Компонентный состав дымовых газов. Горение газа в котле

Сантехнические работы » Горение газа в газовых котлах и колонках

Самым распространенным на сегодняшний день топливом в быту является природный газ. При помощи него мы в отапливаем свои дома и подогреваем воду. Но горение газа в разных газовых котлах и колонках может сильно отличаться, ведь на процесс горения очень сильно влияет давление газа в трубе, атмосферное давление, состав и чистота самого газа. Если вам интересно, давайте я отвечу на самые распространенные вопросы о процессе горения природного газа с позиции химии для практиков.

Как определить полноту горения газа в газовых котлах и колонках?

• Лучше всего определить полноту горения газа можно по цвету пламени. Если горение полное, то пламя будет голубовато прозрачного цвета. А если горение неполное, то на пламени появляются красные языки и оно начинает дымить.
• Еще полноту горения газа газа можно определить по цвету дымовых газов. При полном горении дым из трубы идет белый. При неполном горении дым из трубы валит с серой (появляется черный или серый окрас).
• Используя газоанализаторы в котельной, вы засечете  CO2, CO, O2, NOх (окислы азота).

Как возникает проскок пламени?

Самым опасным явлением в любом газосжигательном устройстве или приборе является проскок пламени в газовой горелке, в самом простом понимании — это когда пламя начинает гореть внутри самой горелки, нагревая, сжигая и деформируя ее.

Пламя в этом случае может погаснуть, а газ продолжит поступать в помещение, что может привести к взрыву от любой искры или открытого огня. Были случаи возгорания газа даже от взрыва ламп накаливания.

Вот самые распространенные причины проскока пламени в газовой горелке:

• Недостаточное давление газа в трубопроводе перед горелкой.
• Повышенное давление окружающего воздуха, что приводит к затруднению выхода газа из горелки.
• Прогорел стабилизатор или головка самой горелки.

Из практики могу сказать, что проскок пламени чаще всего случается у инжекторных горелок, подогревающих долгое время воду для ГВС.

Процесс горения газа. Неполное горение газа.

Процесс горения газа можно узнать на примере химической формулы горения газа:

Ch5+O2N2=CO2+h3O+N2+O2+Qh+C+CO+h3+Ch5

• CO2 — углекислый газ, без цвета, запаха но с кисловатым привкусом. Тяжелее воздуха, а значит скапливается в низу помещения. Если человек потерял сознание и упал — верная смерть (если во время не спасти). Действует на человека удушающе.
• h3O — водяной пар
• N2 — азот из воздуха
• O2 — остаточный кислород
• C+CO — копоть углерод. СО — окись углерода (угарный газ) газ без цвета, вкуса и запаха. Немного легче воздуха. Это ядовитый токсичный газ — вызывает отравление. Симптомы — рвота, головокружение, недомогание.
• h3+Ch5 — неполное горение газа

При практическом избытке воздуха для газа при нормальном горении КПД увеличивается на 3-4%.

Если газ сгорает не полностью, t в топке и КПД снижается, такое горение не экономично и опасно из за появления в дымовых газах опасных веществ:

• СО — угарный газ. Отравляющее, токсичное, ядовитое, вещество.
• C — сажа, углерод чистый, горючее вещество, низкий коэффициент теплопроводности, сужает сечение прохода дымовых газов. Ухудшает тягу, может воспламениться, при оседании на поверхности нагрева котла — снижает КПД и теплопроводность. Т.к. углерод имеет низкий коэф. теплопроводности.
• Водород Н2, удушлив, взрывоопасен, горит.
• СН4 — несгоревший метан взрывоопасен, удушлив. Взрывается при концетрации 5-15%. Образуется как продукт неполного горения.

Рассмотрим не идеальное уравнение реакции горения, то есть процесс горения пойдет с нарушением.

Ch5+2O2+7,52N2=CO2(вместо углекислоты могут образовываться углерод C, угарный газ CO и кислород O2)+2h3O(вместо воды может выделяться водород)+7,52N2(вместо азота могут выделяться окислы азота Nox)+Q

Окислы азота образуются в температурном диапазоне от 1800 до 2200 С.

Причины не идеальной реакции могут заключаться в следующем:

1. Недостаточное перемешивание метана с воздухом.
2. Попадание отдельного количества метана в зоны с разной температурой.
3. Влияние от формы факела пламени.
4. От возможного присоса воздуха в следствие поломки, трещин.

В тех газовоздушных смесях, где количество азота будет 86% и более процесс горения не возможен, даже в диапазоне от 5 до 15% концентрации метана.

При непонлном горении может выделяться CO угарный газ, оказывающий самое тяжелое влияние на здоровье человека. Чтобы реакция горения была близка к идеальной для одного куба метана потребуется 10 кубов воздуха.

При неполном горении может догорать водород, кислород, угарный газ, метан. Чтобы определить неполное горение используется газоанализатор. Нормальными условиями протекания процесса горения можно считать показания газоанализатора для:

• угарного газа не более 0,05%;
• водорода не более 0,01%;
• кислорода не более 5% (для газового котла меньше или равно 2%).

Какие бывают меры предосторожности и защиты в котельной?

Любая котельная считается взрывоопасным помещением, поэтому не будет лишним выполнять требования для данного типа помещений. Это и необходимый свободный объем воздуха в помещении, естественная вентиляция, отсутствие розеток и выключателей в помещении, а светильники устанавливаются только во взрывозащищенном исполнении. Но не будут лишними следующие меры предосторожности и защиты в котельной:

• Установка газоанализаторов в помещении котельной.
• Периодический просмотр и очистка от сажи топочной части котла, дымоходной части котла, притяжной вентиляции, замер тяги воздуха.
• Периодический осмотр и очистка от сажи наружной части самого дымохода в доме.

www.santehnicheskie-raboty-moskva.ru

Экономный газовый котел | Ремонт квартиры своими руками

При выборе нового котла стоит подумать о покупке конденсационного. Конденсационный котел дороже традиционного, но благодаря меньшему потреблению топлива, расходы окупятся.

Газовые конденсационные котлы

В местности, где есть возможность использования природного газа, хозяева домов все чаще приобретают конденсационные котлы. И это понятно, ведь несмотря на то, что такие котлы дороже традиционных, они используют ощутимо меньше газа для выработки того же количества тепла. А цены на газ постоянно растут.

Коэффициент полезного действия работы конденсационных котлов намного выше, чем КПД наиболее современных традиционных (конвекционных) котлов. Горение природного газа - это реакция окисления углеводородов (природного газа) с выделением большого количества тепла. В процессе реакции образуются углекислый газ, вода и другие продукты сгорания, которые не оказывают ощутимого влияния на эффективность работы котла.

Из-за высокой температуры протекания реакции окисления (выше 100°С) образующаяся вода находится в виде пара и вместе с иными продуктами сгорания отводится наружу через дымоход. Именно здесь кроется источник потенциальной экономии. Охлаждая продукты сгорания до температуры, при которой происходит конденсация содержащегося в них водяного пара, теплоноситель в котле дополнительно получает при этом до 11 % энергии - скрытой энергии фазового перехода (конденсации пара).

В противном случае эта энергия улетучивается через дымоход за пределы дома, как это происходит у традиционных котлов. Именно благодаря способности конденсировать водяной пар такие котлы получили название конденсационных.

