Katilinės kuras yra gamtinės dujos, tiekiamos iš GDS. Gamtinės dujos, kurių slėgis yra 1-2 MPa, kurių temperatūra, srautas ir slėgis registruojami komerciniais matavimo prietaisais, patenka į pirmąjį redukcijos etapą. Slėgį po pirmojo sumažinimo etapo reguliuoja slėgio reguliatoriaus vožtuvas.

Be to, kuro dujos, kurių slėgis yra apie 0,5 MPa, patenka į šildytuvo vamzdžio erdvę, kurios šilumnešis yra 0,3–0,6 MPa garas. Kuro dujų temperatūrą po išankstinio šildytuvo keičia garo linijoje sumontuotas valdymo vožtuvas. Po išankstinio šildymo kuro dujų slėgis antruoju sumažinimo etapu sumažinamas iki 3-80 kPa.Po antrojo sumažinimo etapo dujos patenka į katilų degiklius per standartinius dujų įrenginius (SBG). Prieš kiekvieno katilo SBG matuojamas ir registruojamas slėgis, srautas ir dujų temperatūra. Taip pat registruojamas dujų slėgis po kiekvieno katilo SBG

5.3.2. Gamtinių dujų degimo proceso ypatybės.

Dujinių degiklių tipo ir skaičiaus pasirinkimas, jų išdėstymas ir degimo proceso organizavimas priklauso nuo pramoninės įmonės šiluminių ir aerodinaminių eksploatavimo sąlygų savybių. Teisingas šių problemų sprendimas lemia technologinio proceso intensyvumą ir įrengimo efektyvumą. Teorinės prielaidos ir darbo patirtis rodo, kad projektuojant naujus dujų įrenginius, paprastai galima pagerinti pagrindinius jų veikimo rodiklius. Tačiau čia reikia pažymėti, kad neteisingai pasirinktas dujų degimo būdas ir nesėkmingas degiklių išdėstymas sumažina įrenginių našumą ir efektyvumą.

Projektuojant pramoninius dujų įrenginius, technologinio proceso intensyvinimo ir kuro naudojimo efektyvumo didinimo užduotys turėtų būti išspręstos mažiausiomis medžiagų sąnaudomis ir laikantis daugelio kitų sąlygų, pvz., Eksploatacinio patikimumo, saugumo ir kt.

Deginant gamtines dujas, priešingai nei kitų rūšių degalai, degimo charakteristikos gali būti įvairios. Todėl jis gali būti naudojamas beveik bet kokiam tikslui. Čia reikia tik prisiminti, kad reikiamo maksimalaus technologinio proceso intensyvinimo, efektyvumo padidinimo ir kitų įrengimui keliamų reikalavimų įvykdymo negalima užtikrinti tik pasirinkus vieną ar kitą dujinį degiklį, bet bus pasiektas teisingai išsprendus visas sudėtingas šilumos perdavimo ir aerodinamikos problemas, pradedant oro ir dujų tiekimu ir baigiant degimo atliekų pašalinimu į atmosferą. Ypač svarbus yra pradinis proceso etapas - dujų degimo organizavimas.

Gamtinės dujos yra bespalvės dujos. Daug lengvesnis už orą. Dujų buvimas patalpų, šulinių, duobių ore daugiau kaip 20% sukelia uždusimą, galvos svaigimą, sąmonės netekimą ir mirtį. Pagal sanitarinius standartus gamtinės dujos (metanas) priklauso 4 pavojingumo klasei (mažo pavojaus medžiaga). Mažas toksiškumas, nėra nuodas.

Gamtinių dujų sudėtis:

Metanas 98,52%;

Etanas 0,46%;

Propanas 0,16%;

Butanas 0,02%;

Azotas 0,73%;

Anglies dioksidas 0,07%.

Jei gamtinės dujos praėjo visus valymo laipsnius, tada jų savybės mažai skiriasi nuo metano. Metanas yra paprasčiausias daugelio metano angliavandenilių elementas. Metano savybės:

Specifinė degimo šiluma 7980 Kcal / m 3;

Suskystėja esant t ° = -161 ° С, kietėja esant t ° = -182 ° С;

Metano tankis - 0,7169 kg / m 3 (2 kartus lengvesnis už orą);

Užsidegimo temperatūra t ° = 645 ° С;

Degimo temperatūra t ° = 1500 ÷ 2000 ° С

Sprogimo ribos 5 ÷ 15%.

Sąveikaujant su oru susidaro labai sprogūs mišiniai, kurie gali sprogti ir sukelti sunaikinimą.

Bet kurio kuro, įskaitant dujas, deginimas yra jo cheminio derinio su deguonimi reakcija ir kartu išsiskiria šiluma. Šilumos kiekis, gautas visiškai deginant 1 m 3 (arba 1 kg) dujų, vadinamas jo degimo šiluma. Skirkite mažiausią degimo šilumą, kai neatsižvelgiama į latentinę vandens garų susidarymo šilumą, esančią degimo produktuose, ir didžiausią, kai atsižvelgiama į šią šilumą. Skirtumas tarp bendrosios ir grynosios šilumingumo priklauso nuo degalų deginimo metu susidarančių vandens garų kiekio ir yra maždaug 2500 kJ 1 kg arba 2000 kJ 1 m 3 vandens garų.

Įvairių rūšių degalų degimo šiluma gali labai skirtis. Taigi, pavyzdžiui, malkos ir durpės turi mažesnę kaitinimo vertę - iki 12 500, geriausios bituminės anglys - iki 31 000, o aliejus - apie 40 000 kJ / kg. Gamtinių dujų grynoji šiluminė vertė yra 40–44 MJ / kg.

