Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования Анемометр

Особенности природных газов

Как технический специалист, вы должны знать характеристики природных газов, методы их сжигания и эффективного использования.

Природный газ имеет ряд преимуществ перед другими видами топлива:

  • Себестоимость добычи природного газа намного ниже, а производительность труда намного выше, чем при добыче угля и нефти;
  • Высокая теплота сгорания делает целесообразным транспортировку газа по магистральным газопроводам на значительное расстояние;
  • Обеспечивает завершение горения и налаживает работу Пассонеля мира;
  • Отсутствие в природных газах оксида углерода предотвращает возможность отравления при утечках газа, что особенно важно при газоснабжении коммунальных и бытовых потребителей;
  • Подача газа в города, поселки и на предприятия существенно влияет на состояние их воздушного бассейна;
  • Обеспечивает возможность автоматизации процессов горения, достигая высокой эффективности;
  • Природный газ – ценное сырье для химической промышленности;
  • Производство с высокой температурой нагрева (более 2000 °С) позволяет эффективно использовать природный газ, например, в качестве энергетического и технологического топлива.

Природный газ имеет следующие технологические преимущества:

  • Сжигание природного газа требует минимального количества избыточного воздуха и позволяет достичь высоких температур в печи;
  • Природный газ содержит наименьшее количество вредных химических примесей, таких как сероводород;
  • Сжигание газа позволяет более точно контролировать необходимую температуру, чем другие виды топлива. Это позволяет экономить топливо за счет большей вариативности регулирования температурных режимов;
  • Сжигание других видов топлива часто требует работы процесса на верхнем пределе температуры, что приводит к чрезмерному расходу топлива;
  • Природный газ позволяет относительно быстро нагревать тепловые агрегаты и минимизировать потери тепла при отключении этих агрегатов, что также экономит топливо;
  • Природный газ не вызывает механических потерь из-за недогорания;
  • Форма газа.

Газ взрывоопасен, что также является одним из его недостатков.

Если в воздухе есть кислород, газ не будет гореть. Для возникновения горения (взрыва) должно быть определенное соотношение газа и воздуха. Диапазон пределов воспламеняемости метана в таблице.1 составляет от 5 до 15%.

Таблица 1. Каковы наиболее распространенные самодовольные температуры и пороги зажигания зажигания?

ГазТемпература

Воспламенения, восхождения

°С

Предел

Как игнорирование пламени изменяет

Что означает содержание

Газ в смеси.

С воздухом, %

ГазТемпература

Воспламенения, вспышки.

°С

Предел

Когда огонь разгорается сильнее?

Ссылки должны быть сделаны на содержание текста.

Газ в смеси.

В воздухе, %

нижнийверхнийнижнийверхний
Метан650515Пропан5002,379,5
Ацетилен3052,580Этан5103,212,45
Бутан4291,868,4Водород510474

Разрушения, вызванные взрывом газовоздушной смеси, обусловлены резким повышением давления и быстрым расширением продуктов горения.

При взрывах газовоздушных смесей в трубах большого диаметра скорость распространения пламени может превышать скорость звука и достигать 2000-4000 м/с. При взрыве природного газа в помещении создается давление до 0,8 МПа.

Эффект ударной волны в воспламеняющейся среде – это то, что вызывает детонацию. Ударная волна ускоряет реакцию взрыва за счет быстрого повышения температуры и давления газовоздушной смеси. газы с самыми низкими пределами взрываемости, которые также являются наиболее опасными.

Газ с более высоким пределом взрывчатого вещества и более низкой температурой аутогенцирования является наиболее опасным, если более низкие значения предела взрывчатого вещества двух газов близки друг к другу. Опасные условия определяются как концентрация (объемная доля газа в воздухе), равную 20% от ограничения с более низкой пламени.

Условия воспламенения и сгорания газового топлива

Физико-химические процессы, происходящие при сжигании газообразного топлива, включают смешивание горючего газа с воздухом и нагрев полученной смеси в пламени запальника.

Когда фронт сгорания непрерывно поставляется с необходимым количеством топлива и воздуха, тщательно смешивается или нагревается до температуры зажигания.

Зажечь газовоздушную смесь можно путем:

  • Нагрев всего объема газовоздушной смеси до температуры самовоспламенения.Этот метод используется в двигателях внутреннего сгорания, где газовоздушная смесь нагревается путем быстрого сжатия до определенного давления;
  • С помощью внешних источников зажигания (запальников и т.п.).В этом случае до температуры воспламенения нагревается не вся газовоздушная смесь, а ее часть.Этот метод используется при сжигании газа в горелках газовых приборов;
  • За счет существующего шипения непрерывно в процессе горения.

