De brandstof voor het ketelhuis is aardgas geleverd door de GDS. Aardgas met een druk van 1-2 MPa, waarvan de temperatuur, het debiet en de druk worden geregistreerd door commerciële meetapparatuur, komt in de eerste reductiefase. De druk na de eerste reductiefase wordt geregeld door het drukregelventiel.

Verder komt brandstofgas met een druk van ongeveer 0,5 MPa de buisruimte van de verwarmer binnen, waarvan de warmtedrager stoom 0,3-0,6 MPa is. De temperatuur van het stookgas na de voorverwarmer wordt veranderd door een regelklep die op de stoomleiding is geïnstalleerd. Na de voorverwarmer wordt de brandstofgasdruk door de tweede reductietrap verlaagd tot 3-80 kPa Na de tweede reductietrap komt het gas de ketelbranders binnen via standaard gasapparatuur (SBG). Voor de SBG van elke ketel worden de druk, het debiet en de gastemperatuur gemeten en geregistreerd. De gasdruk na de SBG van elke ketel wordt ook geregistreerd

5.3.2. Kenmerken van het verbrandingsproces van aardgas.

De keuze van het type en aantal gasbranders, hun plaatsing en de organisatie van het verbrandingsproces hangen af ​​van de kenmerken van de thermische en aerodynamische bedrijfsomstandigheden van de industriële installatie. De juiste oplossing voor deze problemen bepaalt de intensiteit van het technologische proces en de efficiëntie van de installatie. Theoretische vereisten en werkervaring geven aan dat bij het ontwerpen van nieuwe gasinstallaties de belangrijkste indicatoren van hun werking in de regel kunnen worden verbeterd. Hierbij moet echter worden opgemerkt dat een verkeerd gekozen methode van gasverbranding en een niet-succesvolle opstelling van branders de productiviteit en efficiëntie van de installaties verminderen.

Bij het ontwerpen van industriële gasinstallaties moeten de taken van het intensiveren van het technologische proces en het verhogen van de efficiëntie van het brandstofgebruik worden opgelost met de laagste materiaalkosten en met inachtneming van een aantal andere voorwaarden, zoals operationele betrouwbaarheid, veiligheid, enz.

Bij de verbranding van aardgas kunnen, in tegenstelling tot de verbranding van andere soorten brandstof, de eigenschappen van de fakkel over een groot bereik worden gevarieerd. Daarom kan het voor bijna elk doel worden gebruikt. Er moet alleen aan worden herinnerd dat de vereiste maximale intensivering van het technologische proces, een verhoging van de efficiëntie, evenals het voldoen aan andere vereisten voor de installatie, niet alleen kan worden bereikt door de keuze voor een of andere gasbrander, maar zal worden bereikt met de juiste oplossing van het hele complexe vraagstuk van warmteoverdracht en aerodynamica, te beginnen met de toevoer van lucht en gas en eindigend met de afvoer van afvalverbrandingsproducten naar de atmosfeer. Van bijzonder belang is de beginfase van het proces - de organisatie van gasverbranding.

Aardgas is een kleurloos gas. Veel lichter dan lucht. De aanwezigheid van gas in de lucht van gebouwen, putten, putten van meer dan 20% veroorzaakt verstikking, duizeligheid, bewustzijnsverlies en de dood. Volgens hygiënische normen behoort aardgas (methaan) tot de 4e gevarenklasse (laaggevaarlijke stof). Lage toxiciteit, is geen gif.

Aardgas samenstelling:

Methaan 98,52%;

ethaan 0,46%;

Propaan 0,16%;

Butaan 0,02%;

Stikstof 0,73%;

Kooldioxide 0,07%.

Als aardgas alle zuiveringsgraden heeft doorstaan, verschillen de eigenschappen weinig van die van methaan. Methaan is het eenvoudigste element van een aantal methaankoolwaterstoffen. Methaan eigenschappen:

Specifieke verbrandingswarmte 7980 Kcal / m 3;

Vloeibaar bij t ° = -161 ° , hardt uit bij t ° = -182 ° ;

Dichtheid van methaan - 0,7169 kg / m 3 (2 keer lichter dan lucht);

Ontstekingstemperatuur t ° = 645 ° С;

Verbrandingstemperatuur t ° = 1500 ÷ 2000 ° С

Explosiegrenzen 5 ÷ 15%.

Bij interactie met lucht worden zeer explosieve mengsels gevormd die kunnen exploderen en vernietiging kunnen veroorzaken.

Verbranding van elke brandstof, inclusief gas, is een reactie van de chemische combinatie met zuurstof en gaat gepaard met het vrijkomen van warmte. De hoeveelheid warmte die wordt verkregen bij de volledige verbranding van 1 m 3 (of 1 kg) gas wordt de verbrandingswarmte genoemd. Maak onderscheid tussen de laagste verbrandingswarmte, waarbij geen rekening wordt gehouden met de latente vormingswarmte van waterdamp in de verbrandingsproducten, en de hoogste, wanneer met deze warmte rekening wordt gehouden. Het verschil tussen de bruto en netto calorische waarde is afhankelijk van de hoeveelheid waterdamp die vrijkomt bij de verbranding van brandstof en is ongeveer 2500 kJ per 1 kg of 2000 kJ per 1 m3 waterdamp.

De verbrandingswarmte van verschillende soorten brandstoffen kan aanzienlijk variëren. Dus brandhout en turf hebben bijvoorbeeld een lagere stookwaarde tot 12.500, de beste bitumineuze kolen - tot 31.000 en olie ongeveer 40.000 kJ / kg. Aardgas heeft een calorische onderwaarde van 40-44 MJ/kg.