Bendras degimo laikas  nustatomas pagal mišinio susidarymo laiką (difuzijos procesus) ir laiką  iki cheminių degimo reakcijų (kinetinių procesų). Atsižvelgiant į tai, kad šie proceso etapai gali sutapti, gauname  q +  k.

Nuo  iki  d (degimas vyksta kartu su mišinio susidarymu krosnyje difuzija, nes šis mišinio susidarymas apima turbulentinės (galutinėje stadijoje - molekulinės) difuzijos procesus).

Kai  d  k  k (iš anksto paruošto mišinio deginimas dažnai vadinamas tradiciniu būdu kinetinis, tai lemia cheminių reakcijų kinetika).

Kai  q ir k yra proporcingi, degimo procesas vadinamas mišriu.

Kitas etapas po mišinio susidarymo yra kuro šildymas ir uždegimas. Sumaišius degiųjų dujų srovę su oro srove ir palaipsniui didinant jų temperatūrą tam tikroje temperatūroje, mišinys užsidegs. Minimali temperatūra, kurioje mišinys užsidega, vadinama pliūpsnio temperatūra.

Užsidegimo temperatūra nėra fizikinė ir cheminė medžiagos konstanta, nes, be degių dujų pobūdžio, ji priklauso nuo dujų ir oksidatoriaus koncentracijos, taip pat nuo šilumos mainų tarp dujų mišinio ir aplinka.

Yra viršutinė ir apatinė dujų ir oksidatoriaus koncentracijos ribos, o už šių ribų esant tam tikrai temperatūrai mišiniai neužsidega. Padidėjus dujų ir oro mišinio temperatūrai, pagal Arrhenius įstatymą, reakcijos greitis didėja proporcingai e -E / RT, o šilumos išsiskyrimas yra proporcingas tai pačiai vertei. Jei degimo zonos šilumos nuostoliai, susiję su šilumos mainais su aplinka, viršija šilumos išsiskyrimą, uždegimas ir degimas neįmanomi. Paprastai šildymas vyksta kartu su mišinio susidarymu.

Dujų ir oro mišinys, kuriame dujų kiekis yra tarp apatinės ir viršutinės degumo ribos, yra sprogus. Kuo platesnis degumo ribų diapazonas (dar vadinamas sprogimo ribomis), tuo dujos yra labiau sprogios. Pagal cheminę esmę dujų-oro (dujų-deguonies) mišinio sprogimas yra labai greito (beveik momentinio) degimo procesas, dėl kurio susidaro degimo produktai, kurių temperatūra yra aukšta, ir smarkiai padidėja jų slėgis. Apskaičiuotas viršslėgis gamtinių dujų sprogimo metu yra 0,75, propanas ir butanas - 0,86, vandenilis - 0,74, acetilenas - 1,03 MPa. Praktinėmis sąlygomis sprogimo temperatūra nepasiekia didžiausių verčių, o kylantys slėgiai yra mažesni, nei nurodyta, tačiau jų visiškai pakanka, kad įvykus sprogimui būtų sunaikinta ne tik katilų, pastatų danga, bet ir metaliniai konteineriai juose.

Dėl uždegimo ir degimo atsiranda liepsna, kuri yra išorinis intensyvių medžiagos oksidatoriaus reakcijų pasireiškimas. Liepsnos judėjimas dujų mišiniu vadinamas liepsnos plitimu. Šiuo atveju dujų mišinys yra padalintas į dvi dalis - sudegintas dujas, per kurias liepsna jau praėjo, ir nesudegusias dujas, kurios netrukus pateks į liepsnos zoną. Riba tarp šių dviejų degančių dujų mišinio dalių vadinama liepsnos frontu.

Degiklis yra srautas, kuriame yra oro, degančių dujų, kuro dalelių ir degimo produktų mišinys, kuriame įkaista, užsidega ir dega dujinis kuras.

Esant įprastai temperatūrai krosnyse (1000–1500 ° C), angliavandeniliai, įskaitant metaną, net ir labai trumpą laiką dėl terminio skilimo sukelia pastebimą elementinės anglies kiekį. Dėl to, kad degiklyje atsiranda elementarios anglies, degimo procesas tam tikru mastu įgyja nevienalyčių elementų, ty vyksta kietų dalelių paviršiuje. Katalizatoriai (geležies oksidai, nikelis) žymiai pagreitina metano ir kitų angliavandenilių skilimą.

Taigi krosnyje arba krosnies darbo erdvėje tarp dujų ir oro įpurškimo momento ir galutinių degimo produktų susidarymo dėl angliavandenilių terminio skilimo proceso ir grandinės oksidacijos reakcijos superpozicijos yra labai sudėtinga stebimas vaizdas, kuriam būdingi ir СО 2, ir Н 2 О oksidacijos produktai, ir CO, H 2, elementinė anglis, ir nepilno oksidacijos produktai (pastaruoju atveju formaldehidas yra ypač svarbus). Šių komponentų santykis priklausys nuo dujų kaitinimo sąlygų ir trukmės prieš oksidacijos reakcijas.

Deginant kurą, vyksta cheminiai jo degiųjų komponentų oksidacijos procesai, lydimi intensyvaus šilumos išsiskyrimo ir greito degimo produktų temperatūros kilimo.

Skirkite homogenišką degimą, kuris vyksta tūryje, kai kuras ir oksidatorius yra toje pačioje agregacijos būsenoje, ir nevienalytį degimą, kuris vyksta sąsajoje, kai degi medžiaga ir oksidatorius yra skirtingose ​​agregacijos būsenose.

