1. Beschrijving van de voorgestelde technologie (methode) voor het verhogen van de energie-efficiëntie, de nieuwheid ervan en de bekendheid ervan.

Bij het verbranden van brandstof in ketels kan het percentage "overtollige lucht" 3 tot 70% (exclusief zuignappen) zijn van het luchtvolume, waarvan de zuurstof betrokken is bij chemische reactie oxidatie (verbranding) van brandstof.

"Overtollige lucht" betrokken bij de verbranding van brandstof is dat deel atmosferische lucht, waarvan de zuurstof niet deelneemt aan de chemische reactie van oxidatie (verbranding) van de brandstof, maar het is noodzakelijk om het vereiste snelheidsregime te creëren voor de uitstroom van het brandstof-luchtmengsel uit de ketelbrander. "Overtollige lucht" is een variabele waarde en voor dezelfde ketel is het omgekeerd evenredig met de hoeveelheid verbrande brandstof, of hoe minder brandstof wordt verbrand, hoe minder zuurstof nodig is voor de oxidatie (verbranding), maar meer "overtollige lucht" is nodig om de vereiste snelheid te creëren de uitstroom van het brandstof-luchtmengsel uit de ketelbrander. Het percentage "overtollige lucht" in de totale luchtstroom die wordt gebruikt voor volledige verbranding van brandstof wordt bepaald door het percentage zuurstof in de uitgaande griepsgassen.

Als het percentage "overtollige lucht" wordt verlaagd, verschijnt er koolmonoxide "CO" (giftig gas) in de uitlaatgassen, wat aangeeft dat de brandstof onderverbrand is; het verlies ervan, en het gebruik van "overtollige lucht" leidt tot het verlies van thermische energie voor de verwarming, waardoor het verbruik van verbrande brandstof toeneemt en de uitstoot van broeikasgassen "СО 2" in de atmosfeer toeneemt.

Atmosferische lucht bestaat uit 79% stikstof (N2 is een inert gas zonder kleur, smaak en geur), dat de belangrijkste functie vervult van het creëren van het vereiste snelheidsregime voor de uitstroom van het brandstof-luchtmengsel uit de branderinrichting van de energiecentrale voor een volledige en stabiele verbranding van brandstof en 21% zuurstof (O 2), een brandstofoxidator. Rookgassen uitlaat bij nominale modus: verbranding van aardgas in ketelunits bestaat uit 71% stikstof (N 2), 18% water (H 2 O), 9% kooldioxide(CO 2) en 2% zuurstof (O 2). Het percentage zuurstof in de rookgassen gelijk aan 2% (bij de uitgang van de oven) geeft 10% van de overtollige atmosferische lucht aan in de totale luchtstroom die betrokken is bij het creëren van het vereiste snelheidsregime voor de uitstroom van het brandstof-luchtmengsel uit de branderinrichting van de keteleenheid voor volledige oxidatie (verbranding) brandstof.

Tijdens het proces van volledige verbranding van brandstof in ketels, is het noodzakelijk om rookgassen te gebruiken, waarbij "overtollige lucht" wordt vervangen, wat de vorming van NOx (tot 90,0%) zal voorkomen en de uitstoot van "broeikasgassen" zal verminderen (СО 2), evenals het verbruik van verbrande brandstof (tot 1,5%).

De uitvinding heeft betrekking op warmtekrachttechniek, in het bijzonder op energiecentrales voor verbranding verschillende soorten brandstof en methoden voor het gebruik van rookgassen voor brandstofverbranding in elektriciteitscentrales.

