Pour une combustion complète de 1 m 3 de combustible gazeux sec, le volume d'air requis, m3/m3,

Dans les formules ci-dessus, la teneur en éléments combustibles est exprimée en pourcentage en masse, et la composition des gaz combustibles CO, H 2, CH 4, etc. - en pourcentage en volume ; СmНn - hydrocarbures inclus dans composition du gaz, par exemple méthane CH 4 (m= 1, m= 4), éthane C 2 H 6 (m= 2, m= 6), etc. Ces désignations numériques constituent le coefficient (m + n/4)

R0 2 + 0 2 + N 2 = 100 %, (31)

avec combustion incomplète

R0 2 + 0 2 + N 2 + CO = 100 % ;

Le volume de gaz triatomiques secs est obtenu en divisant les masses de gaz CO 2 et SO 2 par leur densité dans des conditions normales.

Pso 2 = 1,94 et Pso 2 = 2,86 kg/m3 - les densités du dioxyde de carbone et du dioxyde de soufre dans des conditions normales.

1. Description de la technologie (méthode) proposée pour augmenter l'efficacité énergétique, sa nouveauté et sa prise de conscience.

Lors de la combustion de combustible dans des chaudières, le pourcentage « d'air en excès » peut aller de 3 à 70 % (hors ventouses) du volume d'air dont l'oxygène participe à la réaction chimique d'oxydation (combustion) du combustible.

L'« excès d'air » impliqué dans le processus de combustion est la partie air atmosphérique, dont l'oxygène ne participe pas à la réaction chimique d'oxydation du combustible (combustion), mais il est nécessaire de créer le régime de vitesse requis pour l'écoulement du mélange combustible-air du dispositif brûleur de la chaudière. « L'excès d'air » est une valeur variable et pour une même chaudière il est inversement proportionnel à la quantité de combustible brûlé, ou moins on brûle de combustible, moins il faut d'oxygène pour son oxydation (combustion), mais plus « d'air en excès » est nécessaire pour créer le régime de vitesse requis fuite du mélange air-carburant du dispositif de brûleur de la chaudière. Le pourcentage « d'air en excès » dans le débit d'air total utilisé pour la combustion complète du combustible est déterminé par le pourcentage d'oxygène dans les gaz de combustion.

Si vous réduisez le pourcentage d'« excès d'air », du monoxyde de carbone « CO » (un gaz toxique) apparaîtra dans les gaz de combustion, ce qui indique une sous-combustion du carburant, c'est-à-dire sa perte, et l'utilisation de « l'excès d'air » entraîne la perte d'énergie thermique pour le chauffer, ce qui augmente la consommation de combustible brûlé et augmente les émissions de gaz à effet de serre « CO 2 » dans l'atmosphère.

L'air atmosphérique est constitué à 79 % d'azote (N 2 - gaz inerte incolore, insipide et inodore), qui remplit la fonction principale de créer le régime de vitesse requis pour l'écoulement du mélange air-carburant du dispositif de brûleur de la centrale électrique pour une combustion complète et stable du carburant et de 21 % d'oxygène (O 2) , qui est un comburant de carburant. Les gaz de combustion lors de la combustion nominale du gaz naturel dans les chaudières sont constitués de 71 % d'azote (N 2), 18 % d'eau (H 2 O), 9 % gaz carbonique(CO 2) et 2% d'oxygène (O 2). Le pourcentage d'oxygène dans les fumées égal à 2% (à la sortie du four) indique une teneur de 10% d'air atmosphérique en excès dans le débit d'air total impliqué dans la création du régime de vitesse requis pour l'écoulement du mélange air-carburant du dispositif de brûleur de la chaudière pour une oxydation complète (combustion) du combustible.

Dans le processus de combustion complète du combustible dans les chaudières, il est nécessaire d'utiliser les gaz de combustion, en remplaçant « l'excès d'air » par eux, ce qui empêchera la formation de NOx (jusqu'à 90,0 %) et réduira les émissions de « gaz à effet de serre » (CO 2), ainsi que la consommation de carburant brûlé (jusqu'à 1,5 %).

L'invention concerne le domaine de l'énergie thermique, en particulier les centrales électriques à combustion. divers types combustibles et procédés d'utilisation des gaz de combustion pour la combustion de combustibles dans les centrales électriques.

