Uzroci i posljedice nepotpunog sagorijevanja plina. Potpuno i nepotpuno sagorevanje gasa
Položaj elemenata uređaja za automatizaciju prikazan je na sl. 7. Pokazuje da je elektromagnet zatvoren zaštitnim poklopcem. Žice od senzora nalaze se unutar tankozidnih cijevi koje su pričvršćene na elektromagnet pomoću navrtki. Vodovi tijela senzora su povezani s elektromagnetom kroz tijelo samih cijevi.
A sada razmotrite metodu pronalaženja gornje greške.
Provjera počinje s "najslabijom karikom" uređaja za automatizaciju - senzorom potiska. Senzor nije zaštićen kućištem, pa nakon 6 ... 12 mjeseci rada "preraste" debelim slojem prašine.Bimetalna ploča (vidi sliku 6) brzo oksidira, što dovodi do lošeg kontakta.
Prašina se uklanja mekom četkom. Zatim se ploča povuče iz kontakta i očisti finim brusnim papirom. Ne treba zaboraviti da je potrebno očistiti sam kontakt. Dobri rezultati se postižu čišćenjem ovih elemenata posebnim sprejom "Contact". Sadrži tvari koje aktivno uništavaju oksidni film. Nakon čišćenja, tanak sloj tekućeg maziva se nanosi na ploču i kontakt.
Sljedeći korak je provjeriti ispravnost termoelementa. Radi u teškim termičkim uslovima, budući da je stalno u plamenu upaljača, naravno, njegov vijek trajanja je mnogo kraći od ostalih elemenata kotla.
Glavni nedostatak termoelementa je izgaranje (uništenje) njegovog tijela. U ovom slučaju, prijelazni otpor na mjestu zavarivanja (spoj) naglo raste. Kao rezultat toga, struja u krugu termoelement - elektromagnet
- Bimetalna ploča će biti niža od nominalne vrijednosti, što dovodi do toga da elektromagnet više neće moći fiksirati držač (Sl. 5).
Za provjeru termoelementa, odvrnite spojnu maticu (slika 7) koja se nalazi na lijevoj strani 
strane elektromagneta. Zatim se uključi upaljač i voltmetrom se meri konstantni napon (termo-EMF) na kontaktima termoelementa (Sl. 8). Zagrijani servisni termoelement stvara EMF od oko 25 ... 30 mV. Ako je ova vrijednost manja, termoelement je neispravan. Za konačnu provjeru, cijev se odvaja od kućišta elektromagneta i mjeri se otpor termoelementa Otpor grijanog termoelementa je manji od 1 oma. Ako je otpor termoelementa stotine oma ili više, mora se zamijeniti. Niska vrijednost termo-EMF-a koju stvara termoelement može biti uzrokovana sljedećim razlozima: - začepljenje mlaznice za paljenje (kao rezultat toga, temperatura grijanja termoelementa može biti niža od nominalne). Sličan nedostatak se "liječi" čišćenjem otvora za paljenje bilo kojom mekom žicom odgovarajućeg promjera;
- pomjeranjem položaja termoelementa (naravno, on se također ne može dovoljno zagrijati). Otklonite kvar na sljedeći način - olabavite vijak koji pričvršćuje olovku za oči u blizini upaljača i podesite položaj termoelementa (Sl. 10);
- nizak pritisak gasa na ulazu u kotao.
Ako je EMF na vodovima termoelementa normalan (uz zadržavanje gore navedenih simptoma kvara), tada se provjeravaju sljedeći elementi:
- integritet kontakata na spojnim tačkama termoelementa i senzora propuha.
Oksidirani kontakti se moraju očistiti. Spojne matice se zatežu, kako kažu, "ručno". U ovom slučaju, nepoželjno je koristiti ključ, jer je lako slomiti žice prikladne za kontakte;
- integritet namota elektromagneta i, ako je potrebno, lemiti njegove zaključke.