Dujinio kuro deginimas yra vienalytis procesas. Degimo metu judėjimo į priekį greitis yra nepalyginamai didesnis nei atbulinės eigos greitis, todėl atvirkštinės reakcijos galima nepaisyti. Prisiminkite, kad homogeninei degimo reakcijai tiesioginės reakcijos greičio išraiška bus tokia:

kur  yra laikas; T- absoliuti temperatūra; TO- universali dujų konstanta; k- reakcijos greičio konstanta, priklausomai nuo reagentų pobūdžio, katalizatorių veikimo ir temperatūros; k 0 - empirinė konstanta; E- aktyvinimo energija, kuri apibūdina mažiausią energijos perteklių, kurį turi turėti susidūrusios dalelės, kad reakcija vyktų.

Iš išraiškų (antroji iš jų vadinama Arrhenius lygtimi) išplaukia, kad reakcijos greitis didėja didėjant koncentracijai (slėgiui sistemoje) ir temperatūrai bei mažėjant aktyvinimo energijai. Eksperimentiniai matavimai suteikia daug mažesnę aktyvinimo energijos vertę nei pateikti cheminės kinetikos dėsningumai. Taip yra dėl to, kad dujų degimo procesai yra susiję su grandininėmis reakcijomis ir vyksta tarpinėse stadijose, nuolat formuojant aktyvius centrus (atomus ar radikalus).

Pavyzdžiui, deginant vandenilį (3 pav.), Pasitelkiant laisvus deguonies atomus ir hidroksilo radikalus, vietoj to, kuris buvo nagrinėjamos reakcijos stadijos pradžioje, susidaro trys aktyvūs vandenilio atomai. Šis trigubėjimas įvyksta kiekviename etape, o aktyvių centrų skaičius auga kaip grandinės reakcijų lavina. Be to, sąveika tarp nestabilių tarpinių produktų yra daug greitesnė nei tarp molekulių.

Ryžiai. 3. Vandenilio degimo grandininės reakcijos schema

Bendras vandenilio degimo reakcijos greitis nustatomas pagal lėčiausios reakcijos greitį (išreikštą lygtimi H + O 2 OH + H 2)  = kC n C o, kur C n, C o yra atominės koncentracijos vandenilis ir molekulinis deguonis.

Angliavandenilių, sudarančių organinę gamtinių ir susijusių dujų dalį, oksidacijos procesai yra sudėtingiausi. Iki šiol nėra aiškių idėjų apie kinetinį reakcijų mechanizmą, nors galima drąsiai teigti, kad degimas turi grandininį pobūdį, kai yra indukcinis laikotarpis, ir susidaro daug tarpinio dalinio oksidacijos ir skilimo produktų. .

Apytikslę etapinio metano degimo schemą galima pavaizduoti šiomis reakcijomis:

Nors pradiniai ir galutiniai degimo reakcijos produktai yra dujos, tarpiniuose produktuose, be dujų, gali būti elementinės anglies mažiausios suodžių suspensijos pavidalu.

Anglies monoksido degimo reakcijos greitis priklauso nuo anglies monoksido ir vandens garų koncentracijos reakcijos zonoje, o metano ir kitų angliavandenilių degimo greitis priklauso nuo atominio vandenilio, deguonies ir vandens garų koncentracijos.

Dujinio kuro deginimas yra sudėtingų aerodinaminių, šiluminių ir cheminių procesų derinys. Dujinio kuro degimo procesas susideda iš kelių etapų: dujų maišymas su oru, gauto mišinio pašildymas iki uždegimo temperatūros, užsidegimas ir degimas.

Dujų deginimas yra šių procesų derinys:

Degių dujų maišymas su oru,

Mišinio šildymas,

Šiluminis degių komponentų skilimas,

· Degių komponentų užsidegimas ir cheminis derinys su atmosferos deguonimi, lydimas degiklio ir intensyvaus šilumos išsiskyrimo.

Metanas dega pagal reakciją:

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

Dujoms deginti reikalingos sąlygos:

Užtikrinti reikiamą degių dujų ir oro santykį,

· Šildymas iki uždegimo temperatūros.

Jei dujų ir oro mišinio dujos yra mažesnės už apatinę uždegimo ribą, tada jos nesudegs.

Jei dujų ir oro mišinyje yra daugiau dujų nei viršutinė degumo riba, jis visiškai nedega.

Visiško dujų degimo produktų sudėtis:

CO 2 - anglies dioksidas

H 2 O - vandens garai

* N 2 - azotas (degimo metu nereaguoja su deguonimi)

Nepilno dujų degimo produktų sudėtis:

CO - anglies monoksidas

· C - suodžiai.

Deginant 1 m 3 gamtinių dujų reikia 9,5 m 3 oro. Praktiškai oro suvartojimas visada yra didesnis.

Požiūris faktinis vartojimas oras teoriškai reikalingų išlaidų vadinamas oro pertekliumi: α = L / L t.,

Kur: L - faktinis vartojimas;

L t yra teoriškai reikalingas srautas.

Oro perteklius visada yra didesnis nei vienas. Gamtinėms dujoms jis yra 1,05 - 1,2.

2. Momentinio vandens šildytuvų paskirtis, įtaisas ir pagrindinės charakteristikos.

Dujiniai vandens šildytuvai. Skirtas šildyti vandenį iki tam tikros temperatūros vandens suvartojimo metu. Momentiniai vandens šildytuvai yra skirstomi pagal šiluminės galios apkrovą: 33600, 75600, 105000 kJ, pagal automatizavimo laipsnį - į aukščiausias ir pirmąsias klases. Efektyvumas d. vandens šildytuvai 80%, oksidų kiekis ne didesnis kaip 0,05%, degimo produktų temperatūra už smulkintuvo yra ne žemesnė kaip 180 0 C. Šis principas grindžiamas vandens šildymu ištraukimo laikotarpiu.

