Etterbehandling. Beslag. Reparere. Montering. Valg. Blenderåpning
1. Beskrivelse av den foreslåtte teknologien (metode) for å øke energieffektiviteten, dens nyhet og bevissthet om den.
Når du brenner drivstoff i kjeler, kan prosentandelen av "overflødig luft" være fra 3 til 70% (unntatt sugekopper) av luftmengden, hvis oksygen er involvert i kjemisk reaksjon oksidasjon (forbrenning) av drivstoff.
"Overflødig luft" involvert i forbrenning av drivstoff er den delen atmosfærisk luft hvis oksygen ikke deltar i den kjemiske reaksjonen ved oksidasjon (forbrenning) av drivstoffet, men det er nødvendig å lage det nødvendige hastighetsregimet for utstrømning av drivstoff-luftblandingen fra kjelebrenneren. "Overflødig luft" er en variabel verdi, og for den samme kjelen er den omvendt proporsjonal med mengden drivstoff som forbrennes, eller jo mindre drivstoff blir brent, desto mindre oksygen kreves for oksidasjon (forbrenning), men mer "overflødig luft" er nødvendig for å lage den nødvendige hastigheten utstrømningen av drivstoff-luftblandingen fra kjelebrenneren. Prosentandelen av "overflødig luft" i den totale luftstrømmen som brukes til fullstendig forbrenning av drivstoff bestemmes av prosentandelen oksygen i utgående røykgasser.
Hvis prosentandelen av "overflødig luft" reduseres, vil karbonmonoksid "CO" (giftig gass) vises i avgassrøykgassene, noe som indikerer at drivstoffet er underforbrent; tapet, og bruk av "overflødig luft" fører til tap av termisk energi for oppvarming, noe som øker forbruket av brent drivstoff og øker utslipp av klimagasser "СО 2" til atmosfæren.
Atmosfærisk luft består av 79% nitrogen (N 2 er en inert gass uten farge, smak og lukt), som utfører hovedfunksjonen for å skape det nødvendige hastighetsregimet for utstrømning av drivstoff-luftblandingen fra brennerinnretningen til kraftverket for fullstendig og stabil forbrenning av drivstoff og 21% oksygen (O 2), som er en drivstoffoksydator. Eksos røykgasser kl nominell modus forbrenning av naturgass i kjeleenheter består av 71% nitrogen (N 2), 18% vann (H 2 O), 9% karbondioksid(CO 2) og 2% oksygen (O 2). Andelen oksygen i røykgassene lik 2% (ved utgangen fra ovnen) indikerer 10% av overflødig atmosfærisk luft i den totale luftstrømmen som er involvert i å skape det nødvendige hastighetsregimet for utstrømning av drivstoff-luftblandingen fra brennerenheten til kjelenheten for fullstendig oksidasjon (forbrenning) drivstoff.
I prosessen med fullstendig forbrenning av drivstoff i kjeler, er det nødvendig å bruke røykgasser og erstatte "overflødig luft" med dem, noe som forhindrer dannelse av NOx (opptil 90,0%) og reduserer utslipp av "klimagasser" (СО 2), samt forbruk av brent drivstoff (opptil 1,5%).
Oppfinnelsen angår varmekraftteknikk, spesielt kraftverk for forbrenning forskjellige typer drivstoff og metoder for utnyttelse av røykgasser til forbrenning av drivstoff i kraftverk.