Вариант для экономных пользователей

Среднегодовой КПД современных традиционных котлов достигает 93-96%, КПД конденсационного котла - превышает 100%, хотя известно, что в технике такого КПД не существует. Как такое может быть? Ранее принятая методика определение коэффициента полезного действия котла учитывала лишь теплотворную способность топлива.

Но последняя представляет собой только часть возможной для использования энергии, образующейся в процессе сгорания топлива, поскольку во внимание не принимается скрытая теплота водяного пара, которая вместе с продуктами сгорания отводится за пределы дома.

Только используя скрытую теплоту конденсации водяного пара, можно полностью использовать тепловую энергию, образующуюся во время сгорания газа, то есть его удельную теплоту сгорания. Она всегда выше теплотворной способности топлива на величину теплоты конденсации водяного пара, именуемой также скрытой теплотой.

Температура горения природного газа в топках котлов зависит от условий сжигания и составляет 1100-1400°С. Продукты сгорания, образовавшиеся в котле при сгорании газа, проходя через теплообменник, отдают тепло, нагревая воду (теплоноситель) в системе отопления. В традиционных газовых котлах температура продуктов сгорания на выходе в дымоход обычно составляет около 180° С.

Но ни при каких обстоятельствах их температура по всей длине дымохода не должна опуститься ниже температуры точки росы, потому что тогда будет происходить конденсация водяного пара. В образующемся конденсате растворяются химические соединения, присутствующие в продуктах сгорания (в частности углекислый газ С02), в результате чего конденсат превращается в кислоту.

Как любая кислота, она обладает агрессивными свойствами и вызывает интенсивную коррозию металлов, из которых выполнены дымоходы, а также теплообменники традиционных котлов. Для изготовления теплообменников конденсационных котлов используются материалы, обладающие стойкостью к воздействию кислотного конденсата, - это нержавеющая сталь или специальные сплавы, например силумин.

Это позволяет более полно использовать тепло из продуктов сгорания, не рискуя вызвать повреждения котла конденсатом. Теплообменник конденсационного котла по размерам либо намного больше по сравнению с теплообменником традиционного котла (это так называемый интегрированный теплообменник), либо состоит из двух частей - традиционного и конденсационного. Благодаря такой конструкции продукты сгорания охлаждаются до температуры ниже точки росы и конденсируются, отдавая скрытую теплоту конденсации водяного пара.

Это, собственно говоря, и есть дополнительная теплота, благодаря которой возрастает КПД котла. Производители котлов продолжают работать над новыми конструкциями теплообменников для увеличения поверхности теплообмена.

Чтобы можно было эффективно использовать скрытую теплоту конденсации, горение должно происходить с высоким содержанием С02 в отходящих газах, то есть с низким избытком воздуха. Это обеспечивают закрытые топки с нормируемой подачей воздуха (с помощью вентилятора)

Газовый котел лучше

Чем больше водорода содержится в топливе, тем больше водяного пара образуется при его сгорании, тем больше в нем скрытой теплоты и тем больше энергии можно получить в результате конденсации пара.

Конденсационный котел оснащен специальным теплообменником, в котором продукты сгорания охлаждаются до температуры ниже точки росы. Это позволяет использовать скрытую теплоту, освобождающуюся при конденсации водяного пара (которая в классической методике не учитывалась). Именно поэтому конденсационный котел имеет невероятно высокий КПД.

Полезная информация

Теплотворная способность топлива - это количество тепла, получаемое при полном сгорании 1 м3 топлива (если образующийся при горении водяной пар отводится из котла вместе с иными продуктами сгорания). Удельная теплота сгорания – это количество тепла, которое высвобождается при полном сгорании 1 м3 топлива, с учетом скрытой теплоты, содержащейся в водяном паре, образовавшемся при горении.

При сжигании природного газа можно получить больше всего приращения энергии – 11 %, при сжигании жидкого топлива - 6%, поэтому максимально достижимый КПД газовых конденсационных котлов выше, чем КПД жидкотопливных конденсационных котлов. Поскольку продукты сгорания содержат С02, при его растворении в конденсате образуется углекислота (рН 3,5-5,2). Поэтому конденсат агрессивен к металлам.

Работа котла с системой отопления

Для того чтобы температура выходящих из теплообменника продуктов сгорания опустилась ниже точки росы, температура воды, возвращающейся из системы отопления в котел, должна быть как можно ниже. Для газовых котлов она должна быть не более 57°С. Чем ниже температура теплоносителя, тем ниже температура стенок теплообменника котла и тем больше водяного пара на них конденсируется. Благодаря этому увеличивается количество получаемого тепла.

Наиболее экономичной является работа котла при температуре обратной воды 30-40°С. Из этого следует, что новые системы отопления должны проектироваться с температурными параметрами 60/40°С или более низкими. Конденсационные котлы можно также использовать в системах отопления, спроектированных для работы с температурными параметрами 80/60°С, поскольку отопительная вода имеет такую температуру только в наиболее холодные дни. Это бывает несколько дней в году.

Во время отопительного сезона средняя температура окружающего воздуха составляет приблизительно 0°С. В этом случае температура подачи теплоносителя составляет приблизительно 55°С, а возврата - 45°С. Кроме того, более низкую температуру возврата можно получить, используя термостатические клапаны, которые обычно устанавливают в односемейных домах. При частичной нагрузке они увеличивают разницу температуры, благодаря чему температура возврата снижается.

Конденсационные котлы можно с успехом применять даже в некоторых старых системах с параметрами 90/70°С, при условии, что трубы и радиаторы находятся в хорошем состоянии. Радиаторы в таких системах часто имеют очень большие поверхности нагрева, их можно не менять после установки конденсационного котла. Конденсационные котлы также можно использовать в системах с параметрами 90/70°С, оснащенных радиаторами, имеющими правильно рассчитанные размеры, при условии, что стены дома будут хорошо утеплены.

Существует распространенное мнение о том, что конденсационные котлы наиболее экономично работают с системами напольного обогрева, но они могут также работать с радиаторными системами. Однако следует помнить о том, что если в систему подается вода более низкой температуры, поверхности радиаторов должны быть больше, чтобы они могли отдавать достаточное количество тепла в помещение.

Например, после изменения параметров системы с 90/70°С на 75/65°С необходимо увеличить активную поверхность радиаторов приблизительно на 20%.

Что еще влияет на КПД котла

Тип горелки. Температура точки росы в большой степени зависит от коэффициента избытка воздуха, который подводится в камеру сгорания котла, т. е. от отношения действительного количества воздуха в горючей смеси к теоретически необходимому для ее полного сгорания. Важно, чтобы воздух, необходимый для процесса горения, подводился контролируемым образом, и тем самим поддерживалось высокое содержание С02 в продуктах сгорания (для снижения температуры точки росы).

Этим требованиям в большей степени отвечают газовые горелки с наддувом - с двухуровневым или модулируемым режимом работы. При использовании атмосферной горелки (без наддува) часть воздуха, необходимого для поддержания процесса горения, всасывается выходящим газом. В смесительной трубе происходит предварительное смешивание воздуха с газом. Затем воздушно-газовая смесь на выходе из горелки в топку воспламеняется, куда дополнительно поступает воздух (вторичный).