De totale verbrandingstijd  wordt bepaald door de tijd  d van mengselvorming (diffusieprocessen) en de tijd  tot het optreden van chemische verbrandingsreacties (kinetische processen). Rekening houdend met het feit dat deze fasen van het proces elkaar kunnen overlappen, verkrijgen we  q + k.

Bij  tot  d (verbranding gelijktijdig met mengselvorming in de oven wordt genoemd diffusie, aangezien deze mengselvorming processen van turbulente (in de laatste fase - moleculaire) diffusie omvat).

Wanneer  d  k  k (verbranding van een vooraf bereid mengsel wordt vaak conventioneel genoemd kinetisch, wordt bepaald door de kinetiek van chemische reacties).

Wanneer  q en k evenredig zijn, wordt het verbrandingsproces gemengd genoemd.

De volgende fase na de vorming van het mengsel is het verwarmen en ontsteken van brandstof. Bij het mengen van een straal brandbaar gas met een luchtstraal en een geleidelijke verhoging van hun temperatuur bij een bepaalde temperatuur, zal het mengsel ontbranden. De minimumtemperatuur waarbij het mengsel ontbrandt wordt het vlampunt genoemd.

De ontstekingstemperatuur is geen fysisch-chemische constante van een stof, aangezien deze, naast de aard van het brandbare gas, afhangt van de concentratie van het gas en de oxidator, evenals van de intensiteit van de warmte-uitwisseling tussen het gasmengsel en de omgeving.

Er zijn boven- en ondergrenzen voor de concentratie van gas en oxidatiemiddel en buiten deze limieten ontbranden mengsels bij een bepaalde temperatuur niet. Bij een stijging van de temperatuur van het gas-luchtmengsel, volgens de wet van Arrhenius, neemt de reactiesnelheid evenredig toe met e -E / RT en is de warmteafgifte evenredig met dezelfde waarde. Als het warmteverlies van de verbrandingszone geassocieerd met warmte-uitwisseling met de omgeving de warmteafgifte overschrijdt, zijn ontsteking en verbranding onmogelijk. Gewoonlijk vindt verwarming gelijktijdig plaats met de vorming van het mengsel.

Een gas-luchtmengsel waarin het gasgehalte tussen de onderste en bovenste ontvlambaarheidsgrenzen ligt, is explosief. Hoe groter het bereik van de ontvlambaarheidsgrenzen (ook wel explosiegrenzen genoemd), hoe explosiever het gas is. In zijn chemische essentie is de explosie van een gas-lucht (gas-zuurstof) mengsel een proces van zeer snelle (bijna onmiddellijke) verbranding, wat leidt tot de vorming van verbrandingsproducten met een hoge temperatuur en een sterke toename van hun druk. De berekende overdruk tijdens de explosie van aardgas is 0,75, propaan en butaan - 0,86, waterstof - 0,74, acetyleen - 1,03 MPa. In praktische omstandigheden bereikt de explosietemperatuur niet de maximale waarden en zijn de resulterende drukken lager dan aangegeven, maar ze zijn voldoende om niet alleen de bekleding van ketels, gebouwen, maar ook metalen containers te vernietigen als er een explosie optreedt in hen.

Als gevolg van ontsteking en verbranding ontstaat een vlam, wat een externe manifestatie is van de intense reacties van het oxidatiemiddel van de stof. De beweging van een vlam door een gasmengsel wordt vlamverspreiding genoemd. In dit geval is het gasmengsel verdeeld in twee delen: het verbrande gas, waardoor de vlam al is gepasseerd, en het onverbrande gas, dat binnenkort in het gebied van de vlam zal komen. De grens tussen deze twee delen van het brandende gasmengsel wordt het vlamfront genoemd.

Een toorts is een stroom die een mengsel van lucht, brandende gassen, brandstofdeeltjes en verbrandingsproducten bevat, waarin verwarming, ontsteking en verbranding van gasvormige brandstof plaatsvindt.

Bij gewone temperaturen in ovens (1000-1500 ° C) geven koolwaterstoffen, waaronder methaan, zelfs in zeer korte tijd als gevolg van thermische ontleding merkbare hoeveelheden elementaire koolstof. Als gevolg van het verschijnen van elementaire koolstof in de toorts, verwerft het verbrandingsproces tot op zekere hoogte elementen van heterogene, d.w.z. voortgaand op het oppervlak van vaste deeltjes. De aanwezigheid van katalysatoren (oxiden van ijzer, nikkel) versnelt de afbraak van methaan en andere koolwaterstoffen aanzienlijk.

Dus in de oven of de werkruimte van de oven tussen het moment van gas- en luchtinjectie en de productie van uiteindelijke verbrandingsproducten als gevolg van de superpositie van het proces van thermische ontleding van koolwaterstoffen en de kettingoxidatiereactie, een zeer complexe beeld wordt waargenomen, gekenmerkt door de aanwezigheid van zowel de oxidatieproducten van СО 2 en Н 2 О, als CO, H 2, elementaire koolstof en producten van onvolledige oxidatie (van de laatste is formaldehyde vooral belangrijk). De verhouding tussen deze componenten zal afhangen van de omstandigheden en duur van gasverwarming voorafgaand aan oxidatiereacties.

Tijdens de verbranding van brandstof treden chemische oxidatieprocessen van de brandbare componenten op, vergezeld van een intense warmteafgifte en een snelle stijging van de temperatuur van de verbrandingsproducten.

Maak onderscheid tussen homogene verbranding, die plaatsvindt in het volume, wanneer de brandstof en het oxidatiemiddel zich in dezelfde aggregatietoestand bevinden, en heterogene verbranding, die plaatsvindt op het grensvlak, wanneer de brandbare stof en het oxidatiemiddel zich in verschillende aggregatietoestanden bevinden.