Для того чтобы инициировать сгорание газообразного топлива, необходимо затратить определенное количество энергии на разрыв и образование новых молекулярных связей.

Сложное химическое уравнение для сжигания газового топлива указывает все процессы, связанные с появлением и исчезновением многочисленных свободных атомов, радикалов или других активных частиц. Следовательно, уравнения, которые отражают начальные и конечные состояния реакций сжигания газа, используются для его упрощения.

Если углеводородные газы показывают CMNN, то химическая реакция горения этих газов в кислороде будет иметь следующее уравнение:

СmНn (m n/4) О2 = mСО2 (n/2) Н2О, (1)

Где n – количество молекул водорода, необходимых для полного сжигания газа, а M – количество атомов углерода в углеводородном газе.

Уравнения для сжигания метана CH4 2O2 = CO2-ON получены из формулы.

этана С2Н6 3,5О2 = 2СО2 3Н2О бутана С4Н10 6,5О2= 4СО2 5Н2О пропана С3Н8 5О2 = ЗСО2 4Н2О.

В реальных условиях сгорания газа кислород не потребляется в чистом виде, а является компонентом всех слоев воздуха. Поскольку кислород и азот вместе составляют 79% объема воздуха, на каждый объем воздуха требуется либо 100:21 = 3,76 объема воздуха, либо 99:21 = 3,75 объема кислорода. В результате реакция горения метана в воздухе может быть выражена следующим образом:

СН4 2О2 2·3,76N2 = СО2 2Н2О 7,52N2.

Уравнение показывает, что для сжигания 1 м3 метана требуется 2 МП кислорода и 7,52 = 9,54 м3 воздуха.

Сгорание 1 м3 метана производит 2,2 кг воды и 7-52 г азота. В таблице 2 приведены данные о наиболее распространенных горючие газы в России:

Для того чтобы газовоздушная смесь горела, необходимо определить количество газа и воздуха в газовой среде. Эти пределы называются пределами воспламеняемости или пределами взрыва. В зависимости от глубины воспламенения существуют верхние и нижние пределы.

Более низкий предел сжигания-это процент объема, при котором зажигание происходит при наименьшем содержании газа в смеси газа. Верхний легковоспламеняющийся предел относится к наибольшему содержанию газа в смеси газа, над которой смесь не может зажигать самостоятельно без добавления дополнительного тепла.

Таблица 2. Какие условия обеспечивают выделение кислорода и воздуха при сгорании некоторых газов

ГазыДля сжигания 1 м3

Газа требуется, м3

При сжигании 1 м3

Газ выделяется, м3

Теплота

сгорания

QH,

кДж/м3

кислородавоздухадиоксида

углерода

водяных

паров

азотавсего
Водород0,52,3811,882,8810 806
Оксид углерода0,52,3811,882,8812 637
Метан29,52127,5210,5235 825
Этан3,516,662313,1618,1663 797
Пропан523,83418,815,891 310
Бутан6,530,944524,4434,44118 740

Если газо-воздушная смесь содержит меньше, чем более низкий платежный предел, она не горит. Если в смеси воздушного газа мало воздуха, сжигание является неполным.

В результате инертные примеси в газах оказывают влияние на ограничивающие значения взрывчатого вещества. Вероятность зажигания газо-воздушной смеси уменьшается за счет увеличения количества балласта (N2 и CO2) в газе.

Теоретический расход воздуха, представленный LT, – это наименьшее количество воздуха, необходимое для полного сгорания одного м3 топлива.

Про анемометры:  Почему взрывается газ. И как проверить систему газопровода в квартире | Правмир

LT= (33520/4190)/1,1 = 8,8 м3. (2)

Но теоретический воздушный поток всегда превышает фактическое. Причиной этого является то, что очень трудно достичь полного сжигания газа с теоретическим воздушным потоком. И в этом случае установка газа для сжигания газа немного работает с воздухом.

Так, какой расход воздуха является фактическим?

Ln= αLT, (12)

Где Q – это избыток воздуха, а LN – идеальный воздушный поток.

Избыточный коэффициент воздуха всегда больше, чем один. Q = 1,05 – 1,2. Коэффициент демонстрирует, как часто фактический воздушный поток превышает теоретический воздушный поток. Газо-воздушная смесь называется стехиометрической if = 1.

Таблица 3. Какое количество инертного газа следует добавить к одному литру горючего материала для создания взрывоопасной газовой смеси?

Горючие газыИнертные газыГорючие газыИнертные газы
диоксид углеродаазотдиоксид углеродаазот
Оксид углерода2,24,1Метан3,36
Водород10,316,5Этан7,312,8

Сгорание газа требует на 20% больше воздуха при = 1,2, чем при равновесии. Газы обычно сжигаются, не превышая их мощность. Воздух используется для сжигания и присутствует для этой функции.

