- Изменение суммарной тепловой мощности
- Метод № 1 – устранение химического недожога
- Метод № 2 – устранение механического недожога
- Метод № 4 – обслуживание и промывка теплообменника
- Полное и неполное сгорание газа
- Причины и последствия неполного сгорания газа. горение газов. горение природного газа
- Процессы распространения пламени, неполное горение
Изменение суммарной тепловой мощности
При этом манипуляции с этими элементами отопительных систем обходятся дорого. Но следует помнить, что без них котел не выйдет на максимальные значения КПД.
То есть, если с помощью описанных в предыдущих разделах статьи методов не удалось вывести КПД отопительного прибора на оптимальные значения, то выходить из ситуации придется, проведя серию процедуры с радиаторами.
Газовый котел станет на несколько процентов эффективнее после очистки внешних поверхностей газовой горелки, теплообменника от продуктов сгорания, корки пыли и других видов загрязнений
Который включает в себя:
- изменение общей теплоемкости;
- правильная установка.
Такой способ повышения эффективности газового котла, например изменение общей тепловой мощности имеющихся радиаторов, довольно сложен. Но его придется использовать, если не удалось добиться желаемого результата с помощью регулировок нагревателя, побежденных часами.
Метод заключается в добавлении в систему отопления одного или нескольких радиаторов. Или замените существующие батареи на более мощные.
Это сделано для выравнивания мощности котла с аналогичным суммарным показателем радиаторов. Во избежание частых запусков / остановок котла. Это приводит к повышению эффективности, снижению износа оборудования и дорогостоящему расходу газа.
Описанный способ применяется в тех случаях, когда низкая суммарная мощность не позволяет увеличить производительность котла с целью увеличения его КПД. Такая необходимость возникает, когда температура теплоносителя достигает 70-75 ° С. Дело в том, что при таком нагреве воды частицы пыли начинают гореть на поверхности радиаторов, что не создает комфортных условий для проживания.
И самое страшное, что при этой температуре начинается высокий износ конструктивных элементов системы отопления из полимерного пластика, который активно применяется в последние годы. В результате вместо ожидаемого повышения эффективности можно получить утечку хладагента, причем даже не в одной точке.
На фото – дымоход, забитый сажей и другими продуктами горения. И даже с первого взгляда ясно, что в таком виде это оборудование не сможет обеспечить ожидаемую эффективность. Поэтому за состоянием вентиляционной системы и дымохода необходимо регулярно следить. И подход к процедуре не формальный, но достаточно ответственный. Поскольку от этого зависит эффективность всей системы отопления
Метод № 1 – устранение химического недожога
Поскольку неполное сгорание топлива является признаком химического недожога, несложно определить, как повысить КПД в этом случае. Для этого достаточно провести визуальный осмотр элементов конструкции котла. В результате на поверхностях теплообменника, газовой горелки и кожуха теплозащиты будут обнаружены значительные отложения продуктов сгорания.
Любой газовый котел является частью системы отопления. Поэтому во многом его эффективность зависит не от собственных настроек, технических условий, производительности, а от мощности, условий, правильного выбора и монтажа других элементов конструкции. Например, от радиаторов отопления
Существует несколько причин недостатка кислорода, из-за которых происходит химическое недожогание.
Основные из них:
- засорение дымохода и / или вентиляционных каналов;
- некачественные пусконаладочные работы при подключении котла.
Значительное количество сажи и других продуктов сгорания откладывается на поверхностях каналов дымовой системы. Со временем это приводит к тому, что процесс вывода дымовых газов из камеры сгорания котла замедляется. В результате туда поступает меньше чистого воздуха, что приводит к недожогу.
В этом случае можно будет повысить эффективность за счет очистки каналов дымохода, системы вентиляции, поверхностей горелок и других загрязненных элементов конструкции. Чтобы избежать подобных проблем в будущем, необходимо регулярно проводить тщательный осмотр состояния труб и котла.
Некачественные пусконаладочные работы, их невыполнение могут привести к тому, что электроника не сможет выбрать оптимальные режимы работы, например, контролировать размер пламени. В результате газ не закончится полностью, особенно в фазе зажигания.
устранить указанную причину и, как следствие, повысить эффективность, можно, если провести необходимые пусконаладочные работы.
Метод № 2 – устранение механического недожога
Чаще всего несколько причин могут привести к неполному сгоранию газа из-за механического сгорания и последующей потере эффективности.
