Posted on 30.10.2019 at 14:24 опубликовал admin-drom / Статьи /

Дымовые газы – это продукты сгорания топлива, возникающие в результате сжигания газов любого типа в камере горения. Дымовые газы применяются на предприятиях с целью утилизации тепла, а также экономии энергии и финансовых затрат. Чаще всего раскаленные летучие продукты сгорания применяются в теплообменниках для подогрева воды и образования пара.

При использовании дымовых газов в промышленных топливосжигающих установках происходят выбросы, загрязняющие атмосферу. Поэтому должен осуществляться постоянный мониторинг выбросов дымовых газов при помощи газоанализаторов.

Состав дымовых газов

Дымовые газы представляют собой устойчивую дисперсную систему, в состав которой входит множество мелких твердых частиц, образующихся при сгорании чего-либо. В частности, они образуются при сгорании горючих веществ. Такое можно увидеть в топках теплоэлектростанций, различных промышленных установках и во время пожара. Дым уносит с собой большое количество несгоревшего топлива и кислорода и может содержать крупные частицы золы, сажи, смолы и оксидов металла.

В зависимости от применяемого вида топлива и условий сгорания дымовые газы могут иметь различный состав. Чаще всего он состоит из следующих компонентов:

  • Азот. Главный элемент окружающего воздуха, который не участвует в сгорании и не измеряется газоанализаторами.
  • Углекислый газ. Образуется при сгорании топлива, в большом количестве вызывает головокружение и потерю сознания. Измерение концентрации CO2 определяется не при помощи газоанализаторов, а расчетным путем по остатку кислорода.
  • Кислород. Неиспользованный в процессе сгорания O2 выделяется одновременно с отходящими газами. По количеству остаточного кислорода можно судить об эффективности сгорания топлива. Может измеряться как переносными, так и стационарными сигнализаторами.
  • Оксид углерода. Это отравляющий газ, который является продуктом неполного сгорания и в больших количествах приводит к летальному исходу.

Также в составе дымовых газов могут присутствовать такие элементы, как оксиды азота, диоксид серы и несгораемые углеводороды.

Дымовые газы и их вредное воздействие

Дымовые газы используются во многих современных производствах, сельском хозяйстве, военном деле и аэрозольном пожаротушении. При плохой очистке газы оказывают негативное воздействие на экологию, которое выражается в следующих моментах:

  • загрязнение окружающей среды;
  • образование тумана;
  • ухудшение микроклимата;
  • снижение естественного освещения;
  • образование смога;
  • выпадение кислотных дождей.

Помимо такого воздействия на экологическую обстановку, дымовые газы также разрушают здоровье человека, провоцируя развитие различных заболеваний. Во избежание всего этого важно сократить выбросы загрязняющих веществ, увеличив экономичность эксплуатации существующих установок.

Методы сжигания газа

При диффузионном методе сжигания к фронту горения газ поступает под давлением, а необходимый для горения воздух — из окружающего пространства за счет молекулярной или турбулентной диффузии. Смесеобразование здесь протекает одновременно с процессом горения, поэтому скорость процесса горения в основном определяется скоростью смесеобразования.

Процесс горения начинается после контакта между газом и воздухом и образования газовоздушной смеси необходимого состава. К струе газа диффундирует воздух, а из струи газа в воздух — газ. Таким образом, вблизи струи газа создается газовоздушная смесь, в результате горения которой образуется зона первичного горения газа 2. Горение основной части газа происходит в зоне 3, а в зоне 4 движутся продукты сгорания.

Выделяемые продукты сгорания осложняют взаимную диффузию газа и воздуха, в результате чего горение протекает медленно, с образованием частиц сажи. Этим и объясняется, что диффузионное горение характеризуется значительной длиной и светимостью пламени.

Достоинством диффузионного метода сжигания газа является возможность регулирования процесса горения в широком диапазоне. Процесс смесеобразования легко управляем при применении различных регулировочных элементов. Площадь и длину факела можно регулировать дроблением струи газа на отдельные факелы, изменением диаметра сопла горелки, регулированием давления газа и т. д.

К преимуществам диффузионного метода сжигания относятся: высокая устойчивость пламени при изменении тепловых нагрузок, отсутствие проскока пламени, равномерность температуры по длине пламени.

Недостатками этого метода являются: вероятность термического распада углеводородов, низкая интенсивность горения, вероятность неполного сгорания газа.

При смешанном методе сжигания горелка обеспечивает предварительное смешение газа только с частью воздуха, необходимого для полного сгорания газа, остальной воздух поступает из окружающей среды непосредственно к факелу. В этом случае сначала выгорает лишь часть газа, смешанная с первичным воздухом, а оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами сгорания, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха. В результате факел получается более коротким и менее светящимся, чем при диффузионном горении.

При кинетическом методе сжигания к месту горения подается газовоздушная смесь, полностью подготовленная внутри горелки. Газовоздушная смесь сгорает в коротком факеле. Достоинство этого метода сжигания — малая вероятность химического недожога, небольшая длина пламени, высокая теплопроизводительность горелок. Недостаток — необходимость стабилизации газового пламени.

Формулы и примеры выполнения расчета

Необходимое значение в каждом конкретном случае можно получить, воспользовавшись специальной формулой или усредненными показателями. Об этих способах поговорим детальнее.

Способ #1 — вычисление с использованием формулы

Которая гласит, что часовой объем воздуха (Vч ), необходимый для сгорания, будет равен:

Vч = 1,1 х Кизб.в х Vт х Vг/ч х (273 + t)/273,

Где:

  • Кизб.в — коэффициент избытка воздуха;
  • Vт — теоретически необходимое количество воздуха;
  • Vг/ч — часовой расход газа оборудованием;
  • t — значения температуры в помещении, где размещено газовое оборудование.

Необходимый для вычислений часовой расход газа указан в паспорте любого газового прибора.

То есть, если такое значение равняется 10, а:

  • температура в помещении, к примеру, 18 °С;
  • коэффициент избытка воздуха — 1,1.

Тогда выполняем, указанные выше математические действия, а именно:

1,1 х 1,1 х 9,52 х 10 х (273 + 18) / 273 = 122,1

В результате выясняется, что в этом конкретном случае для сжигания газа, каждый час нужно будет 122,1 м³ воздуха.

Расчет количества воздуха необходим для обеспечения эффективной и безопасной работы любого газового оборудования, включая плиты, колонки и котлы отопления, которые используются в быту

Способ #2 — расчет с помощью усредненных данных

Если нет желания выполнять подобный расчет воздуха на горение нужного количества газа, тогда можно прислушаться к рекомендациям многих производителей, специалистов.

Которые гласят, что процесс будет эффективным, если на каждый киловатт мощности ежечасно подводить не меньше 1,6 м³ воздуха.

Если способ расчета с использованием формулы покажется сложным, то можно воспользоваться менее точным и просто усредненным, но зато очень простым, а поэтому доступным. Так как все, что нужно сделать это умножить мощность нужного газового прибора на 1,6, что позволит получить приблизительный объем воздуха, который каждый час придется подводить для полного сгорания газа

То есть выполнить вычисление получится всего за одно действие. Для чего взятое из паспорта значение мощности газового прибора следует умножить на указанные 1,6. В качестве результата получится нужное для эффективного горения количество воздуха.

К примеру, если мощность газового котла составляет 40 кВт, тогда это значение следует умножить на 1,6:

40 х 1,6 = 64

Получится 64 м³ воздуха, которые ежечасно необходимо будет подводить к газовому прибору.

Рубрики: Статьи

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *