ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ ก๊าซธรรมชาติ. กระบวนการเผาไหม้

ลักษณะทางเคมีกายภาพก๊าซธรรมชาติ

ก๊าซธรรมชาติไม่มีสี ไม่มีกลิ่น ไม่มีรส และไม่เป็นพิษ

ความหนาแน่นของก๊าซที่ t = 0°C, P = 760 มม. ปรอท ศิลปะ: มีเทน - 0.72 กก./ลบ.ม. อากาศ -1.29 กก./ลบ.ม.

อุณหภูมิที่ติดไฟได้เองของมีเทนคือ 545 – 650°C ซึ่งหมายความว่าส่วนผสมของก๊าซธรรมชาติและอากาศที่ได้รับความร้อนถึงอุณหภูมินี้จะติดไฟโดยไม่มีแหล่งกำเนิดประกายไฟและจะเผาไหม้

อุณหภูมิการเผาไหม้มีเทนอยู่ที่ 2100°C ในเตาเผา 1800°C

ความร้อนจากการเผาไหม้ของมีเทน: Qn = 8500 kcal/m3, Qv = 9500 kcal/m3

การระเบิด มี:

– ขีดจำกัดล่างของการระเบิดคือ เนื้อหาต่ำสุดก๊าซในอากาศที่เกิดการระเบิดสำหรับมีเทนคือ 5%

ด้วยปริมาณก๊าซในอากาศที่ต่ำกว่า จะไม่มีการระเบิดเนื่องจากขาดก๊าซ เมื่อมีการแนะนำแหล่งพลังงานของบุคคลที่สาม จะมีเสียงดังเกิดขึ้น

– ขีดจำกัดบนของการระเบิดคือ เนื้อหาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก๊าซในอากาศที่เกิดการระเบิดสำหรับมีเทนคือ 15%

ด้วยปริมาณก๊าซในอากาศที่สูงขึ้น จะไม่มีการระเบิดเนื่องจากขาดอากาศ เมื่อแหล่งพลังงานของบุคคลที่สามถูกนำมาใช้ จะเกิดเพลิงไหม้

สำหรับการระเบิดของแก๊ส นอกเหนือจากการเก็บไว้ในอากาศภายในขอบเขตของการระเบิดแล้ว ยังจำเป็นต้องมีแหล่งพลังงานจากบุคคลที่สาม (ประกายไฟ เปลวไฟ ฯลฯ)

เมื่อก๊าซระเบิดในปริมาณปิด (ห้อง เตาเผา ถัง ฯลฯ) จะมีโอกาสทำลายล้างมากกว่าในที่โล่ง

เมื่อก๊าซถูกเผาโดยการเผาไหม้น้อยเกินไป เช่น เมื่อขาดออกซิเจน คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นก๊าซพิษสูงจะก่อตัวขึ้นในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้

ความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟคือความเร็วที่ด้านหน้าของเปลวไฟเคลื่อนที่สัมพันธ์กับกระแสส่วนผสมใหม่

ความเร็วโดยประมาณของการแพร่กระจายเปลวไฟมีเทนคือ 0.67 เมตรต่อวินาที ขึ้นอยู่กับองค์ประกอบ อุณหภูมิ ความดันของส่วนผสม อัตราส่วนของก๊าซและอากาศในส่วนผสม เส้นผ่านศูนย์กลางของหน้าเปลวไฟ ลักษณะการเคลื่อนที่ของส่วนผสม (แบบราบเรียบหรือแบบปั่นป่วน) และกำหนดความเสถียรของการเผาไหม้

ดับกลิ่นแก๊ส- การเติมสารที่มีกลิ่นแรง (กลิ่น) ลงในก๊าซ เพื่อให้ก๊าซมีกลิ่นก่อนส่งมอบให้กับผู้บริโภค

ข้อกำหนดสำหรับกลิ่น:

– กลิ่นฉุนเฉพาะ;

– จะต้องไม่รบกวนการเผาไหม้

– ต้องไม่ละลายน้ำ

– จะต้องไม่เป็นอันตรายต่อมนุษย์และอุปกรณ์

Ethyl mercaptan (C 2 H 5 SH) ใช้เป็นสารดับกลิ่น โดยเติมมีเทน - 16 กรัมต่อ 1,000 ลบ.ม. อัตรานี้จะเพิ่มเป็นสองเท่าในฤดูหนาว

บุคคลควรดมกลิ่นในอากาศเมื่อปริมาณก๊าซในอากาศเท่ากับ 20% ของขีดจำกัดการระเบิดขั้นต่ำสำหรับมีเธน - 1% โดยปริมาตร

นี่เป็นกระบวนการทางเคมีของการรวมส่วนประกอบที่ติดไฟได้ (ไฮโดรเจนและคาร์บอน) กับออกซิเจนที่มีอยู่ในอากาศ เกิดขึ้นพร้อมกับการปล่อยความร้อนและแสงสว่าง

เมื่อคาร์บอนถูกเผาจะเกิดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (C0 2) และไฮโดรเจนจะผลิตไอน้ำ (H 2 0)

ขั้นตอนของการเผาไหม้: การจ่ายก๊าซและอากาศ, การก่อตัวของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ, การจุดติดไฟของส่วนผสม, การเผาไหม้, การกำจัดผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้

ตามทฤษฎีแล้วเมื่อแก๊สทั้งหมดถูกเผาและทุกอย่าง จำนวนที่ต้องการอากาศมีส่วนร่วมในการเผาไหม้ปฏิกิริยาการเผาไหม้ของก๊าซ 1 m 3:

CH 4 + 20 2 = CO 2 + 2H 2 O + 8,500 กิโลแคลอรี/ลบ.ม.

หากต้องการเผามีเทน 1 m 3 ต้องใช้อากาศ 9.52 m 3

อากาศที่เผาไหม้เกือบทั้งหมดจะไม่มีส่วนร่วมในการเผาไหม้

ดังนั้นในการเผาไหม้ผลิตภัณฑ์นอกจากนั้น คาร์บอนไดออกไซด์(C0 2) และไอน้ำ (H 2 0) จะปรากฏขึ้น:

– คาร์บอนมอนอกไซด์หรือคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) หากปล่อยออกสู่สถานที่อาจทำให้เกิดพิษต่อบุคลากรปฏิบัติการได้

– อะตอมคาร์บอนหรือเขม่า (C) ที่สะสมอยู่ในปล่องควันและเตาเผา ส่งผลให้กระแสลมลดลง และการถ่ายเทความร้อนบนพื้นผิวที่ให้ความร้อน

– ก๊าซและไฮโดรเจนที่ยังไม่เผาไหม้สะสมอยู่ในเรือนไฟและปล่องควันและก่อให้เกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้

เมื่อขาดอากาศ การเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์จะเกิดขึ้น - กระบวนการเผาไหม้เกิดขึ้นพร้อมกับการเผาไหม้ที่ต่ำกว่า การเผาไหม้อันเดอร์เบิร์นยังเกิดขึ้นเมื่อก๊าซผสมกับอากาศได้ไม่ดีและอุณหภูมิในบริเวณการเผาไหม้ต่ำ

สำหรับการเผาไหม้ก๊าซโดยสมบูรณ์จะมีการจ่ายอากาศเผาไหม้ให้ ปริมาณที่เพียงพอจะต้องผสมอากาศและก๊าซให้เข้ากัน และบริเวณการเผาไหม้ต้องใช้อุณหภูมิสูง

เพื่อการเผาไหม้ก๊าซที่สมบูรณ์จะมีการจ่ายอากาศเข้าไป มากกว่าเกินกว่าที่กำหนดในทางทฤษฎี กล่าวคือ ส่วนเกิน ไม่ใช่ว่าอากาศทั้งหมดจะมีส่วนร่วมในการเผาไหม้ ความร้อนส่วนหนึ่งจะถูกใช้เพื่อทำความร้อนให้กับอากาศส่วนเกินและจะถูกปล่อยออกสู่ชั้นบรรยากาศ

ค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน α คือตัวเลขที่แสดงจำนวนครั้งที่อัตราการไหลของการเผาไหม้จริงมากกว่าที่ต้องการตามทฤษฎี:

α = V d / V เสื้อ

โดยที่ V d - การไหลของอากาศจริง, m 3;

V เสื้อ - อากาศที่ต้องการตามทฤษฎี, ม. 3

α = 1.05 – 1.2

วิธีการเผาไหม้ของแก๊ส

อากาศที่เผาไหม้สามารถ:

– ปฐมภูมิ – ป้อนเข้าหัวเผา ผสมกับก๊าซ และใช้ส่วนผสมของก๊าซกับอากาศในการเผาไหม้

– รอง – เข้าสู่เขตการเผาไหม้

วิธีการเผาไหม้ของแก๊ส:

1. วิธีการแพร่ - ก๊าซและอากาศที่เผาไหม้จะถูกจ่ายแยกกันและผสมในบริเวณการเผาไหม้ โดยอากาศทั้งหมดเป็นส่วนรอง เปลวไฟมีความยาวและต้องใช้พื้นที่การเผาไหม้ขนาดใหญ่

2. วิธีผสม– ส่วนหนึ่งของอากาศถูกส่งไปยังภายในเตาผสมกับก๊าซ (อากาศหลัก) ส่วนหนึ่งของอากาศถูกส่งไปยังเขตการเผาไหม้ (ทุติยภูมิ) เปลวไฟจะสั้นกว่าวิธีการแพร่กระจาย

3. วิธีจลนศาสตร์ - อากาศทั้งหมดผสมกับก๊าซภายในหัวเผา กล่าวคือ อากาศทั้งหมดเป็นลมปฐมภูมิ เปลวไฟสั้นและต้องใช้พื้นที่การเผาไหม้เล็กน้อย

อุปกรณ์เตาแก๊ส

เตาแก๊ส- อุปกรณ์เหล่านี้เป็นอุปกรณ์ที่รับประกันการจ่ายก๊าซและอากาศไปยังหน้าการเผาไหม้ การก่อตัวของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ การรักษาเสถียรภาพของหน้าการเผาไหม้ และการจัดเตรียมความเข้มที่ต้องการของกระบวนการเผาไหม้

มีเตาพร้อม อุปกรณ์เพิ่มเติม(อุโมงค์ อุปกรณ์กระจายอากาศ ฯลฯ) เรียกว่าอุปกรณ์เตาแก๊ส

ข้อกำหนดของเตา:

1) ต้องเป็นโรงงานที่ผลิตและผ่านการทดสอบของรัฐ

2) ต้องแน่ใจว่าการเผาไหม้ของก๊าซสมบูรณ์ในทุกโหมดการทำงานโดยมีอากาศส่วนเกินน้อยที่สุดและการปล่อยสารอันตรายออกสู่ชั้นบรรยากาศน้อยที่สุด

3) สามารถใช้ระบบควบคุมอัตโนมัติและความปลอดภัยตลอดจนตรวจวัดค่าพารามิเตอร์ก๊าซและอากาศที่หน้าหัวเผา

4) ต้องมี การออกแบบที่เรียบง่ายพร้อมที่จะซ่อมแซมและแก้ไข;

5) ต้องทำงานอย่างเสถียรภายในขอบเขตการควบคุมการปฏิบัติงาน (หากจำเป็น) ต้องมีความคงตัวเพื่อป้องกันการแยกเปลวไฟและการทะลุทะลวง

6) สำหรับหัวเผาที่ใช้งานระดับเสียงไม่ควรเกิน 85 เดซิเบล และอุณหภูมิพื้นผิวไม่ควรเกิน 45 องศาเซลเซียส

พารามิเตอร์เตาแก๊ส

1) พลังงานความร้อนหัวเผา N g - ปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ก๊าซใน 1 ชั่วโมง

2) ขีด จำกัด ต่ำสุดของการทำงานที่มั่นคงของเครื่องเขียน N n .ป. . - กำลังไฟต่ำสุดที่หัวเผาทำงานได้อย่างเสถียรโดยไม่มีการแยกเปลวไฟหรือวาบไฟตามผิว

3) กำลังขั้นต่ำ N นาที – กำลังของขีด จำกัด ต่ำสุดเพิ่มขึ้น 10%;

4) ขีด จำกัด บนของการทำงานที่มั่นคงของหัวเผา N in .ป. . - - พลังสูงสุดซึ่งหัวเผาทำงานได้อย่างเสถียรโดยไม่มีการแยกเปลวไฟหรือการทะลุ

5) กำลังสูงสุด N max – กำลังขีดจำกัดบน ลดลง 10%;

6) กำลังไฟพิกัด N nom – กำลังสูงสุดที่หัวเผาทำงาน เวลานานด้วยประสิทธิภาพสูงสุด

7) ช่วงของการควบคุมการปฏิบัติงาน – ค่ากำลังจาก N min ถึง N nom;

8) ค่าสัมประสิทธิ์การควบคุมการปฏิบัติงาน - อัตราส่วนของกำลังรับการจัดอันดับต่อขั้นต่ำ

การจำแนกประเภทของเตาแก๊ส:

1) ตามวิธีการจ่ายอากาศเผาไหม้:

– ไม่มีการเป่าลม – อากาศเข้าสู่เตาเผาเนื่องจากการทำให้บริสุทธิ์ในนั้น

– การฉีด – อากาศถูกดูดเข้าไปในหัวเผาเนื่องจากพลังงานของกระแสแก๊ส

– การเป่า – อากาศถูกจ่ายให้กับหัวเผาหรือเตาเผาโดยใช้พัดลม

2) ตามระดับการเตรียมส่วนผสมที่ติดไฟได้:

– โดยไม่ต้องผสมก๊าซกับอากาศเบื้องต้น

– พร้อมการผสมล่วงหน้าอย่างสมบูรณ์

– มีการผสมล่วงหน้าที่ไม่สมบูรณ์หรือบางส่วน

3) โดยความเร็วของการไหลของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ (ต่ำ – สูงถึง 20 m/s, ปานกลาง – 20-70 m/s, สูง – มากกว่า 70 m/s)

4) ด้วยแรงดันแก๊สที่หน้าเตา:

– ต่ำถึง 0.005 MPa (คอลัมน์น้ำสูงถึง 500 มม.)

– เฉลี่ยตั้งแต่ 0.005 MPa ถึง 0.3 MPa (ตั้งแต่คอลัมน์น้ำ 500 มม. ถึง 3 กก./ซม. 2)

– สูงมากกว่า 0.3 MPa (มากกว่า 3 kgf/cm 2)

5) ตามระดับของระบบอัตโนมัติของการควบคุมเตา - ควบคุมด้วยตนเอง, กึ่งอัตโนมัติ, อัตโนมัติ

ตามวิธีการจ่ายอากาศหัวเผาสามารถ:

1) การแพร่กระจาย อากาศทั้งหมดเข้าสู่คบเพลิงจากพื้นที่โดยรอบ ก๊าซจะถูกส่งไปยังเตาโดยไม่มีอากาศหลักและผสมกับอากาศภายนอกออกจากท่อร่วมไอดี

เครื่องเขียนที่ง่ายที่สุดในการออกแบบมักจะเป็นท่อที่มีรูเจาะในหนึ่งหรือสองแถว

ความหลากหลายเป็นเตาไฟ ประกอบด้วยท่อร่วมแก๊สที่ทำจาก ท่อเหล็ก,เสียบปลายข้างหนึ่ง. เจาะรูในท่อเป็นสองแถว มีการติดตั้งตัวสะสมในช่องซึ่งทำจากอิฐทนไฟที่วางอยู่บนตะแกรง ก๊าซไหลออกผ่านรูในท่อร่วมไอดีเข้าไปในช่องว่าง อากาศเข้าไปในช่องเดียวกันผ่านตะแกรงเนื่องจากสุญญากาศในกล่องไฟหรือด้วยความช่วยเหลือของพัดลม ในระหว่างการทำงาน ซับในวัสดุทนไฟของช่องจะร้อนขึ้น ทำให้มั่นใจได้ถึงความเสถียรของเปลวไฟในทุกโหมดการทำงาน

ข้อดีของหัวเผา: การออกแบบที่เรียบง่าย การทำงานที่เชื่อถือได้ (เปลวไฟรั่วเป็นไปไม่ได้) ไร้เสียงรบกวน ควบคุมได้ดี

ข้อบกพร่อง: พลังงานต่ำ,ไม่ประหยัด,ไฟสูง.

2) หัวเผาแบบฉีด:

ก) ความดันต่ำหรือบรรยากาศ (หมายถึงหัวเผาที่มีการผสมล่วงหน้าบางส่วน) กระแสก๊าซออกมาจากหัวฉีดด้วยความเร็วสูง และเนื่องจากพลังงานของมัน ทำให้จับอากาศเข้าไปในตัวสับสนแล้วลากเข้าไปในเตา การผสมก๊าซกับอากาศเกิดขึ้นในเครื่องผสมซึ่งประกอบด้วยคอ ตัวกระจายอากาศ และหัวฉีดดับเพลิง สุญญากาศที่สร้างโดยหัวฉีดจะเพิ่มขึ้นตามแรงดันแก๊สที่เพิ่มขึ้น และปริมาณอากาศหลักที่ถูกดูดจะเปลี่ยนแปลงไป สามารถเปลี่ยนปริมาณอากาศหลักได้โดยใช้แหวนรองแบบปรับได้ โดยการเปลี่ยนระยะห่างระหว่างเครื่องซักผ้าและเครื่องสับสน การจ่ายอากาศจะถูกปรับ

เพื่อให้แน่ใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงสมบูรณ์ จะมีการจ่ายอากาศส่วนหนึ่งเนื่องจากการทำให้บริสุทธิ์ในเรือนไฟ (อากาศทุติยภูมิ) อัตราการไหลของมันถูกควบคุมโดยการเปลี่ยนสุญญากาศ

พวกเขามีคุณสมบัติในการควบคุมตนเอง: เมื่อภาระเพิ่มขึ้นแรงดันแก๊สจะเพิ่มขึ้นซึ่งจะฉีดอากาศเข้าไปในเตาในปริมาณที่เพิ่มขึ้น เมื่อโหลดลดลง ปริมาณอากาศก็จะลดลง

หัวเผาถูกใช้ในขอบเขตจำกัดบนอุปกรณ์ที่มีความจุสูง (มากกว่า 100 กิโลวัตต์) นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าท่อร่วมหัวเผานั้นอยู่ในเรือนไฟโดยตรง ในระหว่างการทำงานจะร้อนขึ้นถึงอุณหภูมิสูงและล้มเหลวอย่างรวดเร็ว มีอัตราส่วนอากาศส่วนเกินสูง ซึ่งนำไปสู่การเผาไหม้ก๊าซที่ไม่ประหยัด

ข) ความดันปานกลาง ด้วยการเพิ่มแรงดันแก๊ส อากาศทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ของแก๊สจึงถูกฉีดเข้าไป อากาศทั้งหมดเป็นปฐมภูมิ ทำงานที่แรงดันแก๊สตั้งแต่ 0.005 MPa ถึง 0.3 MPa โปรดดูหัวเผาสำหรับการผสมก๊าซกับอากาศล่วงหน้าโดยสมบูรณ์ จากการผสมผสานระหว่างก๊าซและอากาศที่ดี ทำให้มีอัตราส่วนอากาศส่วนเกินต่ำ (1.05-1.1) เตาคาซานเซฟ ประกอบด้วยตัวควบคุมอากาศหลัก หัวฉีด เครื่องผสม หัวฉีด และตัวกันโคลงแบบเพลท ก๊าซมีพลังงานเพียงพอที่จะฉีดอากาศทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ออกมาจากหัวฉีด ในเครื่องผสมก๊าซและอากาศจะผสมกันอย่างสมบูรณ์ เครื่องปรับลมหลักจะลดเสียงรบกวนที่เกิดขึ้นเนื่องจากความเร็วสูงของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ ข้อดี:

– ความเรียบง่ายของการออกแบบ

– การทำงานที่มั่นคงเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง

– ขาดการจ่ายอากาศภายใต้ความกดดัน (ไม่มีพัดลม มอเตอร์ไฟฟ้า ท่ออากาศ)

– ความเป็นไปได้ในการควบคุมตนเอง (การรักษาอัตราส่วนก๊าซและอากาศให้คงที่)

ข้อบกพร่อง:

– หัวเผาขนาดใหญ่ตลอดความยาว โดยเฉพาะหัวเผาที่ให้ผลผลิตเพิ่มขึ้น

– ระดับสูงเสียงรบกวน.

3) หัวเผาที่มีการจ่ายอากาศแบบบังคับ การก่อตัวของส่วนผสมของก๊าซและอากาศเริ่มต้นในหัวเผาและสิ้นสุดในเตาเผา พัดลมจ่ายอากาศ ก๊าซและอากาศถูกจ่ายผ่าน แยกท่อ. พวกเขาทำงานกับก๊าซแรงดันต่ำและปานกลาง เพื่อให้การผสมดีขึ้น การไหลของก๊าซจะถูกส่งผ่านรูที่ทำมุมกับการไหลของอากาศ

เพื่อปรับปรุงการผสม การไหลของอากาศจะถูกหมุนโดยใช้เครื่องหมุนวนที่มีมุมใบมีดคงที่หรือปรับได้

เตาแก๊สหมุนวน (GGV) – ก๊าซจาก ท่อร่วมกระจายออกจากรูที่เจาะในแถวเดียวและทำมุม 90 0 เข้าสู่การไหลของอากาศที่หมุนวนโดยใช้เครื่องหมุนวนของใบมีด ใบมีดถูกเชื่อมที่มุม 45 0 กับพื้นผิวด้านนอกของท่อร่วมแก๊ส ภายในท่อร่วมแก๊สมีท่อสำหรับตรวจสอบกระบวนการเผาไหม้ เมื่อทำงานกับน้ำมันเชื้อเพลิงจะมีการติดตั้งหัวฉีดไอน้ำกลไว้ด้วย

หัวเผาที่ออกแบบมาเพื่อเผาเชื้อเพลิงหลายประเภทเรียกว่าหัวเผารวม

ข้อดีของหัวเผา: ให้พลังงานความร้อนสูง หลากหลายระเบียบการทำงาน, ความเป็นไปได้ในการปรับค่าสัมประสิทธิ์อากาศส่วนเกิน, ความเป็นไปได้ อุ่นเครื่องก๊าซและอากาศ