Хотя процессы сгорания в газовых котлах более эффективны, чем в их аналогах на твердом топливе, часть топлива все же не горит. Это явление называется «недожог» и является одной из основных причин снижения КПД газового котла
Основные из них:
- высокая тяга;
- неверная установка мощности котла.
Когда выхлопная система слишком эффективна, создается большая тяга. В результате продукты сгорания удаляются с такой скоростью, что газ просто не успевает сгореть.
В этом случае устранить причину недожога довольно просто. Для этого достаточно перекрыть часть дымохода ограничителем тяги. Если такое устройство не поставляется, оно утратило свою функциональность, то для повышения эффективности его следует установить или заменить.
Неправильная настройка мощности котла очень часто проявляется в виде явления, называемого цикличностью. Это режим работы, при котором циклы пуска / останова происходят слишком часто. А так как при включенном котле подача газа больше, значительная его часть не успевает закончиться.
Ситуация усугубляется тем, что электроника всегда запрограммирована так, что команда на начало генерации искры пьезоэлементам подается с определенной задержкой. Это сделано для обеспечения качественного розжига.
В последнем случае можно будет быстро и бесплатно повысить эффективность. Просто войдите в сервисное меню вашего газового котла. Затем с помощью кнопки «-» установите более низкое значение мощности.
В некоторых случаях можно будет повысить КПД вашего газового котла с помощью настроек в сервисном меню. Но следует помнить, что по большей части они относятся к разряду тонких и поэтому повысят эффективность нагревателя всего на 3-8%. Для доступа к сервисному меню необходимо ввести специальный код, установленный производителем
КПД достигнет оптимальных значений, если мощность котла и общая тепловая мощность радиаторов примерно равны. Необходимые данные о производительности оборудования можно получить из их паспортов или у производителя, продавца.
Иногда бывает, что мощность котла существенно меньше аналогичного суммарного параметра радиаторов. В этом случае КПД можно повысить за счет увеличения мощности нагревательного агрегата. Вы также можете сделать это самостоятельно, зайдя в сервисное меню.
есть возможность изменять рабочие характеристики котлов, так как они имеют максимальное и минимальное значение мощности. И они настроены на среднюю производительность.
Метод № 4 – обслуживание и промывка теплообменника
добиться и поддерживать высокий КПД любого газового котла можно не самопроизвольными действиями (выявив его низкий КПД), а систематическим выполнением определенных процедур – обслуживанием отопительного агрегата. Рекомендуем ознакомиться с особенностями выбора газовой компании и заключить договор на обслуживание газового котла.
Этот комплекс операций состоит из инспекционных и поверочных работ. Они позволят выявить и устранить всевозможные недостатки, снижающие эффективность, даже на начальных этапах. Это исключит не только снижение КПД, но и износ котла и других элементов системы отопления.
Особое внимание следует уделить промывке теплообменника. Причина в том, что на его внутренних поверхностях начинает довольно быстро образовываться налет. Он напоминает известь, отложившуюся на поверхности обычного чайника. В результате через какое-то время газовому котлу требуется больше времени, чтобы нагреть теплоноситель до нужной температуры.
На фото видно, что каналы теплообменника забиты карбонатами (солевыми отложениями). Что приводит к значительному снижению КПД и преждевременному выходу котла из строя. Избежать этих негативных последствий можно, если регулярно чистить каналы
Промыть газовый котел можно тремя способами.
Это означает:
- ручная очистка (механический метод);
- использование специального раствора для промывки теплообменника котла (химический метод);
- гидродинамический метод.
Для механической очистки после отключения подачи газа и слива теплоносителя котел разбирают. Что заканчивается разборкой теплообменника.
Также при помощи скребка, щеток, обычного пылесоса удаляются отложения из его внутренних каналов. При этом следует соблюдать осторожность, так как теплообменник можно легко повредить.
По окончании очистки котел собирается и проверяется герметичность теплообменника и его соединений.
Химическая чистка (с использованием моющего раствора) – более простая и эффективная процедура. Но теплообменник все же придется разобрать. А потом заливается специальное средство, которое справляется даже с самыми стойкими отложениями (трехвалентное железо, карбонат соли). После слива кислоты ее остатки из теплообменника необходимо удалить водой, пропустив ее через теплообменник с бустером.