Количество вторичного воздуха составляет 30-45% от общего количества воздуха, необходимого для горения. Он засасывается в топку под воздействием тяги, создаваемой отходящими горячими продуктами сгорания. Горелки с предварительным смешиванием являются переходным этапом между атмосферными горелками и горелками с наддувом. Эти горелки были созданы специально для конденсационных котлов.

В горелках с наддувом газ поступает в смесительную головку, туда же вентилятор нагнетает воздух, там происходит их смешивание. Образовавшаяся смесь подается в камеру сгорания. Такая подготовка горючей смеси позволяет точно дозировать количество воздуха и благодаря этому достигается высокий КПД. Регулирование процесса горения. Некоторые современные конденсационные котлы оснащены оборудованием для регулирования процесса горения, которое автоматически сглаживает нежелательные изменения соотношения газ/воздух.

Изменение коэффициента избытка воздуха может произойти, например, при снижении качества газа или изменении его вида. Для анализа процесса горения используются: специальные ионизационные электроды, с помощью которых контролируют интенсивность пламени или датчик окиси углерода, расположенный в потоке отходящих продуктов сгорания.

Результаты замеров позволяют регулировать избыток воздуха. Если его слишком много, электронный регулятор с помощью дроссельной заслонки увеличивает подачу газа, если очень мало - уменьшает. Таким образом, сглаживается колебание качества газа и обеспечивается одинаково высокий коэффициент полезного действия котла. Электронный регулятор соотношения газ/воздух с датчиком СО обеспечивает высокую эффективность использования датчика, в том числе при работе котла с частичной нагрузкой.

Нагрузка котла. Котел работает на полную мощность (с учетом которой он был выбран) лишь небольшое количество дней в течение отопительного сезона. Его среднегодовая нагрузка составляет всего 30%. Для традиционных котлов это означает дополнительный расход топлива, поскольку одновременно со снижением нагрузки на котел снижается его эффективность.

Вследствие этого, возрастает потребление топлива, что ведет к увеличению эксплуатационных расходов. В конденсационных котлах ситуация выглядит с точностью до наоборот. Чем с меньшей нагрузкой они работают, тем выше их КПД. Монтаж более мощного котла приносит выгоду, а не убытки - на протяжении большей части отопительного сезона он будет работать с более высоким КПД, чем котлы другого типа.

Из-за необходимости нагрева воды для системы горячего водоснабжения котел должен быть достаточно мощный. Благодаря использованию конденсационного котла получают дополнительные выгоды зимой. Независимо от того, приобретен одно- или двухконтурный котел, летом он будет работать только для нагрева воды системы ГВС, а зимой - с очень высокой эффективностью. Это становится преимуществом, а не недостатком.

www.batyanya.com.ua

 6.3 Сжигание газа в топках котлов - Котельные установки промышленных предприятий

 6.3 Сжигание газа в топках котлов

Основными горючими составляющими большинства газообразных топлив являются оксид углерода СО, водород Н2, метан СН4 и значительно реже – высокомолекулярные углеводороды СmHn

Полнота,  интенсивность и устойчивость горения газов в первую очередь зависят от физических факторов – температуры и условий смешения горючего с окислителем. Если теплопотери зоны горения, связанные с теплообменом с окружающей средой, превышают тепловыделение, то горение невозможно. Для отдельных горючих газов и газообразных топлив имеется температура воспламенения, существенно зависящая от условий протекания процесса. Температура воспламенения природного и доменного газов около 5300С, водорода 410-630°С, оксида углерода 610-660°С, метана 630-7900С.

Условия сжигания газов котла требуют:

– температура в топке котла должна быть выше температуры воспламенения горючей смеси, в противном случае горение будет неустойчивым;

– предварительный нагрев горючей смеси ускоряет зажигание и интенсифицирует  процесс  горения.

Условия рационального сжигания газообразного топлива:

–   хорошее перемешивание газа с окислителем;

– повышение температурного уровня процесса, что достигается подогревом компонентов горения, а также снижением коэффициента избытка воздуха, приводящим к увеличению скорости распространения пламени;

–   создание хороших очагов воспламенения;

–  увеличение поверхности фронта горения, что достигается турбулизацией факела.

VвII - воздух, подаваемый раздельно

Рисунок 6.2 - Схема подачи в топку газа и окислителя

1 - жидкость; 2 - пары топлива; 3 - зона горения; 4 - область диффузии окислителя и продуктов сгорания

Рисунок 6.3 - Схема горения капли жидкого топлива

а - в плотном фильтрующем слое; в - факельный прямо-сточный процесс;

б - в кипящем слое; г - вихревой (циклонный) процесс.

Рисунок 6.4 - Схемы организации сжигания твердого топлива

а - без предварительного смешения газа и окислителя; б - с полным предва­рительным смешением с образованием однородной смеси; в - с неполным предварительным смешением без образования однородной смеси; г - с частичным предварительным смешением с недостатком окислителя; К — фронт кинетического горения; Д — фронт диффузионного горения.

Рисунок 6.5 - Принципы организации сжигания газового топлива

Рисунок 6.6 - Кривые устойчивости пламени

16

bookwu.net

Особенности сжигания газа

Особенности сжигания газа

Выбор типа и количества газовых горелок, их размещение, организация процесса и движения продуктов горения являются основными и наиболее ответственными задачами, которые приходится решать как при проектировании новых, так и при переводе на газ существующих котлов, промышленных печей, сушил и других установок. Особенности сжигания газа в зависимости от решения этих вопросов определяются тепловой и аэродинамический режимы, степень интенсивности заданного технологического процесса и экономичность установки.

Как теоретические предпосылки, так и опыт работы свидетельствуют, что при переводе на газовое топливо, а тем более при проектировании новых газовых установок основные показатели их работы могут быть значительно улучшены в подавляющем большинстве случаев. Грамотно выполненный перевод на природный газ котельных установок приводит к повышению производительности котла с одновременным ростом его к. п. д. С другой стороны, нельзя не отметить случаев, когда непродуманно выбранный способ сжигания газа или неудачное расположение горелок вызывали снижение паропроизводительности и к. п. д. котельной установки по сравнению с работой на твердом топливе даже невысокого качества.

Аналогичная картина наблюдается при переводе на природный газ большинства промышленных печей с твердого топлива, мазута или газа с низкой теплотой сгорания (генераторного, доменного, коксового). Нередко предел производительности той или иной печи (например, кузнечной, термической, некоторых плавильных) определяется уже не теплотехническими, а технологическими условиями, в частности появлением в нагреваемом металле недопустимых градиентов температур.

Естественно, что задачи интенсификации технологического процесса и повышения эффективности использования топлива при проектировании перевода промышленной установки на газ должны решаться с наименьшими материальными затратами и с соблюдением ряда других условий, таких, как безопасность, надежность работы и т. п.

Наконец, следует отметить случаи, когда при проектировании и осуществлении некоторых специальных установок, работающих на природном газе, сознательно приходится жертвовать такими важнейшими с точки зрения теплотехники показателями, как полнота сгорания и к. п. д. Примером этого может служить создание в пламенных газовых печах (с прямым нагревом) безокислительной атмосферы за счет сжигания газа с недостатком воздуха, что, однако, дает экономию металла с сохранением чистоты внешней поверхности изделий.