ข้อเสียของหัวเผา: การออกแบบที่ซับซ้อนเพียงพอ สามารถแยกเปลวไฟและทะลุทะลวงได้ ซึ่งทำให้จำเป็นต้องใช้สารคงตัวในการเผาไหม้ (อุโมงค์เซรามิก คบเพลิงนำร่อง ฯลฯ)

อุบัติเหตุจากเตา

ปริมาณอากาศในส่วนผสมของก๊าซและอากาศ ปัจจัยที่สำคัญที่สุดส่งผลต่อความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟ ในสารผสมที่มีปริมาณก๊าซเกินขีดจำกัดบนของการจุดติดไฟ เปลวไฟจะไม่แพร่กระจายเลย เมื่อปริมาณอากาศในส่วนผสมเพิ่มขึ้น ความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟจะเพิ่มขึ้น โดยถึงค่าที่ยิ่งใหญ่ที่สุดเมื่อปริมาณอากาศอยู่ที่ประมาณ 90% ของปริมาณทางทฤษฎีที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้ก๊าซโดยสมบูรณ์ เมื่ออากาศไหลไปยังหัวเผาเพิ่มขึ้น ส่วนผสมที่มีก๊าซบางกว่าจะถูกสร้างขึ้น ซึ่งสามารถเผาไหม้ได้เร็วขึ้นและทำให้เปลวไฟรั่วเข้าไปในหัวเผา ดังนั้นหากจำเป็นต้องเพิ่มภาระ ให้เพิ่มการจ่ายก๊าซก่อนแล้วจึงเพิ่มอากาศ หากจำเป็นต้องลดภาระ ให้ทำตรงกันข้าม - ลดปริมาณการจ่ายอากาศก่อน แล้วจึงลดแก๊ส ในขณะที่เริ่มต้นเตาไม่ควรมีอากาศเข้าไปและก๊าซจะติดไฟในโหมดการแพร่กระจายเนื่องจากอากาศเข้าสู่เรือนไฟตามด้วยการเปลี่ยนไปใช้การจ่ายอากาศไปยังหัวเผา

1. การแยกเปลวไฟ - การเคลื่อนที่ของโซนคบเพลิงจากทางออกของหัวเผาไปในทิศทางของการเผาไหม้เชื้อเพลิง เกิดขึ้นเมื่อความเร็วของส่วนผสมของก๊าซและอากาศมากกว่าความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟ เปลวไฟไม่เสถียรและอาจดับลง ก๊าซยังคงไหลผ่านเตาที่ดับแล้วซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของส่วนผสมที่ระเบิดได้ในกล่องไฟ

การแยกเกิดขึ้นเมื่อ: แรงดันแก๊สเพิ่มขึ้นเหนือระดับที่อนุญาต, การจ่ายอากาศหลักเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว, สุญญากาศในเตาเผาเพิ่มขึ้น, การทำงานของหัวเผาในโหมดสุดขีดเมื่อเทียบกับที่ระบุไว้ในหนังสือเดินทาง

2. ความก้าวหน้าของเปลวไฟ - การเคลื่อนที่ของโซนคบเพลิงไปทางส่วนผสมที่ติดไฟได้ เกิดขึ้นเฉพาะในหัวเผาที่มีการผสมก๊าซและอากาศไว้ล่วงหน้า เกิดขึ้นเมื่อความเร็วของส่วนผสมของก๊าซและอากาศน้อยกว่าความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟ เปลวไฟกระโดดเข้าไปในหัวเผา ซึ่งยังคงลุกไหม้อยู่ ส่งผลให้หัวเผาผิดรูปเนื่องจากความร้อนสูงเกินไป หากมีความก้าวหน้าอาจมีป๊อปเล็ก ๆ เปลวไฟจะดับและการปนเปื้อนของก๊าซของเรือนไฟและท่อปล่องควันจะเกิดขึ้นผ่านหัวเผาที่ไม่ทำงาน

ไฟกระชากเกิดขึ้นเมื่อ: แรงดันแก๊สที่ด้านหน้าหัวเผาลดลงต่ำกว่าระดับที่อนุญาต การจุดไฟเมื่อจ่ายอากาศหลัก การจ่ายก๊าซจำนวนมากที่ความดันอากาศต่ำ ผลผลิตของหัวเผาลดลงโดยการผสมก๊าซและอากาศล่วงหน้าให้ต่ำกว่าค่าที่ระบุในหนังสือเดินทาง ไม่สามารถทำได้ด้วยวิธีการแพร่กระจายของการเผาไหม้ก๊าซ

การดำเนินการของบุคลากรในกรณีที่เกิดอุบัติเหตุจากเตา:

– ปิดเตา

– ระบายอากาศปล่องไฟ,

- ค้นหาสาเหตุของอุบัติเหตุ

- ทำรายการบันทึกประจำวัน

เชื้อเพลิงสำหรับโรงต้มน้ำเป็นก๊าซธรรมชาติที่จ่ายจากสถานีจ่ายก๊าซ ก๊าซธรรมชาติที่มีความดัน 1-2 MPa อุณหภูมิ การไหล และความดันซึ่งบันทึกโดยอุปกรณ์วัดแสงเชิงพาณิชย์จะเข้าสู่ขั้นตอนแรกของการลดลง ความดันหลังจากการลดขั้นแรกจะถูกควบคุมโดยวาล์วควบคุมแรงดัน

ถัดไปก๊าซเชื้อเพลิงที่มีความดันประมาณ 0.5 MPa จะเข้าสู่ช่องว่างท่อของเครื่องทำความร้อนซึ่งมีสารหล่อเย็นคือไอน้ำ 0.3-0.6 MPa อุณหภูมิของก๊าซเชื้อเพลิงหลังจากเครื่องทำความร้อนถูกเปลี่ยนโดยวาล์วควบคุมที่ติดตั้งบนท่อส่งไอน้ำ หลังจากเครื่องทำความร้อนความดันของก๊าซเชื้อเพลิงจะลดลงในขั้นตอนที่สองของการลดเป็น 3-80 kPa หลังจากการลดขั้นตอนที่สองก๊าซจะเข้าสู่เตาเผาหม้อไอน้ำผ่านหน่วยอุปกรณ์ก๊าซมาตรฐาน (SBG) ก่อน SBG ของหม้อไอน้ำแต่ละเครื่อง จะมีการวัดและบันทึกความดัน การไหล และอุณหภูมิของก๊าซ ความดันก๊าซหลังจาก SBG ของหม้อต้มแต่ละตัวจะถูกบันทึกด้วย

5.3.2. คุณสมบัติของกระบวนการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ

การเลือกประเภทและจำนวนหัวเผาแก๊สตำแหน่งและการจัดวางกระบวนการเผาไหม้ขึ้นอยู่กับลักษณะของสภาพการทำงานด้านความร้อนและอากาศพลศาสตร์ของการติดตั้งทางอุตสาหกรรม การแก้ปัญหาที่ถูกต้องจะกำหนดความเข้มข้นของกระบวนการทางเทคโนโลยีและประสิทธิภาพของการติดตั้ง สถานที่ทางทฤษฎีและประสบการณ์การปฏิบัติงานระบุว่าเมื่อออกแบบการติดตั้งก๊าซใหม่ ตามกฎแล้วสามารถปรับปรุงตัวบ่งชี้หลักของการดำเนินงานได้ อย่างไรก็ตามควรสังเกตที่นี่ว่าวิธีการเผาไหม้ก๊าซที่เลือกไม่ถูกต้องและการวางตำแหน่งหัวเผาที่ไม่ดีจะลดประสิทธิภาพและประสิทธิภาพของการติดตั้ง

เมื่อออกแบบอุตสาหกรรม การติดตั้งแก๊สงานในการทำให้กระบวนการทางเทคโนโลยีเข้มข้นขึ้นและการเพิ่มประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงจะต้องได้รับการแก้ไขโดยใช้ต้นทุนวัสดุน้อยที่สุดและสอดคล้องกับเงื่อนไขอื่น ๆ เช่นความน่าเชื่อถือในการปฏิบัติงาน ความปลอดภัย ฯลฯ

เมื่อเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติ ลักษณะของคบเพลิงสามารถเปลี่ยนแปลงได้หลากหลายซึ่งต่างจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทอื่น ดังนั้นจึงสามารถใช้งานได้เกือบทุกการติดตั้ง ที่นี่คุณควรจำไว้ว่าการเพิ่มความเข้มข้นสูงสุดของกระบวนการทางเทคโนโลยีที่จำเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพตลอดจนความพึงพอใจของข้อกำหนดอื่น ๆ สำหรับการติดตั้งไม่สามารถรับประกันได้โดยการเลือกเตาแก๊สอย่างใดอย่างหนึ่งเท่านั้น แต่จะบรรลุผลได้โดย การตัดสินใจที่ถูกต้องปัญหาที่ซับซ้อนทั้งหมดของการถ่ายเทความร้อนและอากาศพลศาสตร์เริ่มต้นจากการจ่ายอากาศและก๊าซและจบลงด้วยการกำจัดของเสียที่เกิดจากการเผาไหม้ออกสู่ชั้นบรรยากาศ สิ่งที่สำคัญเป็นพิเศษคือระยะเริ่มแรกของกระบวนการ - การจัดองค์กรของการเผาไหม้ก๊าซ

ก๊าซธรรมชาติเป็นก๊าซไม่มีสี เบากว่าอากาศอย่างเห็นได้ชัด การปรากฏตัวของก๊าซในอากาศของสถานที่ บ่อน้ำ หลุมมากกว่า 20% ทำให้หายใจไม่ออก เวียนศีรษะ หมดสติและเสียชีวิต ตามมาตรฐานสุขอนามัย ก๊าซธรรมชาติ (มีเทน) จัดอยู่ในประเภทความเป็นอันตราย 4 (สารอันตรายต่ำ) ความเป็นพิษต่ำไม่เป็นพิษ

องค์ประกอบของก๊าซธรรมชาติ:

มีเทน 98.52%;

อีเทน 0.46%;

โพรเพน 0.16%;

บิวเทน 0.02%;

ไนโตรเจน 0.73%;

คาร์บอนไดออกไซด์ 0.07%

หากก๊าซธรรมชาติผ่านการทำให้บริสุทธิ์ทุกขั้นตอนคุณสมบัติของก๊าซจะแตกต่างจากคุณสมบัติของมีเทนเล็กน้อย มีเทน – องค์ประกอบที่ง่ายที่สุดจากมีเทนไฮโดรคาร์บอนจำนวนหนึ่ง คุณสมบัติของมีเทน:

ความร้อนจำเพาะของการเผาไหม้ 7980 Kcal/m3;

มันกลายเป็นของเหลวที่อุณหภูมิ t°=-161°С แข็งตัวที่ t°=-182°С;

ความหนาแน่นของมีเทนคือ 0.7169 กิโลกรัม/ลูกบาศก์เมตร (เบากว่าอากาศ 2 เท่า)

อุณหภูมิจุดติดไฟ t°=645°C;

อุณหภูมิการเผาไหม้ t°=1500 ÷ 2000°С

ขีดจำกัดการระเบิด 5 ÷ 15%

เมื่อทำปฏิกิริยากับอากาศจะเกิดส่วนผสมที่ระเบิดได้สูงซึ่งสามารถระเบิดและทำลายล้างได้

การเผาไหม้ของเชื้อเพลิงใดๆ รวมถึงก๊าซ เป็นปฏิกิริยาที่เกิดจากการรวมตัวทางเคมีกับออกซิเจน และมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนออกมา ปริมาณความร้อนที่ได้รับจากการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของก๊าซ 1 m 3 (หรือ 1 กิโลกรัม) เรียกว่าค่าความร้อน มีความแตกต่างระหว่างความร้อนต่ำสุดของการเผาไหม้ซึ่งไม่ได้คำนึงถึงความร้อนแฝงของการก่อตัวของไอน้ำที่มีอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้และความร้อนสูงสุดเมื่อคำนึงถึงความร้อนนี้ ความแตกต่างระหว่างค่าความร้อนสูงและต่ำขึ้นอยู่กับปริมาณไอน้ำที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงและมีค่าประมาณ 2,500 กิโลจูลต่อ 1 กิโลกรัม หรือ 2,000 กิโลจูลต่อไอน้ำ 1 ลบ.ม.