Kraftverket for brenning av drivstoff inneholder en ovn (1) med brennere (2) og en konvektiv røykrør (3) koblet gjennom en røykutblås (4) og en skorstein (5) til skorsteinen (6); en uteluftkanal (9) koblet til en skorstein (5) gjennom en røykgassomløpsledning (11) og en uteluft / røykgassblandingskanal (14), som er koblet til en vifte (13); en gass (10) installert på luftkanalen (9) og en ventil (12) montert på røykgassomløpsledningen (11), og gassen (10) og ventilen (12) er utstyrt med aktuatorer; en luftvarmer (8) plassert i den konvektive gasskanalen (3), koblet til blåseviften (13) og koblet til brennerne (2) gjennom luftkanalen (15) til den oppvarmede blandingen av uteluft og røykgasser; røykgassprøvetakingssensor (16) installert ved innløpet til den konvektive gasskanalen (3) og koblet til gassanalysatoren (17) for å bestemme oksygen- og karbonmonoksidinnholdet i røykgasser; elektronisk kontrollenhet (18), som er koblet til gassanalysatoren (17) og til aktuatorene til gasspjeldet (10) og ventilen (12). Metode for utnyttelse av røykgasser til forbrenning av drivstoff kraftverk inkluderer valg av en del av røykgassene fra statisk trykk mer enn atmosfærisk fra skorsteinen (5) og dens tilførsel gjennom omløpsrørledningen (11) av røykgasser inn i luftkanalen (9) i uteluften med et statisk trykk på uteluften som er mindre enn atmosfærisk; regulering av tilførsel av uteluft og røykgasser fra gassens (10) og ventils (12) aktuatorer, styrt av den elektroniske kontrollenheten (18), slik at oksygenprosent i uteluften reduseres til en nivå der oksygeninnholdet i røykgassene ved inngangen til det konvektive røykrøret (3) var mindre enn 1% i fravær av karbonmonoksid; påfølgende blanding av røykgasser med uteluft i kanalen (14) og viften (13) for å oppnå en homogen blanding av uteluft og røykgasser; oppvarming av den resulterende blanding i luftvarmeren (8) på grunn av utnyttelsen av varmen fra røykgassene; tilførsel av den oppvarmede blandingen til brennerne (2) gjennom luftkanalen (15).
2. Resultatet av økende energieffektivitet med masseadopsjon.
Sparer drivstoff brent i kjelehus, ved CHPPs eller SDPPs opptil 1,5%
3. Er det behov for ytterligere forskning for å utvide listen over objekter for implementering av denne teknologien?
Den eksisterer fordi den foreslåtte teknologien kan også brukes på motorer forbrenning og for gassturbininstallasjoner.
4. Grunner til at den foreslåtte energieffektive teknologien ikke brukes i masseskala.
Hovedårsaken er nyheten i den foreslåtte teknologien og den psykologiske tregheten til spesialister innen varmekraftteknikk. Det er nødvendig å formidle den foreslåtte teknologien i energi- og miljødepartementene, energiselskaper som produserer elektrisitet og varme.
5. Eksisterende tiltak for oppmuntring, tvang, insentiver for implementering av den foreslåtte teknologien (metoden) og behovet for forbedring av dem.
Innføring av nye, strengere miljøkrav for NOx -utslipp fra kjeleenheter
6. Tilstedeværelsen av tekniske og andre restriksjoner på bruk av teknologi (metode) på forskjellige objekter.
Utvid virkningen av klausul 4.3.25 "REGLER FOR TEKNISK DRIFT AV KRAFTANLEGG OG NETTVERK I DEN RUSSISKE FEDERASJONEN BESTILLING FRA MINISTERIET FOR DET RUSSISKE FEDERASJONEN 19. JUNI 2003 nr. 229" for kjeler som brenner alle typer drivstoff. I følgende utgave: “... On dampkjeler forbrenning av drivstoff, i kontrollområdet for belastninger, bør forbrenningen som regel utføres med overflødige luftkoeffisienter ved utløpet fra ovnen mindre enn 1,03 ... ".
7. Behovet for FoU og tilleggstesting; temaer og mål for arbeidet.
Behovet for FoU er å skaffe visuell informasjon (pedagogisk film) for å gjøre ansatte i varme- og kraftselskaper kjent med den foreslåtte teknologien.
8. Tilgjengelighet av dekreter, regler, instruksjoner, standarder, krav, uoverkommelige tiltak og andre dokumenter som regulerer bruken av denne teknologien (metode) og obligatorisk for utførelse; behovet for å endre dem eller behovet for å endre selve prinsippene for dannelsen av disse dokumentene; allerede eksisterende normative dokumenter, forskrifter og behovet for restaurering av dem.