Природный газ, в отличие от других видов топлива, позволяет в широких пределах выбирать не только наивыгоднейшую аэродинамику топки, но также и рациональные геометрические характеристики факела. Поэтому для каждого типа промышленной огнетехнической установки, а подчас для каждого конкретного случая должны быть проанализированы и выбраны наиболее эффективные приемы сжигания газового топлива.

Из сказанного следует, что нельзя делить применяемые в промышленности газовые горелки на "плохие" и "хорошие", не учитывая особенностей их работы в конкретных условиях. Например, горелочное устройство, очень хорошее для вращающейся цементной печи, совершенно неудовлетворительно для камерной нагревательной печи. Несомненно, что требуемая максимальная интенсификация технологического процесса, повышение к. п. д., а также удовлетворение других требований, предъявляемых к установке, не могут быть обеспечены только выбором той или иной газовой горелки, а будут достигнуты при правильном решении всего комплекса вопросов теплообмена и аэродинамики, начиная от подачи воздуха и газа и кончая удалением отработанных продуктов горения в атмосферу. Особое значение имеет начальная стадия процесса - организация сжигания газа.

В различных промышленных огнетехнических установках широко применяются все особенности сжигания газа: кинетическое, диффузионное или сжигание частично подготовленной смеси (незавершенное смешение).

При диффузионном, а иногда и кинетическом сжигании газа с развитым факелом процесс сжигания обычно протекает в топке или рабочем пространстве печи. Кинетическое беспламенное горение в ряде случаев может протекать вне топки в обычном понимании этого слова, сгорание успешно осуществляется в пористой насадке, туннеле, системе трубок и т. д.

Эти элементы непосредственно связаны с горелкой. Однако в большинстве случаев можно выделить горелку со свойственными ей функциями и пространство сгорания, или топку, независимо от ее геометрических форм и размеров.

Задачей кинетической горелки является хорошее перемешивание газа с необходимым количеством воздуха и подача этой смеси в пространство сгорания со скоростью, предотвращающей проскок пламени. Эти функции должны осуществляться в заданных пределах регулирования производительности горелки. Задачами топки, что бы она собой ни представляла, являются надежное зажигание смеси и обеспечение полного выгорания горючих при любых нагрузках, а также обеспечение нужных радиационных характеристик факела сгорания и вторичных излучателей.

Диффузионные особенности сжигания газа, задача горелки - осуществлять регулируемую подачу газа и воздуха в топку, обеспечивающую необходимые условия смесеобразования в ней. На долю топки остается указанный процесс смесеобразования, зажигание и полное сгорание смеси при заданных радиационных характеристиках факела. Вследствие такой взаимосвязи функций нельзя изолированно оценивать и выбирать горелку, не учитывая условий протекания процесса сгорания в топке, а следует рассматривать всю систему, обеспечивающую рациональные особенности сжигания газа.

gas-boiler.su

Горение

Горение

Если количество воздуха в смеси, вытекающей из кинетической горелки, ниже минимально необходимо, то полное сгорание возможно лишь при подаче вторичного воздуха за пределами горелки (в топку) и перемешивании его с вытекающей смесью за счет молекулярной или турбулентной диффузии. В этом случае у устья горелки наблюдается первичный конус горения, в котором сгорает только часть газа, соответствующая количеству первичного воздуха.

За фронтом первичного горения будет наблюдаться поток несгоревшего газа, забалластированный продуктами сгорания. При подводе к этому потоку вторичного воздуха создается второй фронт горения. Не следует думать, что за первичным фронтом горения будут находиться просто смесь продуктов сгорания и части несгоревшего газа в его первоначальном виде. В пределах фронта первичного горения происходит неполное сгорание газов с образованием продуктов частичного окисления.

По мере уменьшения количества первичного воздуха доля газа, сгорающего в первичном конусе, будет непрерывно уменьшаться, а в диффузионной зоне - увеличиваться, что приведет к удлинению последней. Высота первичного конуса будет также меняться. Характер этого изменения определяется характером изменения отношения W/Uн. Если при снижении количества первичного воздуха скорость выхода смеси будет падать быстрее, чем нормальная скорость распространения пламени uн, то высота конуса сократится. При сжигании углеводородных газов снижение количества первичного воздуха обычно приводит к сокращению высоты первичного конуса.

В промышленных установках, в частности при сжигании газа под котлами, широко применяются горелки, которые следует отнести к промежуточным типам между кинетическими и диффузионными. Б таких горелках, хотя, в смесительную камеру и подается все необходимое для горения количества воздуха, процесс смешения не завершается, окончание его переносится в топку.

Снижение количества первичного воздуха до нуля переводит горение целиком в диффузионную область. При ламинарном истечении газа факел сильно растягивается, но сохраняет правильную геометрическую форму.

Рассмотрим более подробно механизм диффузионного сгорания, а также структуру и закономерности диффузионного факела.

На рис. V-15 представлена упрощенная схема диффузионного элементарного факела, создающегося при истечении вертикальной струйки газа в неподвижный воздух.

В факеле можно отметить следующие характерные зоны. Внутри факела находится темная зона .7, состоящая из одного газа первоначального состава без примеси воздуха. В непосредственной близости от фронта горения эта зона переходит в зону 2, в которой наблюдается нарастающее содержание продуктов сгорания. Далее находится поверхностная оболочка фронта горения 3, имеющего небольшую толщину. Эта оболочка может при известных условиях начинаться непосредственно от выходного отверстия газовой струи, а может быть и отнесена от него на значительное расстояние. В среднем по толщине фронта горения имеет место стехиометрическое соотношение количества газа и воздуха (α = 1,0). За пределами фронта горения располагается нарастающая в направлении развития факела зона 4 смеси продуктов сгорания и воздуха. В этой зоне имеет место движение продуктов сгорания от фронта наружу и движение воздуха из внешней среды (зона 5) к фронту горения. Эти перемещения масс происходят под влиянием турбулентной или молекулярной диффузии. Одновременно в пределах всех рассмотренных зон имеет место также движение вдоль оси факела за счет кинетической энергии вытекающей газовой струи и возникающих гравитационных сил.

За пределами зоны 5 находится окружающий воздух, лишенный газа и продуктов его сгорания.

В зависимости от скорости истечения газа и диаметра соплового отверстия характер диффузионного факела меняется. При малых скоростях истечения газа факел имеет правильные устойчивые очертания (рис. V-16), фронт пламени начинается непосредственно у соплового отверстия. Массообмен в пределах рассмотренных нами зон происходит за счет молекулярной диффузии, т. е. вытекающая струя и весь факел имеют ламинарный характер. По мере увеличения скорости размеры факела растут, достигая некоторого максимума. Одновременно начинает теряться правильность очертаний и стабильность его вершины, появляются отдельные языки пламени. Начинается турбулизация факела, захватывающая все большую его длину. По мере приближения турбулентного фронта к корню факела высота его несколько

снижается, оставаясь далее более или менее постоянной. По достижении некоторой критической скорости газовой струи весь факел становится турбулентным и происходит отрыв фронта пламени от соплового отверстия, фронт все более удаляется, горение сопровождается характерным шумом. При дальнейшем увеличении скорости факел срывается и горение прекращается.

Переход диффузионного факела в неподвижной воздушной среде от ламинарного режима горения к турбулентному наблюдается для разных газов при разных значениях Re. По данным Гаусорна, Уэддела и Хоттела, для водорода Re составляет около 2200, для городского (коксового) газа 3700-4000, для окиси углерода около 4750, для пропана и ацетилена 8900-10400. Обобщенная зависимость перехода ламинарного факела в турбулентный отсутствует.

