Методические указания «Методические указания по расчету выбросов загрязняющих веществ в атмосферу с дымовыми газами отопительных и отопительно-производственных котельных»

Автор: Michil Grigoryan

Чтобы защитить экологию планеты, тепловые станции должны производить как можно меньше вредной энергии. Лучший способ снизить количество загрязняющих веществ в дымовых газах – как можно лучше отрегулировать существующие котельные системы и отказаться от использования котлов с токсичными выхлопными газами.

В дополнение к остаточным некомбинированным углеводородам (RCHC), угарной моноксида (II), H2 и газообразного окиси углерода. Следующие вещества обнаруживаются в дымовых трубах: сажи, почти чистый угольный газ (также известный как «строительный мусор») и диоксид серы, также известный как собачий водород.

Все эти вещества относятся к категории вредных выбросов, поскольку они либо вредны для здоровья человека, либо способны препятствовать росту парникового эффекта в атмосфере.

В состав дымовых газов входят:

Токсичным газом, образующимся при неполном сгорании, является диоксид углерода (II). Плотность текущего газа равна плотности воздуха. В воздухе, поступающем в легкие, молекулы кислорода связываются с СО и гемоглобином крови. В результате компонент крови больше не способен снабжать ткани организма кислородом, что вызывает у них кислородное голодание и в конечном итоге приводит к смерти.

По сравнению с угарным газом углекислый газ является конечным произведением более тщательного окисления углерода кислородом. Атмосфера становится более кислородной.

Когда кислород воздуха и азот (который существует в атмосфере только в виде молекул) соединяются при высоких температурах во время горения, образуется оксид кислорода (O2). Через некоторое время образуется оксид азота (IV), также известный как NO2, когда бесцветный газ окисляется под воздействием кислорода. No2, водорастворимый яд, вдыхается и способствует образованию озона при воздействии ультрафиолетовой части спектра солнечного излучения. Он также вызывает тяжелую реакцию легких. Количество используемого топлива, время, которое воздух проводит над факелами пламени, и температура костра – все это влияет на образование оксидов азота. Образование NHX увеличивается по мере приближения температуры пламени к 1.300 C. Используя новейшие технологии сжигания, такие как “холодное пламя”, рециркуляция дымовых газов и низкий уровень избыточного воздуха, можно уменьшить образование NOX в современных технологиях сжигания.

Газ диоксид серы (IV) не имеет запаха, бесцветен и токсичен. Топливо, содержащее серу (S), выделяет газ SO2, который раздражает дыхательные пути. Вода и SO2 соединяются, образуя серную кислоту, или HCl. Кроме того, часть SO2 окисляется, образуя VI (около 7%). Кислотные дожди состоят из серной кислоты, которая образуется, когда твердое белое вещество поглощает большое количество воды и превращается в серную кислоту (SO3 H2O = NO3).

Рис.1 неполное сжигание топлива и отсутствие воздуха сгорания

Неполное сгорание топлива приводит к образованию благословенных углеводородов (рис. Метан (CH4), бутан (C4H10), бензол и бензин относятся к веществам, которые 1) и образуют парниковый эффект. Образование угарного газа может происходить по разным причинам, включая недостаток воздуха, недостаточное распыление и смешивание при использовании жидкого топлива или твердых продуктов, а также неполное сгорание. Сложные вопросы должны быть решены, если измерительные технологии используются для определения всех компонентов дымового газа. При использовании жидкого топлива или природного газа производятся измерения CO, а при использовании природного газа измеряется содержание CA в дизельных единицах углерода, поскольку он выделяется при выделении газообразного топлива с неприятным запахом.

Нормы выбросов дымовых газов установлены законами ЕЭС как для промышленного, так и для жилого сектора (табл. 1).

Таблица 1. Стандарты выбросов дымовых газов для стран Европы.

Горелки для дизельного топлива производят сажу. Углерод очень медленно реагирует при обычных температурах. Для полного сгорания 1 кг углерода требуется 2,675 тонны молекулярного кислорода. Более низкие температуры способствуют образованию сажи. Температура воспламенения составляет 725 C.

Самые мелкие частицы, размер которых обычно составляет менее 1 микрона и которые образуются в процессе горения, содержатся в дымовых газах. Этот размер частиц представляет наибольшую опасность для здоровья. Частицы выхлопных газов дизельных двигателей признаны ВОЗ канцерогенными.

Они дышат в воздухе, такие как азот (N2) и кислород (O2), которые дышали или нет. Кроме того, до водяного пара на основе H20. Они имеют решающее значение для настройки топливного оборудования для безопасного операционного режима TPP-1000 “.