Единственный существенный недостаток химического метода очистки теплообменника – необходимость использования специального оборудования (бустеров)
Гидродинамическая очистка – самый простой способ очистить газовый котел для повышения его эффективности. Так как в демонтаже оборудования нет необходимости и все, что нужно, это закачать обычную воду (с абразивной заливкой) в систему отопления и перекачать ее. Также при постепенном повышении давления. Для завершения процедуры понадобится специальная помпа и насадки.
чистить теплообменник необходимо не реже одного раза в 2 года, что поможет сохранить КПД газового котла на стабильно высоком уровне.
Самый дешевый способ очистки охлаждающей жидкости – механический – чистка щеток вручную
Самый дешевый способ удалить налет с теплообменника – очистить его щетками и другими имеющимися под рукой материалами. Но самый эффективный и не трудоемкий метод – это использование специальных растворов
Полное и неполное сгорание газа
Природный газ, добываемый из западносибирских месторождений, практически полностью (до 99 %) состоит из метана СН4. Воздух состоит из кислорода (21%) и азота и незначительного количества других негорючих газов (79%). Упрощенно реакция полного сгорания метана выглядит следующим образом:
СН4 2О2 7,52 N2 = СО2 2Н20 7,52 N2
В результате реакции горения при полном сгорании образуется углекислый газ CO2, и пары воды H2O вещества, не оказывающие вредного влияния на окружающую среду и человека. Азот N, в реакции не участвует. Для полного сгорания 1 м³ метана теоретически необходимо 9,52 м³ воздуха.
Для практических целей считается, что для полного сгорания 1 м³ природного газа необходимо не менее 10 м³ воздуха. Однако если подавать только теоретически необходимое количество воздуха, то добиться полного сгорания топлива невозможно: трудно так перемешать газ с воздухом, чтобы к каждой его молекуле было подведено необходимое количество молекул кислорода.
На практике на горение подается воздуха больше, чем теоретически необходимо. Величина избытка воздуха определяется коэффициентом избытка воздуха а, который показывает отношение количества воздуха, фактически израсходованного на горение, к теоретически необходимому количеству:
где V количество воздуха, фактически израсходованного на горение, м³; V – теоретически необходимое количество воздуха, м³.
Коэффициент избытка воздуха является важнейшим показателем, характеризующим качество сжигания газа горелкой. Чем меньше а, тем меньше теплоты унесут уходящие газы, тем выше коэффициент полезного действия газоиспользующего оборудования. Но сжигание газа с недостаточным избытком воздуха приводит к нехватке воздуха, что может стать причиной неполного сгорания.
Неполное сгорание происходит:
Качество сжигания газа можно контролировать по цвету пламени. Некачественное сжигание газа характеризуется желтым коптящим пламенем. При полном сжигании газа пламя представляет собой короткий факел голубовато-фиолетового цвета с высокой температурой.
Для контроля работы промышленных горелок применяют специальные приборы, анализирующие состав дымовых газов и температуру продуктов сжигания. В настоящее время при наладке отдельных типов бытового газоиспользующего оборудования также возможно регулирование процесса горения по температуре и анализу уходящих газов.
Источник
Причины и последствия неполного сгорания газа. горение газов. горение природного газа
Природный газ – это самое распространенное топливо на сегодняшний день. Природный газ так и называется природным, потому что он добывается из самых недр Земли.
Процесс горения газа является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия природного газа с кислородом, который содержится в воздухе.
В газообразном топливе присутствует горючая часть и негорючая.
Основным горючим компонентом природного газа является метан – CH4. Его содержание в природном газе достигает 98 %. Метан не имеет запаха, не имеет вкуса и является нетоксичным. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.
Для обнаружения утечки газа, газ подвергают одоризации, иначе говоря добавляют сильнопахнущее вещество (этилмеркаптан). При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1 %.
Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы – пропан, бутан и этан.
Для обеспечения качественного горения газа необходимо в достаточном количестве подвести воздух в зону горения и добиться хорошего перемешивания газа с воздухом. Оптимальным считается соотношение 1: 10. То есть на одну часть газа приходится десять частей воздуха. Кроме этого необходимо создание нужного температурного режима. Чтобы газ воспламенился необходимо его нагреть до температуры его воспламенения и в дальнейшем температура не должна опускаться ниже температуры воспламенения.
Необходимо организовать отвод продуктов сгорания в атмосферу.
Полное горение достигается в том случае, если в продуктах сгорания выходящих в атмосферу отсутствуют горючие вещества. При этом углерод и водород соединяются вместе и образуют углекислый газ и пары воды.