Učinak elektromagneta može se provjeriti na sljedeći način. Prekini vezu 
termoelement. Pritisnite i držite dugme za pokretanje, a zatim upalite upaljač. Od zasebnog izvora konstantnog napona do oslobođenog kontakta elektromagneta (od termoelementa), napon od oko 1 V se primjenjuje u odnosu na kućište (pri struji do 2 A). Da biste to učinili, možete koristiti običnu bateriju (1,5 V), sve dok osigurava potrebnu radnu struju. Sada se dugme može otpustiti. Ako se upaljač ne ugasi, elektromagnet i senzor propuha rade;
- senzor potiska. Prvo se provjerava sila pritiskanja kontakta na bimetalnu ploču (uz naznačene znakove kvara, često je nedovoljna). Za povećanje sile stezanja, olabavite sigurnosnu maticu i pomaknite kontakt bliže ploči, a zatim zategnite maticu. U tom slučaju nisu potrebna dodatna podešavanja - sila pritiska ne utječe na temperaturu reakcije senzora. Senzor ima veliku marginu za ugao otklona ploče, osiguravajući pouzdan prekid električnog kola u slučaju nesreće.
Aleksandar Pavlovič Konstantinov
Glavni inspektor za kontrolu bezbjednosti nuklearno i radijacijski opasnih objekata. Kandidat tehničkih nauka, vanredni profesor, profesor Ruske akademije prirodnih nauka.
Kuhinja sa plinskim štednjakom često je glavni izvor zagađenja zraka u cijelom stanu. I, što je veoma važno, to se odnosi na većinu stanovnika Rusije. Zaista, u Rusiji 90% urbanih i preko 80% ruralnih stanovnika koristi plinske peći Khata, Z. I. Zdravlje ljudi u savremenoj ekološkoj situaciji. - M. : FAIR-PRESS, 2001. - 208 str..
Posljednjih godina pojavile su se publikacije ozbiljnih istraživača o velikoj opasnosti plinskih peći po zdravlje. Doktori znaju da u kućama u kojima su ugrađene plinske peći stanovnici češće i duže obolijevaju nego u kućama s električnim pećima. I govorimo o mnogim različitim bolestima, a ne samo o bolestima respiratornog trakta. Smanjenje nivoa zdravlja posebno je uočljivo kod žena, dece, kao i kod starijih i hroničnih bolesnika koji više vremena provode kod kuće.
Profesor V. Blagov je svjesno nazvao upotrebu plinskih šporeta "hemijskim ratom velikih razmjera protiv vlastitog naroda".
Zašto je upotreba plina u domaćinstvu štetna po zdravlje
Pokušajmo odgovoriti na ovo pitanje. Postoji nekoliko faktora koji zajedno čine upotrebu plinskih peći opasnim po zdravlje.
Prva grupa faktora
Ova grupa faktora je posledica same hemije procesa sagorevanja prirodnog gasa. Čak i kada bi plin za domaćinstvo potpuno izgorio do vode i ugljičnog dioksida, to bi dovelo do pogoršanja sastava zraka u stanu, posebno u kuhinji. Uostalom, istovremeno se kisik izgara iz zraka, dok se koncentracija ugljičnog dioksida povećava. Ali to nije glavni problem. Na kraju, ista stvar se dešava i sa vazduhom koji čovek udiše.
Mnogo je gore što se u većini slučajeva sagorevanje gasa ne dešava potpuno, a ne 100%. Zbog nepotpunog sagorijevanja prirodnog plina nastaje mnogo više toksičnih proizvoda. Na primjer, ugljični monoksid (ugljični monoksid), čija koncentracija može biti višestruko, 20-25 puta veća od dopuštene norme. Ali to dovodi do glavobolje, alergija, tegoba, oslabljenog imuniteta. Yakovleva, M. A. Imamo plin u stanu. - Poslovni ekološki časopis. - 2004. - br. 1(4). - S. 55..
Osim ugljičnog monoksida, u zrak se oslobađaju sumpor dioksid, dušikovi oksidi, formaldehid i benzpiren, jak karcinogen. U gradovima, benzpiren ulazi u atmosferski zrak iz emisija iz metalurških poduzeća, termoelektrana (posebno na ugljen) i automobila (posebno starih). Ali koncentracija benzpirena, čak ni u zagađenom atmosferskom zraku, ne može se porediti s njegovom koncentracijom u stanu. Slika pokazuje koliko više benzpirena dobijemo dok smo u kuhinji.