Продукты сгорания газа и контроль процесса горения

Побочные продукты сгорания свободы: азот, водяной пар и двуокись углерода. Примерами побочных продуктов неполного сгорания газа являются угарный газ, нерасщепленный водород и газ, а также тяжелые углеводородные вещества.

Продукты сгорания образуются тем полнее, чем больше в них углекислого газа CO2. На практике используется выражение “максимальное содержание CO2”. В таблице 4 приведены количественные значения двуокиси углерода в побочных продуктах сгорания некоторых газов.

Качество газа или коэффициент избытка воздуха можно легко определить, используя информацию, приведенную в таблице 7, и знание процентного содержания CO2 в продуктах сгорания: Для этого с помощью газоанализатора найти количество газовых продуктов на 1 квадратный метр площади, чтобы определить качество топливного газа по формуле “хороший – плохой”. При его использовании необходимо поочередно подсчитать частицы смеси CO2 в каждом производимом двигателем объеме, начиная от одного до пяти тысяч кубических метров. Также необходимо определить местонахождение источника тепла в помещении производственного предприятия в течение часа работы двигателя внутреннего сгорания.

α = СО2mах/СО2 анализа = 11,8/10,2 = 1,15.

Анализ побочных продуктов сгорания, производимых автоматическими газоанализаторами, является идеальным методом контроля подачи воздуха в печь. Газоанализаторы периодически отбирают образцы выбрасываемых газов для оценки содержания в них углекислого газа и неочищенного водорода (CO H2).

Таблица 4. Сколько углекислого газа производится при сжигании газа?

ГазМаксимальное

Содержание

СО2max в

продуктах

сгорания, %

ГазМаксимальное

В каком городе находится этот пост?

СО2max в

продуктах

сгорания, %

Сланцевый16Природный (саратовский)11,7
Нефтяной13,6Природный (дашавский)11,8
Коксовый10,2Других месторождений11,6–12

Сгорание завершено, когда показания по шкале (CO2 H2) из газового анализатора равны нулю. Продукты сгорания содержат угарный газ и несгоревший водород, если стрелка отклоняется вправо.

Стрелка на другой шкале газоанализатора должна указывать на максимально допустимый уровень СО2М в продуктах сгорания. Когда стрелка индикаторов CO H2 находится на нуле, происходит полное сгорание с максимальным процентным содержанием углекислого газа.

Методы сжигания газа

Методы сгорания газа разделены на следующие категории на основе того, как создается смеси газового воздуха:

  • Диффузия;
  • Микт;
  • Кинетика.

При сжигании с использованием метода диффузии газ подается в фронт сгорания под давлением, а воздух, необходимый для сжигания, вытягивается из окружающей площади посредством молекулярной или турбулентной диффузии. Здесь смесь создается одновременно с процессом сгорания, поэтому скорость, с которой смесь создается в значительной степени, определяет, насколько быстро процесс движется.

Рис. 1. Различают диффузионный, смешанный и кинетический процессы горения газа. Внутренний диффузор, центр горения и первичный воздух [1] расположены в таком порядке.

После контакта газа с воздухом и формирования необходимого состава газовой смеси начинается процесс горения. В газовом потоке (рис. 1, часть а) движется воздух и втягивается газ; воздух и газ объединяются, образуя первичную зону горения. В зоне 3 образуется основная часть газа, а в зону 4 поступают побочные продукты сгорания.

Выделяющиеся продукты горения затрудняют взаимную диффузию газа и воздуха, что способствует быстрому сгоранию. Поэтому диффузионное горение характеризуется значительной длиной и яркостью пламени.

Возможность управлять процессом горения различными способами является преимуществом диффузионного метода сжигания газа. Для управления процессом образования смеси используются различные регулировочные элементы. Площадь факела может быть изменена путем изменения диаметра сопла горелки, дробления газового потока для отделения горящих углей и т.д.

Диффузионный метод сгорания имеет следующие преимущества:

  • Высокая стабильность пламени при изменении тепловых нагрузок, ω отсутствие пожара, ω равномерность температуры по длине пламени.

Недостатками метода являются:

  • Вероятность термического разложения углеводородов, ω низкой интенсивности сгорания, вероятность неполного неполного сгорания.

При использовании смешанного метода горения (рис. 1, б) (рис. 1, а) горелка только предварительно смешивает газ с частью воздуха перед тем, как сразу перейти к пламени. В этом случае только часть газа сгорает и соединяется с первичным воздухом; остальная часть газа разлагается в результате присоединения кислорода вторичного воздуха. Следовательно, факел короче и светит менее ярко, чем при диффузионном горении.