De krachtcentrale voor het verbranden van brandstof bevat een oven (1) met branders (2) en een convectiekanaal (3) die via een rookafvoer (4) en een schoorsteen (5) met de schoorsteen (6) is verbonden; een buitenluchtkanaal (9) aangesloten op een schoorsteen (5) via een rookgasbypassleiding (11) en een buitenlucht/rookgasmengselkanaal (14), dat is aangesloten op een ventilator (13); een smoorklep (10) geïnstalleerd op het luchtkanaal (9) en een klep (12) gemonteerd op de rookgasbypassleiding (11), en de smoorklep (10) en klep (12) zijn uitgerust met actuatoren; een luchtverwarmer (8) die zich in het convectieve gaskanaal (3) bevindt, verbonden met de blaasventilator (13) en verbonden met de branders (2) via het luchtkanaal (15) van het verwarmde mengsel van buitenlucht en rookgassen; rookgasbemonsteringssensor (16) geïnstalleerd bij de inlaat van het convectieve gaskanaal (3) en aangesloten op de gasanalysator (17) voor het bepalen van het zuurstof- en koolmonoxidegehalte in rookgassen; elektronische regeleenheid (18), die is aangesloten op de gasanalysator (17) en op de aandrijvingen van de smoorklep (10) en klep (12). Methode van gebruik van rookgassen voor brandstofverbranding in energiecentrale omvat de selectie van een deel van de rookgassen van statische druk meer dan atmosferisch uit de schoorsteen (5) en de toevoer ervan via de bypass-pijpleiding (11) van rookgassen in het luchtkanaal (9) van de buitenlucht met een statische druk van de buitenlucht lager dan atmosferisch; regeling van de toevoer van buitenlucht en rookgassen door de aandrijvingen van de smoorklep (10) en de klep (12), aangestuurd door de elektronische regeleenheid (18), zodat het percentage zuurstof in de buitenlucht wordt teruggebracht tot een niveau waarbij bij de ingang van het convectiekanaal (3) het zuurstofgehalte in de rookgassen bij afwezigheid van koolmonoxide lager was dan 1%; aansluitend mengen van rookgassen met buitenlucht in het kanaal (14) en ventilator (13) om een ​​homogeen mengsel van buitenlucht en rookgassen te verkrijgen; het verwarmen van het resulterende mengsel in de luchtverwarmer (8) door gebruik te maken van de warmte van de rookgassen; toevoer van het verwarmde mengsel naar de branders (2) via het luchtkanaal (15).

2. Het resultaat van toenemende energie-efficiëntie met massale adoptie.
Brandstofbesparing in ketelhuizen, bij WKK's of SDPP's tot 1,5%

3. Is er behoefte aan aanvullend onderzoek om de lijst met objecten voor de implementatie van deze technologie uit te breiden?
Het bestaat omdat de voorgestelde technologie kan ook worden toegepast op motoren interne verbranding en voor gasturbine-installaties.

4. Redenen waarom de voorgestelde energiezuinige technologie niet op grote schaal wordt toegepast.
De belangrijkste reden is de nieuwheid van de voorgestelde technologie en de psychologische traagheid van specialisten op het gebied van warmtekrachttechniek. Het is noodzakelijk om de voorgestelde technologie te bemiddelen bij de ministeries van Energie en Milieu, energiebedrijven die elektriciteit en warmte opwekken.

5. Bestaande maatregelen van aanmoediging, dwang, prikkels voor de implementatie van de voorgestelde technologie (methode) en de noodzaak tot verbetering ervan.
Invoering van nieuwe, strengere milieueisen voor NOx-emissies van ketels

6. De aanwezigheid van (technische) beperkingen op het gebruik van technologie (methode) bij verschillende objecten.
Breid het effect uit van clausule 4.3.25 "REGELS VOOR TECHNISCHE WERKING VAN ELEKTRISCHE CENTRALE EN NETWERKEN VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE ORDE VAN HET MINISTERIE VAN ENERGIE VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE VAN 19 JUNI 2003 nr. 229" voor ketels die alle soorten brandstof verbranden. In de volgende editie: “... Op stoomketels bij het verbranden van brandstof, in het instelbereik van belastingen, moet de verbranding ervan in de regel worden uitgevoerd met overtollige luchtcoëfficiënten aan de uitlaat van de oven van minder dan 1,03 ... ".

7. De noodzaak van R&D en aanvullende testen; thema's en doelen van het werk.
De behoefte aan R&D is het verkrijgen van visuele informatie (educatieve film) om medewerkers van warmte- en energiebedrijven vertrouwd te maken met de voorgestelde technologie.

8. Beschikbaarheid van decreten, regels, instructies, normen, eisen, verbodsmaatregelen en andere documenten die het gebruik van deze technologie (methode) regelen en verplicht zijn voor uitvoering; de noodzaak om ze te wijzigen of de noodzaak om de beginselen van de totstandkoming van deze documenten te veranderen; reeds bestaande normatieve documenten, voorschriften en de noodzaak van herstel.
Breid de acties uit van de "REGELS VOOR TECHNISCHE WERKING VAN ELEKTRISCHE CENTRALE EN NETWERKEN VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE ORDE VAN HET MINISTERIE VAN ENERGIE VAN DE RUSSISCHE FEDERATIE VAN 19 JUNI 2003 nr. 229"

blz. 4.3.25 voor ketels die alle soorten brandstof gebruiken. In de volgende editie: "... Op stoomketels die brandstof verbranden, in het regelbereik van belastingen, moet de verbranding in de regel worden uitgevoerd met overtollige luchtcoëfficiënten aan de uitlaat van de oven van minder dan 1,03 ...».