Unos benzpirena u ljudski organizam, mcg/dan Uporedimo prve dvije kolone. U kuhinji dobijamo 13,5 puta više štetnih materija nego na ulici! Radi jasnoće, procijenimo unos benzpirena u naše tijelo ne u mikrogramima, već u razumljivijem ekvivalentu - broju popušenih cigareta dnevno. Dakle, ako pušač popuši jednu kutiju (20 cigareta) dnevno, onda u kuhinji osoba dobije ekvivalent od dvije do pet cigareta dnevno. Odnosno, čini se da domaćica, koja ima plinski štednjak, malo "puši".
Druga grupa faktora
Ova grupa se odnosi na uslove rada plinskih peći. Svaki vozač zna da je nemoguće biti u garaži u isto vrijeme kada i automobil sa upaljenim motorom. Ali u kuhinji imamo upravo takav slučaj: sagorevanje ugljikovodičnih goriva u zatvorenom prostoru! Nemamo uređaj koji ima svaki automobil - auspuh. Prema svim higijenskim pravilima, svaki plinski štednjak mora biti opremljen kišobranom za ispušnu ventilaciju.
Stvari su posebno loše ako imamo malu kuhinju u malom stanu. Oskudna površina, minimalna visina plafona, loša ventilacija i plinski štednjak radi cijeli dan. Ali s niskim stropovima, proizvodi izgaranja plina akumuliraju se u gornjem sloju zraka debljine do 70-80 centimetara. Bojko, A. F. Zdravlje 5+. - M. : Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 str..
Često se rad domaćice na plinskom štednjaku uspoređuje sa štetnim radnim uvjetima na radnom mjestu. Ovo nije sasvim tačno. Proračuni pokazuju da ako je kuhinja mala, a nema dobre ventilacije, onda imamo posla sa posebno štetnim radnim uslovima. Vrsta metalurga koji opslužuje koks baterije.
Kako smanjiti štetu od plinske peći
Kako da budemo, ako je sve tako loše? Možda se zaista isplati riješiti plinske peći i ugraditi električni ili indukcijski? Pa, ako postoji takva prilika. A ako ne? Za to postoji nekoliko jednostavnih pravila. Dovoljno ih je promatrati, a štetu po zdravlje od plinske peći možete smanjiti na desetine puta. Navodimo ova pravila (većina su preporuke profesora Yu. D. Gubernskog) Ilnitski A. Miriše na gas. - Budite zdravi! - 2001. - br. 5. - S. 68–70..
- Iznad šporeta je potrebno ugraditi aspirator sa prečistačem vazduha. Ovo je najefikasniji pristup. Ali čak i ako iz nekog razloga to ne možete učiniti, preostalih sedam pravila će također značajno smanjiti zagađenje zraka.
- Pratite potpunost sagorevanja gasa. Ako odjednom boja plina nije onakva kakva bi trebala biti prema uputstvu, odmah pozovite plinare da regulišu pokvareni gorionik.
- Nemojte pretrpavati šporet dodatnim posuđem. Posuđe treba stavljati samo na gorionike koji rade. U tom slučaju će se osigurati slobodan pristup zraka gorionicima i potpunije sagorijevanje plina.
- Bolje je koristiti ne više od dva plamenika ili pećnicu i jedan plamenik u isto vrijeme. Čak i ako vaša peć ima četiri gorionika, najbolje je uključiti najviše dva u isto vrijeme.
- Maksimalno vrijeme neprekidnog rada plinske peći je dva sata. Nakon toga morate napraviti pauzu i dobro prozračiti kuhinju.
- Tokom rada plinskog štednjaka, vrata kuhinje moraju biti zatvorena, a prozor otvoren. To će osigurati da se proizvodi izgaranja uklone kroz ulicu, a ne kroz dnevne sobe.
- Nakon završetka plinskog štednjaka, preporučljivo je provjetriti ne samo kuhinju, već i cijeli stan. Poželjna je unakrsna ventilacija.