Utvide handlingene i "REGLER FOR TEKNISK DRIFT AV KRAFTPLANTER OG NETTVERK I DEN RUSSISKE FEDERASJONEN BESTILLING FRA MINISTERIET FOR DET RUSSISKE FEDERASJONEN 19. JUNI 2003, NR. 229"
s. 4.3.25 for kjeler som brenner alle typer drivstoff. I neste utgave: "... På dampkjeler som brenner drivstoff, i kontrollområdet for laster, bør forbrenningen som regel utføres med overflødige luftkoeffisienter ved utløpet fra ovnen mindre enn 1,03 ...».
s. 4.3.28. “... Fyringen av den svovelholdige fyringsoljekjelen må utføres med et forhånds slått luftvarmesystem (luftvarmere, varmluftsirkulasjonssystem). Lufttemperaturen foran luftvarmeren i den første tennperioden på oljekjelen bør som regel være minst 90 ° C. Ved å fyre opp kjelen med andre typer drivstoff må luftresirkulasjonssystemet være slått på.»
9. Behovet for å utvikle nye eller endre eksisterende lover og forskrifter.
Ikke obligatorisk
10. Tilgjengelighet av implementerte pilotprosjekter, deres analyse reell effektivitet, identifiserte mangler og forslag til forbedring av teknologien, tatt i betraktning den akkumulerte erfaringen.
Den foreslåtte teknologien ble testet på en vegg gassfyr med tvunget trekk og utløp av røykgasser (forbrenningsprodukter av naturgass) til fasaden på bygningen med en nominell effekt på 24,0 kW, men under en belastning på 8,0 kW. Røykgassene ble ført inn i kjelen på grunn av at kanalen ble installert i en avstand på 0,5 m fra fakkelutslippet til koaksialen skorstein kjele. Boksen holdt opp de utgående røykgassrørene, som igjen erstattet "overflødig luft" som kreves for fullstendig forbrenning av naturgass, og utslippene ble overvåket med en gassanalysator installert i gasskanalens utløp (på et vanlig sted). Som et resultat av forsøket var det mulig å redusere NOx -utslippene med 86,0% og kutte CO2 -klimagassutslippene med 1,3%.
11. Muligheten for å påvirke andre prosesser under den massive introduksjonen av denne teknologien (endringer i miljøsituasjonen, mulig innvirkning på menneskers helse, økning av påliteligheten til strømforsyningen, endring av daglige eller sesongmessige belastningsplaner kraftutstyr, forandringen økonomiske indikatorer kraftproduksjon og overføring, etc.).
Forbedring av miljøsituasjonen som påvirker menneskers helse og reduksjon av drivstoffkostnader for varmeproduksjon.
12. Behovet for spesialopplæring av kvalifisert personell for drift av den introduserte teknologien og utvikling av produksjon.
Opplæringen av det eksisterende driftspersonellet i kjeleenheter med den foreslåtte teknologien vil være tilstrekkelig.
13. Foreslåtte implementeringsmåter:
kommersiell finansiering (med tilbakebetaling av kostnader), siden den foreslåtte teknologien betaler seg selv innen maksimalt to år.
Informasjon gitt av: Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldova, MD 2051, e-post: [e -postbeskyttet]
Til legg til beskrivelse energisparende teknologi til katalogen, fyll ut spørreskjemaet og send det til merket "til katalogen".
Side 1
Røykgassammensetningen beregnes basert på forbrenningsreaksjoner komponent deler brensel.
Sammensetningen av røykgassene bestemmes ved hjelp av spesielle enheter kalt gassanalysatorer. Dette er hovedinnretningene som bestemmer graden av perfeksjon og effektivitet av forbrenningsprosessen, avhengig av karbondioksidinnholdet i avgassrøykgassene, optimal verdi som avhenger av type drivstoff, type og kvalitet på forbrenningsinnretningen.
Sammensetningen av røykgasser ved steady state endres på følgende måte: innholdet av H2S og S02 synker jevnt, 32, CO2 og CO-endres ubetydelig / Ved lag-for-lag forbrenning av oksider blir de øvre lagene i katalysatoren regenereres tidligere enn de lavere. En gradvis nedgang i temperaturen observeres i reaksjonsungdommen, og oksygen vises i røykgassene ved reaktorens utløp.
Sammensetningen av røykgasser kontrolleres av prøver.
Røykgassens sammensetning bestemmes ikke bare av vanndampinnholdet, men også av innholdet i andre komponenter.