Кинетический метод горения (рис. Газ и воздух подаются внутрь горелки и застывают внутри пламени в 1(c). В маленькой горелке горит газовоздушная смесь.

Короткая длина пламени и высокая теплоотдача горелок делают этот способ сжигания выгодным.

Недостаток является требованием поддерживать газовое пламя.

Повышение эффективности использования газового топлива

Состав газового топлива оказывает значительное влияние на его энергоэффективность. Лучше всего использовать газ с небольшими долями и высоким тепловым производством для высокотемпературных процессов. В этом случае достигается улучшенная производительность установки газа, уменьшая утечки топлива в окружающую среду.

Пар, получаемый из воды, часто используется в качестве промежуточного теплоносителя в технологиях осушения воздуха. Продукты сгорания газа могут быть использованы в качестве дополнительных источников тепла для производства пара, что устраняет необходимость в специализированных котельных установках или калориферах (машины, использующие горячие газы в атмосфере для нагрева воздуха до температуры выше 100 градусов Цельсия).

При сгорании одного кубического метра газа выделяется два квадратных километра водяного пара вместе с побочными продуктами сгорания. Котельные установки могут работать более эффективно, если тепло, образующееся при конденсации этих водяных паров, используется для нагрева питательной воды.

Сжигание газа в горящих аппаратах является альтернативой использованию топлива с высоким тепловым напряжением.

При нагревании выходящих газов до высокой температуры происходит ряд технологических процессов. Если в такой ситуации использовать тепло отходящих газов для нагрева воды или воздуха, то использование газа будет более эффективным. Каждая калория, которая добавляется к сжиганию газа за счет нагрева воздуха или нагревательной камеры печи (это уже экономит одну калорию).

Объединение этих двух может остановить преобразование тепла из продуктов сгорания в работу высокотемпературных, средних температурных и более высоких единиц.

Оборудование для высыхания может быть нагревается, используя тепло от дымовых газов, удаленных из котлов и печей в теплообменнике контактных экономиков.

Инертный газ диоксид углерода можно получить из продуктов сгорания газа. процесс использования диоксида углерода для ускорения роста растений и увеличения урожая. Хорошо известно, что в результате фотосинтеза из CO2 и H2O образуется органическая масса растений.

В атмосфере содержится 21% O2 и 0,03% CO2. Урожайность огурцов и других овощей можно повысить на 20%, а темпы их роста ускорить, если увеличить концентрацию углекислого газа в теплицах до уровня 0,3%.

Про анемометры:  Старые газовые котлы отопления названия

Поскольку существует больше теплиц и больше использования гидропоники, существует значительное увеличение потребности в обмене азотом, что делает энергосберегание теплиц с помощью диоксида углерода.

Побочные продукты сжигания природного газа, которые являются чистыми, можно сохранить в течение очень долгого времени.

Огнеопасные материалы можно изолировать от контакта с воздухом, используя продукты полного сгорания газа, которые также продувают газовые коммуникации.

Рациональное сжигание газа и защита воздушного бассейна

Одной из наиболее важных проблем нашего времени является воздушный бассейн. Атмосфера загрязнена газом, углекислым газом и паром хлора из промышленности и транспорта.

Автомобильный сжиженный газ способствует очистке воздуха в больших городах.

Постоянное увеличение расхода топлива является еще одним фактором, способствующим загрязнению воздушного бассейна. Когда его потребление увеличивается, в атмосферу выпускаются много опасных и вызывающих рак веществ. В некоторых случаях, когда топливо сожжено, продуцируются нездоровые вещества, такие как сажа, ясень, угарный углерод и азот.

В качестве загрязнителя воздуха в воздушном бассейне используется оксид азота (NO), одно из самых опасных веществ. Пламя, нагретое до высокой температуры, выделяет оксид азота. Самые высокие уровни концентрации NNO наблюдаются между 1500 и 1800 C.

Диоксид азота преобразуется в NO2, когда горячие газы выпускаются в атмосферу и охлаждаются. Оказавшись внутри тела, они поднимаются кровью и повреждают дыхательную систему. Максимально допустимые стандарты оксидов азота в атмосфере в России устанавливаются (0,085 мг/м3). Дымовые трубы необходимы для удаления продуктов сгорания.

Канцерогенные вещества, способствующие росту рака, могут образовываться в твердом и жидком топливе. Даже самая маленькая частица пыли может представлять опасность, поскольку она поглощает токсины из воздуха.