Pagrindiniai momentinio vandens šildytuvų mazgai yra: dujų degiklio įtaisas, šilumokaitis, automatikos sistema ir dujų išleidimo anga. Žemo slėgio dujos tiekiamos į įpurškimo degiklį. Degimo produktai praeina per šilumokaitį ir išleidžiami į kaminą. Degimo šiluma perduodama į vandenį, tekantį per šilumokaitį. Norėdami atvėsinti ugnies kamerą, naudojama ritė, per kurią vanduo cirkuliuoja per šildytuvą. Dujų tekančiuose vandens šildytuvuose sumontuoti dujų išleidimo įtaisai ir traukos pertraukikliai, kurie trumpalaikio traukos gedimo atveju neleidžia užgesinti dujų degiklio įtaiso liepsnos. Yra dūmtakio vamzdis, skirtas prijungti prie kamino.

Dujinis vandens šildytuvas - VPG. Ant korpuso priekinės sienelės yra: dujų vožtuvo valdymo rankenėlė, solenoidinio vožtuvo įjungimo mygtukas ir apžvalgos langas, skirtas stebėti bandomojo ir pagrindinio degiklių liepsną. Prietaiso viršuje yra dūmų šalinimo įtaisas, apačioje - antgaliai, skirti prietaisui prijungti prie dujų ir vandens sistemos. Dujos patenka į solenoidinį vožtuvą, vandens-dujų degiklio bloko dujų uždarymo vožtuvas nuosekliai įjungia uždegimo degiklį ir tiekia dujas į pagrindinį degiklį.

Dujų srauto į pagrindinį degiklį blokavimas, privalomai veikiant uždegikliui, atliekamas solenoidiniu vožtuvu, maitinamu termoelementu. Dujų tiekimą į pagrindinį degiklį, priklausomai nuo vandens įleidimo, blokuoja vožtuvas, varomas per strypą iš vandens bloko vožtuvo membranos.

Dujinio kuro deginimas yra šių fizinių ir cheminių procesų derinys: degių dujų maišymas su oru, mišinio šildymas, degių komponentų terminis skilimas, užsidegimas ir cheminis degiųjų elementų derinys su atmosferos deguonimi.

Stabilus dujų ir oro mišinio užsidegimas yra įmanomas nuolat tiekiant reikiamą kiekį degiųjų dujų ir oro į degimo frontą, kruopščiai juos maišant ir kaitinant iki uždegimo temperatūros arba savaiminio užsidegimo (5 lentelė).

Dujų ir oro mišinį galima uždegti:

• šildant visą dujų ir oro mišinio tūrį iki savaiminio užsidegimo temperatūros. Šis metodas naudojamas vidaus degimo varikliuose, kur dujų ir oro mišinys kaitinamas greitai suspaudžiant iki tam tikro slėgio;
• išorinių uždegimo šaltinių (uždegiklių ir pan.) naudojimas. Šiuo atveju ne visas dujų ir oro mišinys įkaitinamas iki užsidegimo temperatūros, bet dalis jo. Šis metodas naudojamas deginant dujas dujų degikliuose;
• esantis degiklis nuolat degimo metu.

Norint pradėti dujinio kuro degimo reakciją, reikia išleisti tam tikrą energijos kiekį, būtiną molekuliniams ryšiams nutraukti ir sukurti naujus.

Dujinio kuro deginimo cheminė formulė, nurodanti visą reakcijos mechanizmą, susijusį su daugybės laisvųjų atomų, radikalų ir kitų aktyvių dalelių atsiradimu ir išnykimu, yra sudėtinga. Todėl, siekiant paprastumo, naudojamos lygtys, išreiškiančios pradines ir galutines dujų degimo reakcijų būsenas.

Jei angliavandenilių dujas nurodysime kaip С m Н n, tada šių dujų degimo deguonyje cheminės reakcijos lygtis bus tokia

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

kur m yra anglies atomų skaičius angliavandenilių dujose; n yra vandenilio atomų skaičius dujose; (m + n / 4) - deguonies kiekis, reikalingas visiškam dujų degimui.

Pagal formulę išvedamos dujų degimo lygtys:

• metanas CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
• etanas C 2 H 6 + 3,5 O 2 = 2CO 2 + ZN 2 O
• butanas C 4 H 10 + 6,5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 0
• propanas C 3 H 8 + 5O 3 = 3CO 2 + 4H 2 O.

Praktinėmis dujų degimo sąlygomis deguonis nėra imamas gryna forma, bet yra įtraukiamas į orą. Kadangi oras sudaro 79% azoto ir 21% deguonies, tada kiekvienam deguonies tūriui reikia 100: 21 = 4,76 tūrio oro arba 79: 21 = = 3,76 tūrio azoto. Tada metano degimo ore reakciją galima parašyti taip:

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

Iš lygties matyti, kad norint sudeginti 1 m 3 metano, reikia 1 m 3 deguonies ir 7,52 m 3 azoto arba 2 + 7,52 = 9,52 m 3 oro.

Deginant gaunamas 1 m 3 metano, 1 m 3 anglies dioksido, 2 m 3 vandens garų ir 7,52 m 3 azoto. Žemiau esančioje lentelėje pateikiami šie dažniausiai naudojamų degiųjų dujų duomenys.

