אָנָלִיזָה גזי פליטהדוודים מאפשרים לך לזהות ולבטל סטיות מתנאי ההפעלה הרגילים, ובכך להגביר את היעילות של שריפת הדלק ולהפחית פליטות של גזים רעילים לאטמוספירה. על מנת להבין באיזו יעילות פועל מפעל בעירת דלק וכיצד לזהות סטיות בהפעלתו באמצעות מנתח גזי פליטה, יש צורך לדעת אילו גזים ובאילו ריכוזים קיימים בגזי הפליטה.

להלן מרכיבי גזי הפליטה לפי סדר ירידה בריכוז בגזי הפליטה.

חנקן N2.

חנקן - מרכיב עיקריאוויר הסביבה (79%). חנקן אינו משתתף בתהליך הבעירה והוא נטל. כאשר הוא נשאב לדוד, הוא מתחמם ולוקח איתו לארובה את האנרגיה המושקעת בחימום שלו, ומפחית את יעילות הדוד. מנתחי גזי פליטה אינם מודדים את ריכוז החנקן.

פחמן דו חמצני CO2.

נוצר במהלך שריפת הדלק. גז חונק, בריכוזים מעל 15% בנפח, גורם לאובדן הכרה מהיר. מנתחי גזי פליטה בדרך כלל אינם מודדים את ריכוז הפחמן הדו חמצני, אלא קובעים אותו על ידי חישוב על סמך ריכוז החמצן שיורי. דגמים מסוימים של מנתחי גז, למשל, MRU Vario Plus, עשויים להיות בעלי חיישני אינפרא אדום אופטיים מובנים למדידת ריכוזי פחמן דו חמצני.

חמצן O2.

שאריות חמצן, שאינן בשימוש בתהליך הבעירה עקב עודף אוויר, משתחרר יחד עם גזי הפליטה. ריכוז החמצן שיורי משמש כדי לשפוט את השלמות (היעילות) של שריפת הדלק. בנוסף, ריכוז החמצן משמש לקביעת אובדן חום עם גזי פליטה וריכוז הפחמן הדו חמצני.

ריכוז החמצן במנתחי גזי פליטה ניידים נמדד באמצעות חיישני חמצן אלקטרוכימיים, ב מנתחי גז נייחיםבנוסף, חיישני זירקוניום משמשים לעתים קרובות.

  • מבערי דיזל - 2…5%
  • מבערי גז - 2…6%

פחמן חד חמצני CO.

פחמן חד חמצני או חד תחמוצת הפחמן- גז רעיל, שהוא תוצר של בעירה לא מלאה. הגז כבד יותר מאוויר ואם יש דליפות או שריפות בארובות הדוד, הוא יכול להשתחרר לתוך סביבת עבודה, חושפים את הצוות לסכנת הרעלה. בריכוזי CO של עד 10,000 ppm, בדרך כלל משתמשים בתאים אלקטרוכימיים לזיהויו. למדידת ריכוזים מעל 10,000 ppm, משתמשים בעיקר בתאים אופטיים, כולל מנתחי גז ניידים.

  • מבערי דיזל - 80…150 עמודים לדקה
  • מבערי גז - 80…100 עמודים לדקה

תחמוצות חנקן (NOx).

בְּ טמפרטורות גבוהותבכבשן של דוודים, חנקן יוצר תחמוצת חנקן NO עם חמצן באוויר. לאחר מכן, NO מתחמצן ל-NO2 בהשפעת חמצן. הרכיבים NO ו-NO2 נקראים תחמוצות חנקן NOx.

ריכוז NO נמדד על ידי חיישנים אלקטרוכימיים. NO2 in דגמים פשוטיםמנתחי גז נקבעים על ידי חישוב ונלקחים בשווה ל-5...10% אחוז מריכוז ה-NO הנמדד. במקרים מסוימים, ריכוז NO2 נמדד על ידי חיישן דו תחמוצת חנקן אלקטרוכימי נפרד. בכל מקרה, הריכוז שנוצר של תחמוצות חנקן NOx שווה לסכום הריכוזים של NO ו-NO2.

  • מבערי דיזל - 50…120 עמודים לדקה
  • מבערי גז - 50…100 עמודים לדקה

דו תחמוצת הגופרית (SO2).