ค่าความร้อนของเชื้อเพลิงประเภทต่างๆอาจแตกต่างกันอย่างมาก ตัวอย่างเช่น ฟืนและพีทมีค่าความร้อนต่ำกว่าถึง 12,500 ถ่านหินที่ดีที่สุดมีค่าความร้อนสูงถึง 31,000 และน้ำมันมีค่าความร้อนประมาณ 40,000 กิโลจูล/กก. ก๊าซธรรมชาติมีค่าความร้อนต่ำกว่า 40-44 MJ/kg

เวลาการเผาไหม้ทั้งหมด  ถูกกำหนดโดยเวลา  d ของการก่อตัวของส่วนผสม (กระบวนการแพร่กระจาย) และเวลา  k ของปฏิกิริยาการเผาไหม้ทางเคมี (กระบวนการจลน์) เมื่อคำนึงถึงความจริงที่ว่าขั้นตอนเหล่านี้ของกระบวนการอาจทับซ้อนกัน เราได้ d + k

ที่ถึง d (การเผาไหม้ที่เกิดขึ้นพร้อมกันกับการก่อตัวของส่วนผสมในกล่องไฟเรียกว่า การแพร่กระจายเนื่องจากการก่อตัวของส่วนผสมนี้รวมถึงกระบวนการแพร่กระจายแบบปั่นป่วน (ในขั้นตอนสุดท้าย - โมเลกุล))

ที่  d  k  k (การเผาไหม้ของส่วนผสมที่เตรียมไว้ล่วงหน้ามักเรียกว่าตามอัตภาพ จลน์ศาสตร์จะถูกกำหนดโดยจลนพลศาสตร์ของปฏิกิริยาเคมี)

เมื่อ d และ  k สมส่วน กระบวนการเผาไหม้เรียกว่าแบบผสม

ขั้นตอนต่อไปของการก่อตัวของส่วนผสมคือการให้ความร้อนและการจุดระเบิดของเชื้อเพลิง เมื่อกระแสของก๊าซไวไฟผสมกับกระแสอากาศและอุณหภูมิของพวกมันค่อยๆ เพิ่มขึ้น ส่วนผสมจะติดไฟที่อุณหภูมิหนึ่ง อุณหภูมิต่ำสุดซึ่งส่วนผสมติดไฟเรียกว่าอุณหภูมิจุดติดไฟ

อุณหภูมิจุดติดไฟไม่ใช่ค่าคงที่ทางเคมีฟิสิกส์ของสารเนื่องจากนอกเหนือจากลักษณะของก๊าซไวไฟแล้วยังขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซและตัวออกซิไดเซอร์ตลอดจนความเข้มของการแลกเปลี่ยนความร้อนระหว่างส่วนผสมของก๊าซและสิ่งแวดล้อม .

มีขีดจำกัดบนและล่างสำหรับความเข้มข้นของก๊าซและออกซิไดเซอร์ และนอกขีดจำกัดเหล่านี้ที่อุณหภูมิที่กำหนด สารผสมจะไม่ติดไฟ เมื่ออุณหภูมิของส่วนผสมของก๊าซและอากาศเพิ่มขึ้น ตามกฎของอาร์เรเนียส อัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามสัดส่วนของ e -E/ RT และการปล่อยความร้อนจะเป็นสัดส่วนกับค่าเดียวกัน หากการสูญเสียความร้อนของโซนการเผาไหม้ที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนความร้อนกับสิ่งแวดล้อมเกินกว่าการปล่อยความร้อน การจุดระเบิดและการเผาไหม้จะเป็นไปไม่ได้ โดยทั่วไปแล้ว การให้ความร้อนจะเกิดขึ้นพร้อมกันกับการก่อตัวของส่วนผสม

ส่วนผสมระหว่างก๊าซและอากาศซึ่งมีปริมาณก๊าซอยู่ระหว่างขีดจำกัดการติดไฟด้านล่างและด้านบนจะเกิดการระเบิดได้ ยิ่งขอบเขตของขีดจำกัดไวไฟกว้างขึ้น (หรือเรียกว่าขีดจำกัดการระเบิด) ก๊าซก็จะยิ่งระเบิดได้มากขึ้นเท่านั้น ในสาระสำคัญทางเคมีการระเบิดของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ (แก๊ส - ออกซิเจน) เป็นกระบวนการเผาไหม้ที่รวดเร็วมาก (เกือบจะทันที) ซึ่งนำไปสู่การก่อตัวของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่มีอุณหภูมิสูงและความดันเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แรงดันส่วนเกินที่คำนวณได้ระหว่างการระเบิดของก๊าซธรรมชาติคือ 0.75 โพรเพนและบิวเทน - 0.86 ไฮโดรเจน - 0.74 อะเซทิลีน - 1.03 MPa ใน เงื่อนไขการปฏิบัติอุณหภูมิของการระเบิดไม่ถึงค่าสูงสุดและแรงดันที่เกิดขึ้นจะต่ำกว่าที่ระบุไว้ แต่ก็ค่อนข้างเพียงพอที่จะทำลายไม่เพียง แต่เยื่อบุของหม้อไอน้ำและอาคารเท่านั้น แต่ยังรวมถึงภาชนะโลหะด้วยหากมีการระเบิดเกิดขึ้น

อันเป็นผลมาจากการจุดระเบิดและการเผาไหม้เปลวไฟจะปรากฏขึ้นซึ่งเป็นอาการภายนอกของปฏิกิริยาที่รุนแรงของสารออกซิไดซ์ การเคลื่อนไหวของเปลวไฟไปตาม ส่วนผสมของก๊าซเรียกว่าเปลวไฟลุกลาม ในกรณีนี้ส่วนผสมของก๊าซจะถูกแบ่งออกเป็นสองส่วน - ก๊าซที่ถูกเผาไหม้ซึ่งเปลวไฟได้ผ่านไปแล้ว และก๊าซที่ไม่เผาไหม้ซึ่งจะเข้าสู่บริเวณเปลวไฟในไม่ช้า เส้นแบ่งระหว่างส่วนผสมของก๊าซที่ลุกไหม้ทั้งสองส่วนนี้เรียกว่าหน้าเปลวไฟ

คบเพลิงคือกระแสที่มีส่วนผสมของอากาศ ก๊าซที่เผาไหม้ อนุภาคเชื้อเพลิง และผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ ซึ่งทำให้เกิดความร้อน การจุดติดไฟ และการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงที่เป็นก๊าซ

ที่อุณหภูมิปกติในเตาเผา (1,000-1500 °C) ไฮโดรคาร์บอนรวมทั้งมีเธน แม้ในช่วงเวลาสั้นมากซึ่งเป็นผลมาจากการสลายตัวด้วยความร้อนจะทำให้มีธาตุคาร์บอนในปริมาณที่เห็นได้ชัดเจน อันเป็นผลมาจากการปรากฏตัวขององค์ประกอบคาร์บอนในคบเพลิงกระบวนการเผาไหม้ได้รับองค์ประกอบของการเผาไหม้ที่แตกต่างกันในระดับหนึ่งนั่นคือเกิดขึ้นบนพื้นผิวของอนุภาคของแข็ง การปรากฏตัวของตัวเร่งปฏิกิริยา (เหล็กและนิกเกิลออกไซด์) ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวของมีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ อย่างมีนัยสำคัญ

ดังนั้นในเตาเผาหรือพื้นที่ทำงานของเตาเผาระหว่างช่วงเวลาของการแนะนำก๊าซและอากาศและการผลิตผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ขั้นสุดท้ายอันเป็นผลมาจากการซ้อนทับของกระบวนการสลายตัวด้วยความร้อนของไฮโดรคาร์บอนและปฏิกิริยาลูกโซ่ออกซิเดชันซึ่งซับซ้อนมาก ภาพถูกสังเกตโดยการปรากฏตัวของทั้งผลิตภัณฑ์ออกซิเดชัน CO 2 และ H 2 O และ CO, H 2 ธาตุคาร์บอนและผลิตภัณฑ์ของการเกิดออกซิเดชันที่ไม่สมบูรณ์ (อย่างหลังฟอร์มาลดีไฮด์มีความสำคัญเป็นพิเศษ) อัตราส่วนระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้จะขึ้นอยู่กับสภาวะและระยะเวลาการให้ความร้อนของก๊าซก่อนเกิดปฏิกิริยาออกซิเดชัน

เมื่อเชื้อเพลิงเผาไหม้ กระบวนการทางเคมีออกซิเดชันของส่วนประกอบที่ติดไฟได้ มาพร้อมกับการปล่อยความร้อนที่รุนแรงและอุณหภูมิของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว

ความแตกต่างเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งเกิดขึ้นในปริมาตรเมื่อเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์อยู่ในสถานะการรวมตัวเดียวกันและการเผาไหม้ที่แตกต่างกันซึ่งเกิดขึ้นที่ส่วนต่อประสานเฟสเมื่อสารที่ติดไฟได้และตัวออกซิไดเซอร์อยู่ในสถานะที่แตกต่างกัน ของการรวมตัว

การเผาไหม้เชื้อเพลิงก๊าซเป็นกระบวนการที่เป็นเนื้อเดียวกัน ในระหว่างการเผาไหม้ อัตราของกระบวนการทางตรงจะมากกว่าอัตราของกระบวนการย้อนกลับอย่างไม่สมส่วน ดังนั้นจึงสามารถละเลยปฏิกิริยาย้อนกลับได้ ให้เราระลึกว่าสำหรับปฏิกิริยาการเผาไหม้ที่เป็นเนื้อเดียวกัน การแสดงออกของอัตราการเกิดปฏิกิริยาโดยตรงจะเป็น:

โดยที่-เวลา; ที-อุณหภูมิสัมบูรณ์ ถึง-ค่าคงที่ก๊าซสากล เค- ค่าคงที่ของอัตราการเกิดปฏิกิริยา ขึ้นอยู่กับลักษณะของสารตั้งต้น การกระทำของตัวเร่งปฏิกิริยา และอุณหภูมิ เค 0 - ค่าคงที่เชิงประจักษ์ อี-พลังงานกระตุ้นซึ่งเป็นลักษณะของพลังงานส่วนเกินที่น้อยที่สุดที่อนุภาคที่ชนกันจะต้องมีเพื่อให้เกิดปฏิกิริยา