- Nikada ne koristite plinsku peć za grijanje ili sušenje rublja. Ne biste zapalili vatru usred kuhinje u tu svrhu, zar ne?
Sagorevanje prirodnog gasa je složen fizičko-hemijski proces interakcije njegovih zapaljivih komponenti sa oksidantom, pri čemu se hemijska energija goriva pretvara u toplotu. Spaljivanje može biti potpuno ili nepotpuno. Kada se gas pomeša sa vazduhom, temperatura u peći je dovoljno visoka za sagorevanje, gorivo i vazduh se neprekidno dovode, vrši se potpuno sagorevanje goriva. Nepotpuno sagorevanje goriva nastaje kada se ova pravila ne poštuju, što dovodi do manjeg oslobađanja toplote (CO), vodonika (H2), metana (CH4), a kao rezultat toga, do taloženja čađi na grejnim površinama, pogoršavanja prenosa toplote i povećanja gubitak topline, što zauzvrat dovodi do prekomjerne potrošnje goriva i smanjenja efikasnosti kotla i, shodno tome, do zagađenja zraka.
Omjer viška zraka ovisi o dizajnu plinskog plamenika i peći. Koeficijent viška zraka mora biti najmanje 1, inače može dovesti do nepotpunog sagorijevanja plina. Takođe povećanje koeficijenta viška vazduha smanjuje efikasnost instalacije koja koristi toplotu zbog velikih gubitaka toplote sa izduvnim gasovima.
Potpuno sagorevanje se utvrđuje pomoću gasnog analizatora i po boji i mirisu.
Potpuno sagorevanje gasa. metan + kisik = ugljični dioksid + voda CH4 + 2O2 = CO2 + 2H2O Osim ovih plinova, dušik i preostali kisik ulaze u atmosferu sa zapaljivim plinovima. N2 + O2 Ako sagorevanje gasa nije potpuno, tada se u atmosferu emituju zapaljive materije - ugljen monoksid, vodonik, čađ.CO + H + C
Nepotpuno sagorevanje gasa nastaje usled nedovoljnog vazduha. Istovremeno, u plamenu se vizuelno pojavljuju jezici čađi.Opasnost od nepotpunog sagorevanja gasa je da ugljen monoksid može izazvati trovanje osoblja kotlarnice. Sadržaj CO u vazduhu 0,01-0,02% može izazvati blago trovanje. Veća koncentracija može dovesti do teškog trovanja i smrti.Nastala čađ se taloži na zidovima kotlova, čime se otežava prijenos topline na rashladno sredstvo i smanjuje efikasnost kotlarnice. Čađ provodi toplotu 200 puta lošije od metana.Teoretski, za sagorevanje 1 m3 gasa potrebno je 9 m3 vazduha. U realnim uslovima potrebno je više vazduha. Odnosno, potrebna je suvišna količina zraka. Ova vrijednost, označena alfa, pokazuje koliko je puta više zraka utrošeno nego što je teoretski potrebno.Alfa koeficijent ovisi o vrsti pojedinog gorionika i obično je propisan u pasošu gorionika ili u skladu sa preporukama organizacije za puštanje u rad. Sa povećanjem količine viška zraka iznad preporučene povećavaju se gubici topline. Uz značajno povećanje količine zraka, može doći do odvajanja plamena, stvarajući hitan slučaj. Ako je količina zraka manja od preporučene, tada će sagorijevanje biti nepotpuno, što stvara opasnost od trovanja osoblja kotlarnice.Nepotpuno sagorijevanje se određuje prema:
Sagorevanje je reakcija u kojoj se hemijska energija goriva pretvara u toplotu.
Spaljivanje može biti potpuno ili nepotpuno. Do potpunog sagorevanja dolazi sa dovoljno kiseonika. Njegov nedostatak uzrokuje nepotpuno sagorijevanje, pri čemu se oslobađa manje topline nego pri potpunom sagorijevanju, a ugljični monoksid (CO), koji je toksičan za radno osoblje, stvara čađ koja se taloži na grijaćoj površini kotla i povećava gubitak topline, što dovodi do prekomjerne potrošnje goriva i smanjenja efikasnosti bojler, zagadjenost vazduha.