Verbranding van gasvormige brandstoffen is een homogeen proces. Tijdens de verbranding is de snelheid van het voorwaartse proces onevenredig hoger dan de snelheid van het omgekeerde, daarom kan de omgekeerde reactie worden verwaarloosd. Bedenk dat voor een homogene verbrandingsreactie de uitdrukking voor de snelheid van de directe reactie de vorm zal hebben:

waarbij  de tijd is; T- absolute temperatuur; TOT- universele gasconstante; k- reactiesnelheidsconstante, afhankelijk van de aard van de reactanten, de werking van de katalysatoren en temperatuur; k 0 - empirische constante; E- activeringsenergie, die de kleinste overtollige energie kenmerkt die botsende deeltjes moeten hebben om een ​​reactie te laten plaatsvinden.

Uit de uitdrukkingen (de tweede wordt de Arrhenius-vergelijking genoemd) volgt dat de reactiesnelheid toeneemt met toenemende concentraties (druk in het systeem) en temperatuur en met afnemende activeringsenergie. Experimentele metingen geven een veel lagere waarde voor de activeringsenergie dan de gegeven regelmatigheden van de chemische kinetiek. Dit komt door het feit dat de verbrandingsprocessen van gassen verwijzen naar kettingreacties en tussenstadia doorlopen met de continue vorming van actieve centra (atomen of radicalen).

Wanneer waterstof bijvoorbeeld verbrandt (Fig. 3) met behulp van vrije zuurstofatomen en hydroxylradicalen, worden drie actieve waterstofatomen gevormd in plaats van één die aanwezig was aan het begin van de beschouwde fase van de reactie. Deze verdrievoudiging vindt plaats in elke fase en het aantal actieve centra groeit als een lawine in kettingreacties. Bovendien zijn interacties tussen onstabiele tussenproducten veel sneller dan tussen moleculen.

Rijst. 3. Schema van een kettingreactie van waterstofverbranding

De totale snelheid van de waterstofverbrandingsreactie wordt bepaald door de snelheid van de langzaamste reactie (uitgedrukt door de vergelijking H + O 2 OH + H 2)  = kC n C o, waarbij C n, C o de concentraties van atomaire waterstof en moleculaire zuurstof.

De oxidatieprocessen van koolwaterstoffen die het organische deel van natuurlijke en aanverwante gassen vormen, zijn het meest complex. Tot nu toe zijn er geen duidelijke ideeën over het kinetische mechanisme van de reacties, hoewel met vertrouwen kan worden gezegd dat verbranding een ketenkarakter heeft in aanwezigheid van een inductieperiode en verloopt met de vorming van talrijke tussenproducten van gedeeltelijke oxidatie en ontleding .

Een benaderend schema van de gefaseerde verbranding van methaan kan worden weergegeven door een reeks van de volgende reacties:

Hoewel de begin- en eindproducten van de verbrandingsreactie gassen zijn, kan in de tussenproducten, naast gassen, elementaire koolstof aanwezig zijn in de vorm van de kleinste roetsuspensie.

De snelheid van de verbrandingsreactie van koolmonoxide hangt af van de concentraties van koolmonoxide en waterdamp in de reactiezone, en de snelheid van ketenverbranding van methaan en andere koolwaterstoffen hangt af van de concentraties van atomaire waterstof, zuurstof en waterdamp.

Verbranding van gasvormige brandstof is een combinatie van complexe aerodynamische, thermische en chemische processen. Het verbrandingsproces van gasvormige brandstof bestaat uit verschillende fasen: gas mengen met lucht, het resulterende mengsel verwarmen tot de ontstekingstemperatuur, ontsteking en verbranding.

Gasverbranding is een combinatie van de volgende processen:

Mengen van brandbaar gas met lucht,

Verwarm het mengsel,

Thermische ontleding van brandbare componenten,

· Ontsteking en chemische combinatie van brandbare componenten met atmosferische zuurstof, vergezeld van de vorming van een fakkel en intense warmteafgifte.

Methaanverbranding vindt plaats volgens de reactie:

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

Voorwaarden voor gasverbranding:

Zorgen voor de vereiste verhouding van brandbaar gas en lucht,

· Verwarmen tot de ontstekingstemperatuur.

Als het gas in het gas-luchtmengsel lager is dan de onderste ontstekingsgrens, dan zal het niet branden.

Als het gas-luchtmengsel meer gas bevat dan de bovenste ontvlambaarheidsgrens, dan zal het niet volledig verbranden.

Samenstelling van producten van volledige gasverbranding:

CO 2 - koolstofdioxide

H 2 O - waterdamp

* N 2 - stikstof (reageert niet met zuurstof tijdens verbranding)

Samenstelling van producten van onvolledige verbranding van gas:

CO - koolmonoxide

· C - roet.

Voor de verbranding van 1 m 3 aardgas is 9,5 m 3 lucht nodig. In de praktijk is het luchtverbruik altijd hoger.

Houding werkelijke consumptie lucht naar theoretisch vereiste uitgaven wordt de overmaat luchtverhouding genoemd: α = L / L t.,

Waar: L- werkelijk verbruik;

L t is het theoretisch vereiste debiet.

De overmaat luchtverhouding is altijd groter dan één. Voor aardgas is dat 1,05 - 1,2.

2. Doel, apparaat en belangrijkste kenmerken van doorstroomverwarmers.

Stromende gasboilers. Ze zijn bedoeld voor het verwarmen van water tot een bepaalde temperatuur tijdens de waterinname. Doorstroomverwarmers zijn verdeeld volgens de warmtebelasting: 33600, 75600, 105000 kJ, volgens de mate van automatisering - in de hoogste en eerste klassen. Efficiëntie d. boilers 80%, het oxidegehalte is niet meer dan 0,05%, de temperatuur van de verbrandingsproducten achter de chopper is niet minder dan 180 ° C. Het principe is gebaseerd op het verwarmen van water tijdens de tapperiode.