blz. 4.3.28. “... Het aansteken van de zwavelhoudende stookolieketel moet gebeuren met een voorgeschakeld luchtverwarmingssysteem (luchtverwarmers, heteluchtrecirculatiesysteem). De luchttemperatuur voor de luchtverwarmer in de beginperiode van het aansteken op de olieketel moet in de regel minimaal 90 ° C zijn. Het stoken van de ketel met een andere brandstof moet gebeuren met het luchtrecirculatiesysteem ingeschakeld.»

9. De noodzaak om nieuwe te ontwikkelen of bestaande wet- en regelgeving te wijzigen.
Niet verplicht

10. Beschikbaarheid van uitgevoerde proefprojecten, hun analyse echte effectiviteit, geconstateerde tekortkomingen en voorstellen voor verbetering van de technologie, rekening houdend met de opgedane ervaring.
De voorgestelde technologie werd getest op een muur gas boiler met geforceerde trek en afvoer van rookgassen (verbrandingsproducten van aardgas) naar de gevel van het gebouw met een nominaal vermogen van 24,0 kW, maar onder een belasting van 8,0 kW. De rookgassen werden aan de ketel toegevoerd vanwege het kanaal dat op een afstand van 0,5 m van de fakkelafvoer van de coaxiale schoorsteen boiler. De kast hield de uitgaande rookgaskanalen omhoog, die op hun beurt de "overtollige lucht" vervingen die nodig is voor de volledige verbranding van aardgas, en de emissies werden gecontroleerd met een gasanalysator geïnstalleerd in de uitlaat van het gaskanaal van de ketel (op een gewone plaats). Als resultaat van het experiment was het mogelijk om de NOx-uitstoot met 86,0% te verminderen en de uitstoot van "broeikasgassen" CO2 met 1,3%.

11. De mogelijkheid om andere processen te beïnvloeden tijdens de massale introductie van deze technologie (veranderingen in de milieusituatie, mogelijke impact op de menselijke gezondheid, verhoging van de betrouwbaarheid van de stroomvoorziening, veranderende dagelijkse of seizoensgebonden belastingschema's elektrische apparatuur, de wijziging economische indicatoren energieopwekking en -transmissie, enz.).
Verbetering van de milieusituatie met gevolgen voor de menselijke gezondheid en verlaging van de brandstofkosten voor warmteopwekking.

12. De behoefte aan speciale opleiding van gekwalificeerd personeel voor de werking van de geïntroduceerde technologie en de ontwikkeling van de productie.
De opleiding van het bestaande bedieningspersoneel van keteleenheden met de voorgestelde technologie zal voldoende zijn.

13. Mogelijke manieren van implementatie:
commerciële financiering (met terugbetaling van kosten), aangezien de voorgestelde technologie zichzelf binnen maximaal twee jaar terugbetaalt.

Informatie verstrekt door: Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldavië, MD 2051, e-mail: [e-mail beveiligd]

Tot beschrijving toevoegen energiebesparende technologie naar de Catalogus, vul de vragenlijst in en stuur deze naar gemarkeerd met "naar de catalogus".

Pagina 1

De rookgassamenstelling wordt berekend op basis van verbrandingsreacties onderdelen brandstof.

De samenstelling van de rookgassen wordt bepaald met behulp van speciale apparaten gasanalysatoren genoemd. Dit zijn de belangrijkste apparaten die de mate van perfectie en efficiëntie van het verbrandingsproces bepalen, afhankelijk van het koolstofdioxidegehalte in de uitlaatgassen, optimale waarde die afhangt van het type brandstof, het type en de kwaliteit van het verbrandingsapparaat.

De samenstelling van rookgassen bij stationaire toestand verandert op de volgende manier: het gehalte aan H2S en S02 neemt gestaag af, 32, CO2 en CO - veranderen onbeduidend / Bij laag-voor-laag verbranding van oxiden worden de bovenste lagen van de katalysator eerder geregenereerd dan de lagere. Een geleidelijke temperatuurdaling wordt waargenomen in de reactiejongen en zuurstof verschijnt in de rookgassen bij de uitlaat van de reactor.