Визуально при полном сгорании пламя светло-голубое или голубовато-фиолетовое.
Кроме этих газов в атмесферу с горючими газами выходит азот и оставшийся кислород. N 2 O 2
Если сгорание газа происходит не полностью, то в атмосферу выбрасываются горючие вещества – угарный газ, водород, сажа.
Неполное сгорание газа происходит вследствие недостаточного количества воздуха. При этом визуально в пламени появляются языки копоти.
Опасность неполного сгорания газа состоит в том, что угарный газ может стать причиной отравления персонала котельной. Содержание СО в воздухе 0,01-0,02% может вызвать легкое отравление. Более высокая концентрация может привести к тяжелому отравлению и смерти.
Образующаяся сажа оседает на стенках котлов ухудшая тем самым передачу тепла теплоносителю снижает эффективность работы котельной. Сажа проводит тепло хуже метана в 200 раз.
Теоретически для сжигания 1м3 газа необходимо 9м3 воздуха. В реальных условиях воздуха требуется больше.
То есть необходимо избыточное количество воздуха. Эта величина обозначаемая альфа показывает во сколько раз воздуха расходуется больше, чем необходимо теоретически.
Коэффициент альфа зависит от типа конкретной горелки и обычно прописывается в паспорте горелки или в соответствие с рекомендациями организации производимой пусконаладочные работы.
С увеличением количества избыточного воздуха выше рекомендуемого, растут потери тепла. При значительном увеличение количества воздуха может произойти отрыв пламени, создав аварийную ситуацию. Если количество воздуха меньше рекомендуемого то горение будет неполным, создавая тем самым угрозу отравления персонала котельной.
Для более точного контроля качества сгорания топлива существуют приборы – газоанализаторы, которые измеряют содержание определенных веществ в составе уходящих газов.
Газоанализаторы могут поступать в комплекте с котлами. В случае если их нет, соответствующие измерения проводит пусконаладочная организация при помощи переносных газоанализаторов. Составляется режимная карта в которой прописываются необходимые контрольные параметры. Придерживаясь их можно обеспечить нормальное полное сгорание топлива.
Основными параметрами регулирования горения топлива являются:
При этом под коэфициентом полезного действия котла подразумевают соотношение полезного тепла к величине всего затраченного тепла.
Состав воздуха
Lд. – действительное количество воздуха, подаваемое в топку, его обычно подают с избытком. Соотношение между теоретическим и действительным расходом выражается уравнением:
где α – коэффициент избытка воздуха (как правило, больше 1).
Неполное сжигание газа ведет к перерасходу топлива и повышает опасность отравления продуктами неполного сгорания газа, в состав которых входит и оксид углерода (СО).
Продукты сгорания газа и контроль за процессом горения.
Продукты сгорания природного газа – это диоксид углерода (углекислый газ)
, водяные пары, некоторое количество избыточного кислорода и азот. Избыточный кислород содержится в продуктах горения только в тех случаях, когда горение происходит с избытком воздуха, а азот в продуктах сгорания содержится всегда, так как является составной частью воздуха и не принимает участия в горении.
Продуктами неполного сгорания газа могут быть оксид углерода (угарный газ
), несгоревшие водород и метан, тяжелые углеводороды, сажа.
О процессе горения правильнее всего можно судить по приборам анализа уходящих газов, показывающим содержание в нем углекислого газа и кислорода. Если в топке котла пламя вытянутое и имеет темно-желтую окраску, это говорит недостатке воздуха, а если пламя становится коротким и имеет ослепительно-белую окраску, то о его избытке.
Регулировать работу котлоагрегата можно двумя способам изменением тепловой мощности всех горелок, установленных котле, или отключением их части. Способ регулирования зависит от местных условий и должен быть указан в производственной инструкции. Изменение тепловой мощности горелок допустимо в том случае, если она не выходит за пределы устойчивой работы. Отклонение тепловой мощности за пределы устойчивой работы может привести к отрыву или проскоку пламени.
Регулировать работу отдельных горелок следует в два-приема, медленно и постепенно изменяя расход воздуха и газа.
При уменьшении тепловой мощности сначала уменьшают подачу воздуха
, а затем газа; при увеличении тепловой мощности сначала увеличивают подачу газа
, а затем воздуха.
При этом следует регулировать разрежение в топке, меняя положение шибера котлом или лопаток направляющего аппарата перед дымососом.