Za sagorevanje 1 m 3 metana potrebno je 10 m 3 vazduha, u kome ima 2 m 3 kiseonika. Za potpuno sagorijevanje prirodnog plina, zrak se dovodi u peć s malim viškom. Omjer stvarno utrošenog volumena zraka V d i teoretski potrebnog V t naziva se koeficijent viška zraka a = V d / V t. Ovaj pokazatelj ovisi o dizajnu plinskog plamenika i peći: što su savršeniji, to će manje a. Potrebno je osigurati da koeficijent viška zraka ne bude manji od 1, jer to dovodi do nepotpunog sagorijevanja plina. Povećanje omjera viška zraka smanjuje efikasnost. kotlovska jedinica.
Potpunost sagorevanja goriva može se utvrditi pomoću gasnog analizatora i vizuelno - bojom i prirodom plamena: prozirno plavkasto - potpuno sagorevanje;
crvena ili žuta - nepotpuno sagorijevanje.
Brzina kojom zona izgaranja napreduje u smjeru okomitom na samu zonu naziva se brzina širenja plamena. Brzina širenja plamena karakterizira brzinu zagrijavanja mješavine plina i zraka do temperature paljenja. Najveću brzinu širenja ima plamen vodonika, vodenog gasa (3 m/sec), a najmanju plamen prirodnog gasa i mešavine propan-butana. Velika brzina širenja plamena povoljno utiče na potpunost sagorevanja gasa, a mala je, naprotiv, jedan od razloga nepotpunog sagorevanja gasa. Brzina širenja plamena se povećava kada se koristi mješavina plina i kisika umjesto plina i zraka.
Sagorevanje se kontroliše povećanjem dovoda vazduha u peć kotla ili smanjenjem dovoda gasa. Ovaj proces koristi primarni (miješa se s plinom u gorioniku - prije sagorijevanja) i sekundarni (kombinuje se sa plinom ili mješavinom plina i zraka u ložištu kotla tokom sagorijevanja) zrak.
U kotlovima opremljenim difuzijskim gorionicima (bez prinudnog dovoda zraka), sekundarni zrak, pod djelovanjem vakuuma, ulazi u peć kroz vrata ventilatora.
Kod kotlova opremljenih injekcionim gorionicima: primarni vazduh ulazi u gorionik usled ubrizgavanja i reguliše se podesivom podloškom, a sekundarni vazduh ulazi u gorionik kroz vrata ventilatora.
U kotlovima sa mješajućim gorionicima primarni i sekundarni zrak se dovode u gorionik pomoću ventilatora i kontroliraju zračnim zaklopkama.
Kršenje omjera između brzine mješavine plina i zraka na izlazu iz gorionika i brzine širenja plamena dovodi do odvajanja ili prekoračenja plamena na gorionicima.
Ako je brzina mješavine plina i zraka na izlazu iz gorionika veća od brzine širenja plamena - odvajanje, a ako je manja - klizanje.
U slučaju da se plamen prekine i bljesne, osoblje za rukovanje mora ugasiti kotao, ventilirati peć i plinske kanale i ponovo upaliti kotao.
Metan je gasovito hemijsko jedinjenje sa hemijskom formulom CH4. Ovo je najjednostavniji predstavnik alkana. Drugi nazivi za ovu grupu organskih jedinjenja: zasićeni, parafinski ili parafinski ugljovodonici. Karakterizira ih prisustvo jednostavne veze između atoma ugljika u molekuli, a sve ostale valencije svakog atoma ugljika su zasićene atomima vodika. Za alkane, sagorevanje je najvažnija reakcija. Sagorevaju i stvaraju plinoviti ugljični dioksid i vodenu paru. Kao rezultat toga, oslobađa se ogromna količina kemijske energije, koja se pretvara u toplinsku ili električnu energiju. Metan je zapaljiva tvar i glavna komponenta prirodnog plina, što ga čini atraktivnim gorivom. Široka upotreba prirodnih resursa zasniva se na reakciji sagorijevanja metana. Pošto je u normalnim uslovima gas, teško ga je transportovati na velike udaljenosti od izvora, pa je često prethodno ukapljen.