Определить концентрацию загрязняющих веществ и наиболее эффективную настройку систем отопления можно с помощью анализа дымовых газов. Концентрации CO, NOx и CXHy в дымовых газах всегда указываются в инструкциях по эксплуатации и регулировке оборудования для сжигания топлива. Эксплуатация оборудования требует, чтобы концентрации соответствовали указанным производителем концентрациям в фактических выбросах.

Установка котла и анализ дымовых газов

Компоненты газоанализатора продуктов сгорания (Рис. 2)

Рис.2 Газовой анализатор

Полное сгорание каждого компонента в каждом компоненте топлива является самой важной задачей топливной системы. Количество воздуха, используемого при сгорании, является секретом достижения пиковой производительности. Практика показала, что небольшое количество дополнительного воздуха является оптимальным для производительности системы. При сгорании поступает меньше воздуха, чем теоретически возможно.

Потери потерянного тепла от дымовых газов возрастают при недостатке воздуха, а также при наличии определенного количества дополнительного кислорода. Ниже приводится объяснение относительного увеличения потерь, вызванных дымовыми газами:

1. Отсутствие воздуха заставляет топливо сжигать не полностью, увеличивая расход топлива.

2. Часть кислорода вентиляется снаружи, если в дымоходе слишком много воздуха, без использования энергии для генерации тепла.

Из -за небольшого количества избыточного воздуха максимальная эффективность сгорания достигается в отсутствие потери тепла с дымовыми газами.

« Избыточный воздух» – это название, данное дополнительным воздухом, используемым в сжигании.

На рис. 3 состав дымового газа зависит от избыточного воздуха ().

Концентрируя побочные продукты дымового газа CO, CO2 и O2, можно рассчитать отношение топливного воздуха. Каждое содержание CO2 имеет определенное значение во время сжигания, что соответствует конкретному содержанию O (из -за отсутствия воздуха/2) или содержания O1 (для слишком большого количества кислорода). Поскольку CO2 является самой высокой концентрацией, он не только дает четкую индикацию. Следовательно, O2 также измеряется. Определение O2 предпочтительнее определения O2. Универсальный индикатор каждого топлива варьируется в зависимости от его максимального значения, измеренного в дымовых газах.

Соотношение газ/воздух устанавливается по методу манометра для неконденсирующегося оборудования. Давление форсунки горелки настраивается как на минимальную, так и на максимальную мощность. Подключите манометр к штуцеру измерения давления после откручивания уплотнительного винта на штуцере контроля давления. Меню управления используется для того, чтобы сначала включить газовый котел на максимальную (полную) нагрузку, а затем снизить ее до минимальной. Регулировочные винты на газовой арматуре используются для регулировки давления перед форсункой для двух уровней мощности, а манометр используется для его отслеживания.

Для получения подробной информации о требуемом давлении (на основе номера WOBBE газа) обратитесь к документации производителя.

Когда речь идет о конденсационных котлах, содержание CO2 в дымовых газах обычно используется для расчета соотношения газ/воздух. Для этого в дымоходе устанавливается зонд газоанализатора (рис. 4 A, b). Затем объем дымовых газов следует регулировать с помощью регулировочных винтов (дросселя) до тех пор, пока содержание CO2 в газах не достигнет значения, указанного в спецификации производителя. Некоторые производители предоставляют указанные значения для минимальной мощности оборудования. Затем аппарат настраивается на максимальную мощность и в соответствии с процедурой. После проведения фундаментальных настроек необходимо осмотреть уже настроенный газовый котел.

Рис. 4 Анализ дымоходов с использованием газового анализатора с зондом дымохода, установленным для следующих устройств: котел с настенными, установленный на стене;b Пол в духовке

Тест включает в себя расчет содержания угарного газа и измерение потери тепла с дымовыми газами (qA).

Потери и эффективность сжигания

В связи с меньшей теплоемкостью топлива, потери тепла из дымовых газов – это разница между количеством тепла в газовых газах и количеством воздуха, идущего на сжигание. Таким образом, это количество тепла, передаваемого через дымоход в дымовых газах. Эффективность системы будет тем ниже, а выбросы тем выше, чем больше тепла теряется через дымовые газы. В некоторых странах существуют ограничения на выбросы дымовых газов для предприятий по сжиганию топлива.