При необходимости повышения тепловой мощности горелок предварительно увеличивают разрежение в топке
; при снижении тепловой мощности сначала регулируют работу горелок, а затем уменьшают разрежение в топке.
Методы сжигания газа.
В зависимости от способа образования ГВС
методы сжигания можно разделить на диффузионный, смешанный и кинетический
.
При диффузионном
методе к фронту горения газ поступает под давлением, а воздух из окружающего пространства за счёт молекулярной или турбулентной диффузии, смесеобразование протекает одновременно с процессом горения, поэтому скорость процесса горения определяется скоростью смесеобразования.
Процесс горения начинается после образования контакта между газом и воздухом и образования ГВС необходимого состава. При этом к струе газа диффундирует воздух, а из струи газа в воздух – газ. Таким образом, вблизи струи газа создаётся ГВС, в результате горения которой образуется зона первичного горения газа(2)
. Горение основной части газа происходит в зоне(З),
а зоне(4)
движутся продукты горения.
Этот метод сжигания в основном применяется в быту (духовки, газовые плиты и т.д.)
При смешанном методе сжигания газа 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 (50%-60%),
а оставшаяся часть газа, разбавленная продуктами горения, выгорает после присоединения кислорода вторичного воздуха.
Воздух, окружающий пламя горелки называется вторичным
.
При кинетическом методе сжигания газа к месту горения подаётся ГВС полностью подготовленная внутри горелки.
Классификация газовых горелок.
Газовой горелкой называют устройство, обеспечивающее устойчивое сжигание газообразного топлива и регулирование процесса горения.
Основные функции газовых горелок:
Подача газа и воздуха к фронту горения;
Смесеобразование;
Стабилизация фронта воспламенения;
Обеспечение требуемой интенсивности процесса горения газа.
По методу сжигания газа все горелки можно разделить на три группы:
Диффузионные – без предварительного смешения газа с воздухом;
Диффузионно-кинетические – с неполным предварительным смешением газа с воздухом;
Кинетические – с полным предварительным смешением газа с воздухом.
По способу подачи воздуха горелки подразделяются на:
Бездутьевые – у которых воздух поступает в топку за счёт разряжения в ней.
Инжекционные – в которых воздух засасывается за счёт энергии струи газа.
Дутьевые – у каторых воздух подаётся в горелку или топку с помощью вентилятора.
По давлению газа, на котором работают горелки:
– низкого давления до 0,05 кгс/см 2 ;
– среднего давления свыше 0,05 до З кгс/см 2 ;
– высокого давления свыше 3 кгс/см 2 .
Общие требования для всех горелок
:
Обеспечение полноты сгорания газа;
Устойчивость при изменении тепловой мощности;
Надёжность при эксплуатации;
Компактность;
Удобство при обслуживании.
Природный газ — это самое распространенное топливо на сегодняшний день. Природный газ так и называется природным, потому что он добывается из самых недр Земли.
Процесс горения газа является химической реакцией, при которой происходит взаимодействия природного газа с кислородом, который содержится в воздухе.
В газообразном топливе присутствует горючая часть и негорючая.
Основным горючим компонентом природного газа является метан — CH4. Его содержание в природном газе достигает 98 %. Метан не имеет запаха, не имеет вкуса и является нетоксичным. Предел его воспламеняемости находится от 5 до 15 %. Именно эти качества позволили использовать природный газ, как один из основных видов топлива. Опасно для жизни концентрация метана более 10 %, так может наступить удушье, вследствие нехватки кислорода.
Для обнаружения утечки газа, газ подвергают одоризации, иначе говоря добавляют сильнопахнущее вещество (этилмеркаптан). При этом газ можно обнаружить уже при концентрации 1 %.
Кроме метана в природном газе могут присутствовать горючие газы — пропан, бутан и этан.
Для обеспечения качественного горения газа необходимо в достаточном количестве подвести воздух в зону горения и добиться хорошего перемешивания газа с воздухом. Оптимальным считается соотношение 1: 10. То есть на одну часть газа приходится десять частей воздуха. Кроме этого необходимо создание нужного температурного режима. Чтобы газ воспламенился необходимо его нагреть до температуры его воспламенения и в дальнейшем температура не должна опускаться ниже температуры воспламенения.
Необходимо организовать отвод продуктов сгорания в атмосферу.
Полное горение достигается в том случае, если в продуктах сгорания выходящих в атмосферу отсутствуют горючие вещества. При этом углерод и водород соединяются вместе и образуют углекислый газ и пары воды.