Proces sagorijevanja sastoji se u reakciji između metana i kisika, odnosno u oksidaciji najjednostavnijeg alkana. Rezultat je voda i puno energije. Sagorevanje metana može se opisati jednadžbom: CH4 [gas] + 2O2 [gas] → CO2 [gas] + 2H2O [para] + 891 kJ. Odnosno, jedan molekul metana, u interakciji sa dva molekula kiseonika, formira molekul i dva molekula vode. U ovom slučaju oslobađa se jednako 891 kJ. Prirodni gas je najčišći fosil za sagorevanje, jer su ugalj, nafta i druga goriva složenija. Stoga, kada sagore, ispuštaju razne štetne hemikalije u zrak. Budući da je prirodni plin uglavnom metan (otprilike 95%), pri sagorijevanju proizvodi malo ili nimalo nusproizvoda, u poređenju s drugim fosilnim gorivima.
Kalorična vrijednost metana (55,7 kJ/g) veća je od one njegovih homologa kao što su etan (51,9 kJ/g), propan (50,35 kJ/g), butan (49,50 kJ/g) ili druga goriva (drvo, ugalj). , kerozin). Spaljivanje metana daje više energije. Da bi se obezbedio rad sijalice sa žarnom niti od 100 W tokom godine, potrebno je sagoreti 260 kg drva, ili 120 kg uglja, ili 73,3 kg kerozina, odnosno samo 58 kg metana, što odgovara 78,8 m³ prirodnog gas.
Najjednostavniji alkan je važan resurs za proizvodnju električne energije. To se događa tako što se sagorijeva kao gorivo u kotlu koji proizvodi paru, koja pokreće parnu turbinu. Sagorevanjem metana se dobijaju i topli dimni gasovi, čija energija obezbeđuje rad (sagorevanje se vrši ispred turbine ili u samoj turbini). U mnogim gradovima, metan se dovodi u domove za unutrašnje grijanje i kuhanje. U poređenju s drugim vrstama ugljikovodičnih goriva, sagorijevanje prirodnog plina karakteriziraju manje emisije ugljičnog dioksida i velika količina proizvedene topline.
Sagorijevanje metana koristi se za postizanje visokih temperatura u pećima raznih hemijskih industrija, kao što su postrojenja za etilen velikog kapaciteta. Prirodni gas pomešan sa vazduhom se dovodi u gorionike piroliznih peći. U procesu sagorijevanja nastaju dimni plinovi visoke temperature (700-900 °C). Oni zagrijavaju cijevi (koje se nalaze unutar peći) u koje se dovodi sirovina (kako bi se smanjilo stvaranje koksa u cijevima peći). Pod uticajem visokih temperatura dolazi do mnogih hemijskih reakcija koje rezultiraju proizvodnjom ciljnih komponenti (etilen i propilen) i nusproizvoda (teška pirolizna smola, frakcije vodika i metana, etan, propan, ugljovodonici C4, C5, pirokondenzat; svaki od njih; od njih ima svoju primjenu, na primjer, pirokondenzat se koristi za proizvodnju benzena ili komponenti motornog benzina).
Sagorevanje metana je složena fizičko-hemijska pojava zasnovana na egzotermnoj redoks reakciji koju karakteriše veliki protok i oslobađanje ogromne količine toplote, kao i procesi razmene toplote i prenosa mase. Zbog toga je proračun temperature sagorevanja smeše težak zadatak, jer pored sastava zapaljive smeše snažno utiču njen pritisak i početna temperatura. S njihovim povećanjem, uočava se povećanje temperature sagorijevanja, a procesi izmjene topline i prijenosa mase doprinose njegovom smanjenju. Temperatura sagorevanja metana u projektovanju procesa i aparata za hemijsku proizvodnju određuje se metodom proračuna, a na postojećim instalacijama (npr. u piroliznim pećima) se meri pomoću termoelemenata.