Анализатор газа автоматически рассчитывает потерю тепла от дыма после определения содержания кислорода и разницы температур между дымовыми газами и воздухом, подвергающимся сжиганию. В анализаторе дымового газа хранятся топливные формулы (A2, B). Правильный тип топлива должен использоваться в аппарате, чтобы использовать правильные значения коэффициента для A2 и B.

Расчеты можно проводить, используя значение концентрации CO2, а не значение содержания кислорода. В определенный момент следует определить как FT, так и содержание кислорода. Температурный зонд (в приборе) является краеугольным камнем всех анализаторов дымовых газов. Вы можете снимать показания температуры воздуха, направляемого на горение, прямо вокруг заборного отверстия горелки. Этот зонд заменяется на отдельный (выносной), который в котлах с равномерной тягой вводится через канал подачи свежего воздуха.

Измерьте температуру воздуха сгорания (AT) одновременно. Зонд измеряет температуру с использованием термопары. Технологическое измерительное отверстие имеет установленную датчик отбора проб;Расстояние между устройством и котлом должно быть как минимум в два раза шире, чем диаметр дыры дымохода. Местоположение с самой высокой температурой дымового газа, идентифицируемое с непрерывным измерением температуры, является зонд затем расположен в центре потока, который является местом с наивысшей температурой, самой высокой концентрацией углекислого газа и самой низкой концентрацией кислорода. В этом случае конденсация датчика температуры может вызвать резкое снижение значения температуры дымового газа, что не является репрезентативным для температуры самого газа.

Кислород, который не горит, потому что присутствует слишком много воздуха, выделяется в виде газообразного компонента дымовых газов и используется для оценки того, насколько эффективно происходит сжигание. Дымость берет дым.

. Проба собирается с помощью насоса, а затем перенаправляется в измерительный газовый тракт анализатора дымовых газов, где проходит через газовый датчик O2 (кислородная измерительная ячейка). Концентрация CO2 рассчитывается с использованием значения O2. Затем концентрация используется для контроля концентрации газовых конденсационных котлов в дымовом газе.

Расчет потерь дымовых газов может учитывать как концентрацию углекислого газа, так и содержание кислорода. Альтернативная стратегия сокращения потерь дымовых газов состоит в том, чтобы полностью сжечь весь CO2 в воздухе, даже если он очень низкий качество. На основании химического состава топлива рассчитывается максимальное количество CO2 в дымовых газах (CO2-MAX). Тем не менее, невозможно достичь этого значения на практике, потому что безопасная работа горелки требует определенного количества избыточного воздуха, что снижает процент CO2 в дымовом газе. Наибольшее содержание CO2 является основной целью при установке горелки.

Производители оборудования предоставляют информацию о значениях концентрации CO2, которые могут быть получены путем изменения настроек для параметров объема воздуха.

У большинства анализаторов дымового газа не хватает датчика CO2 и датчика концентрации O2. Измеренное значение содержания o служит определяющим фактором. Учитывая, что эти значения находятся в прямой пропорции друг другу, это возможно. Для определения максимального содержания CO2 в дымовых газах в дымовых газах необходимо ввести правильный тип топлива, на котором проводятся измерения.

Устройство использует измеренные значения, указанные выше, для расчета численных значений потерь дымового газа.

Для систем конвекционного отопления степень эффективности сжигания определяется путем вычета стоимости потерь дымового газа от стоимости общей поданной энергии.

Используйте дополнительное значение «XK», которое учитывает теплозахлаждение, для правильного расчета систем конденсации.

Измерение рутиной

Подъем или проект дымоходов является основной предпосылкой для вентиляционных дымовых газов. Дымоток создает вакуум, который называется черновиком дымохода. Воздух, предназначенный для сжигания в котле и газовых каналах, вынужден снаружи в результате этого вакуума.

Поскольку горелка с принудительной тягой создает избыточное давление для удаления дымовых газов, давление в дымоходе в вареных котлах не имеет значения. Этот тип системы может использовать дымоход с меньшим диаметром.

При измерении давления в помещении учитывайте тягу дымохода. В этой ситуации необходимо рассчитать потери дымовых газов в центре потока. Перед измерением необходимо зарезервировать датчик давления прибора.

Для газовых котлов с горелками с наддувом, типичный избыток дымохода колеблется от 0,12 до 0,20 гПа (MBAR).

Концентрационное лекарство

Вы можете оценить качество сгорания и безопасность оператора, используя проверку значений CO.

В случае, скажем, атмосферных горелок, дым попадет в котел через регулятор потока, если проходы дымохода заблокированы. После всех работ по установке котла необходимо измерить концентрацию окиси углерода (CO) и изучить пассажи дымовых газов, чтобы избежать таких ситуаций.