Визуально при полном сгорании пламя светло-голубое или голубовато-фиолетовое.
Полное сгорание газа.
метан кислород = углекислый газ вода
СН 4 2О 2 = СО 2 2Н 2 О
Кроме этих газов в атмесферу с горючими газами выходит азот и оставшийся кислород. N 2 O 2
Если сгорание газа происходит не полностью, то в атмосферу выбрасываются горючие вещества – угарный газ, водород, сажа.
Неполное сгорание газа происходит вследствие недостаточного количества воздуха. При этом визуально в пламени появляются языки копоти.
Опасность неполного сгорания газа состоит в том, что угарный газ может стать причиной отравления персонала котельной. Содержание СО в воздухе 0,01-0,02% может вызвать легкое отравление. Более высокая концентрация может привести к тяжелому отравлению и смерти.
Образующаяся сажа оседает на стенках котлов ухудшая тем самым передачу тепла теплоносителю снижает эффективность работы котельной. Сажа проводит тепло хуже метана в 200 раз.
Теоретически для сжигания 1м3 газа необходимо 9м3 воздуха. В реальных условиях воздуха требуется больше.
То есть необходимо избыточное количество воздуха. Эта величина обозначаемая альфа показывает во сколько раз воздуха расходуется больше, чем необходимо теоретически.
Коэффициент альфа зависит от типа конкретной горелки и обычно прописывается в паспорте горелки или в соответствие с рекомендациями организации производимой пусконаладочные работы.
С увеличением количества избыточного воздуха выше рекомендуемого, растут потери тепла. При значительном увеличение количества воздуха может произойти отрыв пламени, создав аварийную ситуацию. Если количество воздуха меньше рекомендуемого то горение будет неполным, создавая тем самым угрозу отравления персонала котельной.
Для более точного контроля качества сгорания топлива существуют приборы — газоанализаторы, которые измеряют содержание определенных веществ в составе уходящих газов.
Газоанализаторы могут поступать в комплекте с котлами. В случае если их нет, соответствующие измерения проводит пусконаладочная организация при помощи переносных газоанализаторов. Составляется режимная карта в которой прописываются необходимые контрольные параметры. Придерживаясь их можно обеспечить нормальное полное сгорание топлива.
Основными параметрами регулирования горения топлива являются:
При этом под коэфициентом полезного действия котла подразумевают соотношение полезного тепла к величине всего затраченного тепла.
Состав воздуха
СН 4 2
×
О 2 7,52
×
N
2
= СО 2 2
×
Н 2 О 7,5
×
N
2
8500 Ккал
Воздух:
,отсюда вывод:
на 1 м 3 О 2 приходится 3,76 м 3
N
2
При сжигании 1 м 3 газа необходимо затратить 9,52 м 3 воздуха, (т.к. 2 7,52). При полном сгорании газа выделяется:
· Углекислый газ СО 2 ;
· Пары воды;
· Азот (балласт воздуха);
· Выделяется теплота.
При сгораниии 1 м 3 газа выделяется 2 м 3 воды. Если температура отходящих дымовых газов в дымовой трубе меньше 120 О С и труба высокая неутеплённая, то эти пары воды конденсируются вдоль стенок дымовой трубы в её нижнюю часть, откуда через отверстие поступают в дренажную ёмкость или линию.
Чтобы исключить образование конденсата в дымовой трубе, необходимо утеплять трубу или уменьшить высоту дымовой трубы, предварительно просчитав тягу в трубе (т.е. уменьшать высоту трубы опасно).
Продукты полного сгорания газа.
· Углекислый газ;
· Пары воды.
Продукты неполного сгорания газа.
· Угарный газ СО;
· Водород Н 2 ;
· Углерод С.
В реальных условиях для сжигания газа подача воздуха несколько больше, чем рассчитано по формуле. Отношение действительного объёма воздуха, поданного на горение к теоретически рассчитанному объёму, называется коэффициентом избытка воздуха (a
). Он не должен быть более, чем 1,05…1,2:
Чрезмерно большой избыток воздуха снижает К.П.Д. котла.
По городу:
175 кг условного топлива тратится на выработку 1 Гкал тепла.
По промыслам:
162 кг условного топлива тратится на выработку 1 Гкал тепла.
Избыток воздуха определяется анализом дымовых газов прибором.