Dujų ir oro mišinio degimo procese būtina, kad dujų ir oro mišinys dujų ir oro mišinyje neviršytų tam tikrų ribų. Šios ribos vadinamos degumo ribomis arba sprogimo ribomis. Atskirkite apatinę ir viršutinę degumo ribas. Minimalus dujų kiekis dujų ir oro mišinyje, išreikštas tūrio procentais, kai užsidega, vadinamas apatine degumo riba. Didžiausias dujų kiekis dujų ir oro mišinyje, virš kurio mišinys neužsidega be papildomo šilumos tiekimo, vadinamas viršutine degumo riba.

Deguonies ir oro kiekis deginant kai kurias dujas

	Norint sudeginti 1 m 3 dujų, reikia, m 3		Deginant 1 m 3 dujų, jos išsiskiria, m 3				Kaloringumas He, kJ / m 3
	deguonies		dioksidas anglies
Smalkės

Jei dujų ir oro mišinyje yra dujų, mažesnių už apatinę degumo ribą, jis nesudegs. Jei dujų ir oro mišinyje nepakanka oro, degimas nevyksta visiškai.

Inertinės dujose esančios priemaišos daro didelę įtaką sprogimo riboms. Padidėjęs balasto (N 2 ir CO 2) kiekis dujose susiaurina degumo ribas, o kai balasto kiekis pakyla virš tam tikrų ribų, dujų ir oro mišinys neužsidega esant jokiam dujų ir oro santykiui (lentelė žemiau) ).

Inertinių dujų tūrių skaičius 1 degiųjų dujų tūryje, kai dujų ir oro mišinys nustoja sprogti

Mažiausias oro kiekis, reikalingas visiškam dujų deginimui, vadinamas teoriniu oro srauto greičiu ir žymimas kaip Lt, tai yra, jei dujų kuro grynoji šiluminė vertė yra 33520 kJ / m 3 , tada teoriškai degimui reikalingas oro kiekis yra 1 m 3 dujos

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

Tačiau faktinis oro srautas visada yra didesnis nei teorinis. Tai paaiškinama tuo, kad esant teoriniam oro srautui labai sunku pasiekti visišką dujų degimą. Todėl bet koks dujų įrenginys, skirtas deginti dujas, veikia su oro pertekliumi.

Taigi, praktiškas oro suvartojimas

L n = αL T,

kur L n- praktiškas oro suvartojimas; α - oro perteklius; L T- teorinis oro suvartojimas.

Oro perteklius visada yra didesnis nei vienas. Gamtinėms dujoms tai yra α = 1,05 - 1,2. Koeficientas α parodo, kiek kartų faktinis oro srautas viršija teorinį, paimtą kaip vienetą. Jei α = 1, tada vadinamas dujų ir oro mišinys stechiometrinis.

At α = 1,2 dujų deginimas atliekamas su 20% oro pertekliumi. Paprastai dujos turi būti deginamos esant minimaliai a vertei, nes sumažėjus oro pertekliui, šilumos nuostoliai su išmetamosiomis dujomis mažėja. Degimo oras yra pirminis ir antrinis. Pirminis oras, patenkantis į degiklį, vadinamas maišymu su dujomis; antrinis- į degimo zoną patenkantis oras maišomas ne su dujomis, o atskirai.

Metano apibūdinimas

§ Bespalvis;

§ netoksiškas (netoksiškas);

§ Bekvapis ir beskonis.

§ Metane yra 75% anglies, 25% vandenilio.

§ Savitasis svoris yra 0,717 kg / m 3 (2 kartus lengvesnis už orą).

§ Užsidegimo temperatūra Ar minimali pradinė temperatūra, nuo kurios prasideda degimas. Metano atveju jis lygus 645 o.

§ Degimo temperatūra Ar maksimali temperatūra, kurią galima pasiekti visiškai deginant dujas, jei degimui reikalingas oro kiekis tiksliai atitinka chemines degimo formules? Metano atveju jis lygus 1100-1400 о ir priklauso nuo degimo sąlygų.

§ Degimo šiluma Ar šilumos kiekis, išsiskiriantis deginant 1 m 3 dujų, yra lygus 8500 kcal / m 3.

§ Liepsnos sklidimo greitis lygus 0,67 m / s.

Dujų ir oro mišinys

Kurioje dujos yra:

Neišdega iki 5%;

Nuo 5 iki 15% sprogsta;

Daugiau nei 15% dega, kai tiekiamas papildomas oras (viskas priklauso nuo dujų tūrio santykio ore ir vadinama sprogimo ribos)

Degiosios dujos yra bekvapės, kad jas laiku aptiktų ore, greitai ir tiksliai aptiktų nuotėkį, dujos yra kvapios, t.y. duoti kvapą. Norėdami tai padaryti, naudokite ETHYLMERKOPTAN. Kvapo atsiradimo greitis 16 g 1000 m 3. Jei ore yra 1% gamtinių dujų, turėtumėte užuosti.

Dujos, naudojamos kaip kuras, turi atitikti GOST reikalavimus ir jose būti kenksmingų priemaišų 100 m 3 ne daugiau:

Vandenilio sulfidas 0,0 2 G / kubinis metras

Amoniakas 2 gr.

Vandenilio cianido rūgštis 5 gr.

Derva ir dulkės 0,001 g / m3

Naftalenas 10 gr.

Deguonis 1%.

Gamtinių dujų naudojimas turi keletą privalumų:

· Pelenų ir dulkių nebuvimas ir kietų dalelių pašalinimas į atmosferą;

· Didelė degimo šiluma;

· Lengvas transportavimas ir deginimas;

· Lengvesnis aptarnaujančio personalo darbas;

· Geresnės sanitarinės ir higienos sąlygos katilinėse ir gretimose teritorijose;

· Platus automatinio reguliavimo spektras.