Мельчайшие частицы угля переносятся сажей, которая образуется при сгорании и может переносить ароматические соединения. В этом смысле борьба с загрязнением воздуха является наиболее значимой проблемой, стоящей перед человечеством.

Использование природного газа для замены твердого и жидкого топлива является наиболее эффективным способом предотвращения засорения топлива. Поставщики коммунальных услуг и предприятия конвертируются в газ.

Во всем мире совершенствуются технологические процессы, направленные на снижение выброса вредных веществ в окружающую среду и улучшение очистки отработанных газов.

Одной из важнейших обязанностей любой компании является охрана окружающей среды. Основным направлением этой деятельности является не только регулирование производства вредных воздействий на природу, о чем свидетельствует историческая и международная практика охраны окружающей среды.

Описание работы предприятия (или другого уполномоченного лица), ответственного за газовую ферму, должна включать материалы по экологической деятельности, а именно:

  • Мониторинг и регулирование выбросов продуктов сжигания газа;
  • Соответствие установленным стандартам с точки зрения воздействия на окружающую среду, пределы использования газа, стандарты качества окружающей среды в области влияния компании;
  • Улучшение эффективности использования газового топлива;
  • Профилактика несчастных случаев и чрезвычайных ситуаций в окружающей среде;
  • Информация об окружающей среде и профессиональной подготовке персонала.

Эти и другие действия должны быть задокументированы в отчете о предприятии по атмосферной защите воздуха (форма № 2-воздуха).

Автоматизация процессов сжигания газа

Процесс сгорания контролируется автоматически, что повышает надежность и безопасность работы газовых агрегатов.

На современных газосодержащих заводах используются частично автоматизированные или очень сложные системы автоматизации.

Ниже приведены основные системы, которые составляют современную интегрированную автоматизацию газа:

  • Автоматизация управления,
  • Автоматизация системы безопасности,
  • Тревоги,
  • Теплотехнический контроль.

Чтобы гарантировать, что оборудование работает в определенном режиме и работает в лучшем случае, автоматизация регулирования промышленного газового оборудования и сборок создается для контроля процесса сжигания газа.

В случае неисправности автоматика безопасности отключила поставку газа для горелок подразделений, использующих газ. Отслеживаются следующие важные переменные:

  • Наличие пламени в камине: если в камине нет пламени, подача газа к горелке немедленно прекращается;
  • Давление газа в газопроводе. Если давление газа отличается от установленных минимального и максимального значений, подача газа прекращается;
  • – вакуум в печи.Когда вакуум в печи уменьшается, подача газа прекращается на минимально допустимом уровне ;
  • Давление воздуха (при наличии подходящих горелок).Когда давление воздуха падает до минимально допустимого, подача газа прекращается;
  • Давление воздуха (при наличии подходящих горелок);
  • Температура воды в котле. Если температура воды превышает допустимую норму, то подача газа прекращается;

Блокировка, управление и сигнальные устройства используются для выполнения вышеупомянутых функций. Когда требование безопасности нарушается, замок понимается как устройство, которое делает невозможным запуск газа или включить устройство. Термин «тревога» относится к устройству, которое издает звуковой или световой сигнал, когда достигается профилактическое значение контролируемого значения.

При отключении приборов подается звуковой и световой сигнал. Контроль загазованности помещения осуществляется в первую очередь контролером по управлению газовыми приборами. Приборы контроля и сигнализации позволяют дистанционно управлять газоиспользующими агрегатами.

Обслуживающий персонал может ввести оптимальные значения режима с помощью теплотехнических устройств управления.

Уровень автоматизации и качества блока использования газа варьируется в зависимости от рабочих обстоятельств.

Общие данные.

Приведенные ниже калькуляторы могут использоваться для определения уровня LHV и WOBBE на основе состава природного газа.

Используйте этот калькулятор только в том случае, если у газового дистрибьютора нет более низкого значения отопления и доступного номера WOBB. Как правило, сертификат качества природного газа, полученный от дистрибьютора газа, может использоваться для определения значения нагрева и числа WOBB.

.

Низшая теплотворная способность используется:

Отношение объемной теплоты сгорания к квадратному корню относительной плотности газообразного вещества определяет число Воббе газообразного топлива (наименьшее или наибольшее).

Этот рисунок описывает постоянство теплового потока, образующегося при сгорании газа. Обычно можно переключаться между газами с одинаковым числом Воббе и давлением без замены горелки или форсунки.

W OBBE не учитывает потенциал для проскальзывания или пламени. Необходимо проверить стабильность пламени газа горелки.