Коэффициент
a
по длине топочного пространства неодинаков. В начале топки у горелки , а при выходе дымовых газов в дымовую трубу он больше рассчётного за счёт подсосов воздуха через негерметичную обмуровку (обшивку) котла.
Данная информация относится к котлам, работающим под разряжением, когда давление в топке меньше атмосферного.
Котлы, работающие под избыточным давлением газов в топке котла, называются котлами, работающими под наддувом. В таких котлах обмуровка должна быть очень герметична, чтобы предотвратить попадание дымовых газов в котельную и отравление людей.
Подобный дефект связан с неисправностью системы автоматики котла. Отметим, что эксплуатировать котел с отключенной автоматикой (например, если принудительно заклинить пусковую кнопку в нажатом состоянии) категорически запрещено. Это может привести к трагическим последствиям, так как при кратковременном прекращении подачи газа или при погасании пламени сильным потоком воздуха, газ начнет поступать в помещение.
Для понимания причин возникновения подобного дефекта, рассмотрим подробнее работу системы автоматики. На рис. 5 показана упрощенная схема этой системы.
Схема состоит из электромагнита, вентиля, датчика тяги и термопары. Для включения запальника нажимают пусковую кнопку. Шток, связанный с кнопкой, давит на мембрану вентиля, и газ начинает поступать к запальнику. После этого зажигают запальник.
Пламя запальника касается корпуса датчика температуры (термопары). Спустя некоторое время (30…40 с) термопара нагревается и на ее выводах появляется ЭДС, которой достаточно для срабатывания электромагнита. Последний, в свою очередь, фиксирует шток в нижнем (как на рис. 5) положении. Теперь пусковую кнопку можно отпустить.
Датчик тяги состоит из биметаллической пластины и контакта (рис. 6). Датчик расположен в верхней части котла, возле трубы отвода продуктов горения в атмосферу. В случае засора трубы ее температура резко повышается. Биметаллическая пластина нагревается и разрывает цепь подачи напряжения на электромагнит – шток больше не удерживается электромагнитом, вентиль закрывается, и подача газа прекращается.
Расположение элементов устройства автоматики показано на рис. 7. На нем видно, что электромагнит закрыт защитным колпаком. Провода от датчиков расположены внутри тонкостенных трубок К электромагниту трубки крепятся при помощи накидных гаек. Корпусные выводы датчиков подключаются к электромагниту через корпус самих трубок.
А теперь рассмотрим методику поиска указанной выше неисправности.
Проверку начинают с самого «слабого звена» устройства автоматики – датчика тяги. Датчик не защищен кожухом, поэтому через 6… 12 месяцев эксплуатации «обрастает» толстым слоем пыли Биметаллическая пластина (см. рис. 6) быстро окисляется, что приводит к ухудшению контакта.
Шубу из пыли удаляют мягкой кистью. Затем пластину оттягивают от контакта и зачищают мелкой наждачной бумагой. Не следует забывать, что необходимо очистить и сам контакт. Хорошие результаты дает чистка указанных элементов специальным спреем «Контакт». В его состав входят вещества, активно разрушающие оксидную пленку. После чистки на пластину и контакт наносят тонкий слой жидкой смазки.
Следующим шагом проверяют исправность термопары. Она работает в тяжелом тепловом режиме, так как постоянно находится в пламени запальника, естественно, ее срок службы значительно меньше остальных элементов котла.
Основной дефект термопары – прогар (разрушение) ее корпуса. При этом резко возрастает переходное сопротивление в месте сварки (спая). Вследствие этого, ток в цепи Термопара – Электромагнит
– Биметаллическая пластина будет ниже номинального значения, что приводит к тому, что электромагнит уже не сможет фиксировать шток (рис. 5).
Для проверки термопары откручивают накидную гайку (рис. 7), расположенную с левой
стороны электромагнита. Затем включают запальник и вольтметром замеряют постоянное напряжение (термо-ЭДС) на контактах термопары (рис. 8). Нагретая исправная термопара формирует ЭДС около 25…30 мВ. Если же это значение меньше, термопара неисправна. Для ее окончательной проверки отстыковывают трубку от кожуха электромагнита и замеряют сопротивление термопары Сопротивление нагретой термопары составляет менее 1 Ом. Если же сопротивление термопары – сотни Ом и более ее необходимо заменить.