De belangrijkste eenheden van doorstroomverwarmers zijn: een gasbrander, een warmtewisselaar, een automatiseringssysteem en een gasuitlaat. Gas onder lage druk wordt naar de injectiebrander geleid. De verbrandingsproducten passeren de warmtewisselaar en worden afgevoerd naar de schoorsteen. De verbrandingswarmte wordt overgedragen aan het water dat door de warmtewisselaar stroomt. Om de verbrandingskamer te koelen, wordt een spoel gebruikt waardoor water door de kachel circuleert. Gasstroomboilers zijn uitgerust met gasafvoerinrichtingen en tractieonderbrekers, die bij kortstondige uitval van de tractie voorkomen dat de vlam van de gasbranderinrichting dooft. Er is een rookkanaal voor aansluiting op de schoorsteen.

Doorstroomboiler op gas - VPG. Op de voorwand van de behuizing bevinden zich: een gasklepbedieningsknop, een knop voor het inschakelen van de magneetklep en een kijkvenster voor het observeren van de vlam van de waakvlam- en hoofdbranders. Aan de bovenzijde van het apparaat bevindt zich een rookafvoerapparaat, aan de onderzijde bevinden zich sproeiers om het apparaat aan te sluiten op het gas- en watersysteem. Gas komt de magneetklep binnen, de gasafsluitklep van de water-gasbrandereenheid schakelt achtereenvolgens de ontstekingsbrander in en levert gas aan de hoofdbrander.

Het blokkeren van de gasstroom naar de hoofdbrander, met de verplichte bediening van de ontsteker, wordt uitgevoerd door een magneetklep die wordt aangedreven door een thermokoppel. Het blokkeren van de gastoevoer naar de hoofdbrander, afhankelijk van de beschikbaarheid van waterinlaat, wordt uitgevoerd door een klep die door een staaf wordt aangedreven vanuit het membraan van de waterblokklep.

Verbranding van gasvormige brandstof is een combinatie van de volgende fysische en chemische processen: mengen van een brandbaar gas met lucht, verhitten van het mengsel, thermische ontleding van brandbare componenten, ontbranding en chemische combinatie van brandbare elementen met atmosferische zuurstof.

Een stabiele verbranding van het gas-luchtmengsel is mogelijk met de continue toevoer van de benodigde hoeveelheden brandbaar gas en lucht naar het verbrandingsfront, hun grondige vermenging en verhitting tot de ontstekingstemperatuur of zelfontbranding (Tabel 5).

Ontsteking van het gas-luchtmengsel kan worden uitgevoerd:

• verhitting van het gehele volume van het gas-luchtmengsel tot de zelfontbrandingstemperatuur. Deze methode wordt gebruikt in verbrandingsmotoren, waar het gas-luchtmengsel wordt verwarmd door snelle compressie tot een bepaalde druk;
• het gebruik van externe ontstekingsbronnen (ontstekers, enz.). In dit geval wordt niet het gehele gas-luchtmengsel verwarmd tot de ontstekingstemperatuur, maar een deel ervan. Deze methode wordt gebruikt bij het verbranden van gassen in gasbranders;
• bestaande toorts continu tijdens verbranding.

Om de verbrandingsreactie van gasvormige brandstof te starten, moet een bepaalde hoeveelheid energie worden verbruikt, die nodig is om moleculaire bindingen te verbreken en nieuwe te creëren.

De chemische formule van de verbranding van gasvormige brandstof, die het hele reactiemechanisme aangeeft dat gepaard gaat met het verschijnen en verdwijnen van een groot aantal vrije atomen, radicalen en andere actieve deeltjes, is complex. Daarom worden voor de eenvoud vergelijkingen gebruikt die de begin- en eindtoestanden van de gasverbrandingsreacties uitdrukken.

Als we koolwaterstofgassen aanduiden als С m Н n, dan zal de vergelijking voor de chemische reactie van de verbranding van deze gassen in zuurstof de vorm aannemen

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

waarbij m het aantal koolstofatomen in het koolwaterstofgas is; n is het aantal waterstofatomen in het gas; (m + n / 4) - de hoeveelheid zuurstof die nodig is voor volledige verbranding van het gas.

In overeenstemming met de formule worden de vergelijkingen van de verbranding van gassen afgeleid:

• methaan CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
• ethaan C 2 H 6 + 3,5O 2 = 2CO 2 + ZN 2 O
• butaan C 4 H 10 + 6.5O 2 = 4CO 2 + 5H 2 0
• propaan C 3 H 8 + 5O 3 = 3CO 2 + 4H 2 O.

In praktische omstandigheden van gasverbranding wordt zuurstof niet in zuivere vorm opgenomen, maar in de lucht opgenomen. Aangezien lucht uit 79% stikstof en 21% zuurstof bestaat, zijn voor elk volume zuurstof 100: 21 = 4,76 volumes lucht of 79: 21 = = 3,76 volumes stikstof nodig. Dan kan de reactie van de verbranding van methaan in lucht als volgt worden geschreven:

CH 4 + 2O 2 + 2 * 3.76N 2 = CO 2 + 2H 2 O + 7.52N 2.

Uit de vergelijking blijkt dat voor de verbranding van 1 m 3 methaan, 1 m 3 zuurstof en 7,52 m 3 stikstof of 2 + 7,52 = 9,52 m 3 lucht nodig zijn.

Door verbranding van 1 m 3 methaan, 1 m 3 kooldioxide, 2 m 3 waterdamp en 7,52 m 3 stikstof worden verkregen. Onderstaande tabel toont deze gegevens voor de meest voorkomende brandbare gassen.