Naudojant gamtines dujas, reikia imtis specialių atsargumo priemonių, nes galimas nuotėkis dėl nuotėkio dujotiekio ir jungiamųjų detalių jungtyse. Daugiau nei 20% dujų buvimas patalpoje sukelia uždusimą, o jų kaupimasis uždarame didesniame kaip 5–15% tūryje sukelia dujų ir oro mišinio sprogimą. Neuždegus, išsiskiria anglies monoksidas, kuris net ir esant mažai koncentracijai (0,15%) yra nuodingas.

Gamtinių dujų deginimas

Deginant vadinamas greitu degiu degalų dalių cheminiu junginiu su deguonimi ore, atsiranda esant aukštai temperatūrai, lydimas šilumos išsiskyrimo, susidarant liepsnai ir degimo produktams. Įvyksta deginimas pilnas ir neišsamus.

Visiškas deginimas- atsiranda, kai yra pakankamai deguonies. Deguonies trūkumo priežastys nepilnas degimas, kurio metu išsiskiria mažiau šilumos nei naudojant pilną anglies monoksidą (nuodingas poveikis eksploatuojantiems darbuotojams), katilo paviršiuje susidaro suodžiai ir padidėja šilumos nuostoliai, dėl to per daug sunaudojama degalų, sumažėja katilas ir atmosferos tarša.

Gamtinių dujų degimo produktai yra- anglies dioksidas, vandens garai, šiek tiek deguonies ir azoto. Deguonies perteklius degimo produktuose yra tik tais atvejais, kai degimas vyksta su oro pertekliumi, o azotas visada yra degimo produktuose, nes yra neatskiriama oro dalis ir nedalyvauja deginant.

Nepilno dujų degimo produktai gali būti anglies monoksido, nesudegusio vandenilio ir metano, sunkiųjų angliavandenilių, suodžių.

Metano reakcija:

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

Pagal formulę 1 m 3 metano deginimui reikia 10 m 3 oro, kuriame yra 2 m 3 deguonies. Praktiškai, deginant 1 m 3 metano, reikia daugiau oro, atsižvelgiant į visus galimus nuostolius, tam taikomas koeficientas Į oro perteklius, kuris = 1,05-1,1.

Teorinis oro tūris = 10 m 3

Praktinis oro tūris = 10 * 1,05 = 10,5 arba 10 * 1,1 = 11

Degimo užbaigtumas kurą galima vizualiai nustatyti pagal liepsnos spalvą ir pobūdį, taip pat naudojant dujų analizatorių.

Skaidri mėlyna liepsna - visiškas dujų degimas;

Raudona arba geltona su dūminiais dryžiais - neužbaigtas degimas.

Degimas reguliuojamas didinant oro tiekimą į krosnį arba mažinant dujų tiekimą. Šis procesas naudoja pirminis ir antrinis oras.

Antrinis oras- 40-50% (sumaišytas su dujomis katilo krosnyje degimo metu)

Pirminis oras-50-60% (prieš degimą degiklyje sumaišoma su dujomis) degimui naudojamas dujų ir oro mišinys

Degimas apibūdina liepsnos plitimo greitis Ar greitis, kuriuo liepsnos priekinis elementas platina palyginti šviežia dujų ir oro mišinio srovė.

Degimo ir liepsnos plitimo greitis priklauso nuo:

· Iš mišinio sudėties;

· Nuo temperatūros;

· Nuo spaudimo;

· Dėl dujų ir oro santykio.

Degimo greitis lemia vieną iš pagrindinių patikimo katilinės veikimo sąlygų ir ją apibūdina liepsnos atskyrimas ir proveržis.

Liepsnos atskyrimas- atsiranda, jei dujų ir oro mišinio greitis degiklio išleidimo angoje yra didesnis nei degimo greitis.

Išsiskyrimo priežastys: per didelis dujų tiekimo padidėjimas arba per didelis vakuumas krosnyje (grimzlė). Liepsnos išsiskyrimas pastebimas uždegimo metu ir įjungus degiklius. Liepsnos atskyrimas sukelia krosnies ir katilo dujų kanalų užteršimą dujomis ir sprogimą.

Liepsnos proveržis- atsiranda, jei liepsnos sklidimo greitis (degimo greitis) yra didesnis už dujų ir oro mišinio iš degiklio išleidimo greitį. Šį proveržį lydi dujų ir oro mišinio degimas degiklio viduje, degiklis įkaista ir sugenda. Kartais proveržį lydi sprogimas ar sprogimas degiklio viduje. Tokiu atveju gali būti sunaikintas ne tik degiklis, bet ir priekinė katilo siena. Proveržis įvyksta smarkiai sumažėjus dujų tiekimui.

Jei liepsna nutrūksta ir prasiveržia, techninės priežiūros personalas turi sustabdyti degalų tiekimą, išsiaiškinti ir pašalinti priežastį, 10-15 minučių vėdinti krosnį ir dujų kanalus ir vėl uždegti ugnį.

Dujinio kuro degimo procesą galima suskirstyti į 4 etapus:

1. Dujų nutekėjimas iš degiklio purkštuko į degiklį esant slėgiui padidintu greičiu.

2. Dujų ir oro mišinio susidarymas.

3. Gauto degiojo mišinio užsidegimas.

4. Degaus mišinio degimas.

Dujotiekiai

Dujos vartotojams tiekiamos dujotiekiais - išorinis ir vidinis- į už miesto ribų esančias dujų skirstymo stotis, o iš jų dujotiekiais - į dujų kontrolės punktus Hidraulinis plyšimas arba dujų valdymo įtaisas GRU pramonės įmonės.