Une centrale électrique pour brûler du combustible contient un four (1) avec des brûleurs (2) et un conduit de convection (3) relié par un extracteur de fumée (4) et une cheminée (5) à une cheminée (6) ; un conduit d'air (9) d'air extérieur relié à la cheminée (5) par l'intermédiaire d'un tuyau de dérivation (11) des gaz de combustion et un conduit d'air (14) d'un mélange d'air extérieur et de gaz de combustion, qui est relié à un ventilateur soufflant (13); un papillon (10) installé sur le conduit d'air (9) et une vanne (12) montée sur la conduite de dérivation de gaz de combustion (11), le papillon (10) et la vanne (12) étant équipés d'actionneurs ; un aérotherme (8), situé dans le conduit de convection (3), relié au ventilateur soufflant (13) et relié aux brûleurs (2) à travers le conduit d'air (15) du mélange chauffé d'air extérieur et de gaz de combustion ; un capteur (16) d'échantillonnage des gaz de combustion, installé à l'entrée du conduit de convection (3) et relié à un analyseur de gaz (17) pour déterminer la teneur en oxygène et en monoxyde de carbone des gaz de combustion ; unité de commande électronique (18), qui est reliée à l'analyseur de gaz (17) et aux actionneurs du papillon (10) et de la vanne (12). Un procédé d'utilisation de gaz de combustion pour brûler du combustible dans une centrale électrique consiste à prélever une partie des gaz de combustion provenant de pression statique plus que la pression atmosphérique de la cheminée (5) et son alimentation à travers le conduit de dérivation (11) des gaz de combustion dans le conduit d'air (9) de l'air extérieur avec une pression statique de l'air extérieur inférieure à la pression atmosphérique ; régulation de l'apport d'air extérieur et de fumées par les actionneurs du papillon (10) et de la vanne (12) commandés unité électronique régulation (18), de manière à ce que le pourcentage d'oxygène dans l'air extérieur diminue jusqu'à un niveau auquel, à l'entrée du conduit convectif (3), la teneur en oxygène des fumées est inférieure à 1 % en l'absence de carbone monoxyde; mélange ultérieur des gaz de combustion avec l'air extérieur dans le conduit d'air (14) et le ventilateur soufflant (13) pour obtenir un mélange homogène d'air extérieur et de gaz de combustion ; chauffer le mélange résultant dans le réchauffeur d'air (8) en recyclant la chaleur des gaz de combustion ; amener le mélange chauffé aux brûleurs (2) à travers le conduit d'air (15).

2. Le résultat d’une efficacité énergétique accrue avec mise en œuvre de masse.
Économie de combustible brûlé dans les chaufferies, les centrales thermiques ou les centrales électriques de district jusqu'à 1,5 %

3. Des recherches supplémentaires sont-elles nécessaires pour élargir la liste des objets pour la mise en œuvre de cette technologie ?
Existe parce que La technologie proposée peut également être appliquée aux moteurs à combustion interne et aux turbines à gaz.

4. Raisons pour lesquelles la technologie économe en énergie proposée n'est pas appliquée à grande échelle.
La raison principale est la nouveauté de la technologie proposée et l'inertie psychologique des spécialistes dans le domaine de l'ingénierie thermique et électrique. Il est nécessaire de médiatiser la technologie proposée auprès des ministères de l'Énergie et de l'Écologie, des entreprises énergétiques génératrices d'énergie électrique et thermique.

5. Mesures existantes d'encouragement, de coercition, d'incitations pour la mise en œuvre de la technologie (méthode) proposée et nécessité de leur amélioration.
Introduction de nouvelles exigences environnementales plus strictes pour les émissions de NOx des chaudières

6. La présence de restrictions techniques et autres sur l'utilisation de la technologie (méthode) sur divers sites.
Étendre la validité de l'article 4.3.25 des « RÈGLES D'EXPLOITATION TECHNIQUE DES CENTRALES ET RÉSEAUX ÉLECTRIQUES DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE ARRÊTÉ DU MINISTÈRE DE L'ÉNERGIE DE LA RF DU 19 JUIN 2003 N° 229 » pour les chaudières brûlant tout type de combustible. Dans l'édition suivante : « ...On chaudières à vapeur brûlant n'importe quel combustible, dans la plage de charge de contrôle, sa combustion doit être effectuée, en règle générale, avec des coefficients d'excès d'air à la sortie du four inférieurs à 1,03..."

7. Le besoin de R&D et examens complémentaires; sujets et objectifs du travail.
Le besoin en R&D est d'obtenir des informations visuelles (film pédagogique) pour familiariser les employés des entreprises de chauffage et d'électricité avec la technologie proposée.

8. Disponibilité de réglementations, règles, instructions, normes, exigences, mesures prohibitives et autres documents réglementant l'utilisation de cette technologie (méthode) et obligatoires pour l'exécution ; la nécessité d'y apporter des modifications ou la nécessité de changer les principes mêmes de constitution de ces documents ; présence de préexistants documents réglementaires, la réglementation et la nécessité de leur restauration.
Élargir le champ d'application des « RÈGLES D'EXPLOITATION TECHNIQUE DES CENTRALES ÉLECTRIQUES ET DES RÉSEAUX DE LA FÉDÉRATION DE RUSSIE ARRÊTÉ DU MINISTÈRE DE L'ÉNERGIE DE LA RF DU 19 JUIN 2003 N° 229 »

clause 4.3.25 pour les chaudières brûlant tout type de combustible. Dans la prochaine édition : «… Sur les chaudières à vapeur brûlant du combustible, dans la plage de charge de contrôle, sa combustion doit être effectuée, en règle générale, avec des coefficients d'excès d'air à la sortie du four inférieurs à 1,03...».

clause 4.3.28. "... La chaudière au fioul soufré doit être alimentée avec le système de chauffage de l'air (aérothermes, système de recirculation de l'air chaud) pré-allumé. La température de l'air devant l'aérotherme pendant la première période d'allumage d'une chaudière au fioul ne doit en règle générale pas être inférieure à 90°C. L'allumage d'une chaudière utilisant tout autre type de combustible doit se faire avec le système de recirculation d'air préalablement allumé.»