Закономерности формирования турбулентных диффузионных факелов в неограниченном свободном воздушном пространстве изучались многими авторами.

Говоря о размерах, в частности о длине газовою факела, отметим, что речь может идти о наблюдаемой "визуальной", "фотографической" и так называемой химической длине. Визуальные размеры факела в известной степени зависят от субъективных особенностей наблюдателя, а размеры на фотоснимке - в сильной степени от свойств фотоматериалов и выдержки. Данные ряда авторов свидетельствуют, что в пределах визуальной длины факела происходит выгорание 98-99% и более горючих компонентов смеси, т. е. "химическая" длина практически совпадает с визуальной.

Относительная высота одиночного вертикального турбулентного факела природного газа, развивающегося в неподвижном воздухе, может быть выражена следующей экспериментальной зависимостью:

В ряде экспериментов отмечено незначительное возрастание высоты факела по мере роста скорости истечения газа.

Отрыв факела от соплового отверстия происходит при скорости истечения газа

где К - коэффициент, зависящий от профиля сопла или соплового отверстия. Для простых сверлений К=10;

d - диаметр соплового отверстия, мм.

Полный срыв факела происходит при скорости

В спутном или сносящем потоках воздуха срыв факела происходит при меньших скоростях выхода газа.

По данным И. Д. Семикина, относительная высота турбулентного диффузионного факела

Эта зависимость может быть записана в виде

По данным Гаусорна, Уэддела и Хоттела, длина факела в зависимости от характеристик газа может быть выражена формулой

По экспериментальным данным П. В. Левченко и Б. И. Китаева, относительная длина факела зависит от скорости истечения газа

Экспериментальные исследования свободных турбулентных диффузионных факелов проводились в КИИ при сжигании бугуруслано-похвистневского природного газа. В результате этих опытов установлено, что формула (V-54) дает удовлетворительные результаты для природного газа при значении k= 1,5.

Влияние скорости на размеры турбулентного диффузионного факела, отмечаемое также рядом других авторов, все же невелико, а поэтому без большой погрешности можно полагать, что

Константа определяется свойствами газа и не зависит от условий истечения. Максимальный диаметр факела D также зависит только от диаметра сопла и свойств газа.

Приведенные зависимости длины турбулентного диффузионного факела горящего газа от размера сопла и параметров газа справедливы для случая горения газа в атмосфере одиночной струей. Для многоструйного диффузионного горения газа, а также при горении в воздушном потоке, движущемся под тем или иным углом к газовой струе, геометрические характеристики факела, разумеется, сильно меняются. Факел удлиняется в спутном потоке воздуха, а также меняет свою форму и размеры под влиянием гравитационных сил. Например, факел при выходе свободной струи газа в горизонтальном направлении сильно укорачивается и отклоняется кверху. При некоторой скорости потока факел, не стабилизированный какими-либо устройствами, срывается и горение прекращается. Для указанных выше диаметров сопел срыв факела происходит. Приближенно можно принять при величине скорости воздушного потока порядка 12-15% от скорости истечения газа.

При сжигании газа в промышленных топках всегда имеет место значительное искажение факела и отклонение его форм и размеров от расчетных, однако приведенные выше соотношения в значительной части сохраняют свою ценность, так как позволяют установить качественную картину горения и правильно отражают влияние параметров газа и диаметра газовых струй.

gas-boiler.su

Полное и неполное сгорание газа

    ПОЛНОЕ И НЕПОЛНОЕ СГОРАНИЕ ГАЗА [c.36]

    При неполном сгорании газа из-за недостатка воздуха пламя бывает более темным, фиолетового цвета, на конце факела светящимся, желтого или красноватого цвета, а при излишке воздуха пламя уменьшается, становится бесцветным и отрывается от горелки, усиливается шум горелки. По мере накаливания огне-упора топки цвет газового пламени несколько меняется и при полном сгорании становится почти бледно-голубым. Пламя горелок внутреннего смешения менее устойчиво, чем в диффузионных горелках, и более опасно. [c.41]

    Наиболее часто наблюдается неполное сгорание газа в горелках плиты. Причина этого — недостаток или отсутствие первичного воздуха. Неполное сгорание газа характеризуется высоким факелом яркого соломенного цвета с выделением копоти, оседающей на нагреваемом предмете. Эту неисправность легко устранить добавочной подачей первичного воздуха через регулятор. Если оказывается, что при полном открывании регулятора первичного воздуха не хватает, то это означает, что количество газа в горелку поступает [c.231]

    Рассмотрим схему строения несветящегося пламени (рис. 6). Пламя горящей газо-воздушной смеси при полном сгорании в результате предварительного частичного смешения газа с воздухом образует короткий факел голубовато-фиолетового цвета с зеленовато-голубым ядром в форме конуса. В этом конусе (зоне подготовки и разложения I) нагревается выходящая из горелки газо-воздушная смесь, которая на поверхности конуса (в зоне горения 2) сгорает. При недостатке воздуха происходит неполное сгорание газа с образованием окиси углерода и части несгоревшего водорода, которые догорают в зоне 3, куда поступает кислород вторичного воздуха. [c.41]

    При неполном сгорании газа выделяется значительно меньше тепла, чем при полном, и к. п. д. печи в этих случаях резко понижается. Потери тепла от неполного сгорания газа могут быть очень большими при наличии, например, в отходящих газах 1 % окиси углерода потери газа в зависимости от избытка воздуха составляют от 3 до 5%. [c.68]

    Точное указание на степень полноты горения дает анализ состава дымовых газов. При нормальном избытке воздуха в топке и полном сгорании процентное содержание углекислоты (СОг) в газе (при жидком топливе) составляет около 12% чем больше избыток воздуха, тем меньше концентрация СО2 в газах. При недостатке воздуха и неполном сгорании анализ дымового газа обнаруживает содержание в нем окиси углерода (СО). [c.101]

    Распределение температур в пламени горелки показано на рис. 24. В пламени различают три конуса 1) конус а (голубоватый), в котором нет горения, а лишь происходит смешение газа с воздухом 2) конус б, в котором происходит неполное сгорание газа благодаря наличию раскаленных частиц углерода химическое действие этого пламени восстановительное 3) конус в, в котором им еет место полное сгорание газа благодаря наличию небольшого избытка кислорода воздуха химическое действие этого пламени окислительное. Надо научиться отличать окислительную и восстановительную части пламени газовой горелки (окислительное пламя бесцветное, восстановительное — светящееся). [c.20]

    Состав продуктов сгорания. При полном сгорании топлива образуются углекислый газ, сернистый газ, пары воды, избыточный кислород и азот. В случае неполного сгорания топлива в продуктах сгорания могут быть оксид углерода, углеводороды, углерод и др. Массу и объем продуктов сгорания, а также расход воздуха для горения топлива определяют по формулам, приведенным в гл. IV. [c.197]

    Другим источником загрязнения воздуха, особенно в городах, является автомобильный транспорт. На его долю приходится 92% выбросов СО, 63 7о углеводородов и 46% оксидов азота. Для обеспечения полного сгорания бензина в двигателях с искровым зажиганием необходимо стехиометрическое соотношение топлива и воздуха, равное 1 15 (в массовых долях) максимальная же мощность двигателя достигается только при избытке топлива. В этом случае при недостатке воздуха происходит неполное сгорание топлива, что приводит к образованию большого количества оксида углерода. В нормальном режиме работы двигателя наблюдается максимальный выброс оксида азота. Соотношение концентраций различных компонентов в выхлопных газах бензинового двигателя приведено на рис. 1 [1, с. 197]. [c.10]

    Горение метана часто может быть неполным, что обусловлено, как указывалось выше, не только содержанием оксида углерода и других продуктов неполного сгорания топлива, но и наличием в дымовых газах метана, не успевшего сгореть в топке, что в большинстве случаев не учитывается при использовании природного газа. Для полного сгорания метана необходимо принимать следующие дополнительные мероприятия увеличение контактирующих с пламенем поверхностей обмуровки, повышение температуры сгорания в малых объемах камеры сгорания, применение промоторов, повышающих каталитическую активность шамотной обмуровки. [c.285]

    Отработанные дымовые газы, содержащие продукты неполного сгорания и коксовую пыль, при высокой температуре 1200-1400 °С отсасываются и направляются в дымоход. При движении по горизонтальному участку дымохода газы отдают тепло последовательно встроенным в дымоход змеевикам котла-утилизатора, воздухоподогревателя и экономайзера. Охлажденные до безопасной температуры 200-250 °С (разбавлением атмосферным воздухом) дымовые газы поступают на прием дымососа. При этом обеспечивается наиболее полная утилизация тепла. [c.82]

    В котлах с налаженным воздушным режимом обеспечивается полное сгорание газа при Опп > кр. При неполном сгорании газа (а п химической неполноты горения являются только окись углерода и водород. [c.603]

    Если уменьшить подачу первичного воздуха, скорость горения будет уменьшаться, а пламя — вытягиваться и кончики факелов станут желтого цвета. Это указывает на неполное сгорание газа и присутствие в продуктах горения окиси углерода. Полное сгорание возможно при избытке воздуха и при условии, что пламя не будет касаться стенок котла. В этом случае пламя становится светлосоломенного цвета. [c.140]

    Постоянно следить за цветом пламени горелок, который при полном сгорании должен быть прозрачным, голубоватым. В случае неполного сгорания газа по причине недостатка воздуха в топке цвет пламени приобретает красноватую окраску с те.мными полосами. Сам факел становится длиннее. При лишнем количестве воздуха в тапке факел укорачивается, цвет пламени становится более бледныл с синевой. [c.101]

    При одинаковом содержании кислорода в газах в случае неполного сгорания коэффициент избытка воздуха меньше, чем при полном сгорании. [c.19]

    Если в кладке щелей имеются неплотности, через которые воздух может проникать в топочный объем, минуя огневую щель, то количество воздуха, участвующее в горении газа, уменьшается и в отходящих газах появляются продукты неполного горения. Чтобы обеспечить полное сгорание газа, приходится больше открывать воздушную регулировочную заслонку или увеличивать разрежение в топке, что приводит к повышению коэффициента избытка воздуха за котлом. Если в кладке щелей имеются слишком большие неплотности, то количество воздуха для горения газа в щели может оказаться недостаточным и в отходящих газах за котлом могут быть обнаружены продукты неполного горения газа и большие избытки кислорода. Это объясняется тем, что воздух, проходящий мимо щели, в горении практически не участвует, а только разбавляет продукты горения. [c.94]

    Распределение температур в пламени горелки показано на рис. 23. В пламени различают три конуса конус а (голубоватый), в котором нет горений, а лишь происходит смешение газа с воздухом конус б, в котором происходит неполное сгорание газа благодаря наличию раскаленных частиц углерода и продуктов его неполного сгорания химическое действие этого пламени восстановительное коиус в, в котором имеет место полное сгораипе газа (благодаря наличию небольшого избытка кислорода воздуха хи- [c.16]

    Достоинством пламенного процесса является то, что при нарушениях полноты сгорания и появлении в продуктах сгорания СО п других продуктов неполного сгорания наблюдаются копоть и дымление. Хотя количество углерода, образующего копоть, ничтожно мало, дымление является надежным визуальным показателем качества процесса горения. Следует заметить, что при кинетическом сжигании газа кажущееся на первый взгляд совершенство процесса иногда скрывает за собой большое количество продуктов неполного сгорания, так как горелки с полным и частичным предварительным смешением почти никогда не дают дыма. В печах это видно при догорании в атмосфере выбивающихся пз печи газов. [c.182]

    Как ввдно из уравнений при неполном сгорании топлива вьщеляется значительно меньше тепла. Чтобы предотвратить потери тепла от неполноты сгорания топлива, в печь подают обычно избыток воздуха сверх теоретически необходимого. Однако избыток воздуха снижает концентрацию СОг в печном газе. В содовом же производстве стремятся получить газ с максимально возможной концентрацией СО2. Поэтому избыток воздуха в известковых печах допускается очень малый — не более 5% сверх теоретического. Для полного сгорания топлива при столь малом избытке воздуха большое значение имеет равномерное распределение среди кусков карбо- [c.38]

    При неорганизованном сжигании газов в факеле происходит выделение большого количества продуктов неполного сгорания— углерода (в виде дыма) и окиси углерода, которые интенси о загрязняют атмосферу. Добиться полного сгорания газов на факеле трудно, поскольку практически невозможно предсказать состав и количество газа, подлежащего сжиганию. Кроме того, факельные трубы являются источником сильного шума и яркого свечения. [c.287]

    Правильная организация сжигания газа во всех случаях является решающим фактором в деле улучшения теплового режима печи и ускорения процесса теплообмена. При полном сгорании и наличии избыточного кислорода в продуктах горения вследствие ведения процесса горения с избытком воздуха, получается окислительная атмосфера в нечи. При полном сгорании газа без избытка воздуха может быть создана нейтральная атмосфера. При неполном сгорании газа, когда процесс горения ведется с недостатком воздуха и, следовательно, имеется химический недожог газа, в печи будет создана восстановительная атмосфера. [c.10]

    Оксид углерода —очень ядовитый газ, он образуется при неполном сгорании бензина. Его токсичность обусловлена тем, что он прочно связывается с гемоглобином крови, и поэтому препятствует переносу кислорода и диоксида углерода в организме. Хотя в больших городах концентрация. оксида углерода возрастает вследствие развития автомобильного транспорта, суммарный его уровень в природе остается приблизительно постоянным, благодаря тому что некоторые почвенные организмы способны окислять его до диоксида углерода — естественной составляющей атмосферы Земли. В последние годы ставятся опыты по выводу выхлопных газов автомобилей через горелки с катализаторами, в которых происходит полное сгорание оксида углерода с образованием диоксида углерода  [c.333]

    ИЗ циклона газов о противоположную стенку (или соударение двух потоков при встречном размещении циклонов), способствующий эффективному перемешиванию продуктов неполного сгорания с избыточным кислородом и полному их сжиганию даже при очень высоких объемных тепловых нагрузках. [c.42]

    Обеспечить полное сгорание топлива необходимо не только с точки зрения повышения экономичности двигателя. Не меньшее значение имеет проблема снижения токсичности выхлопных газов автомобиля, поскольку продукты неполного сгорания топлива загрязняют окружающую атмосферу, вредно действуют на живые организмы и растительный мир. [c.40]