De samenstelling van rookgassen wordt gecontroleerd door monsters.

De samenstelling van het rookgas wordt niet alleen bepaald door het waterdampgehalte, maar ook door het gehalte aan andere componenten.

De samenstelling van de rookgassen varieert over de lengte van de toorts. Het is niet mogelijk om met deze verandering rekening te houden bij het berekenen van stralingswarmteoverdracht. Dat is waarom praktische berekeningen stralingswarmte-uitwisseling wordt uitgevoerd volgens de samenstelling van de rookgassen aan het einde van de kamer. Deze vereenvoudiging is tot op zekere hoogte gerechtvaardigd door de overweging dat het verbrandingsproces gewoonlijk intensief verloopt in het aanvankelijke, niet erg grote deel van de kamer, en daarom wordt het grootste deel van de kamer ingenomen door gassen waarvan de samenstelling aan het eind dicht bij de samenstelling ligt. van de kamer. Het bevat uiteindelijk bijna altijd heel weinig producten. onvolledige verbranding.  

De rookgassamenstelling wordt berekend op basis van de verbrandingsreacties van de brandstofbestanddelen.

De samenstelling van rookgassen bij volledige verbranding van gas uit verschillende velden verschilt enigszins.

De samenstelling van rookgassen omvat: 2 61 kg СО2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg N2 en 3 81 kg lucht per 1 kg steenkool. Bij 870 C is het volume rookgassen per 1 kg steenkool 45 m3 en bij 16 C gelijk aan 11 3 m3; de dichtheid van het rookgasmengsel is gelijk aan 0,318 kg / l3, wat 1 03 keer meer is dan de dichtheid van lucht bij dezelfde temperatuur.

Meeteenheden van gasvormige componenten van verbrandingsproducten →

Sectie Inhoud

Wanneer organische brandstoffen worden verbrand in ketelovens, verschillende producten verbranding, zoals koolstofoxiden CO x = CO + CO 2, waterdamp H 2 O, zwaveloxiden SO x = SO 2 + SO 3, stikstofoxiden NO x = NO + NO 2, polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's), fluoriden, vanadiumverbindingen V 2 O 5, vaste deeltjes, enz. (zie tabel 7.1.1). Bij onvolledige verbranding van brandstof in ovens kunnen de uitlaatgassen ook koolwaterstoffen CH 4, C 2 H 4, enz. bevatten. Alle producten van onvolledige verbranding zijn schadelijk, maar met moderne technologie verbranding van brandstof, kan hun vorming worden geminimaliseerd [1].

Tabel 7.1.1. Specifieke emissies bij het affakkelen van organische brandstoffen in elektrische ketels [ 3 ]

Legenda: A p, S p - respectievelijk het as- en zwavelgehalte op werkende massa brandstof,%.

Het criterium voor de hygiënische beoordeling van de omgeving is het maximum toegestane concentratie(MPC) van een schadelijke stof in de omgevingslucht op grondniveau. MPC moet worden opgevat als een dergelijke concentratie van verschillende stoffen en chemische verbindingen, die geen pathologische veranderingen of ziekten veroorzaakt bij langdurige blootstelling aan het menselijk lichaam.

De maximaal toelaatbare concentraties (MPC) van schadelijke stoffen in de atmosferische lucht van bevolkte gebieden zijn weergegeven in de tabel. 7.1.2 [4]. De maximale eenmalige concentratie van schadelijke stoffen wordt bepaald door monsters genomen binnen 20 minuten, de gemiddelde dagelijkse - per dag.

Tabel 7.1.2. Maximaal toelaatbare concentratie van schadelijke stoffen in de atmosferische lucht van bevolkte gebieden

verontreinigende stof	Maximaal toelaatbare concentratie, mg/m 3
Maximaal eenmalig	Gemiddeld dagelijks
Stof niet giftig	0,5	0,15
zwaveldioxide	0,5	0,05
Koolmonoxide	3,0	1,0
Koolmonoxide	3,0	1,0
Stikstofdioxide	0,085	0,04
Stikstofoxide	0,6	0,06
Roet (roet)	0,15	0,05
waterstofsulfide	0,008	0,008
Benz (a) pyreen	-	0,1 g / 100 m 3
Vanadiumpentaxide	-	0,002
Fluorideverbindingen (door fluor)	0,02	0,005
Chloor	0,1	0,03