Røykgassens sammensetning varierer langs fakkelens lengde. Det er ikke mulig å ta hensyn til denne endringen ved beregning av strålingsvarmeoverføring. Derfor praktiske beregninger strålevarmeutveksling utføres i henhold til sammensetningen av røykgassene i enden av kammeret. Denne forenklingen er til en viss grad begrunnet med hensynet til at forbrenningsprosessen vanligvis foregår intensivt i den første, ikke veldig store delen av kammeret, og derfor er det meste av kammeret opptatt av gasser hvis sammensetning er nær sammensetningen på slutten av kammeret. Den inneholder nesten alltid svært få produkter på slutten. ufullstendig forbrenning.
Røykgassammensetningen beregnes basert på forbrenningsreaksjonene til drivstoffbestanddelene.
Sammensetningen av røykgasser under fullstendig forbrenning av gass fra forskjellige felt varierer litt.
Sammensetningen av røykgasser inkluderer: 2 61 kg СО2; 0 45 kg H2O; 7 34 kg N2 og 3 81 kg luft per 1 kg kull. Ved 870 C er volumet av røykgasser per 1 kg kull 45 m3, og ved 16 C er det 11 11 m3; tettheten til røykgassblandingen er lik 0 318 kg / l3, som er 1 03 ganger mer enn luftens tetthet ved samme temperatur.
Seksjonens innhold
Når organisk brensel brennes i kjelovner, forskjellige produkter forbrenning, slik som karbonoksider CO x = CO + CO 2, vanndamp H20, svoveloksider SO x = SO 2 + SO 3, nitrogenoksider NO x = NO + NO 2, polycykliske aromatiske hydrokarboner (PAH), fluorider, vanadiumforbindelser V 2 O 5, faste partikler, etc. (se tabell. 7.1.1). Ved ufullstendig forbrenning av drivstoff i ovner kan avgassene også inneholde hydrokarboner CH 4, C 2 H 4, etc. Alle produkter av ufullstendig forbrenning er imidlertid skadelige med moderne teknologi forbrenning av drivstoff, kan deres dannelse minimeres [1].
Tabell 7.1.1. Spesifikke utslipp fra flammende forbrenning av organisk drivstoff i kraftkjeler [ 3 ]
Forklaring: A p, S p - henholdsvis aske- og svovelinnholdet på arbeidsmasse brensel,%.
Kriteriet for sanitær vurdering av miljøet er maksimum tillatt konsentrasjon(MPC) av et skadelig stoff i luften på bakkenivå. MPC bør forstås som en slik konsentrasjon av forskjellige stoffer og kjemiske forbindelser, som ikke forårsaker patologiske forandringer eller sykdommer ved daglig eksponering i lang tid på menneskekroppen.
Maksimal tillatte konsentrasjoner (MPC) av skadelige stoffer i atmosfærisk luft i befolkede områder er angitt i tabell. 7.1.2 [4]. Den maksimale engangskonsentrasjonen av skadelige stoffer bestemmes av prøver tatt innen 20 minutter, gjennomsnittlig daglig - per dag.
Tabell 7.1.2. Maksimal tillatt konsentrasjon av skadelige stoffer i atmosfærisk luft i befolkede områder
| Forurensende | Maksimal tillatt konsentrasjon, mg / m 3 | |
| Maksimalt engang | Gjennomsnittlig daglig | |
| Støv er giftfritt | 0,5 | 0,15 |
| svoveldioksid | 0,5 | 0,05 |
| Karbonmonoksid | 3,0 | 1,0 |
| Karbonmonoksid | 3,0 | 1,0 |
| Nitrogendioksid | 0,085 | 0,04 |
| Nitrogenoksid | 0,6 | 0,06 |
| Sot (sot) | 0,15 | 0,05 |
| Hydrogensulfid | 0,008 | 0,008 |
| Benz (a) pyren | - | 0,1 μg / 100 m 3 |
| Vanadiumpentaksid | - | 0,002 |
| Fluorforbindelser (av fluor) | 0,02 | 0,005 |
| Klor | 0,1 | 0,03 |
Beregninger utføres for hvert farlig stoff separat, slik at konsentrasjonen av hvert av dem ikke overstiger verdiene gitt i tabellen. 7.1.2. For kjelehus skjerpes disse forholdene ved introduksjonen tilleggskrav på behovet for å legge sammen effekten av svovel og nitrogenoksider, som bestemmes av uttrykket
På grunn av lokal luftmangel eller ugunstige termiske og aerodynamiske forhold dannes samtidig ufullstendige forbrenningsprodukter i ovner og forbrenningskamre, hovedsakelig bestående av karbonmonoksid CO (karbonmonoksid), hydrogen H 2 og forskjellige hydrokarboner, som kjennetegner varmetap i kjeleenhet fra kjemisk ufullstendig forbrenning (kjemisk ufullstendig forbrenning).