Газы с различными числами WOBBE могут достигать более высоких давлений при сжигании в одной горелке. Следующая формула используется для обеспечения давления газа при новом значении номера WOBBE:

 P2=(ρ2/ρ1)*P1*(QH1/QH2)2

Где P2 – давление газа в избытке вновь образовавшегося газа с плотностью Q2;

P1 – избыточное давление газа, приложенное к исходному газу, который имеет низкую тепловую конструкцию и плотность 0.

Если изменение давления газа не является вариантом, изменение конструкции горелки (например, увеличение диаметра сопла). Размер компонентов горелки обычно зависит от типа пламени (например: принудительный воздух или введенный)

Одоризация горючего газа.

Получаемый газ (CH4) бесцветный, без запаха и вкуса, благодаря тому, что одорант добавляется на ГРС. 16 г на 1000 м3. Одорант легко воспламеняется, тяжелее воздуха. Плотность 2 кг/м3

Если есть утечка газа с земли, отфильтруется одорант, что уменьшает запах. Операционная организация изначально отвечает за определение уровня запаха. Они проверяют точки далеко от заправочной станции, по крайней мере, раз в десять дней.

Определение процентного содержания природного газа и биогаза в смеси

Если у нас есть скорость потока природного газа, мы можем определить пропорциональное соотношение газов, получавших печь.

Поверхности котла ощущают энергию общего сжигания биогаза (110 000 м3/день) следующим образом:

MW; (2.7)

Где расход биогаза, в m3/s

– максимальная тепловая мощность сжигания биогаза, измеряемая в МДж/м3;

К ПД котла.

Требуется 22 т/ч производства пара:

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

MW; (2.8)

Где: – скорость потока природного газа в котел, измеренный в M3 в секунду (см. Точку 1.2.2);

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

Низшая теплота сгорания природного газа, измеряется в мдж/м3,

. Сравнивая (2, 2) и (3), мы приходим к выводу, что для восполнения недостатка энергии необходимо добавить природный газ:

MW. (2.9)

Сколько тонн природного газа в тонне воздуха?

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

м3/s. (2.10)

Про анемометры:  Общие требования к системам автоматики безопасности, регулирования, контроля и управления оборудованием котельных

В какой пропорции присутствует природный газ

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

. (2.11)

Чтобы рассчитать процесс сгорания двух топлива, необходимо определить процент газов в смеси. Для этого разделите процент природного газа и биогаза на соответствующие фракции газов, содержащихся в них:

или 58,5%;

или 40,9%;

или 0,1%;

или 0,06%;

или 0,04%;

или 0,02%;

или 0,3%.

Понятия о горении и взрыве.

Гибкие материалы в сочетании с кислородом в процессе сгорания, несомненно, производя тепло.

Газовая и воздушная смесь мгновенно сжигает взрыв. Три требования должны быть выполнены (правило 3 “z”).

  1. Закрытый объем (комната).
  2. Ухудшение в пределах зажигания от 5% до 15%.
  3. Посвящена, стреляет, нагретый тело. Неравная концентрация от 1% до 5%, от 5% до 15%, из опасной концентрации 20% (сжигание с задним взрывом), в нормальных условиях t ° = 20 ° C

Расчет горения природного газа проектный — ростепло энциклопедия теплоснабжения

1.1.1 Начальные данные:

Химический состав сухого газа (в процентах от объема):

CH4C2H6C3H8C4H10C5H12CO2N2Сумма
98,0%0,5%0,3%0,1%0,2%0,1%0,8%100,0%

Рабочий газ содержит больше влаги, чем в рабочей смеси атмосферы

Коэффициент избытка воздуха сжигания

Содержание влаги в атмосферном воздухе, D = 10 г/кг;

Tv: 20 C температура предварительного подогрева воздуха.

1.1.2. Какой процент сухого газа присутствует при наличии влажного рабочего газа?

CHвл4 = CHсух4 ⋅100 – H2O , %

100

CHвл4 = 98,0 ⋅ 0,99 = 97%

Один знак после Decimalum, другие газовые компоненты не подвержены влиянию точности анализа.

CH4C2H6C3H8C4H10C5H12CO2N2H2OСумма
97,0%0,5%0,3%0,1%0,2%0,1%0,8%1,0%100,0%

1.1.3.gas сжигание:

Qpн = 385,18CHвл4 637,48C2Hвл6 912,3C3Hвл8 1186,46C4Hвл1 0 1460,77C5Hвл1 2 , кДж/нм3

Qpн = 385,18 ⋅ 97,0 637,48 ⋅ 0,5 912,3 ⋅ 0,3 1186,46 ⋅ 0,1 1460,77 ⋅ 0,2 = 35746,69 , кДж/нм3

Qpн = 85,55CHвл4 152,26C2Hвл6 217,9C3Hвл8 283,38C4Hвл1 0 348,9C5Hвл1 2 , ккал/нм3

Qpн = 85,55 ⋅ 97,0 152,26 ⋅ 0,5 217,9 ⋅ 0,3 283,38 ⋅ 0,1 348,9 ⋅ 0,2= 8538 , ккал/нм3.