Низкая величина термо-ЭДС, формируемой термопарой, может быть вызвана следующими причинами:
– засорением форсунки запальника (вследствие этого, температура нагрева термопары может быть ниже номинальной). «Лечат» подобный дефект прочисткой отверстия запальника любой мягкой проволокой подходящего диаметра;
– смещением положения термопары (естественно, она тоже может нагреваться недостаточно). Устраняют дефект следующим образом – ослабляют винт крепления подводки возле запальника и регулируют положение термопары (рис 10);
– низким давлением газа на входе котла.
Если ЭДС на выводах термопары в норме (при сохранении признаков неисправности, указанных выше), то проверяют следующие элементы:
– целостность контактов в местах подключения термопары и датчика тяги.
Окислившиеся контакты необходимо зачистить. Накидные гайки закручивают, что называется, «от руки». В этом случае гаечный ключ применять нежелательно, так как можно легко порвать подходящие к контактам провода;
– целостность обмотки электромагнита и, при необходимости, пропаивают ее выводы.
Работоспособность электромагнита можно проверить следующим образом. Отсоединяют
подводку термопары. Нажимают и удерживают пусковую кнопку, затем поджигают запальник. От отдельного источника постоянного напряжения на освободившийся контакт электромагнита (от термопары) подают относительно корпуса напряжение около 1 В (при токе до 2 А). Для этого можно использовать и обычную батарейку (1,5 В), главное, чтобы она обеспечила необходимый рабочий ток. Теперь кнопку можно отпустить. Если запальник не погас, электромагнит и датчик тяги исправны;
– датчик тяги. Вначале проверяют усилие прижатия контакта к биметаллической пластине (при указанных признаках неисправности часто оно бывает недостаточным). Для увеличения силы прижима освобождают стопорную гайку и перемещают контакт ближе к пластине, затем гайку затягивают. В этом случае никаких дополнительных регулировок не требуется – на температуру срабатывания датчика сила прижима не влияет. Датчик имеет большой запас по углу отклонения пластины, обеспечивая надежное разрывание электрической цепи в случае аварии.
Процессы распространения пламени, неполное горение
Горение – это реакция, при которой происходит преобразование химической энергии топлива в тепло.
Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном количестве кислорода. Нехватка его вызывает неполное сгорание, при котором выделяется меньшее количество тепла, чем при полном, и окись углерода (СО), отравляюще действующая на обслуживающий персонал, образовывается сажа, оседающая на поверхности нагрева котла и увеличивающая потери тепла, что приводит к перерасходу топлива и снижению к.п.д. котла, загрязнению атмосферы.
Для сгорания 1 м 3 метана нужно 10 м 3 воздуха, в котором находится 2 м 3 кислорода. Для полного сжигания природного газа воздух подают в топку с небольшим избытком. Отношение действительно израсходованного объёма воздуха Vд к теоретически необходимому Vт называется коэффициентом избытка воздуха a = Vд/Vт.
Этот показатель зависит от конструкции газовой горелки и топки: чем они совершеннее тем меньше a. Необходимо следить, чтобы коэффициент излишка воздуха не был меньше 1, так как это приводит к неполному сгоранию газа. Увеличение коэффициента избытка воздуха снижает к.п.д. котлоагрегата.
Полноту сгорания топлива можно определить с помощью газоанализатора и визуально – по цвету и характеру пламени: прозрачно-голубоватое – сгорание полное;
красный или жёлтый – сгорание неполное.
Горение регулируется увеличением подачи воздуха в топку котла или уменьшением подачи газа. В этом процессе используется первичный (смешивается с газом в горелке – до горения) и вторичный (соединяется с газом или газовоздушной смесью в топке котла в процессе горения) воздух.
В котлах, оборудованных диффузионными горелками (без принудительной подачи воздуха), вторичный воздух под действием разряжения поступает в топку через поддувочные дверцы.
В котлах, оборудованных инжекционными горелками: первичный воздух поступает в горелку за счёт инжекции и регулируется регулировочной шайбой, а вторичный – через поддувочные дверцы.
В котлах со смесительными горелками первичный и вторичный воздух подаётся в горелку вентилятором и регулируется воздушными задвижками.
Нарушение соотношения между скоростью газовоздушной смеси на выходе из горелки и скоростью распространения пламени приводит к отрыву или проскакиванию пламени на горелках.
Если скорость газовоздушной смеси на выходе из горелки больше скорости распространения пламени – отрыв, а если меньше – проскок.
При отрыве и проскоке пламени обслуживающий персонал должен погасить котёл, провентилировать топку и газоходы и снова разжечь котёл.
Источник