จากการแสดงออก (อันที่สองเรียกว่าสมการอาร์เรเนียส) ตามมาว่าอัตราการเกิดปฏิกิริยาจะเพิ่มขึ้นตามความเข้มข้นที่เพิ่มขึ้น (ความดันในระบบ) และอุณหภูมิและเมื่อพลังงานกระตุ้นลดลง การวัดผลเชิงทดลองทำให้พลังงานกระตุ้นมีค่าน้อยกว่ากฎจลนศาสตร์เคมีที่กำหนดอย่างมาก สิ่งนี้อธิบายได้จากข้อเท็จจริงที่ว่ากระบวนการเผาไหม้ก๊าซเป็นปฏิกิริยาลูกโซ่และดำเนินการผ่านขั้นตอนกลางโดยมีการก่อตัวของศูนย์กลางที่ใช้งานอยู่อย่างต่อเนื่อง (อะตอมหรืออนุมูล)

ตัวอย่างเช่น ในระหว่างการเผาไหม้ของไฮโดรเจน (รูปที่ 3) ด้วยความช่วยเหลือของอะตอมออกซิเจนอิสระและอนุมูลไฮดรอกซิล อะตอมไฮโดรเจนที่ทำงานอยู่สามอะตอมจะถูกสร้างขึ้นแทนที่จะเป็นอะตอมที่จุดเริ่มต้นของระยะปฏิกิริยาที่กำลังพิจารณา การเกิดสามเท่านี้เกิดขึ้นในแต่ละระยะ และในปฏิกิริยาลูกโซ่ จำนวนจุดศูนย์กลางที่ทำงานอยู่จะเพิ่มขึ้นราวกับหิมะถล่ม นอกจากนี้ปฏิสัมพันธ์ระหว่างตัวกลางที่ไม่เสถียรยังเกิดขึ้นเร็วกว่าระหว่างโมเลกุลมาก

ข้าว. 3. โครงการปฏิกิริยาลูกโซ่ของการเผาไหม้ไฮโดรเจน

อัตรารวมของปฏิกิริยาการเผาไหม้ของไฮโดรเจนถูกกำหนดโดยอัตราของปฏิกิริยาที่ช้าที่สุด (แสดงโดยสมการ H+O 2 OH+H 2) =kC n Co โดยที่ C n, Co คือความเข้มข้นของอะตอมไฮโดรเจนและ ออกซิเจนโมเลกุล

กระบวนการออกซิเดชันของไฮโดรคาร์บอนที่ประกอบเป็นองค์ประกอบอินทรีย์ของก๊าซธรรมชาติและก๊าซที่เกี่ยวข้องนั้นซับซ้อนที่สุด จนถึงขณะนี้ยังไม่มีความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกลไกจลน์ของปฏิกิริยาแม้ว่าจะสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าการเผาไหม้มีลักษณะเป็นลูกโซ่ในช่วงที่มีการเหนี่ยวนำและเกิดขึ้นกับการก่อตัวของผลิตภัณฑ์ระดับกลางจำนวนมากของการเกิดออกซิเดชันและการสลายตัวบางส่วน

แผนภาพโดยประมาณของการเผาไหม้มีเทนตามขั้นตอนสามารถแสดงได้ด้วยชุดปฏิกิริยาต่อไปนี้:

แม้ว่าผลิตภัณฑ์เริ่มต้นและขั้นสุดท้ายของปฏิกิริยาการเผาไหม้จะเป็นก๊าซ ผลิตภัณฑ์ขั้นกลางนอกเหนือจากก๊าซ อาจมีธาตุคาร์บอนอยู่ในรูปของสารแขวนลอยเขม่าขนาดเล็ก

อัตราของปฏิกิริยาการเผาไหม้ของคาร์บอนมอนอกไซด์ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของคาร์บอนมอนอกไซด์และไอน้ำในโซนปฏิกิริยา และอัตราการเผาไหม้แบบโซ่ของมีเทนและไฮโดรคาร์บอนอื่น ๆ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของอะตอมไฮโดรเจน ออกซิเจน และไอน้ำ

การเผาไหม้เชื้อเพลิงก๊าซเป็นการผสมผสานระหว่างกระบวนการทางอากาศพลศาสตร์ ความร้อน และเคมีที่ซับซ้อน กระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก๊าซประกอบด้วยหลายขั้นตอน: การผสมก๊าซกับอากาศ, การทำความร้อนส่วนผสมที่เกิดขึ้นจนถึงอุณหภูมิการจุดระเบิด, การจุดระเบิดและการเผาไหม้

ลักษณะของมีเทน

§ ไม่มีสี

§ ปลอดสารพิษ (ไม่เป็นพิษ);

§ ไม่มีกลิ่นและรสจืด

§ มีเทนประกอบด้วยคาร์บอน 75% ไฮโดรเจน 25%

§ แรงดึงดูดเฉพาะเท่ากับ 0.717 กก./ลบ.ม. (เบากว่าอากาศ 2 เท่า)

§ จุดวาบไฟคืออุณหภูมิเริ่มต้นต่ำสุดที่การเผาไหม้เริ่มขึ้น สำหรับมีเทนคือ 645 o

§ อุณหภูมิการเผาไหม้- นี้ อุณหภูมิสูงสุดซึ่งสามารถทำได้โดยการเผาไหม้ก๊าซให้สมบูรณ์หากปริมาณอากาศที่จำเป็นสำหรับการเผาไหม้สอดคล้องกันทุกประการ สูตรเคมีการเผาไหม้ สำหรับมีเทนคือ 1100-1400 o และขึ้นอยู่กับสภาวะการเผาไหม้

§ ความร้อนจากการเผาไหม้– คือปริมาณความร้อนที่ปล่อยออกมาระหว่างการเผาไหม้ที่สมบูรณ์ของก๊าซ 1 ลบ.ม. และมีค่าเท่ากับ 8,500 กิโลแคลอรี/ลบ.ม.

§ ความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟเท่ากับ 0.67 ม./วินาที

ส่วนผสมของแก๊สและอากาศ

ก๊าซใดประกอบด้วย:

มากถึง 5% ไม่ไหม้

ระเบิดตั้งแต่ 5 ถึง 15%;

เผาไหม้มากกว่า 15% เมื่อมีการจ่ายอากาศเพิ่มเติม (ทั้งหมดนี้ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของปริมาตรของก๊าซในอากาศและเรียกว่า ขีด จำกัด การระเบิด)

ก๊าซที่ติดไฟได้ไม่มีกลิ่น เพื่อให้ตรวจจับได้ในอากาศได้ทันท่วงทีและตรวจจับรอยรั่วได้อย่างรวดเร็วและแม่นยำ ก๊าซจึงมีกลิ่น เช่น ส่งกลิ่นออกไป เพื่อจุดประสงค์นี้ จึงใช้ ETHYLMERCOPTAN อัตรากลิ่นคือ 16 กรัมต่อ 1,000 ลบ.ม. หากมีก๊าซธรรมชาติในอากาศ 1% คุณควรได้กลิ่น

ก๊าซที่ใช้เป็นเชื้อเพลิงต้องเป็นไปตามข้อกำหนด GOST และมี สิ่งสกปรกที่เป็นอันตรายต่อ 100m 3 ไม่มาก:

ไฮโดรเจนซัลไฟด์ 0.0 2ช /m.คิวบ์

แอมโมเนีย 2 กรัม

กรดไฮโดรไซยานิก 5 กรัม

เรซินและฝุ่น 0.001 ก./ลบ.ม

แนฟทาลีน 10 กรัม

ออกซิเจน 1%

การใช้ก๊าซธรรมชาติมีข้อดีหลายประการ:

· ไม่มีขี้เถ้าและฝุ่นและการกำจัดอนุภาคของแข็งออกสู่ชั้นบรรยากาศ

· ความร้อนสูงจากการเผาไหม้

· ความสะดวกในการขนส่งและการเผาไหม้

· อำนวยความสะดวกในการทำงานของบุคลากรบริการ

· ปรับปรุงสภาพสุขอนามัยและสุขอนามัยในโรงต้มน้ำและพื้นที่โดยรอบ

· การควบคุมอัตโนมัติที่หลากหลาย

เมื่อใช้ก๊าซธรรมชาติก็จำเป็น มาตรการพิเศษระวังเพราะ การรั่วไหลเกิดขึ้นได้จากการรั่วไหลที่ทางแยกของท่อส่งก๊าซและข้อต่อ การมีก๊าซมากกว่า 20% ในห้องทำให้หายใจไม่ออกการสะสมในปริมาตรปิดมากกว่า 5% ถึง 15% ทำให้เกิดการระเบิดของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จะปล่อยก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งเป็นพิษแม้ที่ความเข้มข้นต่ำ (0.15%)

การเผาไหม้ของก๊าซธรรมชาติ

การเผาไหม้เรียกว่าปฏิกิริยาเคมีผสมกันอย่างรวดเร็วของส่วนที่ติดไฟได้ของเชื้อเพลิงกับออกซิเจนในอากาศเกิดขึ้นเมื่อใด อุณหภูมิสูงมาพร้อมกับการปล่อยความร้อนพร้อมกับการก่อตัวของเปลวไฟและผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ การเผาไหม้เกิดขึ้น สมบูรณ์และไม่สมบูรณ์

การเผาไหม้เต็มรูปแบบ– เกิดขึ้นเมื่อมีออกซิเจนเพียงพอ สาเหตุการขาดออกซิเจน การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งความร้อนจะถูกปล่อยออกมาน้อยกว่าที่คาร์บอนมอนอกไซด์เต็ม (มีพิษต่อ พนักงานบริการ) เขม่าจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของหม้อไอน้ำและการสูญเสียความร้อนเพิ่มขึ้น ซึ่งนำไปสู่การสิ้นเปลืองเชื้อเพลิงมากเกินไป ประสิทธิภาพของหม้อไอน้ำลดลง และมลพิษทางอากาศ

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ก๊าซธรรมชาติได้แก่– คาร์บอนไดออกไซด์ ไอน้ำ ออกซิเจนและไนโตรเจนส่วนเกินบางส่วน ออกซิเจนส่วนเกินจะบรรจุอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้เฉพาะในกรณีที่การเผาไหม้เกิดขึ้นกับอากาศส่วนเกินและไนโตรเจนจะบรรจุอยู่ในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้เสมอเพราะ เป็น ส่วนสำคัญอากาศและไม่มีส่วนร่วมในการเผาไหม้

ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ก๊าซที่ไม่สมบูรณ์สามารถเป็นได้คาร์บอนมอนอกไซด์, ไฮโดรเจนและมีเทนที่ยังไม่เผาไหม้, ไฮโดรคาร์บอนหนัก, เขม่า

ปฏิกิริยามีเทน:

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

ตามสูตรครับ สำหรับการเผาไหม้มีเทน 1 m 3 ต้องใช้อากาศ 10 m 3 ซึ่งมีออกซิเจน 2 m 3ในทางปฏิบัติจำเป็นต้องเผามีเทน 1 ลบ.ม อากาศมากขึ้นโดยคำนึงถึงการสูญเสียที่เป็นไปได้ทั้งหมด จะใช้ค่าสัมประสิทธิ์สำหรับสิ่งนี้ ถึงอากาศส่วนเกินซึ่ง = 1.05-1.1

ปริมาณอากาศตามทฤษฎี = 10 ลบ.ม

ปริมาณอากาศในทางปฏิบัติ = 10*1.05=10.5 หรือ 10*1.1=11

ความสมบูรณ์ของการเผาไหม้สีและลักษณะของเปลวไฟสามารถกำหนดได้ด้วยสายตา รวมถึงการใช้เครื่องวิเคราะห์ก๊าซ

เปลวไฟสีน้ำเงินโปร่งใส - การเผาไหม้ของก๊าซโดยสมบูรณ์

สีแดงหรือสีเหลืองมีเส้นควัน – การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์

การเผาไหม้ถูกควบคุมโดยการเพิ่มการจ่ายอากาศไปยังเรือนไฟหรือลดปริมาณก๊าซ กระบวนการนี้ใช้ อากาศปฐมภูมิและทุติยภูมิ

อากาศทุติยภูมิ– 40-50% (ผสมกับก๊าซในเตาหม้อต้มระหว่างการเผาไหม้)

อากาศปฐมภูมิ– 50-60% (ผสมกับก๊าซในหัวเผาก่อนการเผาไหม้) ใช้ส่วนผสมของก๊าซ-อากาศในการเผาไหม้

ลักษณะการเผาไหม้ ความเร็วการกระจายเปลวไฟคือความเร็วที่องค์ประกอบหน้าเปลวไฟ จัดจำหน่ายโดยกระแสส่วนผสมของก๊าซและอากาศค่อนข้างสด

อัตราการเผาไหม้และการแพร่กระจายของเปลวไฟขึ้นอยู่กับ:

· องค์ประกอบของส่วนผสม

· ที่อุณหภูมิ;

· จากความกดดัน;

· ตามอัตราส่วนของก๊าซและอากาศ

อัตราการเผาไหม้จะกำหนดเงื่อนไขหลักประการหนึ่งสำหรับการทำงานที่เชื่อถือได้ของห้องหม้อไอน้ำและกำหนดลักษณะเฉพาะ การแยกเปลวไฟและการพัฒนา

เปลวไฟแตก– เกิดขึ้นถ้าความเร็วของส่วนผสมของก๊าซและอากาศที่ทางออกของหัวเผามากกว่าความเร็วการเผาไหม้

เหตุผลในการแยกทาง: การจ่ายก๊าซเพิ่มขึ้นมากเกินไปหรือสูญญากาศมากเกินไปในเรือนไฟ (ร่าง) การแยกเปลวไฟจะเกิดขึ้นระหว่างการจุดระเบิดและเมื่อเปิดหัวเผา การแยกเปลวไฟทำให้เกิดการปนเปื้อนของก๊าซในเตาเผาและท่อก๊าซของหม้อไอน้ำและทำให้เกิดการระเบิด

ความก้าวหน้าของเปลวไฟ– เกิดขึ้นถ้าความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟ (ความเร็วการเผาไหม้) มากกว่าความเร็วของการไหลของส่วนผสมของก๊าซและอากาศออกจากหัวเผา ความก้าวหน้านี้มาพร้อมกับการเผาไหม้ของส่วนผสมของก๊าซและอากาศภายในหัวเผา หัวเผาจะร้อนและล้มเหลว บางครั้งความก้าวหน้าก็มาพร้อมกับป๊อปหรือการระเบิดภายในเตา ในกรณีนี้ไม่เพียงแต่สามารถทำลายเตาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงผนังด้านหน้าของหม้อไอน้ำด้วย การลื่นเกิดขึ้นเมื่อปริมาณก๊าซลดลงอย่างรวดเร็ว

หากเปลวไฟดับและทะลุ เจ้าหน้าที่ซ่อมบำรุงจะต้องหยุดจ่ายน้ำมันเชื้อเพลิง ค้นหาและกำจัดสาเหตุ ระบายอากาศภายในเรือนไฟและท่อปล่องไฟเป็นเวลา 10-15 นาที แล้วจุดไฟใหม่

กระบวนการเผาไหม้ของเชื้อเพลิงก๊าซสามารถแบ่งออกเป็น 4 ขั้นตอน:

1. ก๊าซรั่วจากหัวฉีดหัวเผาเข้าสู่อุปกรณ์หัวเผาภายใต้แรงกดดันด้วยความเร็วที่เพิ่มขึ้น

2. การก่อตัวของส่วนผสมของก๊าซและอากาศ

3. การจุดระเบิดของส่วนผสมที่ติดไฟได้

4. การเผาไหม้ของสารผสมที่ติดไฟได้

ท่อส่งก๊าซ

ก๊าซถูกจ่ายให้กับผู้บริโภคผ่านท่อส่งก๊าซ - ภายนอกและภายใน– ไปยังสถานีจ่ายก๊าซที่ตั้งอยู่นอกเมือง และจากนั้นผ่านท่อส่งก๊าซไปยัง จุดควบคุมแก๊ส การแตกหักแบบไฮดรอลิกหรือเครื่องควบคุมแก๊ส กรูสถานประกอบการอุตสาหกรรม

ท่อส่งก๊าซคือ:

· ความดันสูงหมวดหมู่แรกมากกว่า 0.6 MPa รวมสูงสุด 1.2 MPa;

· แรงดันสูงประเภทที่สองมากกว่า 0.3 MPa ถึง 0.6 MPa;

· ความดันเฉลี่ยของประเภทที่สามมากกว่า 0.005 MPa ถึง 0.3 MPa;

· ความดันต่ำประเภทที่สี่รวมสูงสุด 0.005 MPa

MPa - หมายถึงเมกะปาสคาล

ในห้องหม้อไอน้ำจะมีการวางท่อส่งก๊าซแรงดันปานกลางและต่ำเท่านั้น เรียกว่าส่วนจากท่อจ่ายก๊าซของเครือข่าย (เมือง) ไปยังสถานที่พร้อมกับอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อ ป้อนข้อมูล.

ท่อส่งก๊าซทางเข้าถือเป็นส่วนจากอุปกรณ์ตัดการเชื่อมต่อที่ทางเข้าหากติดตั้งนอกห้องไปยังท่อส่งก๊าซภายใน

ควรมีวาล์วตรงทางเข้าแก๊สเข้าไปในห้องหม้อไอน้ำในบริเวณที่มีแสงสว่างและสะดวกในการบำรุงรักษา จะต้องมีหน้าแปลนฉนวนที่ด้านหน้าวาล์วเพื่อป้องกันกระแสเล็ดลอด ในแต่ละสาขาจากท่อจ่ายก๊าซไปยังหม้อไอน้ำจะมีอุปกรณ์ปิดอย่างน้อย 2 เครื่องโดยหนึ่งในนั้นติดตั้งโดยตรงที่ด้านหน้าเตา นอกจากอุปกรณ์และเครื่องมือวัดบนท่อส่งก๊าซแล้วยังจำเป็นต้องติดตั้งที่ด้านหน้าหม้อไอน้ำแต่ละตัวด้วย อุปกรณ์อัตโนมัติ, การให้ การทำงานที่ปลอดภัยหม้อไอน้ำ จำเป็นเพื่อป้องกันไม่ให้ก๊าซเข้าสู่เตาหม้อไอน้ำในกรณีที่อุปกรณ์ปิดเครื่องผิดพลาด ล้างปลั๊กและท่อส่งก๊าซนิรภัยพร้อมอุปกรณ์ตัดไฟซึ่งจะต้องเปิดเมื่อหม้อไอน้ำไม่ทำงาน ท่อส่งก๊าซแรงดันต่ำถูกทาสีในห้องหม้อไอน้ำค่ะ สีเหลืองและแรงกดปานกลางเป็นสีเหลืองและมีวงแหวนสีแดง

เตาแก๊ส

เตาแก๊ส- อุปกรณ์เตาแก๊สที่ออกแบบมาเพื่อจ่ายให้กับบริเวณที่เกิดการเผาไหม้ขึ้นอยู่กับ ข้อกำหนดทางเทคโนโลยีส่วนผสมของก๊าซ-อากาศที่เตรียมไว้หรือก๊าซและอากาศที่แยกจากกันรวมทั้งเพื่อให้มั่นใจว่าการเผาไหม้เชื้อเพลิงก๊าซมีความเสถียรและควบคุมกระบวนการเผาไหม้

ข้อกำหนดต่อไปนี้ใช้กับหัวเผา:

· หัวเผาประเภทหลักจะต้องผลิตจำนวนมากในโรงงาน

·หัวเผาต้องให้แน่ใจว่ามีก๊าซในปริมาณที่กำหนดและความสมบูรณ์ของการเผาไหม้

· จัดเตรียม จำนวนขั้นต่ำการปล่อยมลพิษที่เป็นอันตรายสู่ชั้นบรรยากาศ

· ต้องทำงานโดยไม่มีเสียงดัง การแยกเปลวไฟ หรือการทะลุ

· ต้องดูแลรักษาง่าย สะดวกต่อการตรวจสอบและซ่อมแซม

· หากจำเป็นสามารถใช้เป็นเชื้อเพลิงสำรองได้

· ตัวอย่างของหัวเผาที่สร้างขึ้นใหม่และที่มีอยู่จะต้องผ่านการทดสอบ GOST

ลักษณะสำคัญเตาเป็นของเธอ พลังงานความร้อนซึ่งเข้าใจว่าเป็นปริมาณความร้อนที่สามารถปล่อยออกมาได้ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่จ่ายผ่านหัวเผาโดยสมบูรณ์ คุณลักษณะทั้งหมดเหล่านี้สามารถพบได้ในเอกสารข้อมูลเครื่องเขียน

หน่วยวัดส่วนประกอบก๊าซของผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ →

เนื้อหามาตรา

เมื่อเผาเชื้อเพลิงอินทรีย์ในเตาหม้อไอน้ำ ผลิตภัณฑ์ต่างๆการเผาไหม้เช่นคาร์บอนออกไซด์ CO x = CO + CO 2, ไอน้ำ H 2 O, ซัลเฟอร์ออกไซด์ SO x = SO 2 + SO 3, ไนโตรเจนออกไซด์ NO x = NO + NO 2, โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs), สารประกอบฟลูออไรด์ , สารประกอบวานาเดียม V 2 O 5 , อนุภาคของแข็ง ฯลฯ (ดูตาราง 7.1.1) ในกรณีที่การเผาไหม้เชื้อเพลิงไม่สมบูรณ์ในเตาเผาก๊าซไอเสียอาจมีไฮโดรคาร์บอน CH 4, C 2 H 4 เป็นต้น ผลิตภัณฑ์ทั้งหมดของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์เป็นอันตราย แต่เมื่อใด เทคโนโลยีที่ทันสมัยการเผาไหม้เชื้อเพลิงจะทำให้การก่อตัวของมันลดลง [1]