גז רעיל המופק משריפת דלקים המכילים גופרית. כאשר SO2 יוצר אינטראקציה עם מים (עיבוי) או אדי מים, הוא נוצר חומצה גופרתית H2SO3. תאים אלקטרוכימיים משמשים בדרך כלל למדידת ריכוזי SO2.

פחמימנים בלתי דליקים (CH).

פחמימנים CH בלתי דליקים נוצרים כתוצאה מבעירה לא מלאה של דלק. קבוצה זו כוללת מתאן CH4, בוטאן C4H10 ובנזן C6H6. תאים תרמוקטליטיים או אינפרא אדום אופטיים משמשים למדידת ריכוזי הפחמימנים הבלתי דליקים.

מנתחי גז Cascade-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT וכו' משמשים למדידת ריכוזי גזים בפליטות תעשייתיות וגזי פליטה. ייצור מקומי, או מכשירים מתוצרת חוץ מיצרנים כמו Testo, MSI Drager, MRU, Kane וכו'.

עמוד 1


הרכב גזי הפליטה מחושב על סמך תגובות בעירה רכיביםדֶלֶק.  

הרכב גזי הפליטה נקבע באמצעות מכשירים מיוחדיםשנקרא מנתחי גז. אלו הם המכשירים העיקריים הקובעים את מידת השלמות והיעילות של תהליך הבעירה בהתאם לתכולת הפחמן הדו חמצני בגזי הפליטה, ערך אופטימליאשר תלוי בסוג הדלק, סוג ואיכות התקן הבעירה.  

הרכב גזי הפליטה בתנאים קבועים משתנה באופן הבא: תכולת H2S ו-S02 יורדת בהתמדה, 32, CO2 ו-CO - משתנה באופן לא משמעותי / עם בעירה שכבה אחר שכבה של אוקסה, השכבות העליונות של הזרז מתחדשות לפני התחתונים. נצפית ירידה הדרגתית בטמפרטורה בתא התגובה, וחמצן מופיע בגזי הפליטה במוצא הכור.  


הרכב גזי הפליטה נשלט על ידי דגימות.  

הרכב גז הפליטה נקבע לא רק על ידי התוכן של אדי מים, אלא גם על ידי התוכן של רכיבים אחרים.  

הרכב גזי הפליטה משתנה לאורך הלפיד. לא ניתן לקחת את השינוי הזה בחשבון בעת ​​חישוב העברת החום הקרינה. לכן, חישובים מעשיים של העברת חום קרינה מבוססים על הרכב גזי הפליטה בקצה החדר. פישוט זה מוצדק במידה מסוימת מהשיקול שתהליך הבעירה מתנהל בדרך כלל בצורה אינטנסיבית בחלק הראשוני, הלא מאוד גדול של החדר, ולכן רוֹבהחדרים תפוסים לפעמים בגזים שהרכבם קרוב לזה שבקצה החדר. בסופו של דבר הוא מכיל כמעט תמיד מעט מאוד מוצרים של בעירה לא מלאה.  

הרכב גזי הפליטה מחושב על סמך תגובות הבעירה של מרכיבי הדלק.  

הרכב גזי הפליטה ב בעירה מלאהגז משדות שונים שונה מעט.  

הרכב גזי הפליטה כולל: 2 61 ק"ג CO2; 0 45 ק"ג H2O; 7 34 ק"ג N2 ו-3 81 ק"ג אוויר לק"ג פחם. ב-870 C, נפח גזי הפליטה לכל ק"ג פחם הוא 45 מ"ק, וב-16 C הוא שווה ל-11 3 מ"ק; הצפיפות של תערובת גזי הפליטה היא 0.318 ק"ג/ליטר, שהם פי 1.03 מצפיפות האוויר באותה טמפרטורה.  

גז טבעי הוא הדלק הנפוץ ביותר כיום. גז טבעי נקרא גז טבעי מכיוון שהוא מופק ממעמקי כדור הארץ.

תהליך שריפת הגז הוא תגובה כימית, שבו מתרחשת אינטראקציה גז טבעיעם חמצן כלול באוויר.

בדלק גזי יש חלק דליק וחלק לא דליק.

המרכיב הדליק העיקרי של הגז הטבעי הוא מתאן - CH4. תכולתו בגז טבעי מגיעה ל-98%. מתאן הוא חסר ריח, חסר טעם ואינו רעיל. גבול הדליקה שלו הוא בין 5 ל-15%. תכונות אלו הן שאפשרו להשתמש בגז טבעי כאחד מסוגי הדלק העיקריים. ריכוז מתאן של יותר מ-10% מהווה סכנת חיים עלולה להתרחש מחנק עקב מחסור בחמצן.