    Отработанные газы автотранспорта содержат ряд продуктов полного и неполного сгорания топлива, которые могут вступать в фотохимические реакции с оксидами азота, образуя смог — сложное сочетание пылевых частиц, капель тумана, токсичных газов. Возникая при определенных погодных условиях над крупными промышленными городами, смог вызывает удушье, приступы бронхиальной астмы, аллергические реакции, раздражение глаз. От него страдают растения, покрытия зданий, скульптуры. Печально знаменитый смог 1952 г. в Лондоне за несколько дней унес более 4 тыс. жизней. [c.45]

    Изношенные шины используются в печах и мокрого, и сухого способов производства цемента. Утилизируются как целые, так и измельченные покрышки. Последние в отрезках не более 50 мм можно вдувать с разгрузочного конца печи. Для этого применяют специальные пушки с производительностью до 5 т/ч. Сочетание высокой температуры (1450°С и более), окислительной атмосферы и довольно длительного пребывания газов (4-12 с) в печи гарантирует полное сжигание покрышек, предотвращает выделение через дымовую трубу продуктов неполного сгорания и даже следов токсичных соединений. [c.296]

    НИЯ температуры в печном пространстве. Безокиелительный нагрев осуществляется в атмосфере продуктов неполного сгорания газа (расход воздуха составляет менее 40—50% от теоретически потребного для полного сгорания газа). Высокая температура отходящих газов требует установки рекуператора, что усложняет схему процесса. Нагрев оказывается длительным и неравномерным, а печи — малопроизводительными. Скорость нагрева метал- [c.484]

    Недопустимы как отрыв плa ieни (частичный и полный), так и его проскок внутрь горелки. В первом случае топка и газоходы, а иногда и помещение котельной заполняются несгоревшим газом, образуется взрывоопасная газовоздушная смесь, что прн наличии источника высокой температуры южет привести к взрыву. Во втором случае пламя, как и при отрыве, может погаснуть и газ начнет выходить в тонку, заполняя ее и газоходы. Если горение сохранится в горелке, то из-за резкого увеличения ее сопротивления оно будет происходить с большим химическим недожогом, и продукты неполного сгорания газа, заполняющие топку и газоходы, также могут образовать взрывоопасные и токсичные (в основном за счет окиси углерода) смеси. Сама горелка вследствие перегрева может выйти из строя. Отсюда следует, что конструкция горелки должна обеспечивать устойчивость пламени без его отрыва и проскока во всем расчетном диапазоне регулирования ее тепловой мощности. [c.265]

    Отработанный теплоноситель после распылительной сушилки представляет собой аэрозоль - парогазовоздудшую смесь, состоящую Из продуктов полного и неполного сгорания природного газа (П2О, О2, 2. СО, альдегидов, кетонов и др.). а также несульфированных Углеиодородов, входяндах в состав поверхностно-активных веществ Распыляемой композиции, [c.177]

    Объем водяного иара Ун о, образующийся при полном сгорании газообразного топлива, подсчитьшают по формулам (1П.Э1) или (111.32), а при неполном сгорании газа и содержании в продуктах сгораиия На и СН — по формуле [c.54]

    О полноте сгорания топлива можно судить по цвету дыма, выходящего из дымовой трубы. Как известно, при полном сгорании газов образуются водяные пары и диоксид углерода, не имеющие цвета. Бесцветен и азот воздуха, который не участвует в горении. Следовательно, ири полном сгорании газа дыма из трубы не видно, а в холодное время года может наблюдаться лишь водяной нар. При сго])ании жидкого топлива дым имеет сероватый оттенок. В случае недостатка воздуха сгорание топлива становится неполным и из трубы виден черный дым. Однако возникновение темного дыма объясняется и другими причинами применением малочагретого топлива большой вязкости снижением давления распыливающего пара, чрезмерно большой нодачей мазута или недостаточным подводом воздуха, попаданием в горелки высоковязких осадков. Кроме того, густой черный дым появляется при прогаре печных труб. [c.105]

    Инжекционные горелки по сравнению с горелками неполного предварительного смешения газа с воздухом обеспечивают полное сгорание газа при минимальном избытке воздуха с более вьюокой температурой. [c.5]

    Основным назначением тоночно-горелочного устройства является по возможности полное освобождение химического тенла топлива. Этой задаче отвечает завершение всех экзотермических реакций с образованием их высших окислов СОз, НаО, ЗОг и ЗОз и полное отсутствие продуктов неполного сгорания в форме горючих газов и углерода. К минимуму доллэндотермические реакции, приводящие к образованию токсичного окисла азота N0. [c.126]

    Неполное сгорание топлива характеризуется наличием в продуктах сгорания горючих газов Hj, СН4 и СО. Обычно неполноту сгорания определяют по количеству наиболее трудносжигаемой окиси углерода СО. Образование СО сопровождается сажеобра-зованием вследствие выпадения аморфного углерода, не сгорающего при температуре ниже 700° С. Расчетные уравнения объема продуктов сгорания при полном и неполном горении характеризуются данными табл. 10. [c.41]

    Кучеобразный слой древесных обломков самой произвольной формы, составляющий основу любого костра, пока он не разожжен, во всех своих частях доступен проникновению в него атмосферного воздуха. Поленья, ветви, обломки сухостоя, наваленные друг на друга, кострятся , сложно переплетаясь между собой и создавая самые причудливые по форме прозоры, затопленные окружающим воздухом. Когда же костер разожжен, эти прозоры начинают заполняться легко выделяющимися из древесины парами и газами разложения в смеси с газообразными продуктами полного и неполного сгорания. Вся эта горячая, [c.157]

    Ность участвовать в быстрых смесеобразовательиых процессах. По этой причине энергично развивающиеся в нижней части костра процессы образования горючей газообразной смеси постепенно затухают и вздымающийся столбом поток топочных газов, охлажденный чрезмерными количествами избыточного воздуха и иаруж Ы1М теплообменом, рассеивается в конце концов в воздушном пространстве или сносится воздушными течениями в сторону, переставая участвовать в создании тяги, над костром. Вследствие ухудшения смесеобразования и остывания потока газов в верхней его части (над костром) теряет свою активность и сам процесс горения, который в конечной, наиболее вытянутой кверху центральной зоне кострового пламени уже не получает полного завершения. Костер усиленно дымит, выделяя сажу и газообразные продукты неполного сгорания, потерявшие в таких условиях способность реагировать с кислородом воздуха .  [c.159]

    Вторым направлением в развитии процессов циклонного типа является сжигание в очень сильно закрученных потоках высококалорийных сортов углей (пока это — газовые и жирные, спекающиеся каменные угли). Для развития возможно более высоких температур процесса применяется повышенный воздухоподогрев, доводимый до 40(Р С и выше. В этих случаях топочные газы, покидающие циклонную камеру, развивают температуру до 1 800° С и выше, что обеспечивает при соответствующих свойствах золы перегретое, легко текучее состояние шлаков, которые и удаляются из камеры через специальную летку. Так как температуры плавления шлаков заметно снижаются при недостатке воздуха, то жидкое удаление шлаков оказывается возможным и при коэффициентах избытка воздуха ниже единицы (а-циклонная камера выдает из горловины смесь продуктов полного и неполного сгорания, вытягивая огневой факел в камеру догорания. При некотором, даже самом ничтожном избытке воздуха циклонный процесс, основанный на быстром, высокотемпературном газовыделении и бурном смесеобразовании, обеспечивает высокую полноту тепловыделения. [c.195]