Voor het verbrandingsproces van een gas-luchtmengsel is het noodzakelijk dat de hoeveelheid gas en lucht in het gas-luchtmengsel binnen bepaalde grenzen blijft. Deze grenswaarden worden ontvlambaarheidsgrenzen of explosiegrenzen genoemd. Maak onderscheid tussen onderste en bovenste ontvlambaarheidsgrenzen. Het minimale gasgehalte in een gas-luchtmengsel, uitgedrukt in volumeprocent, waarbij ontbranding optreedt, wordt de onderste brandbaarheidsgrens genoemd. Het maximale gasgehalte in een gas-luchtmengsel, waarboven het mengsel niet ontbrandt zonder extra warmtetoevoer, wordt de bovenste ontvlambaarheidsgrens genoemd.

De hoeveelheid zuurstof en lucht bij het verbranden van sommige gassen

	Voor verbranding van 1 m 3 gas is het nodig, m 3		Bij verbranding van 1 m 3 gas komt dit vrij, m 3				Calorische waarde He, kJ / m 3
	zuurstof		dioxide koolstof
Koolmonoxide

Als het gas-luchtmengsel minder gas bevat dan de onderste brandbaarheidsgrens, dan zal het niet branden. Als er niet genoeg lucht in het gas-luchtmengsel zit, vindt de verbranding niet volledig plaats.

Inerte onzuiverheden in gassen hebben een grote invloed op de waarden van de explosiegrenzen. Een toename van het ballastgehalte (N 2 en CO 2) in het gas vernauwt de ontvlambaarheidsgrenzen en wanneer het ballastgehalte boven bepaalde grenzen stijgt, ontsteekt het gas-luchtmengsel in geen enkele verhouding van gas en lucht (tabel hieronder ).

Het aantal volumes inert gas per 1 volume brandbaar gas, waarbij het gas-luchtmengsel niet langer explosief is

De kleinste hoeveelheid lucht die nodig is voor volledige verbranding van het gas wordt de theoretische luchtstroomsnelheid genoemd en wordt aangeduid als Lt, dat wil zeggen als de calorische nettowaarde van de gasbrandstof 33520 kJ / m is 3 , dan is de theoretisch benodigde hoeveelheid lucht voor verbranding 1 m 3 gas

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

De werkelijke luchtstroom is echter altijd hoger dan de theoretische. Dit wordt verklaard door het feit dat het erg moeilijk is om volledige verbranding van het gas te bereiken bij theoretische luchtstroomsnelheden. Daarom werkt elke gasinstallatie voor gasverbranding met wat luchtovermaat.

Dus praktisch luchtverbruik

L n = αL T,

waar L n- praktisch luchtverbruik; α - overmaat luchtverhouding; L T- theoretisch luchtverbruik.

De overmaat luchtverhouding is altijd groter dan één. Voor aardgas is het: α = 1,05 - 1,2. Coëfficiënt α laat zien hoe vaak de werkelijke luchtstroom de theoretische overschrijdt, beschouwd als een eenheid. Indien α = 1, dan heet het gas-lucht mengsel stoichiometrisch.

Bij α = 1,2 gasverbranding wordt uitgevoerd met 20% overtollige lucht. In de regel moet de verbranding van gassen plaatsvinden met een minimale waarde van a, omdat bij een afname van de overtollige lucht warmteverliezen met rookgassen afnemen. Verbrandingslucht is primair en secundair. primair riep de lucht die de brander binnenkomt om te mengen met gas erin; ondergeschikt- de lucht die de verbrandingszone binnenkomt, wordt niet gemengd met gas, maar afzonderlijk.

Karakterisering van methaan

§ Kleurloos;

§ Niet giftig (niet giftig);

§ Geur- en smaakloos.

§ Methaan bevat 75% koolstof, 25% waterstof.

§ Het soortelijk gewicht is 0,717 kg/m 3 (2 keer lichter dan lucht).

§ Ontstekingstemperatuur Is de minimale begintemperatuur waarbij de verbranding begint. Voor methaan is het gelijk aan 645 o.

§ Verbrandingstemperatuur Is de maximale temperatuur die kan worden bereikt bij volledige verbranding van het gas, als de hoeveelheid lucht die nodig is voor de verbranding exact overeenkomt met de chemische formules van verbranding. Voor methaan is deze gelijk aan 1100-1400 ® en hangt af van de verbrandingsomstandigheden.

§ Verbrandingswarmte Is de hoeveelheid warmte die vrijkomt bij de volledige verbranding van 1 m 3 gas en is gelijk aan 8500 kcal/m 3.

§ Vlamvoortplantingssnelheid: gelijk aan 0,67 m/s.

Gas-lucht mengsel

In welk gas zit:

Tot 5% brandt niet;

5 tot 15% ontploft;

Meer dan 15% verbrandt wanneer extra lucht wordt toegevoerd (het hangt allemaal af van de verhouding van het gasvolume in de lucht en wordt genoemd explosieve limieten)

Brandbare gassen zijn geurloos, voor hun tijdige detectie in de lucht, snelle en nauwkeurige detectie van lekken, wordt het gas geodoriseerd, d.w.z. geur geven. Gebruik hiervoor ETHYLMERKOPTAN. Geursnelheid 16 g per 1000 m 3. Als er 1% aardgas in de lucht zit, moet je het ruiken.

Het gas dat als brandstof wordt gebruikt, moet voldoen aan de vereisten van GOST en moet: schadelijke onzuiverheden per 100m 3 niet meer:

Waterstofsulfide 0,0 2 G / kubieke meter

Ammoniak 2 gr.

Blauwzuur 5 gr.

Hars en stof 0,001 g/m3

Naftaleen 10 gr.

Zuurstof 1%.

Het gebruik van aardgas heeft verschillende voordelen:

· Afwezigheid van as en stof en verwijdering van vaste deeltjes in de atmosfeer;

· Hoge verbrandingswarmte;

· Gemakkelijk te vervoeren en te verbranden;

· Gemakkelijker werk van servicepersoneel;

· Verbeterde sanitaire en hygiënische omstandigheden in ketelhuizen en aangrenzende ruimtes;

· Breed scala aan automatische regeling.

Bij het gebruik van aardgas zijn speciale voorzorgsmaatregelen vereist omdat: mogelijke lekkage door lekken bij de verbindingen van de gasleiding en fittingen. De aanwezigheid van meer dan 20% van het gas in de kamer veroorzaakt verstikking, de ophoping ervan in een gesloten volume van meer dan 5% tot 15% leidt tot een explosie van het gas-luchtmengsel. Bij onvolledige verbranding komt koolmonoxide vrij, dat al bij een lage concentratie (0,15%), giftig is.

Verbranding van aardgas

door te branden heet een snelle chemische combinatie van brandbare delen van brandstof met zuurstof in de lucht, treedt op bij hoge temperaturen, gepaard gaand met het vrijkomen van warmte met de vorming van vlammen en verbrandingsproducten. Branden gebeurt compleet en onvolledig.

Volledig branden- treedt op bij voldoende zuurstof. Gebrek aan zuurstof veroorzaakt onvolledige verbranding, waarbij minder warmte wordt afgegeven dan bij vol, koolmonoxide (giftig effect op het bedienend personeel), roetvorming op het oppervlak van de ketel en warmteverliezen nemen toe, wat leidt tot overmatig brandstofverbruik, een afname van het rendement van de ketel en vervuiling van de atmosfeer.

Aardgasverbrandingsproducten zijn:- kooldioxide, waterdamp, wat overtollige zuurstof en stikstof. Overtollige zuurstof zit alleen in verbrandingsproducten in die gevallen waarin verbranding plaatsvindt met overtollige lucht, en stikstof zit altijd in verbrandingsproducten, omdat is een integraal onderdeel van lucht en neemt niet deel aan de verbranding.

De producten van onvolledige verbranding van gas kunnen zijn: koolmonoxide, onverbrande waterstof en methaan, zware koolwaterstoffen, roet.

Methaan reactie:

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

Volgens de formule voor de verbranding van 1 m 3 methaan is 10 m 3 lucht nodig, waarin 2 m 3 zuurstof zit. In de praktijk is voor de verbranding van 1 m 3 methaan meer lucht nodig, rekening houdend met alle mogelijke verliezen, hiervoor wordt de coëfficiënt toegepast TOT overtollige lucht, die = 1,05-1,1.

Theoretisch luchtvolume = 10 m 3

Praktische luchthoeveelheid = 10 * 1,05 = 10,5 of 10 * 1,1 = 11

Volledigheid van de verbranding brandstof kan visueel worden bepaald door de kleur en aard van de vlam, evenals met behulp van een gasanalysator.

Transparante blauwe vlam - volledige verbranding van gas;

Rood of geel met rokerige strepen - onvolledige verbranding.

De verbranding wordt geregeld door de luchttoevoer naar de oven te vergroten of de gastoevoer te verminderen. Dit proces gebruikt primaire en secundaire lucht.

secundaire lucht- 40-50% (gemengd met gas in de keteloven tijdens verbranding)

Primaire lucht- 50-60% (vermengd met gas in de brander voor verbranding) een gas-lucht mengsel wordt gebruikt voor verbranding

Verbranding kenmerkt vlamverspreidingssnelheid Is de snelheid waarmee het vlamfrontelement gedistribueerd door een relatief frisse straal gas-lucht mengsel.

De snelheid van verbranding en vlamverspreiding is afhankelijk van:

· Van de samenstelling van het mengsel;

· Van temperatuur;

· Van druk;

· Over de verhouding tussen gas en lucht.

De verbrandingssnelheid bepaalt een van de belangrijkste voorwaarden voor de betrouwbare werking van het ketelhuis en kenmerkt het vlamscheiding en doorbraak.

Vlam scheiding- treedt op als de snelheid van het gas-luchtmengsel aan de uitlaat van de brander groter is dan de verbrandingssnelheid.

De redenen voor de scheiding: overmatige toename van de gastoevoer of overmatig vacuüm in de oven (tocht). Vlamscheiding wordt waargenomen tijdens ontsteking en wanneer de branders worden ingeschakeld. De scheiding van de vlam leidt tot gasverontreiniging van de oven- en ketelgasleidingen en tot een explosie.

Vlam doorbraak- treedt op als de snelheid van vlamvoortplanting (brandsnelheid) groter is dan de snelheid van de uitstroom van het gas-luchtmengsel uit de brander. De doorbraak gaat gepaard met verbranding van het gas-luchtmengsel in de brander, de brander wordt heet en faalt. Soms gaat de doorbraak gepaard met een knal of explosie in de brander. In dit geval kan niet alleen de brander worden vernietigd, maar ook de voorwand van de ketel. Doorbraak vindt plaats bij een sterke afname van de gastoevoer.

Als de vlam afbreekt en doorbreekt, moet het onderhoudspersoneel de brandstoftoevoer stopzetten, de oorzaak achterhalen en wegnemen, de oven en de gasleidingen 10-15 minuten ventileren en het vuur opnieuw aansteken.