כדי לזהות דליפות גז, הגז עובר ריח, במילים אחרות, מוסיפים חומר בעל ריח חזק (אתיל מרקפטן). במקרה זה, ניתן לזהות את הגז כבר בריכוז של 1%.

בנוסף למתאן, גז טבעי עלול להכיל גזים דליקים - פרופאן, בוטאן ואתאן.

כדי להבטיח בעירה איכותית של גז, יש צורך לספק מספיק אוויר לאזור הבעירה ולהבטיח ערבוב טוב של גז עם אוויר. היחס האופטימלי הוא 1: 10. כלומר, עבור חלק אחד של גז יש עשרה חלקי אוויר. בנוסף, יש צורך ליצור את הדרוש משטר טמפרטורה. על מנת שגז יתלקח, יש לחמם אותו לטמפרטורת ההצתה שלו ובעתיד הטמפרטורה לא אמורה לרדת מתחת לטמפרטורת ההצתה.

יש צורך לארגן את הסרת מוצרי הבעירה לאטמוספירה.

בעירה מלאה מושגת אם אין חומרים דליקים בתוצרי הבעירה המשתחררים לאטמוספירה. במקרה זה, פחמן ומימן מתחברים יחד ויוצרים פחמן דו חמצניואדי מים.

מבחינה ויזואלית, עם בעירה מלאה, הלהבה היא תכלת או סגולה כחלחלה.

בעירה מלאה של גז.

מתאן + חמצן = פחמן דו חמצני + מים

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

בנוסף לגזים אלו משתחררים לאטמוספירה חנקן וחמצן שנותר באמצעות גזים דליקים. N2+O2

אם שריפת גז אינה מתרחשת לחלוטין, אז חומרים דליקים משתחררים לאטמוספירה - פחמן חד חמצני, מימן, פיח.

בעירה לא מלאה של גז מתרחשת עקב כמות לא מספקתאֲוִיר. במקביל, לשונות של פיח מופיעות חזותית בלהבה.

הסכנה של בעירה לא מלאה של גז היא שפחמן חד חמצני עלול לגרום להרעלה של אנשי חדר הדוודים. תכולת CO באוויר של 0.01-0.02% יכולה לגרום הרעלה קלה. ריכוזים גבוהים יותר עלולים לגרום להרעלה חמורה ומוות.

הפיח שנוצר שוקע על דפנות הדוד ובכך פוגע בהעברת החום לנוזל הקירור ומפחית את יעילות חדר הדוודים. פיח מוליך חום גרוע פי 200 מהמתאן.

תיאורטית, יש צורך ב-9 מ"ר של אוויר כדי לשרוף 1 מ"ק של גז. בתנאים אמיתיים, נדרש יותר אוויר.

כלומר, יש צורך בכמות עודפת של אוויר. ערך זה, המכונה אלפא, מראה כמה פעמים יותר אוויר נצרך ממה שדרוש תיאורטית.

מקדם אלפא תלוי בסוג המבער הספציפי והוא מצויין בדרך כלל בדרכון המבער או בהתאם להמלצות לארגון עבודת ההזמנה שבוצעה.

ככל שכמות האוויר העודפת עולה מעל הרמה המומלצת, איבוד החום גדל. עם עלייה משמעותית בכמות האוויר, להבה עלולה להישבר וליצור מצב חירום. אם כמות האוויר קטנה מהמומלץ, הבעירה לא תהיה שלמה, ובכך תיווצר סיכון להרעלה לאנשי חדר הדוודים.

לעוד שליטה מדויקתכדי לקבוע את איכות שריפת הדלק, ישנם מכשירים - מנתחי גז, המודדים את התוכן של חומרים מסוימים בהרכב גזי הפליטה.

מנתחי גז יכולים להיות מסופקים עם דוודים. אם הם אינם זמינים, המדידות המתאימות מבוצעות על ידי הארגון המזמין באמצעות מנתחי גז ניידים. מְלוּקָט כרטיס משטראשר מפרט את פרמטרי הבקרה הדרושים. על ידי הקפדה עליהם, אתה יכול להבטיח בעירה מלאה רגילה של הדלק.