ตารางที่ 7.1.1. การปล่อยก๊าซเรือนกระจกเฉพาะจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์แบบวูบวาบในหม้อต้มพลังงานไฟฟ้า [3]

คำอธิบาย: A p, S p – ตามลำดับ ปริมาณเถ้าและซัลเฟอร์ต่อมวลการทำงานของเชื้อเพลิง %

เกณฑ์สำหรับการประเมินสุขอนามัยของสิ่งแวดล้อมคือความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MPC) ของสารอันตรายในอากาศในบรรยากาศที่ระดับพื้นดิน ควรเข้าใจว่า MPC มีความเข้มข้นเช่นนี้ สารต่างๆและ สารประกอบเคมีซึ่งเมื่อสัมผัสกับร่างกายมนุษย์ทุกวันเป็นเวลานานๆ จะไม่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิสภาพหรือโรคใดๆ

ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต (MPC) ของสารอันตรายในอากาศในชั้นบรรยากาศของพื้นที่ที่มีประชากรแสดงไว้ในตาราง 1 7.1.2 [4]. ความเข้มข้นสูงสุดของสารที่เป็นอันตรายจะถูกกำหนดโดยตัวอย่างที่ถ่ายภายใน 20 นาที ซึ่งเป็นความเข้มข้นเฉลี่ยต่อวัน - ต่อวัน

ตารางที่ 7.1.2. ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาตของสารอันตรายในอากาศในชั้นบรรยากาศของพื้นที่ที่มีประชากร

มลพิษ	ความเข้มข้นสูงสุดที่อนุญาต มก./ลบ.ม
สูงสุดครั้งเดียว	เฉลี่ยต่อวัน
ฝุ่นไม่เป็นพิษ	0,5	0,15
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์	0,5	0,05
คาร์บอนมอนอกไซด์	3,0	1,0
คาร์บอนมอนอกไซด์	3,0	1,0
ไนโตรเจนไดออกไซด์	0,085	0,04
ไนตริกออกไซด์	0,6	0,06
เขม่า (เขม่า)	0,15	0,05
ไฮโดรเจนซัลไฟด์	0,008	0,008
เบนซ์(เอ)ไพรีน	-	0.1 ไมโครกรัม/100 ม.3
วานาเดียมเพนทอกไซด์	-	0,002
สารประกอบฟลูออไรด์ (โดยฟลูออรีน)	0,02	0,005
คลอรีน	0,1	0,03

การคำนวณจะดำเนินการสำหรับสารอันตรายแต่ละชนิดแยกกันเพื่อให้ความเข้มข้นของสารอันตรายแต่ละชนิดไม่เกินค่าที่กำหนดในตาราง 7.1.2. สำหรับโรงต้มน้ำ เงื่อนไขเหล่านี้ได้รับการปรับปรุงให้เข้มงวดขึ้นโดยการแนะนำ ข้อกำหนดเพิ่มเติมเกี่ยวกับความจำเป็นในการสรุปผลของซัลเฟอร์และไนโตรเจนออกไซด์ซึ่งถูกกำหนดโดยการแสดงออก

ในเวลาเดียวกันเนื่องจากการขาดอากาศในท้องถิ่นหรือสภาวะความร้อนและอากาศพลศาสตร์ที่ไม่เอื้ออำนวยผลิตภัณฑ์การเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์จึงเกิดขึ้นในเตาเผาและห้องเผาไหม้ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนมอนอกไซด์ CO (คาร์บอนมอนอกไซด์) ไฮโดรเจน H 2 และไฮโดรคาร์บอนต่างๆ ซึ่งแสดงลักษณะของความร้อน การสูญเสียหน่วยหม้อไอน้ำจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ทางเคมี (การเผาไหม้อันเดอร์เคมี)

นอกจากนี้ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ปรากฎว่า ทั้งบรรทัดสารประกอบเคมีเกิดขึ้นเนื่องจากการออกซิเดชั่นของส่วนประกอบต่าง ๆ ของเชื้อเพลิงและไนโตรเจนในอากาศ N 2 ส่วนที่สำคัญที่สุดประกอบด้วยไนโตรเจนออกไซด์ NO x และซัลเฟอร์ออกไซด์ SO x .

ไนโตรเจนออกไซด์เกิดขึ้นเนื่องจากการออกซิเดชันของทั้งโมเลกุลไนโตรเจนในอากาศและไนโตรเจนที่มีอยู่ในเชื้อเพลิง การศึกษาเชิงทดลองแสดงให้เห็นว่าส่วนแบ่งหลักของ NOx ที่เกิดขึ้นในเตาหม้อไอน้ำคือ 96-100% คือไนโตรเจนมอนอกไซด์ (ออกไซด์) NO NO 2 ไดออกไซด์และไนโตรเจนเฮมิออกไซด์ N 2 O เกิดขึ้นในปริมาณที่น้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญและมีส่วนแบ่งโดยประมาณ: สำหรับ NO 2 - มากถึง 4% และสำหรับ N 2 O - หนึ่งในร้อยของเปอร์เซ็นต์ของการปล่อย NO ทั้งหมด x ภายใต้สภาวะทั่วไปของเชื้อเพลิงวูบวาบในหม้อไอน้ำ ความเข้มข้นของไนโตรเจนไดออกไซด์ NO 2 มักจะน้อยมากเมื่อเทียบกับปริมาณ NO และโดยปกติจะอยู่ในช่วง 0-7 ppmมากถึง 20۞30 ppm. ในเวลาเดียวกัน การผสมอย่างรวดเร็วของบริเวณที่ร้อนและเย็นในเปลวไฟที่ปั่นป่วนอาจทำให้เกิดไนโตรเจนไดออกไซด์ที่มีความเข้มข้นค่อนข้างมากในบริเวณเย็นของการไหล นอกจากนี้ การปล่อยก๊าซ NO 2 บางส่วนยังเกิดขึ้นที่ส่วนบนของเตาเผาและในปล่องควันแนวนอน (ด้วย ต> 900۞1,000K) และที่ เงื่อนไขบางประการยังสามารถเข้าถึงขนาดที่เห็นได้ชัดเจนอีกด้วย

ไนโตรเจนเฮมิออกไซด์ N 2 O ซึ่งเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงนั้นเป็นสารตัวกลางในระยะสั้น แทบไม่มี N 2 O ในผลิตภัณฑ์การเผาไหม้หลังหม้อไอน้ำ

กำมะถันที่มีอยู่ในเชื้อเพลิงเป็นแหล่งของการก่อตัวของซัลเฟอร์ออกไซด์ SO x: ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO 2 (ซัลเฟอร์ไดออกไซด์) และซัลเฟอร์ SO 3 (ซัลเฟอร์ไตรออกไซด์) แอนไฮไดรด์ การปล่อยมวลรวมของ SO x ขึ้นอยู่กับปริมาณซัลเฟอร์ในเชื้อเพลิง Sp และความเข้มข้นของซัลเฟอร์เท่านั้น ก๊าซไอเสีย– รวมถึงค่าสัมประสิทธิ์การไหลของอากาศ α ด้วย ตามกฎแล้ว ส่วนแบ่งของ SO 2 คือ 97-99% และส่วนแบ่งของ SO 3 คือ 1-3% ของผลตอบแทนรวมของ SO x ปริมาณ SO 2 จริงในก๊าซที่ออกจากหม้อไอน้ำอยู่ในช่วง 0.08 ถึง 0.6% และความเข้มข้นของ SO 3 อยู่ในช่วง 0.0001 ถึง 0.008%

ในบรรดาส่วนประกอบที่เป็นอันตรายของก๊าซไอเสียสถานที่พิเศษถูกครอบครองโดย กลุ่มใหญ่โพลีไซคลิกอะโรมาติกไฮโดรคาร์บอน (PAHs) PAH จำนวนมากมีฤทธิ์ก่อมะเร็งและ (หรือ) ฤทธิ์ก่อกลายพันธุ์สูง และกระตุ้นหมอกควันเคมีแสงในเมืองต่างๆ ซึ่งจำเป็นต้องมีการควบคุมและจำกัดการปล่อยมลพิษอย่างเข้มงวด ในเวลาเดียวกัน PAH บางชนิด เช่น ฟีแนนทรีน ฟลูออโรแอนทีน ไพรีน และอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่ง แทบไม่มีความเฉื่อยทางสรีรวิทยาและไม่เป็นสารก่อมะเร็ง

PAH เกิดขึ้นจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนที่ไม่สมบูรณ์ หลังเกิดขึ้นเนื่องจากการยับยั้งปฏิกิริยาออกซิเดชันของเชื้อเพลิงไฮโดรคาร์บอนโดยผนังเย็นของอุปกรณ์เผาไหม้และอาจเกิดจากการผสมเชื้อเพลิงและอากาศที่ไม่น่าพอใจ สิ่งนี้นำไปสู่การก่อตัวของโซนออกซิเดชันในท้องถิ่นในเตาเผา (ห้องเผาไหม้) ด้วย อุณหภูมิต่ำหรือพื้นที่ที่มีน้ำมันเชื้อเพลิงส่วนเกิน

เนื่องจาก ปริมาณมาก PAHs ที่แตกต่างกันในก๊าซไอเสียและความยากในการวัดความเข้มข้น ระดับการปนเปื้อนของสารก่อมะเร็งของผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้และ อากาศในชั้นบรรยากาศประเมินโดยความเข้มข้นของสารก่อมะเร็งที่ทรงพลังและเสถียรที่สุด - เบนโซ(a)ไพรีน (B(a)P) C 20 H 12

เนื่องจากมีความเป็นพิษสูง จึงควรกล่าวถึงเป็นพิเศษเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิง เช่น วาเนเดียมออกไซด์ วานาเดียมบรรจุอยู่ในส่วนแร่ของน้ำมันเชื้อเพลิง และเมื่อเผาจะเกิดวานาเดียมออกไซด์ VO, VO 2 อย่างไรก็ตามเมื่อมีการฝากเงินเกิดขึ้น พื้นผิวที่มีการพาความร้อนวานาเดียมออกไซด์ส่วนใหญ่นำเสนอในรูปของ V 2 O 5 วานาเดียมเพนท็อกไซด์ V 2 O 5 เป็นวานาเดียมออกไซด์รูปแบบที่เป็นพิษมากที่สุด ดังนั้นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจึงคำนวณในรูปของ V 2 O 5

ตารางที่ 7.1.3. ความเข้มข้นโดยประมาณของสารอันตรายในผลิตภัณฑ์ที่เผาไหม้ระหว่างการเผาไหม้เชื้อเพลิงอินทรีย์ในหม้อต้มพลังงาน

การปล่อยมลพิษ =	ความเข้มข้น มก./ลบ.ม
	ก๊าซธรรมชาติ	น้ำมันเตา	ถ่านหิน
ไนโตรเจนออกไซด์ NO x (ในแง่ของ NO 2)	200۞1200	300۞1,000	350 ۞1500
ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ SO2	-	2000۞6000	1,000۞5000
ซัลฟิวริกแอนไฮไดรด์ SO 3	-	4۞250	2 ۞100
คาร์บอนมอนอกไซด์บจก	10۞125	10۞150	15۞150
เบนซ์(เอ)ไพรีน C 20 H 12	(0.1÷1, 0)·10 -3	(0.2۞4.0) 10 -3	(0.3۞14) 10 -3
ฝุ่นละออง	-	<100	150۞300

เมื่อเผาไหม้น้ำมันเชื้อเพลิงและเชื้อเพลิงแข็ง การปล่อยก๊าซเรือนกระจกยังประกอบด้วยอนุภาคของแข็งที่ประกอบด้วยเถ้าลอย อนุภาคเขม่า PAH และเชื้อเพลิงที่ไม่เผาไหม้อันเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชิงกล

ช่วงความเข้มข้นของสารอันตรายในก๊าซไอเสียเมื่อเผาไหม้เชื้อเพลิงประเภทต่าง ๆ แสดงไว้ในตาราง 1 7.1.3.