Эти меры предосторожности не присутствуют в горелках вентилятора газа, потому что дымовые газы принуждаются к дымоходу.

Уровень СО должен быть измерен не ранее чем через две минуты после включения горелки. С момента запуска системы он начинает снижаться. Поскольку калибровка производится при запуске горелки, это особенно актуально для газовых котлов с регуляторами горения.

Измерения проводятся в центре потока дымохода, как и с потерями дымовых газов. Однако содержание СО для неразбавленных газов должно быть пересчитано, потому что дымовые газы разбавлены свежим воздухом. Это достигается с помощью прибора для расчета неразбавленной концентрации СО на основе содержания кислорода дымового газа, и результат отображается как неразбавленная.

В атмосферных газовых системах расслоение происходит при повышении концентрации CO вдоль трубы отвода дымовых газов. Для дискретизации (отбора проб) при концентрации 100-130 мг/м3 необходим зонд. Такой зонд подсчитывает количество СО, присутствующего на всем пути вдоль трубы отвода дымовых газов.

Дополнительная проверка топливных систем

Регуляция оксидов азота является еще одним способом осмотреть топливные растения.

Сумма углекислого газа и моноксида известна как оксиды азота. Как правило, коэффициент концентрации NO/N2 постоянна (97% NO, 3% N2). Это потому, что будет возможно определить концентрацию NOx. Соотношение изменяется при использовании конденсации или смешанных топливных единиц. Отдельные измерения NOx и NO2 сделаны, и сумма этих измерений представляет содержание «носителя» (NA).

Имейте в виду, что курение оказывает влияние на результаты измерения (мин. 50 ч / млн). Результаты измерения искажены дыханием курильщика примерно на 5 ч / млн. Ноль измерительного устройства не рекомендуется в условиях свежего воздуха.

Поскольку N O2 не растворяется в воде, для точного определения его концентрации необходимо измерять сухие дымовые газы. Необходимо использовать блок подготовки проб (Пельтье) для удаления влаги из дымовых газов перед измерением количества диоксида азота. При проведении измерений вблизи электростатического фильтра пробоотборный зонд необходимо заземлить.

При возможном высоком содержании твердых частиц и сажи используйте чистые, сухие фильтры. Обязательно наличие предварительного фильтра.

Контроль СО2 окружающей среды является обязательным условием безопасности.

При обслуживании бытовых газовых нагревателей в целях безопасности необходимо проводить измерения CO в дополнение к измерениям дымовых газов. Интоксикация от CO может привести к летальному исходу. Из-за высокой токсичности CO измерение необходимо проводить до выполнения других измерений.

Таблица 2. Здоровье человека и текущий газ

Экологические измерения обычно включают только определение количества CO в воздухе (рис. 5) CO2, например, вреден, как и отверстия, образовавшиеся в результате блокировки выхода дымовых газов и других причин. Чтобы исключить потенциальные угрозы, необходимо учитывать оба значения. Предельно допустимая концентрация CO2 в рабочей зоне составляет 5 000 PM.

Могила. 5 Сигнальная единица монокиси углерода

C O2 является надежным, ранним и идеальным показателем отравления. Полная картина угрозы обеспечивается одновременным измерением двух значений.

Контролируемые параметры для подготовки различных видов топлива и конфигураций котлов

При настройке анализатора дымовых газов, работающего с конденсационными газами.

Уровни концентрации кислорода (3%), окиси углерода (20 p.) и двуокиси углерода (15 p.) необходимо проверять в вентиляторных горелках, сжигающих природный газ. (1.6) Коэффициент избытка воздуха; NOx.

Необходимо подсчитать частицы азелина в горелках вентилятора, которые сжигают дизельное топливо, и использовать газовый анализатор для проверки газа на сажи перед использованием. Это должно быть меньше 1;Если он больше 1, вы не можете настроить газовый анализатор. Этот параметр измеряется с использованием анализатора числа AMPERE и указывает качество распыления через форсунки.

Важно регулировать уровни кислорода (5%), угарного газа (120 ч / млн) и диоксида углерода (17% обмена) в котлах шариков. Перед защитой тонкой фильтрации от пыльства в дымовых газах важно обеспечить контроль давления на канале CS. Он может достигать 10 000–15 000 м.д. за считанные секунды, превышая эксплуатационный диапазон датчика.

В инструкции упоминается вся вышеперечисленная информация о концентрации.

Статья  из журнала  “Аква-Терм” № 3/ 2022, рубрика “Мастер класс”.

Вернемся назад