I tillegg produserer forbrenningsprosessen en rekke kjemiske forbindelser dannet som et resultat av oksidasjon av forskjellige komponenter i drivstoffet og nitrogen i luften N 2. Den viktigste delen av dem er nitrogenoksider NO x og svovel SO x.
Nitrogenoksider dannes ved oksidasjon av både molekylært nitrogen i luften og nitrogen i drivstoffet. Eksperimentelle studier har vist at hovedandelen av NO x som dannes i ovner til kjeler, nemlig 96 ÷ 100%, faller på nitrogenmonoksid (oksid) NO. Dioksid NO 2 og nitrogenhemioksid N 2 O dannes i mye mindre mengder, og deres andel er omtrent: for NO 2 - opptil 4%, og for N 2 O - hundredeler av en prosent av det totale NO x -utslippet. Under typiske forhold ved flammeforbrenning av drivstoff i kjeler, er konsentrasjonen av nitrogendioksid NO 2 som regel ubetydelig i sammenligning med innholdet av NO og varierer vanligvis fra 0 ÷ 7 ppm opptil 20 ÷ 30 ppm... På samme tid kan hurtig blanding av varme og kalde områder i en turbulent flamme føre til relativt høye konsentrasjoner av nitrogendioksid i de kalde områdene i strømmen. I tillegg skjer det delvis utslipp av NO 2 i den øvre delen av ovnen og i den horisontale gasskanalen (kl T> 900 ÷ 1000 K) og under visse forhold kan også nå merkbare størrelser.
Nitrogenhemoksid N 2 O, dannet under forbrenning av drivstoff, er mest sannsynlig et kortvarig mellomprodukt. N 2 O er praktisk talt fraværende i forbrenningsprodukter bak kjeler.
Svovelet i drivstoffet er kilden til dannelsen av svoveloksider SO x: svovelholdig SO 2 (svoveldioksid) og svovelsyre SO 3 (svoveltrioksyd) anhydrider. Den totale masseutslipp av SO x avhenger bare av svovelinnholdet i drivstoffet Sp, og konsentrasjonen i røykgassene avhenger også av luftstrømningskoeffisienten α. Som regel er andelen SO 2 97 ÷ 99%, og andelen SO 3 er 1 ÷ 3% av den totale SO x -utgangen. Det faktiske SO 2 -innholdet i gassene som forlater kjelene varierer fra 0,08 til 0,6%, og SO 3 -konsentrasjonen - fra 0,0001 til 0,008%.
Blant de skadelige komponentene i røykgasser inntar en stor gruppe polycykliske aromatiske hydrokarboner (PAH) et spesielt sted. Mange PAH har høy kreftfremkallende og / eller mutagen aktivitet, aktiverer fotokjemiske smog i byer, noe som krever streng kontroll og begrensning av utslippene. Samtidig er noen PAH, for eksempel fenantren, fluoranten, pyren og en rekke andre, fysiologisk nesten inerte og er ikke kreftfremkallende.
PAH dannes som et resultat av ufullstendig forbrenning av hydrokarbonbrensel. Sistnevnte skjer på grunn av inhibering av oksidasjonsreaksjonene til drivstoffkarboner av de kalde veggene i forbrenningsinnretninger, og kan også skyldes utilfredsstillende blanding av drivstoff og luft. Dette fører til dannelse i ovner (forbrenningskamre) av lokale oksiderende soner med lav temperatur eller områder med overskytende drivstoff.