1.1.4. Количество сухого воздуха в теории:

V ов = 4,762 (2CH4 3,5C2H6 5C3H8 6,5C4H10 8C5H12)/100 , нм3/нм3

V ов = 4,762 (2 ⋅ 97 3,5 ⋅ 0,5 5 ⋅ 0,3 6,5 ⋅ 0,1 8 ⋅ 0,2)/100 = 4,762 ⋅ 199,5/100 = 9,5 нм3/нм3.

1.1.5. Теоретический необходимый объем воздуха с учетом влажности:

V ов .вл = (1 0,0016d) ⋅ V ов , нм3/нм3

V ов .вл = (1 0,0016 ⋅ 10) ⋅ 9,5 = 9,65 нм3/нм3,

Где: Коэффициент пересчета весовых единиц в граммах на килограмм сухого воздуха составляет 0,0016 = 1,293 / (0,804 1000).

1.1.6. Количество сухого воздуха, которое присутствует, когда коэффициент избытка воздуха составляет q=1,2, следующее:

Vα = α ⋅ V ов = 1,2 ⋅ 9,5 = 11,4 нм3/нм3

1.1.7. Распределение атмосферного воздуха с коэффициентом избытка = 2

Полет – это всегда = – – ⠀.

1.1.8.Количество продуктов горения при α=1,2:

VCO 2 = 0,01(СО2 CH4 2C2H6 3C3H8 4C4H10 5C5H12), нм3/нм3

VCO 2 = 0,01(0,1 97 2 ⋅ 0,5 3 ⋅ 0,3 4 ⋅ 0,1 5 ⋅ 0,2) = 1,004 нм3/нм3

VH2 O = 0,01(2CH4 3C2H6 4C3H8 5C4H10 6C5H12 H2O 0,16d ⋅ Vá), нм3/нм3

VH2 O = 0,01(2 ⋅ 97 3 ⋅ 0,5 4 ⋅ 0,3 5 ⋅ 0,1 6 ⋅ 0,2 1,0 0,16 ⋅ 10 ⋅ 11,4) = 2,176 нм3/нм3

VN 2 = 0,01N2 0,79Vá , нм3/нм3

VN 2 = 0,01 ⋅ 0,8 0,79 ⋅ 11,4 = 9,014 нм3/нм3

VO 2 = 0,21(α – 1)V ов , нм3/нм3

VO 2 = 0,21 ⋅ (1,2 – 1) ⋅ 9,5 = 0,399 нм3/нм3

Общее количество продуктов горения

VДГ =VCO 2 VH2 O VN 2 VO 2 , нм3/нм3

VДГ = 1,004 2,176 9,014 0,399 = 12,593 нм3/нм3

1.1.9. Процентный состав продуктов горения

СО2 = 1,004 ⋅ 100/12,593 ≅ 7,973%

H2O = 2,176 ⋅ 100/12,593 ≅ 17,279%

N2 = 9,014 ⋅ 100/12,593 ≅ 71,579%

O2 = 0,399 ⋅ 100/12,593 ≅ 3,168%

Всего: 100% или, с двумя признаками точности после AIM, 99,95%.

1.1.10. Умножая его плотность, T, кг/н M3, на газ 100 нм3, определяется баланс материала процесса сгорания.

Приходкг%Расходкг%
Природный газ: Продукты горения:
CH4=97,0 ⋅ 0,71769,554,466CO2=1,004 ⋅ 100 ⋅ 1,977198,4912,75
C2H6=0,5 ⋅ 1,3560,680,044H2O=2,176 ⋅ 100 ⋅ 0,804174,9511,23
C3H8=0,3 ⋅ 2,0200,610,049N2=9,014 ⋅ 100 ⋅ 1,2511127,6572,42
C4H10=0,1 ⋅ 2,8400,280,018O2=0,399 ⋅ 100 ⋅ 1,42957,023,66
C5H12=0,2 ⋅ 3,2180,6440,041Неувязка-0,91-0,06
CO2=0,1 ⋅ 1,9770,200,013Итого:1551,2100,00
N2=0,8 ⋅ 1,2511,000,064
H2O=1,0 ⋅ 0,8040,800,051
Воздух:
O2=199,5 ⋅ 1,2 ⋅ 1,429342,121,964
N2=199,5 ⋅ 1,2 ⋅ 3,762 ⋅ 1,2511126,6872,415
H2O=0,16 ⋅ 10 ⋅ 11,4 ⋅ 0,80414,660,941
Итого:1557,2100,0