Het verbrandingsproces van gasvormige brandstof kan worden onderverdeeld in 4 fasen:

1. De uitstroom van gas uit het mondstuk van de brander in de brander onder druk met een verhoogde snelheid.

2. Vorming van een gas-luchtmengsel.

3. Ontsteking van het ontstane brandbare mengsel.

4. Verbranding van een brandbaar mengsel.

Gaspijpleidingen

Gas wordt geleverd aan de consument via gasleidingen - extern en intern- naar gasdistributiestations buiten de stad, en vandaar via gasleidingen naar gascontrolepunten hydraulisch breken of gasregelapparaat GRU industriële ondernemingen.

Gasleidingen zijn:

· hoge druk van de eerste categorie meer dan 0,6 MPa tot en met 1,2 MPa;

· hoge druk van de tweede categorie meer dan 0,3 MPa tot 0,6 MPa;

· middendruk van de derde categorie meer dan 0,005 MPa tot 0,3 MPa;

· lage druk van de vierde categorie tot 0,005 MPa inclusief.

MPa - betekent Mega Pascal

In de stookruimte worden alleen medium- en lagedrukgasleidingen gelegd. Het gedeelte van de distributiegasleiding van het netwerk (stad) naar de kamer, samen met het ontkoppelapparaat, wordt genoemd invoer.

Een inlaatgasleiding wordt beschouwd als een sectie van een ontkoppelingsinrichting bij de inlaat, als deze buiten de kamer is geïnstalleerd naar een interne gasleiding.

Er moet een klep zijn bij de gasinlaat naar de stookruimte op een verlichte en handige plaats voor onderhoud. Er moet een isolerende flens voor de klep zijn om te beschermen tegen zwerfstromen. Op elke aftakking van de distributiegasleiding naar de ketel zijn minstens 2 ontkoppelingsinrichtingen voorzien, waarvan er één direct voor de brander is geïnstalleerd. Naast fittingen en instrumentatie op de gasleiding, moet voor elke ketel een automatisch apparaat worden geïnstalleerd om de veilige werking van de ketel te garanderen. Om het binnendringen van gassen in de keteloven te voorkomen, zijn bij defecte afsluitinrichtingen ontluchtingspluggen en veiligheidsgasleidingen met afsluitinrichtingen vereist, die open moeten zijn wanneer de ketels inactief zijn. Lagedrukgasleidingen zijn geel geverfd in ketelruimen en middendrukgasleidingen zijn geel geverfd met rode ringen.

Gasbranders

Gasbranders- een gasbrander die is ontworpen om een ​​geprepareerd gas-luchtmengsel of gescheiden gas en lucht aan de verbrandingsplaats te leveren, afhankelijk van de technologische vereisten, en om een ​​stabiele verbranding van gasvormige brandstof te verzekeren en het verbrandingsproces te regelen.

Aan branders worden de volgende eisen gesteld:

· De belangrijkste soorten branders moeten in serie geproduceerd worden in fabrieken;

· Branders moeten zorgen voor de doorgang van een bepaalde hoeveelheid gas en de volledigheid van de verbranding ervan;

· Zorg voor een minimale hoeveelheid schadelijke emissies in de atmosfeer;

· Moet werken zonder lawaai, afscheiding en vlamdoorbraak;

· Moet gemakkelijk te onderhouden zijn, handig voor revisie en reparatie;

· Indien nodig kan worden gebruikt voor reservebrandstof;

· Monsters van nieuw gemaakte en werkende branders zijn onderworpen aan GOST-testen;

Het belangrijkste kenmerk van branders is de thermische kracht, waarmee wordt bedoeld de hoeveelheid warmte die kan vrijkomen bij de volledige verbranding van de door de brander aangevoerde brandstof. Al deze kenmerken vindt u terug in het gegevensblad van de brander.

Alexander Pavlovich Konstantinov

Hoofdinspecteur voor de veiligheidscontrole van nucleaire en stralingsgevaarlijke installaties. Kandidaat Technische Wetenschappen, universitair hoofddocent, hoogleraar aan de Russische Academie voor Natuurwetenschappen.

Een keuken met een gasfornuis is vaak de belangrijkste bron van luchtvervuiling in een appartement. En, wat heel belangrijk is, dit geldt voor de meerderheid van de inwoners van Rusland. Inderdaad, in Rusland gebruikt 90% van de stedelijke en meer dan 80% van de plattelandsbewoners gasfornuizen. Khata, Z.I. Menselijke gezondheid in de moderne ecologische omgeving. - M.: FAIR-PRESS, 2001 .-- 208 p..

De afgelopen jaren zijn er publicaties verschenen van serieuze onderzoekers over de grote gezondheidsrisico's van gasfornuizen. Artsen weten dat in huizen waar gasfornuizen zijn geïnstalleerd, bewoners vaker en langer ziek worden dan in huizen met elektrische kachels. Bovendien hebben we het over veel verschillende ziekten, en niet alleen over ziekten van de luchtwegen. De achteruitgang van het gezondheidsniveau is vooral merkbaar bij vrouwen, kinderen, maar ook bij ouderen en chronisch zieken die meer tijd thuis doorbrengen.

Professor V. Blagov noemde het gebruik van gasfornuizen niet tevergeefs 'een grootschalige chemische oorlog tegen hun eigen volk'.

Waarom het gebruik van huishoudgas slecht is voor je gezondheid

Laten we proberen deze vraag te beantwoorden. Er zijn verschillende factoren die samen het gebruik van gasfornuizen gevaarlijk maken voor de gezondheid.

De eerste groep factoren

Deze groep factoren is te wijten aan de chemie van het verbrandingsproces van aardgas. Zelfs als huishoudgas volledig zou verbranden tot water en kooldioxide, zou dit leiden tot een verslechtering van de samenstelling van de lucht in het appartement, vooral in de keuken. Zuurstof wordt namelijk uit de lucht verbrand, terwijl de concentratie kooldioxide toeneemt. Maar dit is niet het grootste probleem. Uiteindelijk gebeurt hetzelfde met de lucht die een persoon inademt.