På grunn av det store antallet forskjellige PAH -er i røykgasser og vanskeligheten med å måle konsentrasjonene, er det vanlig å vurdere nivået av kreftfremkallende forurensning av forbrenningsprodukter og atmosfærisk luft ved konsentrasjonen av det kraftigste og stabile kreftfremkallende stoffet - benzo (a) pyren (B (a) P) C 20 H 12.
På grunn av den høye toksisiteten, bør slike produkter fra fyringsoljeforbrenning som vanadiumoksider spesielt noteres. Vanadium er inneholdt i mineraldelen av fyringsolje og danner, når det brennes, vanadiumoksider VO, VO 2. Under dannelsen av avleiringer på konvektive overflater er vanadiumoksider imidlertid hovedsakelig tilstede i form av V205. Vanadiumpentoksid V 2 O 5 er den mest giftige formen for vanadiumoksider, så utslippene deres er redegjort for når det gjelder V 2 O 5.
Tabell 7.1.3. Omtrentlig konsentrasjon av skadelige stoffer i forbrenningsprodukter under blussforbrenning av organisk drivstoff i kraftkjeler
| Utslipp = | Konsentrasjon, mg / m 3 | ||
| Naturgass | Drivolje | Kull | |
| Nitrogenoksider NO x (når det gjelder NO 2) | 200 ÷ 1200 | 300 ÷ 1000 | 350 ÷ 1500 |
| Svovelsyreanhydrid SO 2 | - | 2000 ÷ 6000 | 1000 ÷ 5000 |
| Svovelsyreanhydrid SO 3 | - | 4 ÷ 250 | 2 ÷ 100 |
| Karbonmonoksid CO | 10 ÷ 125 | 10 ÷ 150 | 15 ÷ 150 |
| Benz (a) pyren С 20 Н 12 | (0,1 ÷ 1,0) 10 -3 | (0,2 ÷ 4,0) · 10 -3 | (0,3 ÷ 14) · 10 -3 |
| Faste partikler | - | <100 | 150 ÷ 300 |
Når fyringsolje og fast brensel brennes, inneholder utslippene også partikler, som består av flyveaske, sotpartikler, PAH og uforbrent drivstoff som følge av mekanisk underforbrenning.
Konsentrasjonene av skadelige stoffer i røykgasser under forbrenning av forskjellige typer drivstoff er angitt i tabell. 7.1.3.
Naturgass er det mest brukte drivstoffet i dag. Naturgass kalles naturgass fordi den utvinnes fra jordens dyp.
Gassforbrenning er en kjemisk reaksjon der naturgass interagerer med oksygen i luften.
Det gassformige drivstoffet inneholder en brennbar og ikke-brennbar del.
Den viktigste brennbare komponenten i naturgass er metan - CH4. Innholdet i naturgass når 98%. Metan er luktfritt, smakløst og giftfritt. Brennbarhetsgrensen er 5 til 15%. Disse egenskapene gjorde det mulig å bruke naturgass som en av hovedtyper av drivstoff. Konsentrasjonen av metan mer enn 10% er livstruende, så kvelning kan oppstå på grunn av oksygenmangel.
For å oppdage en gasslekkasje luktes gassen, med andre ord tilsettes et sterkt luktende stoff (etylmerkaptan). I dette tilfellet kan gassen detekteres allerede ved en konsentrasjon på 1%.
I tillegg til metan kan naturgass inneholde brannfarlige gasser - propan, butan og etan.
For å sikre forbrenning av gass av høy kvalitet, er det nødvendig å tilføre luft i tilstrekkelige mengder til forbrenningssonen og oppnå god blanding av gass med luft. Det optimale forholdet er 1: 10. Det vil si at en del av gassen står for ti deler luft. I tillegg er det nødvendig å lage ønsket temperaturregime. For at gassen skal antennes, er det nødvendig å varme den opp til antennelsestemperaturen, og i fremtiden bør temperaturen ikke falle under antennelsestemperaturen.
Det er nødvendig å organisere fjerning av forbrenningsprodukter til atmosfæren.
Fullstendig forbrenning oppnås hvis det ikke er brennbare stoffer i forbrenningsproduktene som slippes ut i atmosfæren. I dette tilfellet kombineres karbon og hydrogen sammen og danner karbondioksid og vanndamp.