1.1.11.Общая энтальпия продуктов горения при tв=20 °C и áв=1,2:

iобщ = Qpн /VДГ V ′á ⋅ i ′в /VДГ, кДж/нм3 (ккал/нм3)

Iоб = 35746,69/12,593 11,58 разделить на 26,38/12,593 равняется 2862,9 кДж/нм3, или

iобщ = 8538/12,593 11,58 ⋅ 6,3/12,593 = 683,8 ккал/нм3,

где: i ′в = св⋅ tв = 1,319⋅ 20 = 26,38 кДж/нм3 или

i ′в = св⋅ tв = 0,315⋅ 20 = 6,3 ккал/нм3

Возможно, и в I-T диаграмме рис.7.1.

1.1.12.Теоретическая температура горения при α=1,2

Согласно диаграмме I-T на рис. 7.2, TEOR составляет 1775 г.

1.13. Коэффициент сохранения тепла печи составляет:

ϕ = 1 – q5 /100= 1 – 0,5/100 = 0,995

Где: конструкция печи определяет Q5 – потерю потери окружающей среды.

1.14. Энтальпия газов, действующих в печи

i ′ общ = iобщ ⋅ ϕ

Всего = 2848,6 кДж/нм3 или 2862,9 0,995

i ′ общ =683,8 ⋅ 0,995 = 680,4 ккал/нм3

1.1.15. Действительная температура газов в топке:

Диаграмма I-T на рис. 7.2 показывает, что Цейст жил в 1750-е годы.

Расчет процесса горения

Состав сгоревшего газа может быть определен из предыдущего предложения следующим образом:

CH4= 58,5 %;

CO2= 40,9 %;

C2H6= 0,1%;

C3H8= 0,06 %;

C4H10= 0,04 %;

C5H12= 0,02%;

N2= 0,3 %.

Давайте подумаем, как сжигается смесь биогаза и природного газа. Для определения удельной теплоты сгорания смеси используется следующая формула:

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

MJ/m3; (2.12)

Какой процент компонентов топлива горючим

Специфическая теплота сгорания с горбыми топливами, MJ/M3

MJ/m3.

Плотность топлива рассчитывается по формуле:

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

(2.13)

В качестве альтернативы, где: там – доля газовых газов;

Каким должен быть идеальный объем воздуха для сгорания?

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

m3/ m3.

Теоретическое количество трех газов в форме, включенных друг в друга в соответствии с формулой (1.2):

m3/ m3.

По формуле (1.3):

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

m3/ m3.

По формуле (1.4):

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

m3/ m3.

Общий объем газ:

Природные газы. Методы сжигания газов и эффективного использования

m3/ m3.

Мы даем Q3 = 1,5% в качестве коэффициента потери тепла при химическом коротком сжигании.

Коэффициенты конвективных систем избыточного воздуха котла принимаются как в разделе 1.2.2.

В таблице 2.1 приведены результаты расчетов процесса сгорания.

Расчет процесса сгорания в таблице 2.1

Имя индикатора

Символ, формула

Значения

?т=1,10

?к=1,15

?’эк=1,2

?”эк=1,3

1

2

3

4

5

6

Сколько воздуха в этом объеме?

Vв0

5,62

Объем трехатомных газов, m3/m3.

VRO2

1,00

Теоретический объем азота,

m3/ m3

VN2

4,44

Теоретический объем паров, m3/m 3

V0H2O

1,18

Избыток воздуха, m3/m2

?Vв=(?-1)Vв0

0,562

0,843

1,124

1,686

Избыточный объем паров, m3/m 3

? VH2O=0,016

0,009

0,013

0,018

0,027

Реальное количество сухих газов, M3/M3

Vс.г=VRO2 vN?

6,002

6,283

6,564

7,126

Реальный объем паров, m3/m3

Где 2 = 0 2?

1,189

1,193

1,198

1,207

Тело для возвращения, с / с

Vг. г=Vс?

7,191

7,476

7,762

8,333

Объемные действия

В одной порции три атома газа.

R RO2= Vro1/Vг.гг

0,139

0,133

0,128

0,12

паров

R H2O= Vh2.г.

0,164

0,158

0,152

0,142

общие

rt= rRO2/rH2O

0,848

0,842

0,842

0,845

Температура росы, 0C

Tт.р=f(pH2O=1)

58

57

56

55

Плотность газа, кг / м3

?г=(1,13233+0.8)/Vв).

1,31

1,312

1,310

1,307

Оцените статью
Анемометры
Добавить комментарий

Adblock
detector