Veel erger is dat in de meeste gevallen de verbranding van gas niet volledig plaatsvindt, niet 100%. Bij onvolledige verbranding van aardgas ontstaan ​​veel meer giftige producten. Bijvoorbeeld koolmonoxide (koolmonoxide), waarvan de concentratie 20-25 keer vele malen hoger kan zijn dan de toegestane norm. Maar dit leidt tot hoofdpijn, allergieën, kwalen, verzwakking van het immuunsysteem. Yakovleva, MA En we hebben gas in ons appartement. - Zakelijk ecologisch tijdschrift. - 2004. - Nr. 1 (4). - S. 55..

Naast koolmonoxide worden zwaveldioxide, stikstofoxiden, formaldehyde en benzpyreen, een sterk kankerverwekkende stof, in de lucht uitgestoten. In steden komt benzine in de lucht vrij door emissies van metallurgische bedrijven, thermische energiecentrales (vooral kolengestookte) en auto's (vooral oude). Maar de concentratie van benzpyreen, zelfs in de vervuilde omgevingslucht, is niet te vergelijken met de concentratie in het appartement. De figuur laat zien hoeveel meer benzpyreen we krijgen in de keuken.

De inname van benzpyreen in het menselijk lichaam, g / dag

Laten we de eerste twee kolommen vergelijken. In de keuken krijgen we 13,5 keer meer schadelijke stoffen binnen dan op straat! Laten we voor de duidelijkheid de inname van benzopyreen in ons lichaam schatten, niet in microgram, maar in een begrijpelijker equivalent - het aantal dagelijks gerookte sigaretten. Dus als een roker één pakje (20 sigaretten) per dag rookt, dan krijgt iemand in de keuken het equivalent van twee tot vijf sigaretten per dag. Dat wil zeggen, de gastvrouw, die een gasfornuis heeft, "rookt" een beetje.

De tweede groep factoren

Deze groep wordt geassocieerd met de bedrijfsomstandigheden van gasfornuizen. Elke bestuurder weet dat hij niet tegelijkertijd in de garage moet zijn als een auto met de motor aan. Maar in de keuken hebben we zo'n geval: verbranding van koolwaterstofbrandstof in een afgesloten ruimte! We missen het apparaat dat elke auto heeft - de uitlaatpijp. Volgens alle hygiëneregels moet elk gasfornuis zijn uitgerust met een afzuigparaplu.

De situatie is vooral slecht als we een kleine keuken hebben in een klein appartement. Schaarse ruimte, minimale plafondhoogte, slechte ventilatie en een gasfornuis dat de hele dag werkt. Maar bij lage plafonds hopen de producten van gasverbranding zich op in de bovenste luchtlaag tot 70-80 centimeter dik. Boyko, A.F. Gezondheid 5+. - M.: Rossiyskaya Gazeta, 2002 .-- 365 d..

Vaak wordt het werk van een huisvrouw bij een gasfornuis vergeleken met de schadelijke arbeidsomstandigheden in de productie. Dit is niet helemaal juist. Uit berekeningen blijkt dat als de keuken klein is en er geen goede ventilatie is, we te maken hebben met bijzonder schadelijke arbeidsomstandigheden. Een soort metallurg die cokesbatterijen serveert.

Hoe de schade van een gasfornuis te verminderen?

Hoe kunnen we zijn als alles zo slecht is? Misschien is het echt de moeite waard om van het gasfornuis af te komen en een elektrisch of inductiefornuis te installeren? Het is goed als er zo'n mogelijkheid is. En zo niet? Er zijn een paar eenvoudige regels voor dit geval. Het is voldoende om ze te observeren en u kunt de schade aan de gezondheid van een gasfornuis vertienvoudigen. We zetten deze regels op een rij (de meeste zijn de aanbevelingen van professor Yu.D. Gubernsky) Ilnitsky, A. Het ruikt naar gas. - Wees gezond!. - 2001. - Nr. 5. - P. 68-70..

1. Boven de kachel moet een afzuigkap met luchtfilter worden geïnstalleerd. Dit is de meest krachtige techniek. Maar zelfs als je dit om de een of andere reden niet kunt doen, zullen de andere zeven regels in totaal ook de luchtvervuiling aanzienlijk verminderen.
2. Let op de volledigheid van de gasverbranding. Als de kleur van het gas plotseling niet is wat het zou moeten zijn volgens de instructies, bel dan onmiddellijk de gasarbeiders om de kapotte brander te regelen.
3. Vervuil de kachel niet met onnodig serviesgoed. Kookgerei mag alleen op werkende branders staan. In dit geval zal vrije luchttoegang tot de branders en een meer volledige gasverbranding worden verschaft.
4. Het is beter om niet meer dan twee branders tegelijk te gebruiken, of een oven en één brander. Ook als je kachel vier branders heeft, kun je er het beste maximaal twee tegelijk aanzetten.
5. De maximale duur van continu gebruik van een gasfornuis is twee uur. Daarna moet u een pauze nemen en de keuken grondig ventileren.
6. Tijdens de werking van het gasfornuis moeten de deuren naar de keuken gesloten zijn en het raamblad open. Dit zorgt ervoor dat verbrandingsproducten via de straat worden afgevoerd en niet via woonkamers.
7. Nadat het werk van het gasfornuis is voltooid, is het raadzaam om niet alleen de keuken, maar ook het hele appartement te ventileren. Door middel van ventilatie is wenselijk.
8. Gebruik nooit een gasfornuis om wasgoed te verwarmen en te drogen. Hiervoor steek je toch geen vuur in het midden van de keuken aan?