Dujotiekiai yra:

· pirmosios kategorijos aukštas slėgis virš 0,6 MPa iki 1,2 MPa imtinai;

· aukštas antrosios kategorijos slėgis nuo 0,3 MPa iki 0,6 MPa;

· vidutinis trečios kategorijos slėgis nuo 0,005 MPa iki 0,3 MPa;

· žemas ketvirtos kategorijos slėgis iki 0,005 MPa imtinai.

MPa - reiškia Mega Pascal

Katilinėje tiesiami tik vidutinio ir žemo slėgio dujotiekiai. Skyrius nuo tinklo (miesto) skirstomojo dujotiekio iki patalpos kartu su atjungimo įtaisu vadinamas įvesties.

Įvadinis dujotiekis laikomas skyriumi nuo atjungimo įtaiso prie įleidimo angos, jei jis sumontuotas už patalpos ribų, iki vidinio dujotiekio.

Prie dujų įleidimo angos į katilinę turi būti vožtuvas apšviestoje ir patogioje priežiūros vietoje. Prieš vožtuvą turi būti izoliacinis flanšas, apsaugantis nuo klaidingų srovių. Kiekvienoje atšakoje nuo skirstomojo dujotiekio iki katilo yra bent 2 atjungimo įtaisai, iš kurių vienas sumontuotas tiesiai prieš degiklį. Be dujotiekio jungiamųjų detalių ir prietaisų, prieš kiekvieną katilą turi būti sumontuotas automatinis įtaisas, užtikrinantis saugų katilo veikimą. Siekiant užkirsti kelią dujų patekimui į katilo krosnį, esant sugedusiems išjungimo įtaisams, reikalingi valymo kamščiai ir apsauginiai dujotiekiai su išjungimo įtaisais, kurie turi būti atidaryti, kai katilai neveikia. Žemo slėgio dujotiekiai katilinėse dažomi geltonai, o vidutinio slėgio-geltonais raudonais žiedais.

Dujų degikliai

Dujų degikliai- dujų degiklio įtaisas, skirtas tiekti paruoštą dujų ir oro mišinį arba atskiras dujas ir orą į degimo vietą, atsižvelgiant į technologinius reikalavimus, taip pat užtikrinti stabilų dujinio kuro degimą ir kontroliuoti degimo procesą.

Degikliams keliami šie reikalavimai:

· Pagrindiniai degiklių tipai turi būti nuosekliai gaminami gamyklose;

· Degikliai turi užtikrinti tam tikro dujų kiekio praleidimą ir visišką jų degimą;

· Užtikrinti minimalų kenksmingų išmetimų į atmosferą kiekį;

· Turi veikti be triukšmo, atskyrimo ir liepsnos proveržio;

· Turi būti lengvai prižiūrimas, patogus peržiūrėti ir taisyti;

· Prireikus galima naudoti atsarginį kurą;

· Naujai sukurtų ir veikiančių degiklių pavyzdžiai yra tikrinami pagal GOST;

Pagrindinė degiklių savybė yra tai šiluminė galia, kuris suprantamas kaip šilumos kiekis, kuris gali būti išleistas visiškai deginant per degiklį tiekiamą kurą. Visas šias charakteristikas galima rasti degiklio duomenų lape.

Aleksandras Pavlovičius Konstantinovas

Branduolinių ir radiacijos pavojingų objektų saugos kontrolės vyriausiasis inspektorius. Technikos mokslų kandidatas, docentas, Rusijos gamtos mokslų akademijos profesorius.

Virtuvė su dujine virykle dažnai yra pagrindinis oro taršos šaltinis visame bute. Ir tai labai svarbu, tai taikoma daugumai Rusijos gyventojų. Iš tiesų, Rusijoje 90% miesto ir daugiau kaip 80% kaimo gyventojų naudoja dujines virykles. Khata, Z.I.Žmogaus sveikata šiuolaikinėje ekologinėje aplinkoje. - M.: SĄŽININGAS PRESS, 2001 .-- 208 p..

Pastaraisiais metais pasirodė rimtų tyrinėtojų publikacijų apie didelį dujinių viryklių pavojų sveikatai. Gydytojai žino, kad namuose, kuriuose sumontuotos dujinės viryklės, gyventojai serga dažniau ir ilgiau nei namuose su elektrinėmis viryklėmis. Be to, mes kalbame apie daugybę įvairių ligų, o ne tik apie kvėpavimo takų ligas. Sveikatos lygio sumažėjimas ypač pastebimas moterims, vaikams, taip pat vyresnio amžiaus ir lėtinėmis ligomis sergantiems žmonėms, kurie daugiau laiko praleidžia namuose.

Profesorius V. Blagovas ne veltui dujinių viryklių naudojimą pavadino „didelio masto cheminiu karu prieš savo žmones“.

Kodėl buitinių dujų naudojimas kenkia jūsų sveikatai

Pabandykime atsakyti į šį klausimą. Yra keletas veiksnių, dėl kurių sveikatai pavojingos dujinės viryklės.

Pirmoji veiksnių grupė

Šią veiksnių grupę lemia pati gamtinių dujų degimo proceso chemija. Net jei buitinės dujos visiškai sudegtų iki vandens ir anglies dioksido, tai pablogintų oro sudėtį bute, ypač virtuvėje. Iš tikrųjų deguonis deginamas iš oro, o anglies dioksido koncentracija didėja. Tačiau tai nėra pagrindinė problema. Galų gale tas pats atsitinka su oru, kuriuo žmogus kvėpuoja.

