išmatuoti didesnę nei 10 000 ppm koncentraciją, daugiausia naudojamos optinės ląstelės, įskaitant nešiojamuosius dujų analizatorius.

• dyzeliniai degikliai - 80 ... 150 ppm
• dujų degikliai - 80 ... 100 ppm

Azoto oksidai (NOx).

Esant aukštai temperatūrai katilo krosnyje, azotas su atmosferos deguonimi sudaro azoto oksidą NO. Be to, NO veikiamas deguonies oksiduojamas į NO2. Komponentai NO ir NO2 vadinami azoto oksidais NOx.

NO koncentracija matuojama elektrocheminiais jutikliais. NO2 paprastuose dujų analizatorių modeliuose nustatomas skaičiuojant ir yra lygus 5 ... 10% procentų išmatuotos NO koncentracijos. Kai kuriais atvejais NO2 koncentracija matuojama atskiru elektrocheminiu azoto dioksido jutikliu. Bet kuriuo atveju gauta azoto oksidų NOx koncentracija yra lygi NO ir NO2 koncentracijų sumai.

• dyzeliniai degikliai - 50 ... 120 ppm
• dujų degikliai - 50 ... 100 ppm

Sieros dioksidas (SO2).

Toksiškos dujos, susidarančios deginant kurą, kuriame yra sieros. Kai SO2 sąveikauja su vandeniu (kondensatu) arba vandens garais, susidaro sieros rūgštis H2SO3. Elektrocheminiai elementai dažniausiai naudojami SO2 koncentracijai matuoti.

Nedegūs angliavandeniliai (CH).

Nedegūs CH angliavandeniliai susidaro dėl nepilno kuro deginimo. Šiai grupei priklauso metanas CH4, butanas C4H10 ir benzenas C6H6. Nedegių angliavandenilių koncentracijai matuoti naudojami termokatalitiniai arba optiniai infraraudonųjų spindulių elementai.

Dujų koncentracijai pramoninėse išmetamosiose dujose ir išmetamosiose dujose matuoti naudojami vidaus gamybos dujų analizatoriai „Kaskad-N 512“, „DAG 500“, „Kometa-Topogaz“, AKVT ir kt., Arba užsienio gamintojų prietaisai iš tokių gamintojų kaip „Testo“, „MSI Drager“ , MRU, Kane ir kt.