หน้า 1

สาเหตุของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์นั้นสัมพันธ์กับการเผาไหม้ของสารเคมีและการกักเก็บเชื้อเพลิงทางกล

สาเหตุหนึ่งที่ทำให้การเผาไหม้ไม่สมบูรณ์ในเปลวไฟแบบเปิดคือการก่อตัวของสารที่เผาไหม้ยาก เราได้ทำการศึกษาทดลองผลิตภัณฑ์ควบแน่นที่เกิดขึ้นในเปลวไฟกลางแจ้งของสารติดไฟประเภทต่างๆ

การขาดกระแสลมอาจเป็นสาเหตุของการเผาไหม้ก๊าซที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากขาดอากาศทุติยภูมิ คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์สามารถทำให้เกิดการระเบิดของก๊าซในปล่องไฟหรือปล่องไฟได้หากมีอากาศรั่วเข้าไป

แผนภาพร่างธรรมชาติ

สุญญากาศในเตาเผาที่ไม่เพียงพออาจทำให้เกิดการเผาไหม้ก๊าซที่ไม่สมบูรณ์เนื่องจากขาดอากาศทุติยภูมิเมื่อใช้หัวเผาแบบกระจายหรือหัวเผาที่มีการฉีดอากาศบางส่วน คาร์บอนมอนอกไซด์ที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ผสมกับอากาศอาจทำให้เกิดการระเบิดของก๊าซในปล่องไฟหรือสุกร

การลดลงของสุญญากาศในกล่องไฟที่ต่ำกว่าขีด จำกัด ที่อนุญาตทำให้เกิดการเผาไหม้ก๊าซที่ไม่สมบูรณ์และการก่อตัวของคาร์บอนมอนอกไซด์ซึ่งอาจระเบิดในปล่องไฟหรือหมูหากมีอากาศรั่วเข้าไป

การมีสารเรซินจำนวนมากในน้ำมันเชื้อเพลิงอาจทำให้เกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์และการก่อตัวของคราบของแข็งซึ่งส่วนใหญ่สะสมอยู่บนหัวฉีดของหัวฉีดที่ตัดเชื้อเพลิง การสะสมของวุ้นทำให้อะตอมของเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ลดลง และอาจลดหรือหยุดการไหลของเชื้อเพลิงไปยังกระบอกสูบของเครื่องยนต์ได้

การมีสารเรซินจำนวนมากในน้ำมันเชื้อเพลิงอาจทำให้เกิดการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์และการก่อตัวของคราบของแข็ง ซึ่งส่วนใหญ่สะสมอยู่บนหัวฉีดของหัวฉีดที่ตัดเชื้อเพลิงและในระบบไอเสียของเครื่องยนต์ การสะสมของคาร์บอนทำให้กระบวนการตัดเชื้อเพลิงในห้องเผาไหม้ลดลง และอาจลดหรือหยุดการจ่ายเชื้อเพลิงไปยังกระบอกสูบของเครื่องยนต์ได้

การสูญเสีย 73 เกิดขึ้นเมื่อมีผลิตภัณฑ์ของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ในก๊าซไอเสีย: คาร์บอนมอนอกไซด์ CO, ไฮโดรเจน H2, มีเทน CH4 เป็นต้น สาเหตุของการเผาไหม้เชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์อาจเกิดจากการขาดอากาศในเตาเผา อุณหภูมิต่ำในนั้น การผสมอนุภาคเชื้อเพลิงกับอากาศที่ไม่น่าพอใจ ความไม่แน่นอนของกระบวนการเผาไหม้ ปริมาตรเรือนไฟน้อย

อุปกรณ์ที่นำเสนอช่วยให้ดำเนินการส่วนหลักและยากที่สุดของการเผาไหม้ได้โดยไม่ต้องได้รับการดูแลจากผู้ทดลองและที่สำคัญที่สุดคือป้องกันความร้อนสูงเกินไปของสาร จึงช่วยลดความเป็นไปได้ของการระเหยหรือการสลายตัวเร็วเกินไปซึ่งโดยปกติจะเป็น สาเหตุของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์หรือการระเบิดในท่อเผาไหม้

Burlage และ Brese รวบรวมตารางผลิตภัณฑ์ที่เกิดจากการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ โดยจำแนกประเภทตามเหตุผลต่างๆ ของการก่อตัวของมัน คุณสมบัติของเชื้อเพลิง และสภาพของเครื่องยนต์ที่มีแนวโน้มที่จะมีส่วนทำให้เกิดการก่อตัวของมันมากที่สุด ควรจำไว้ว่าความสัมพันธ์เหล่านี้ได้รับอิทธิพลอย่างมากจากการออกแบบเครื่องยนต์ และหากเครื่องยนต์ได้รับการออกแบบไม่ดี สาเหตุของการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์หลายประการอาจเกิดขึ้นพร้อมกันได้ ตารางนี้ (ตารางที่ 31) ไม่สามารถถือเป็นแนวทางที่ผิดพลาดได้

คาร์บอนสีดำอาจเกิดจากสาเหตุที่ไม่เกี่ยวข้องกับการเลือกหัวเทียนสำหรับเครื่องยนต์อย่างถูกต้อง คราบสะสมดังกล่าวอาจเกิดขึ้นจากการทำงานของเครื่องยนต์เป็นเวลานานในโหมดเดินเบาหรือที่ความเร็วเพลาข้อเหวี่ยงต่ำ การก่อตัวของคราบคาร์บอนดำอาจเกิดจากส่วนผสมของเชื้อเพลิงที่มีปริมาณมากเกินไป บางครั้งสาเหตุของการเผาไหม้ส่วนผสมเชื้อเพลิงที่ไม่สมบูรณ์และผลที่ตามมาของเขม่าดำนี้คือความผิดปกติของระบบจุดระเบิดของแบตเตอรี่

ความเร็วที่เขตการเผาไหม้เคลื่อนที่ไปในทิศทางที่ตั้งฉากกับโซนนั้นเรียกว่าความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟ ความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟบ่งบอกถึงความเร็วของการให้ความร้อนของส่วนผสมของก๊าซและอากาศจนถึงอุณหภูมิจุดติดไฟ ความเร็วการแพร่กระจายสูงสุดคือเปลวไฟของไฮโดรเจนและก๊าซน้ำ (3 ม./วินาที) ความเร็วต่ำสุดคือเปลวไฟของก๊าซธรรมชาติและส่วนผสมโพรเพน H2O-บิวเทน ความเร็วการแพร่กระจายของเปลวไฟสูงมีผลดีต่อความสมบูรณ์ของการเผาไหม้ของก๊าซ ในขณะที่ความเร็วต่ำในทางกลับกันเป็นสาเหตุหนึ่งของการเผาไหม้ก๊าซที่ไม่สมบูรณ์ ความเร็วของการแพร่กระจายของเปลวไฟจะเพิ่มขึ้นเมื่อใช้ส่วนผสมของก๊าซออกซิเจนแทนส่วนผสมของอากาศและก๊าซ

เมื่อพิจารณาถึงปริมาตรรวมของคาร์บอนไดออกไซด์ บิวเรตสำหรับการวัดจะต้องทำหน้าที่เป็นตัวกักเก็บในเวลาเดียวกัน และปริมาตรจะต้องเพียงพอที่จะรองรับก๊าซทั้งหมดที่เกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ เพื่อกำจัดการไหลของออกซิเจนส่วนเกิน พื้นที่ที่เกิดการเผาไหม้ควรมีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นเกลียวตาข่ายทองแดงที่เสนอโดย Kinder oM 2 ซึ่งถูกแทรกเข้าไปในท่อเผาไหม้เพื่อดูดซับซัลเฟอร์ออกไซด์และดังนั้นจึงควรเลือกใช้การล้างขวดที่มีส่วนผสมของกรดโครมิกและกรดซัลฟูริกเพื่อลดพื้นที่ที่ตายแล้ว นอกจากนี้ยังจำเป็นเมื่อดำเนินการกระบวนการเผาไหม้ การฉีดแก๊สสามารถเริ่มได้ก็ต่อเมื่อตัวอย่างที่ให้ความร้อนอุ่นขึ้นมากจนการเผาไหม้ของเหล็กเริ่มขึ้นทันที ในขณะที่การเผาไหม้กำลังดำเนินอยู่ ก็ไม่จำเป็นต้องจัดหาออกซิเจนมากเกินกว่าที่ใช้ไป ต้องพิจารณามาตรการวัดที่ถูกต้องเมื่อระดับของเหลวในการขยายตัวของบิวเรตวัดลดลงเพียงเล็กน้อยในระหว่างการเผาไหม้ การเผาไหม้ทันทีนั้นเกิดจากการมีอุณหภูมิความร้อนสูง มั่นใจในการเผาไหม้ที่รวดเร็วและสมบูรณ์โดยการใช้สารเติมแต่งที่ปล่อยออกซิเจน หากตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ เวลาการเผาไหม้จะลดลงอย่างมาก แม้ว่าจะเป็นวัสดุโลหะผสมที่เผาไหม้ยากก็ตาม สำหรับหลอดพอร์ซเลนที่ใช้ หลอดที่มีปริมาณอลูมินาสูงจะเปราะน้อยกว่า ตรวจสอบให้แน่ใจเสมอว่าการระบายความร้อนเกิดขึ้นอย่างค่อยเป็นค่อยไป ท่อที่มีอายุการใช้งานยาวนานที่สุดคือท่อที่ให้ความร้อนตลอดเวลา ดังเช่นกรณี ในการผลิตต่อเนื่อง การลดตะกรันในกระแสไฮโดรเจนจะช่วยป้องกันไม่ให้ท่อเกิดตะกรันมากเกินไป โลหะที่ถูกคืนสภาพในกรณีนี้จะอ่อนตัวเมื่อถูกความร้อนและถอดออกจากท่อได้ง่าย การคลุมเรือบางส่วนจะป้องกันการเข้าถึงออกซิเจน และอาจทำให้เกิดการเผาไหม้ที่ไม่สมบูรณ์ แม้ว่าสารเติมแต่งเองก็รบกวนการเกิดตะกรัน แต่ก็มีฤทธิ์กัดกร่อนสูงต่อพอร์ซเลน ไม่สามารถสังเกตการซึมผ่านของก๊าซที่อุณหภูมิสูงได้แม้ในท่อที่ไม่เคลือบทั้งสองด้าน ดังนั้นจึงสามารถใช้ทั้งหลอดเคลือบและไม่เคลือบในการเผาได้