    Пороховой газ представляет собой продукты сгорания пороха. Так как в порохе содержится окислителя меньше, чем требуется для полного сгорания горючего, в пороховьих газах всегда будут присутствовать продукты неполного сгорания. Соприкасаясь с жидким окислителем, пороховые газы могут догорать, а смешиваясь с парами окислителя,-давать при определенных соотношениях и взрывчатые смеси. Использовать пороховой аккумулятор давления для подачи в двигатель окислителя или унитарного топлива не всегда безопасно. [c.24]

    Дизельные двигатели более теплонапряжены, чем карбюраторные. Из-за высокой степени сжатия у них выше максимальные давление и температура сгорания, больше нагрузки в узлах трения. Время, отводимое в дизелях на процесс сгорания, ничтожно мало (0,005...0,009 с). в результате чего трудно обеспечить полное сгорание циклового заряда топлива. Всегда в продуктах сгорания содержится большее или меньшее количество сажистых частиц и другах продуктов неполного сгорания топлива. В дизелях значительно выше количество прорьшающихся в картер газов. Все это способствует ускоренному образованию продуктов окисления, находящихся в масле как в растворенном, так и во взвешенном состоянии. Дизельное топливо содержит в 3...5 раз больше серы, чем бензин, в продуктах сгорания находится значительное количество коррозионно-активных оксидов серы. [c.197]

    И ПОЛНОМ сгорании ироцонтноо содержание углекислоты (СО2) в газе (при жидком топливе) составляет около 12% чем больше избыток воздуха, тем меньше концеитрация СО2 в газах. При недостатке воздуха и неполном сгорании анализ дымового газа обнаруживает содержание в нем окисп углерода (СО). [c.90]

chem21.info

Компонентный состав дымовых газов | Устройства и технологии обнаружения газов

Анализ дымовых газов котлов позволяет выявить и устранить отклонения от нормальных режимов работы, тем самым увеличить эффективность сжигания топлива и уменьшить выбросы токсичных газов в атмосферу. Для того чтобы понимать насколько эффективно работает топливосжигающая установка и как с помощью газоанализатора дымовых газов выявить отклонения в ее работе необходимо знать какие газы и в каких концентрациях присутствуют в дымовых газах. 

Ниже приводятся компоненты дымовых газов в порядке уменьшения их концентрации в отходящих дымовых газах.

Азот N2.

Азот - основной элемент окружающего воздуха (79%). Азот не участвует в процессе сгорания, является балластом. Нагнетаясь в котел, нагревается и уносит с собой в дымоход потраченную на его нагрев энергию, снижая эффективность работы котла. Газоанализаторами дымовых газов концентрация азота не измеряется.

Типичное содержание азота в дымовых газах дизельных и газовых горелок составляет 78…80% по объему.

Углекислый газ CO2.

Образуется при сгорании топлива. Удушающий газ, при концентрациях выше 15% по объему вызывает быструю потерю сознания. Газоанализаторы дымовых газов обычно не измеряют концентрацию углекислого газа, а определяют его расчетным путем по концентрации остаточного кислорода. В некоторых моделях газоанализаторов, например, MRU Vario Plus, могут быть встроены оптические инфракрасные сенсора для измерения концентраций углекислого газа.

Типичное содержание углекислого газа в дымовых газах:

• дизельные горелки - 12,5…14 %
• газовые горелки - 8…11 %

Кислород О2.

Остаточный кислород, не использованный в процессе сгорания топлива ввиду избыточного воздуха, выбрасывается вместе с отходящими газами. По концентрации остаточного кислорода судят о полноте (эффективности) сгорания топлива. Кроме того, по концентрации кислорода определяются потери тепла с дымовыми газами и концентрация углекислого газа.

Концентрация кислорода в переносных газоанализаторах дымовых газов измеряется с помощью электрохимических сенсоров кислорода, в стационарных газоанализаторах кроме того довольно часто применяются циркониевые сенсоры.

Типичное содержание остаточного кислорода в дымовых газах:

• дизельные горелки - 2…5 %
• газовые горелки - 2…6 %

Оксид углерода СО.

Оксид углерода или угарный газ - отравляющий газ, являющийся продуктом неполного сгорания. Газ тяжелее воздуха и при наличии неплотностей или прогаров в дымоходах котлов может выделяться в рабочую среду, подвергая персонал риску отравления. При концентрациях СО до 10000 ppm для его обнаружения обычно применяются электрохимические ячейки. Для измерения концентраций свыше 10000 ppm в основном применяют оптические ячейки, в том числе и в переносных газоанализаторах.

Типичное содержание угарного газа в дымовых газах:

• дизельные горелки - 80…150 ppm
• газовые горелки - 80…100 ppm

Оксиды азота (NOx).

При высоких температурах в топке котлов азот образует с кислородом воздуха оксид азота NO. В дальнейшем NO под воздействием кислорода окисляется до NO2. Компоненты NO и NO2 называют оксидами азота NOx.

Концентрация NO измеряется электрохимическими сенсорами. NO2 в простых моделях газоанализаторов определяется расчетным путем и принимается равным 5…10% процентам измеренной концентрации NO. В некоторых случая концентрация NO2 измеряется отдельным электрохимическим сенсором диоксида азота. В любом случае результирующая концентрация оксидов азота NOx равно сумме концентраций NO и NO2.

Типичное содержание оксидов азота в дымовых газах:

• дизельные горелки - 50…120 ppm
• газовые горелки - 50…100 ppm

Диоксид серы (SO2).

Токсичный газ, образующийся при сжигании топлива, содержащего серу. При взаимодействии SO2 с водой (конденсатом) или водяным паром образуется сернистая кислота h3SO3. Для измерения концентраций SO2 обычно применяют электрохимические ячейки.

Типичное содержание диоксида серы в дымовых газах дизельных горелок - 180…220 ppm

Несгораемые углеводороды (СН).

Несгораемые углеводороды СН формируются в результате неполного сгорания топлива. В данную группу входят метан СН4, бутан С4Н10 и бензол С6Н6. Для измерения концентраций несгораемых углеводородов применяют термокаталитические или оптические инфракрасные ячейки.

Типичное содержание несгораемых углеводородов в дымовых газах дизельных горелок - менее 50 ppm.

Для измерения концентраций газов в промышленных выбросах и топочных газах применяются газоанализаторы Каскад-Н 512, ДАГ 500, Комета-Топогаз, АКВТ и др. отечественного производства, или приборы иностранного производства таких производителей как Testo, MSI Drager, MRU, Kane и т.д.

gasdetection.ru

• 
  Горение газа в котле
• 
  Группа безопасности котла 1
• 
  Котел ков ст сигнал
• 
  Котел с варочной поверхностью
• 
  Дефлектор на газовый котел
• 
  Котел с варочной поверхностью
• 
  Дефлектор на газовый котел
• 
  Гофра на газовый котел
• 
  Гофра на газовый котел
• 
  Котлы отопления боринские газовые
• 
  Котел протерм медведь напольный