9. La nécessité d'élaborer de nouvelles lois et réglementations ou de modifier celles qui existent déjà.
Non requis

10. Disponibilité des projets pilotes mis en œuvre, analyse de leur efficacité réelle, lacunes identifiées et propositions d'amélioration de la technologie, en tenant compte de l'expérience accumulée.
La technologie proposée a été testée sur un support mural chaudière à gaz avec tirage forcé et évacuation des fumées (produits de la combustion du gaz naturel) vers la façade du bâtiment d'une puissance nominale de 24,0 kW, mais sous une charge de 8,0 kW. Les fumées étaient amenées à la chaudière par un conduit installé à une distance de 0,5 m de l'émission torchère du câble coaxial. cheminée Chaudière Le caisson retenait les fumées qui s'échappaient, qui à leur tour remplaçaient « l'excès d'air » nécessaire à la combustion complète du gaz naturel, et un analyseur de gaz installé à la sortie des fumées de la chaudière (emplacement standard) surveillait les émissions. Grâce à l'expérience, il a été possible de réduire les émissions de NOx de 86,0 % et les émissions de gaz à effet de serre CO2 de 1,3 %.

11. Possibilité d'influencer d'autres processus avec l'introduction massive de cette technologie (changement situation environnementale, influence possible sur la santé humaine, l'augmentation de la fiabilité de l'approvisionnement énergétique, la modification des horaires de chargement quotidiens ou saisonniers des équipements énergétiques, la modification indicateurs économiques production et transmission d’énergie, etc.).
Améliorer la situation environnementale, qui affecte la santé des personnes, et réduire les coûts de carburant lors de la production d’énergie thermique.

12. La nécessité d'une formation spéciale de personnel qualifié pour exploiter la technologie introduite et développer la production.
Formation des existants service personnelle chaudières avec la technologie proposée.

13. Modalités estimées de mise en œuvre :
financement commercial (avec recouvrement des coûts), puisque la technologie proposée est rentable dans un délai maximum de deux ans.

Informations fournies par : Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldavie, MD 2051, e-mail : [email protégé]

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La composition des fumées est calculée à partir des réactions de combustion Composants carburant.  

La composition des gaz de combustion est déterminée à l'aide appareils spéciaux appelés analyseurs de gaz. Ce sont les principaux instruments qui déterminent le degré de perfection et d'efficacité du processus de combustion en fonction de la teneur en dioxyde de carbone des gaz de combustion, valeur optimale qui dépend du type de combustible, du type et de la qualité du dispositif de combustion.  

La composition des fumées en régime permanent change comme suit : la teneur en H2S et S02 diminue régulièrement, 32, CO2 et CO - change de manière insignifiante / Avec la combustion couche par couche de l'oxa, les couches supérieures du catalyseur sont régénérées avant les inférieurs. On observe une diminution progressive de la température dans la chambre de réaction, et de l'oxygène apparaît dans les fumées en sortie du réacteur.  

La composition des fumées est contrôlée par des échantillons.  

La composition des gaz de combustion est déterminée non seulement par la teneur en vapeur d'eau, mais également par la teneur en d'autres composants.  

La composition des fumées varie le long de la torche. Il n’est pas possible de prendre en compte ce changement lors du calcul du transfert thermique radiatif. Par conséquent, les calculs pratiques du transfert de chaleur par rayonnement sont basés sur la composition des gaz de combustion à l’extrémité de la chambre. Cette simplification est dans une certaine mesure justifiée par le fait que le processus de combustion se déroule généralement de manière intensive dans la partie initiale, peu importante de la chambre, et que la majeure partie de la chambre est donc occupée par des gaz dont la composition est proche de sa composition au fond de la salle. Au final, il ne contient presque toujours que très peu de produits de combustion incomplète.  

La composition des gaz de combustion est calculée sur la base des réactions de combustion des composants du combustible.  

La composition des fumées lors de la combustion complète des gaz provenant de différents champs diffère légèrement.  

La composition des fumées comprend : 2 à 61 kg de CO2 ; 0,45 kgH2O ; 7,34 kg de N2 et 3,81 kg d'air pour 1 kg de charbon. A 870 C, le volume de fumées pour 1 kg de charbon est de 45 m3, et à 16 C il est égal à 11 3 m3 ; la densité du mélange de fumées est de 0,318 kg/l3, soit 1,03 fois la densité de l'air à la même température.