Visuelt, med fullstendig forbrenning, er flammen lyseblå eller blålig-fiolett.
Fullstendig forbrenning av gass.
metan + oksygen = karbondioksid + vann
CH4 + 2O2 = CO2 + 2H20
I tillegg til disse gassene frigjøres nitrogen og gjenværende oksygen til atmosfæren med brennbare gasser. N 2 + O 2
Hvis forbrenningen av gassen ikke skjer helt, sendes brennbare stoffer - karbonmonoksid, hydrogen, sot ut i atmosfæren.
Ufullstendig forbrenning av gass skjer på grunn av utilstrekkelig luft. Samtidig dukker det opp sotetunger i flammen.
Faren for ufullstendig forbrenning av gassen er at karbonmonoksid kan forgifte personell i kjelerommet. CO-innholdet i luften på 0,01-0,02% kan forårsake mild forgiftning. Høyere konsentrasjon kan føre til alvorlig forgiftning og død.
Den resulterende sot legger seg på kjelens vegger, og svekker dermed overføringen av varme til kjølevæsken og reduserer kjelens effektivitet. Sot leder varme 200 ganger verre enn metan.
Teoretisk sett krever 1m3 gass 9m3 luft for å brenne. Under virkelige forhold kreves mer luft.
Det vil si at det er behov for mye luft. Denne verdien, betegnet alfa, viser hvor mange ganger mer luft det forbrukes enn teoretisk nødvendig.
Alfa -koeffisienten avhenger av typen til en bestemt brenner og er vanligvis foreskrevet i brennerpasset eller i samsvar med anbefalingene fra organiseringen av igangsettingsarbeidet.
Når mengden overskytende luft øker over anbefalt mengde, øker varmetapet. Med en betydelig økning i luftmengden kan det oppstå flammeseparasjon, noe som skaper en nødssituasjon. Hvis luftmengden er mindre enn anbefalt, vil forbrenningen være ufullstendig, og dermed skape fare for forgiftning for kjelerommet.
For en mer nøyaktig kontroll av kvaliteten på drivstoffforbrenning, er det enheter - gassanalysatorer som måler innholdet av visse stoffer i sammensetningen av avgasser.
Gassanalysatorer kan leveres med kjeler. Hvis de ikke er der, blir de passende målingene utført av oppdragsgiveren ved bruk av bærbare gassanalysatorer. Det utarbeides et regimekart der de nødvendige kontrollparametrene er foreskrevet. Ved å følge dem kan du sikre normal fullstendig forbrenning av drivstoffet.
Hovedparametrene for regulering av forbrenning av drivstoff er:
- forholdet mellom gass og luft som tilføres brennerne.
- overflødig luftforhold.
- utslipp i brannkassen.
- Kjeleffektivitet.
I dette tilfellet betyr kjelens effektivitetskoeffisient forholdet mellom nyttig varme og mengden av all forbrukt varme.
Luftsammensetning
| Gassnavn | Kjemisk element | Innhold i luften |
| Nitrogen | N2 | 78 % |
| Oksygen | O2 | 21 % |
| Argon | Ar | 1 % |
| Karbondioksid | CO2 | 0.03 % |
| Helium | Han | mindre enn 0,001% |
| Hydrogen | H2 | mindre enn 0,001% |
| Neon | Ne | mindre enn 0,001% |
| Metan | CH4 | mindre enn 0,001% |
| Krypton | Kr | mindre enn 0,001% |
| Xenon | Xe | mindre enn 0,001% |
Analyse av kjelens røykgasser lar deg identifisere og eliminere avvik fra normale driftsmoduser, og dermed øke effektiviteten ved forbrenning av drivstoff og redusere utslipp av giftige gasser til atmosfæren. For å forstå hvor effektivt forbrenningsanlegget fungerer og hvordan man kan oppdage avvik i driften ved hjelp av en røykgassanalysator, er det nødvendig å vite hvilke gasser og i hvilke konsentrasjoner som er tilstede i røykgassene.
Røykgasskomponentene er listet opp nedenfor for å redusere konsentrasjonen i røykgassen.
Nitrogen N2.