Berekeningen worden voor elke gevaarlijke stof afzonderlijk uitgevoerd, zodat de concentratie van elk van hen de waarden in de tabel niet overschrijdt. 7.1.2. Voor ketelhuizen worden deze voorwaarden verscherpt door de introductie aanvullende vereisten over de noodzaak om het effect van zwavel- en stikstofoxiden bij elkaar op te tellen, dat wordt bepaald door de uitdrukking

Tegelijkertijd worden door lokale luchttekorten of ongunstige thermische en aerodynamische omstandigheden onvolledige verbrandingsproducten gevormd in ovens en verbrandingskamers, voornamelijk bestaande uit koolmonoxide CO (koolmonoxide), waterstof H 2 en verschillende koolwaterstoffen, die warmteverlies kenmerken in keteleenheid door chemische onvolledige verbranding (chemische onvolledige verbranding).

Bovendien produceert het verbrandingsproces een aantal chemische verbindingen die worden gevormd als gevolg van de oxidatie van verschillende componenten van de brandstof en stikstof in de lucht N 2. Het belangrijkste daarvan zijn de stikstofoxiden NO x en zwavel SO x.

Stikstofoxiden worden gevormd door de oxidatie van zowel moleculaire stikstof in de lucht als stikstof in de brandstof. Experimentele studies hebben aangetoond dat het grootste deel van NO x gevormd in de ovens van ketels, namelijk 96 ÷ 100%, valt op stikstofmonoxide (oxide) NO. Dioxide NO 2 en stikstofhemioxide N 2 O worden in veel kleinere hoeveelheden gevormd en hun aandeel is ongeveer: voor NO 2 - tot 4%, en voor N 2 O - honderdsten van een procent van de totale NO x -emissie. Onder typische omstandigheden van fakkelverbranding van brandstoffen in ketels is de concentratie van stikstofdioxide NO 2 in de regel verwaarloosbaar in vergelijking met het NO-gehalte en varieert gewoonlijk van 0 ÷ 7 ppm tot 20 ÷ 30 ppm... Tegelijkertijd kan een snelle vermenging van warme en koude gebieden in een turbulente vlam leiden tot relatief hoge concentraties stikstofdioxide in de koude gebieden van de stroming. Daarnaast vindt gedeeltelijke emissie van NO 2 plaats in het bovenste deel van de oven en in het horizontale gaskanaal (at t> 900 ÷ 1000 K) en kan onder bepaalde omstandigheden ook merkbare maten bereiken.

Stikstofhemioxide N 2 O, gevormd tijdens de verbranding van brandstof, is hoogstwaarschijnlijk een tussenproduct van korte duur. N 2 O is praktisch afwezig in verbrandingsproducten achter ketels.

De zwavel in de brandstof is de bron van de vorming van zwaveloxiden SO x: zwavelhoudende SO 2 (zwaveldioxide) en zwavelhoudende SO 3 (zwaveltrioxide) anhydriden. De totale massa-emissie van SO x hangt alleen af ​​van het zwavelgehalte in de brandstof S p, en hun concentratie in de rookgassen hangt ook af van de luchtstroomcoëfficiënt α. In de regel is het aandeel SO 2 97 ÷ 99% en het aandeel SO 3 1 ÷ 3% van de totale SO x-output. Het werkelijke SO 2 -gehalte in de gassen die de ketels verlaten varieert van 0,08 tot 0,6% en de SO 3 -concentratie - van 0,0001 tot 0,008%.

Onder de schadelijke componenten van rookgassen neemt een grote groep polycyclische aromatische koolwaterstoffen (PAK's) een bijzondere plaats in. Veel PAK's hebben een hoge kankerverwekkende en/of mutagene activiteit en activeren fotochemische smogs in steden, wat een strikte controle en beperking van hun uitstoot vereist. Tegelijkertijd zijn sommige PAK's, bijvoorbeeld fenantreen, fluorantheen, pyreen en een aantal andere, fysiologisch bijna inert en niet kankerverwekkend.

PAK's worden gevormd als gevolg van onvolledige verbranding van koolwaterstofbrandstoffen. Dit laatste vindt plaats door de remming van de oxidatiereacties van brandstofkoolwaterstoffen door de koude wanden van verbrandingsinrichtingen, en kan ook worden veroorzaakt door een onbevredigende vermenging van brandstof en lucht. Dit leidt tot de vorming in ovens (verbrandingskamers) van lokale oxidatiezones met lage temperatuur of gebieden met overtollige brandstof.