Daug blogiau, kad daugeliu atvejų dujos dega ne visiškai, o ne 100%. Nepilnai deginant gamtines dujas susidaro daug toksiškesnių produktų. Pavyzdžiui, anglies monoksidas (anglies monoksidas), kurio koncentracija 20–25 kartus gali būti daug kartų didesnė už leistiną normą. Tačiau tai sukelia galvos skausmą, alergiją, negalavimus, imuninės sistemos silpnėjimą. Jakovleva, M.A. Ir mūsų bute yra dujų. - Verslo ekologinis žurnalas. - 2004. - Nr. 1 (4). - S. 55..

Be anglies monoksido, į orą išsiskiria sieros dioksidas, azoto oksidai, formaldehidas ir benzpirenas, stiprus kancerogenas. Miestuose benzinas į orą patenka iš metalurgijos įmonių, šiluminių elektrinių (ypač anglimi kūrenamų) ir automobilių (ypač senų). Tačiau benzpireno koncentracija net užterštame aplinkos ore nėra lyginama su jo koncentracija bute. Paveikslėlyje parodyta, kiek daugiau benzpireno gauname būdami virtuvėje.

Benzpireno suvartojimas žmogaus organizme, μg per dieną

Palyginkime pirmuosius du stulpelius. Virtuvėje kenksmingų medžiagų gauname 13,5 karto daugiau nei gatvėje! Kad būtų aiškiau, įvertinkime benzopireno suvartojimą mūsų organizme ne mikrogramais, o suprantamesniu atitikmeniu - kasdien surūkomų cigarečių skaičiumi. Taigi, jei rūkalius per dieną surūko vieną pakelį (20 cigarečių), tai virtuvėje žmogus per dieną gauna nuo dviejų iki penkių cigarečių. Tai yra, šeimininkė, turinti dujinę viryklę, šiek tiek „rūko“.

Antroji veiksnių grupė

Ši grupė yra susijusi su dujinių viryklių veikimo sąlygomis. Bet kuris vairuotojas žino, kad negalima būti garaže tuo pačiu metu kaip automobilis su įjungtu varikliu. Tačiau virtuvėje turime būtent tokį atvejį: angliavandenilių deginimas uždaroje erdvėje! Mums trūksta prietaiso, kurį turi kiekvienas automobilis - išmetimo vamzdžio. Pagal visas higienos taisykles kiekvienoje dujinėje viryklėje turi būti sumontuotas ištraukiamosios ventiliacijos skėtis.

Situacija ypač bloga, jei mažame bute turime nedidelę virtuvę. Menkas plotas, minimalus lubų aukštis, prasta ventiliacija ir visą dieną veikianti dujinė viryklė. Tačiau esant žemoms luboms, dujų degimo produktai kaupiasi viršutiniame oro sluoksnyje iki 70–80 centimetrų storio. Boyko, A.F. Sveikata 5+. - M .: „Rossiyskaya Gazeta“, 2002.- 365 p..

Dažnai namų šeimininkės darbas prie dujinės viryklės lyginamas su kenksmingomis darbo sąlygomis gamyboje. Tai nėra visiškai teisinga. Skaičiavimai rodo, kad jei virtuvė yra maža ir nėra geros ventiliacijos, tada susiduriame su ypač kenksmingomis darbo sąlygomis. Metalurgo tipas, tiekiantis kokso baterijas.

Kaip sumažinti dujinės viryklės žalą

Kaip mes galime būti, jei viskas taip blogai? Gal tikrai verta atsikratyti dujinės viryklės ir įrengti elektrinę ar indukcinę? Gerai, jei yra tokia galimybė. O jei ne? Šiuo atveju yra keletas paprastų taisyklių. Pakanka jų laikytis, ir jūs galite dešimt kartų sumažinti dujinės viryklės žalą sveikatai. Mes išvardijame šias taisykles (dauguma jų yra profesoriaus Yu.D. Gubernsky rekomendacijos) Ilnitskis, A. Kvepia dujomis. - Būk sveikas!. - 2001. - Nr. 5. - P. 68–70..

1. Virš krosnies turi būti sumontuotas išmetimo gaubtas su oro valytuvu. Tai yra galingiausia technika. Bet net jei dėl kokių nors priežasčių to padaryti negalite, visos kitos septynios taisyklės taip pat žymiai sumažins oro taršą.
2. Stebėkite dujų degimo išsamumą. Jei staiga dujų spalva nėra tokia, kokia turėtų būti pagal instrukcijas, nedelsdami paskambinkite dujų darbuotojams, kad sureguliuotų sugedusį degiklį.
3. Neužkraukite viryklės nereikalingais indais. Virtuvės indai turėtų stovėti tik ant veikiančių degiklių. Tokiu atveju bus užtikrintas laisvas oro patekimas į degiklius ir visapusiškesnis dujų degimas.
4. Geriau naudoti ne daugiau kaip du degiklius vienu metu arba orkaitę ir vieną degiklį. Net jei jūsų viryklė turi keturis degiklius, geriausia įjungti ne daugiau kaip du vienu metu.
5. Maksimalus dujinės viryklės nepertraukiamo veikimo laikas yra dvi valandos. Po to turite padaryti pertrauką ir gerai išvėdinti virtuvę.
6. Dujinės viryklės veikimo metu virtuvės durys turi būti uždarytos, o lango lapas atidarytas. Tai užtikrins, kad degimo produktai pašalinami per gatvę, o ne per gyvenamąsias patalpas.
7. Baigus veikti dujinei viryklei, patartina vėdinti ne tik virtuvę, bet ir visą butą. Pageidautina per ventiliaciją.
8. Niekada nenaudokite dujinės viryklės skalbiniams šildyti ir džiovinti. Jūs juk neuždegsite ugnies vidury virtuvės, ar ne?