Nitrogen er hovedelementet i luften (79%). Nitrogen deltar ikke i forbrenningsprosessen, det er ballast. Når den pumpes inn i kjelen, varmes den opp og bærer med seg energien som brukes på å varme den inn i skorsteinen, noe som reduserer kjelens effektivitet. Røykgassanalysatorer måler ikke nitrogenskonsentrasjon.
Kullsyre CO2.
Dannes under forbrenning av drivstoff. Kvelende gass, ved konsentrasjoner over 15 volumprosent, forårsaker raskt bevissthetstap. Røykgassanalysatorer måler vanligvis ikke konsentrasjonen av karbondioksid, men bestemmer det ved å beregne ut fra konsentrasjonen av gjenværende oksygen. Enkelte modeller av gassanalysatorer, for eksempel MRU Vario Plus, kan utstyres med optiske infrarøde sensorer for måling av karbondioksidkonsentrasjoner.
- dieselbrennere - 12,5 ... 14%
- gassbrennere - 8 ... 11%
Oksygen O2.
Gassrester som ikke ble brukt i forbrenningsprosessen på grunn av overflødig luft, slippes ut sammen med avgassene. Konsentrasjonen av gjenværende oksygen brukes til å bedømme fullstendigheten (effektiviteten) av forbrenning av drivstoff. I tillegg brukes oksygenkonsentrasjonen til å bestemme varmetapet med røykgasser og konsentrasjonen av karbondioksid.
Oksygenkonsentrasjonen i bærbare røykgassanalysatorer måles ved hjelp av elektrokjemiske oksygensensorer, i stasjonære gassanalysatorer, i tillegg brukes ofte zirkoniumsensorer.
- dieselbrennere - 2 ... 5%
- gassbrennere - 2 ... 6%
Karbonmonoksid CO.
Karbonmonoksid eller karbonmonoksid er en giftig gass som dannes ved ufullstendig forbrenning. Gassen er tyngre enn luft, og i nærvær av lekkasjer eller utbrenthet i kjelene i kjeler kan den slippes ut i arbeidsmiljøet og utsette personell for fare for forgiftning. Ved CO -konsentrasjoner opptil 10 000 ppm brukes vanligvis elektrokjemiske celler for å oppdage det. For å måle konsentrasjoner over 10 000 ppm brukes hovedsakelig optiske celler, inkludert i bærbare gassanalysatorer.
- dieselbrennere - 80 ... 150 spm
- gassbrennere - 80 ... 100 spm
Nitrogenoksider (NOx).
Ved høye temperaturer i kjeleovnen danner nitrogen nitrogenoksid NO med atmosfærisk oksygen. Videre oksideres NO under påvirkning av oksygen til NO2. Komponentene NO og NO2 kalles nitrogenoksider NOx.
NO -konsentrasjonen måles med elektrokjemiske sensorer. NO2 i enkle modeller av gassanalysatorer bestemmes ved beregning og tas lik 5 ... 10% prosent av den målte NO -konsentrasjonen. I noen tilfeller måles NO2 -konsentrasjonen med en separat elektrokjemisk nitrogendioksidsensor. Uansett er den resulterende konsentrasjonen av nitrogenoksider NOx lik summen av konsentrasjonene av NO og NO2.
- dieselbrennere - 50 ... 120 sppm
- gassbrennere - 50 ... 100 spm
Svoveldioksid (SO2).
Giftig gass fra forbrenning av svovel som inneholder svovel. Når SO2 interagerer med vann (kondensat) eller vanndamp, dannes svovelsyre H2SO3. Elektrokjemiske celler brukes ofte til å måle SO2 -konsentrasjoner.
Ikke-brennbare hydrokarboner (CH).
Ikke-brennbare CH-hydrokarboner dannes som følge av ufullstendig forbrenning av drivstoff. Denne gruppen inkluderer metan CH4, butan C4H10 og benzen C6H6. For å måle konsentrasjonen av ikke-brennbare hydrokarboner, brukes termokatalytiske eller optiske infrarøde celler.
For å måle konsentrasjonen av gasser i industrielle utslipp og røykgasser, brukes gassanalysatorer Kaskad-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT, etc. i innenlandsk produksjon, eller enheter for utenlandsk produksjon fra produsenter som Testo, MSI Drager , MRU, Kane, etc. ...