Vanwege het grote aantal verschillende PAK's in rookgassen en de moeilijkheid om hun concentraties te meten, is het gebruikelijk om het niveau van kankerverwekkende verontreiniging van verbrandingsproducten en atmosferische lucht te beoordelen aan de hand van de concentratie van het krachtigste en meest stabiele kankerverwekkende middel - benzo (a) pyreen (B (a) P) C 20 H 12.

Vanwege de hoge toxiciteit moeten in het bijzonder producten van stookolieverbranding zoals vanadiumoxiden worden opgemerkt. Vanadium zit in het minerale deel van stookolie en vormt bij verbranding de vanadiumoxiden VO, VO 2. Tijdens de vorming van afzettingen op convectieve oppervlakken zijn vanadiumoxiden echter voornamelijk aanwezig in de vorm van V 2 O 5. Vanadiumpentoxide V 2 O 5 is de meest giftige vorm van vanadiumoxiden, dus hun emissies worden in termen van V 2 O 5 meegerekend.

Tabel 7.1.3. Geschatte concentratie van schadelijke stoffen in verbrandingsproducten tijdens fakkelverbranding van organische brandstoffen in elektrische ketels

Emissies =	Concentratie, mg / m 3
	Natuurlijk gas	Brandstof	Steenkool
Stikstofoxiden NO x (in termen van NO 2)	200 ÷ 1200	300 ÷ 1000	350 ÷ 1500
Zwavelzuuranhydride SO 2	-	2000 ÷ 6000	1000 ÷ 5000
Zwavelzuuranhydride SO 3	-	4 ÷ 250	2 ÷ 100
Koolmonoxide CO	10 ÷ 125	10 ÷ 150	15 ÷ 150
Benz (a) pyreen С 20 Н 12	(0,1 ÷ 1,0) 10 -3	(0,2 ÷ 4,0) · 10 -3	(0,3 ÷ 14) · 10 -3
Vaste deeltjes	-	<100	150 ÷ ​​​​300

Bij de verbranding van stookolie en vaste brandstoffen bevat de emissie ook fijnstof bestaande uit vliegas, roetdeeltjes, PAK's en onverbrande brandstof als gevolg van mechanische onderverbranding.

De concentratiebereiken van schadelijke stoffen in rookgassen bij de verbranding van verschillende soorten brandstoffen zijn weergegeven in de tabel. 7.1.3.

Aardgas is tegenwoordig de meest gebruikte brandstof. Aardgas wordt aardgas genoemd omdat het uit de diepten van de aarde wordt gewonnen.

Gasverbranding is een chemische reactie waarbij aardgas interageert met zuurstof in de lucht.

De gasvormige brandstof bevat een brandbaar en niet-brandbaar deel.

Het belangrijkste brandbare bestanddeel van aardgas is methaan - CH4. Het gehalte aan aardgas bereikt 98%. Methaan is geurloos, smaakloos en niet giftig. De ontvlambaarheidsgrens is 5 tot 15%. Deze kwaliteiten maakten het mogelijk om aardgas als een van de belangrijkste soorten brandstof te gebruiken. De concentratie van meer dan 10% methaan is levensbedreigend, waardoor verstikking kan optreden door zuurstofgebrek.

Om een ​​gaslek op te sporen wordt het gas geodoriseerd, dat wil zeggen er wordt een sterk ruikende stof (ethylmercaptaan) toegevoegd. In dit geval kan het gas al worden gedetecteerd bij een concentratie van 1%.

Naast methaan kan aardgas ontvlambare gassen bevatten - propaan, butaan en ethaan.

Om een ​​hoogwaardige verbranding van gas te garanderen, is het noodzakelijk om voldoende lucht aan de verbrandingszone toe te voeren en een goede menging van gas met lucht te bereiken. De optimale verhouding is 1:10. Dat wil zeggen, één deel van het gas is goed voor tien delen lucht. Bovendien is het noodzakelijk om het gewenste temperatuurregime te creëren. Om het gas te laten ontbranden, moet het worden verwarmd tot de ontstekingstemperatuur en in de toekomst mag de temperatuur niet onder de ontstekingstemperatuur komen.

Het is noodzakelijk om de verwijdering van verbrandingsproducten in de atmosfeer te organiseren.

Volledige verbranding wordt bereikt als er geen brandbare stoffen aanwezig zijn in de verbrandingsproducten die in de atmosfeer worden uitgestoten. In dit geval worden koolstof en waterstof gecombineerd en vormen ze koolstofdioxide en waterdamp.