הפרמטרים העיקריים לוויסות שריפת הדלק הם:

  • היחס בין הגז והאוויר המסופקים למבערים.
  • מקדם אוויר עודף.
  • ואקום בתנור.

במקרה זה, יעילות הדוד פירושה היחס בין החום השימושי לכמות החום הכולל שהוצא.

הרכב האוויר

שם גז יסוד כימי תוכן באוויר
חַנקָן N2 78 %
חַמצָן O2 21 %
אַרגוֹן Ar 1 %
פחמן דו חמצני CO2 0.03 %
הֶלִיוּם הוּא פחות מ-0.001%
מֵימָן H2 פחות מ-0.001%
נֵאוֹן לא פחות מ-0.001%
מתאן CH4 פחות מ-0.001%
קריפטון Kr פחות מ-0.001%
קסנון Xe פחות מ-0.001%

הרכב של מוצרי בעירה מלאים

תוצרי בעירה מלאה כוללים גם רכיבי נטל - חנקן (N2) וחמצן (O2).

חנקן תמיד נכנס לכבשן עם אוויר, וחמצן נשאר ללא שימוש במהלך תהליך הבעירה זרימת אוויר. כָּך, גזי פליטה, שנוצר במהלך בעירה מלאה של דלק גזי, מורכב מארבעה מרכיבים: CO2, H2O, O2 ו-N2

במקרה של בעירה לא מלאה דלק גזירכיבים דליקים, פחמן חד חמצני, מימן ולפעמים מתאן מופיעים בגזי הפליטה. עם תת-שריפה כימית גדולה מופיעים בתוצרי הבעירה חלקיקי פחמן, שמהם נוצר פיח. בעירה לא מלאה של גז יכולה להתרחש כאשר יש חוסר אוויר באזור הבעירה (cst>1), ערבוב לא מספק של אוויר עם גז, או מגע של הלפיד עם קירות קרים, מה שמוביל להפסקת תגובת הבעירה.

דוּגמָה. נניח שבעירה של 1 מ"ק גז דשבסקי מייצרת תוצרי בעירה יבשה Kci-35 m3/m3, בעוד שתוצרי הבעירה מכילים רכיבים דליקים בכמות: CO = 0.2%; H2=0.10/o; CH4= = 0.05%.

קבע אובדן חום כתוצאה מבעירה כימית לא מלאה. הפסד זה שווה ל-Q3 = VC, g ("26, 3SO + Yu8N3 + 358CH4) = 35 (126.3-0.2 + 108-0.1 + 358-0.05) =

1890 קילו-ג'יי/מ"ק.

נקודת הטל של מוצרי בעירה נקבעת כדלקמן. ראשית, מצא את הנפח הכולל של מוצרי בעירה

ולדעת את כמות אדי המים Vhn שהם מכילים, קבע את הלחץ החלקי של אדי המים Pngo (הלחץ של אדי מים רוויים בטמפרטורה מסוימת) באמצעות הנוסחה

P»to=vmlVr, bar.

כל ערך של הלחץ החלקי של אדי מים מתאים לנקודת טל מסוימת.

דוּגמָה. שריפה של 1 מ"ק של גז טבעי Dashavi בשעה = 2.5 מייצרת תוצרי בעירה Vr = 25 m3/m3, כולל אדי מים Vsn = 2.4 m3/m3. זה נדרש כדי לקבוע את טמפרטורת נקודת הטל.

הלחץ החלקי של אדי מים במוצרי בעירה שווה ל

^0=^/^ = 2.4/25 = 0.096 בר.

נמצא לחץ חלקימתאים לטמפרטורה של 46 מעלות צלזיוס. זו נקודת הטל. אם גזי פליטה של הרכב זהתהיה טמפרטורה מתחת ל-46 אינץ', ואז יתחיל תהליך העיבוי של אדי מים.

יעילות הפעולה של תנורים ביתיים המרה ל דלק גז, מאופיין במקדם הביצועים (יעילות), היעילות של כל מכשיר תרמי נקבעת מתוך איזון חום, כלומר, השוויון בין החום שנוצר במהלך שריפת הדלק לבין צריכת החום הזה לחימום שימושי.

בעת הפעלת תנורי גז ביתיים, ישנם מקרים כאשר ארובותגזי הפליטה מקוררים עד לנקודת הטל. נקודת הטל היא הטמפרטורה שאליה יש לקרר אוויר או גז אחר לפני שאדי המים שהוא מכיל מגיעים לרוויה.