Visueel is de vlam bij volledige verbranding lichtblauw of blauwviolet.

Volledige verbranding van gas.

methaan + zuurstof = koolstofdioxide + water

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

Naast deze gassen komen stikstof en de resterende zuurstof met brandbare gassen in de atmosfeer terecht. N 2 + O 2

Als de verbranding van het gas niet volledig plaatsvindt, worden ontvlambare stoffen - koolmonoxide, waterstof en roet in de atmosfeer uitgestoten.

Onvolledige verbranding van gas treedt op als gevolg van onvoldoende lucht. Tegelijkertijd verschijnen er roettongen in de vlam.

Het gevaar van onvolledige verbranding van het gas is dat koolmonoxide het personeel van de stookruimte kan vergiftigen. Het CO-gehalte in de lucht van 0,01-0,02% kan milde vergiftiging veroorzaken. Een hogere concentratie kan leiden tot ernstige vergiftiging en de dood.

Het resulterende roet zet zich af op de wanden van de ketels, waardoor de overdracht van warmte naar het koelmiddel wordt belemmerd en het rendement van de stookruimte afneemt. Roet geleidt warmte 200 keer slechter dan methaan.

Theoretisch heeft 1 m3 gas 9 m3 lucht nodig om te verbranden. In reële omstandigheden is meer lucht nodig.

Dat wil zeggen, er is een overmaat lucht nodig. Deze waarde, aangeduid met alpha, geeft aan hoeveel keer meer lucht wordt verbruikt dan theoretisch nodig is.

De alfa-coëfficiënt is afhankelijk van het type van een specifieke brander en wordt meestal voorgeschreven in het branderpaspoort of in overeenstemming met de aanbevelingen van de organisatie van de uitgevoerde inbedrijfstellingswerkzaamheden.

Naarmate de hoeveelheid overtollige lucht boven de aanbevolen hoeveelheid stijgt, neemt het warmteverlies toe. Bij een aanzienlijke toename van de hoeveelheid lucht kan vlamscheiding optreden, waardoor een noodsituatie ontstaat. Als de hoeveelheid lucht minder is dan aanbevolen, zal de verbranding onvolledig zijn, waardoor vergiftigingsgevaar ontstaat voor het personeel van de stookruimte.

Voor een meer nauwkeurige controle van de kwaliteit van de brandstofverbranding zijn er apparaten - gasanalysatoren die het gehalte aan bepaalde stoffen in de samenstelling van uitlaatgassen meten.

Gasanalysatoren kunnen worden geleverd met ketels. Indien deze er niet zijn, worden de juiste metingen uitgevoerd door de opdrachtgever met behulp van draagbare gasanalysatoren. Er wordt een regimekaart opgesteld waarin de benodigde controleparameters worden voorgeschreven. Door ze na te leven, kunt u zorgen voor een normale volledige verbranding van de brandstof.

De belangrijkste parameters voor het reguleren van de brandstofverbranding zijn:

• de verhouding tussen gas en lucht die aan de branders wordt toegevoerd.

• overmaat luchtverhouding.

• ontlading in de vuurhaard.

• Efficiëntie van de ketel.

In dit geval betekent de efficiëntiecoëfficiënt van de ketel de verhouding tussen nuttige warmte en de hoeveelheid verbruikte warmte.

Luchtsamenstelling

Gasnaam:	Chemish element	Inhoud in de lucht
Stikstof	N2	78 %
Zuurstof	O2	21 %
Argon	Ar	1 %
Kooldioxide	CO2	0.03 %
Helium	Hij	minder dan 0,001%
Waterstof	H2	minder dan 0,001%
Neon	nee	minder dan 0,001%
methaan	CH4	minder dan 0,001%
Krypton	Kr	minder dan 0,001%
Xenon	Xe	minder dan 0,001%

Analyse van rookgassen van ketels stelt u in staat afwijkingen van de normale bedrijfsmodi te identificeren en te elimineren, waardoor de efficiëntie van de brandstofverbranding wordt verhoogd en de uitstoot van giftige gassen in de atmosfeer wordt verminderd. Om te begrijpen hoe efficiënt de stookinstallatie werkt en hoe afwijkingen in de werking ervan met een rookgasanalysator kunnen worden gesignaleerd, is het noodzakelijk te weten welke gassen en in welke concentraties in de rookgassen aanwezig zijn.

De rookgascomponenten zijn hieronder gerangschikt naar afnemende concentratie in het rookgas.

Stikstof N2.

Stikstof is het belangrijkste element van de omgevingslucht (79%). Stikstof neemt niet deel aan het verbrandingsproces, het is ballast. Wanneer het in de ketel wordt gepompt, warmt het op en brengt het de energie die nodig is om het te verwarmen met zich mee naar de schoorsteen, waardoor het rendement van de ketel afneemt. Rookgasanalysers meten geen stikstofconcentratie.

Kooldioxide CO2.

Gevormd tijdens de verbranding van brandstof. Verstikkend gas veroorzaakt bij concentraties van meer dan 15 vol.% een snel bewustzijnsverlies. Rookgasanalysatoren meten meestal niet de concentratie kooldioxide, maar bepalen deze door berekening uit de concentratie restzuurstof. Bepaalde modellen gasanalysatoren, zoals de MRU Vario Plus, kunnen worden uitgerust met optische infraroodsensoren voor het meten van kooldioxideconcentraties.

• dieselbranders - 12,5 ... 14%
• gasbranders - 8 ... 11%

Zuurstof O2.

Restzuurstof, die door overtollige lucht niet bij het verbrandingsproces werd gebruikt, wordt samen met de uitlaatgassen uitgestoten. De concentratie van resterende zuurstof wordt gebruikt om de volledigheid (efficiëntie) van brandstofverbranding te beoordelen. Daarnaast wordt de zuurstofconcentratie gebruikt om het warmteverlies bij rookgassen en de concentratie kooldioxide te bepalen.

De zuurstofconcentratie in draagbare rookgasanalysers wordt gemeten met elektrochemische zuurstofsensoren, in stationaire gasanalysatoren worden daarnaast vaak zirkoniumsensoren gebruikt.

• dieselbranders - 2 ... 5%
• gasbranders - 2 ... 6%

Koolmonoxide CO.

Koolmonoxide of koolmonoxide is een giftig gas dat ontstaat bij onvolledige verbranding. Het gas is zwaarder dan lucht en kan bij lekken of doorbranden in de schoorstenen van ketels vrijkomen in de werkomgeving, waardoor het personeel wordt blootgesteld aan vergiftigingsgevaar. Bij CO-concentraties tot 10.000 ppm worden meestal elektrochemische cellen gebruikt om het te detecteren. Voor het meten van concentraties van meer dan 10.000 ppm worden voornamelijk optische cellen gebruikt, ook in draagbare gasanalysatoren.

• dieselbranders - 80 ... 150 ppm
• gasbranders - 80 ... 100 ppm

Stikstofoxiden (NOx).

Bij hoge temperaturen in de keteloven vormt stikstof stikstofoxide NO met atmosferische zuurstof. Verder wordt NO onder invloed van zuurstof geoxideerd tot NO2. De componenten NO en NO2 worden de stikstofoxiden NOx genoemd.

De NO-concentratie wordt gemeten door elektrochemische sensoren. NO2 in eenvoudige modellen van gasanalysatoren wordt bepaald door berekening en wordt gelijkgesteld aan 5 ... 10% procent van de gemeten NO-concentratie. In sommige gevallen wordt de NO2-concentratie gemeten door een aparte elektrochemische stikstofdioxidesensor. In ieder geval is de resulterende concentratie van stikstofoxiden NOx gelijk aan de som van de concentraties van NO en NO2.

• dieselbranders - 50 ... 120 ppm
• gasbranders - 50 ... 100 ppm

Zwaveldioxide (SO2).

Giftig gas afkomstig van de verbranding van brandstoffen die zwavel bevatten. Wanneer SO2 interageert met water (condensaat) of waterdamp, wordt zwaveligzuur H2SO3 gevormd. Elektrochemische cellen worden vaak gebruikt om SO2-concentraties te meten.

Niet-brandbare koolwaterstoffen (CH).

Bij onvolledige verbranding van brandstof ontstaan ​​niet-brandbare CH-koolwaterstoffen. Deze groep omvat methaan CH4, butaan C4H10 en benzeen C6H6. Om de concentratie van niet-brandbare koolwaterstoffen te meten, worden thermokatalytische of optische infraroodcellen gebruikt.

Om de concentratie van gassen in industriële emissies en rookgassen te meten, worden gasanalysatoren Kaskad-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT, enz. van binnenlandse productie gebruikt, of apparaten van buitenlandse productie van fabrikanten zoals Testo, MSI Drager , MRU, Kane, enz. ...