نسبة الغاز إلى الهواء. الغاز الطبيعي. عملية الاحتراق

الصفحة 1

ترتبط أسباب الاحتراق غير الكامل بالاحتراق الكيميائي والسحب الميكانيكي للوقود.  

أحد أسباب الاحتراق غير الكامل في لهب الهواء الطلق هو تكوين مواد يصعب حرقها. لقد أجرينا دراسات تجريبية على المنتجات المكثفة المتكونة في لهب الهواء الطلق لفئات مختلفة من المواد القابلة للاحتراق.  

يمكن أن يكون نقص السحب أيضًا سببًا للاحتراق غير الكامل للغاز بسبب نقص الهواء الثانوي. يمكن أن يتسبب أول أكسيد الكربون المتكون أثناء الاحتراق غير الكامل بحد ذاته في انفجار الغازات في المداخن أو المداخن إذا تسرب الهواء إليها.  

رسم تخطيطي طبيعي.

قد يؤدي الفراغ غير الكافي في الفرن إلى احتراق غير كامل للغاز بسبب نقص الهواء الثانوي عند استخدام مواقد الانتشار أو المواقد ذات الحقن الجزئي للهواء. يمكن أن يتسبب أول أكسيد الكربون الذي يتشكل أثناء الاحتراق غير الكامل والمختلط بالهواء في حدوث انفجار غازي في المداخن أو الخنازير.  

يؤدي انخفاض الفراغ في صندوق الاحتراق إلى ما دون الحد المسموح به إلى احتراق غير كامل للغاز وتكوين أول أكسيد الكربون الذي يمكن أن ينفجر في المداخن أو الخنازير إذا تسرب الهواء إليها.  

التواجد في الوقود كمية كبيرةيمكن أن تسبب المواد الراتنجية احتراقًا غير كامل للوقود وتكوين رواسب صلبة تترسب بشكل أساسي على فوهة الفوهة التي تقطع الوقود. تعمل رواسب الأجار على إضعاف ذرات الوقود في غرفة الاحتراق ويمكن أن تقلل أو توقف تدفق الوقود إلى أسطوانات المحرك.  

يمكن أن يؤدي وجود كمية كبيرة من المواد الراتنجية في الوقود إلى احتراق غير كامل للوقود وتكوين رواسب صلبة تترسب بشكل رئيسي على فوهة الفوهة التي تقطع الوقود وفي نظام عادم المحرك. تعمل رواسب الكربون على إضعاف عملية قطع الوقود في غرفة الاحتراق ويمكن أن تقلل أو توقف إمداد أسطوانات المحرك بالوقود.  

يحدث فقدان 73 عندما تكون هناك منتجات احتراق غير كامل في غازات العادم: أول أكسيد الكربون CO، الهيدروجين H2، الميثان CH4، إلخ. قد يكون سبب الاحتراق غير الكامل للوقود هو نقص الهواء في الفرن، درجة حرارة منخفضةفيه خلط غير مرضي لجزيئات الوقود مع الهواء، وعدم استقرار عملية الاحتراق، وصغر حجم صندوق الاحتراق.  

الجهاز المقترح يجعل من الممكن تنفيذ الجزء الرئيسي والأصعب من الاحتراق دون إشراف المجرب، والأهم من ذلك، يمنع ارتفاع درجة حرارة المادة، وبالتالي القضاء على إمكانية التبخر أو التحلل السريع للغاية، والذي عادة ما يكون السبب سبب الاحتراق غير الكامل أو الانفجار في أنبوب الاحتراق.  

قام بيرلاج وبريس بتجميع جدول لمنتجات الاحتراق غير الكامل، وصنفاها وفقًا للأسباب المختلفة لتكوينها، وخصائص الوقود وظروف المحرك التي من المرجح أن تساهم في تكوينها. ويجب أن نتذكر أن هذه العلاقات تتأثر بشكل كبير بتصميم المحرك، وأنه إذا كان تصميم المحرك سيئًا، فإن العديد من أسباب الاحتراق غير الكامل قد تحدث في وقت واحد. ولا يمكن أن يؤخذ هذا الجدول (الجدول 31) كدليل معصوم من الخطأ.  

يمكن أيضًا أن يكون سبب رواسب الكربون الأسود أسباب لا تتعلق بالاختيار الصحيح لشمعة الإشعال للمحرك. يمكن أن تتشكل مثل هذه الودائع نتيجة لذلك عمل طويلالمحرك في الوضع سرعة الخمولأو عند سرعة العمود المرفقي المنخفضة. يمكن أيضًا أن يكون سبب تكوين رواسب الكربون الأسود هو وجود خليط وقود غني جدًا. في بعض الأحيان يكون سببها الاحتراق غير الكامل خليط الوقودونتيجة لهذا السخام الأسود يحدث خلل في نظام إشعال البطارية.  

السرعة التي تتحرك بها منطقة الاحتراق في اتجاه عمودي على المنطقة نفسها تسمى سرعة انتشار اللهب. تحدد سرعة انتشار اللهب سرعة تسخين خليط الغاز والهواء إلى درجة حرارة الاشتعال. أعلى سرعة انتشار هي لهب غاز الهيدروجين والماء (3 م/ث)، وأدنى سرعة انتشار هي لهب الغاز الطبيعي وخليط البروبان-NO-البيوتان. إن سرعة انتشار اللهب العالية لها تأثير مفيد على اكتمال احتراق الغاز، في حين أن السرعة المنخفضة، على العكس من ذلك، هي أحد أسباب الاحتراق غير الكامل للغاز. تزداد سرعة انتشار اللهب عند استخدام خليط غاز الأكسجين بدلاً من خليط الهواء والغاز.  

عند الأخذ في الاعتبار الحجم الإجمالي لثاني أكسيد الكربون، يجب أن تكون سحاحة القياس في نفس الوقت بمثابة جامع، ويجب أن يكون حجمها كافيا لاستيعاب كل الغاز الناتج أثناء الاحتراق. وللتخلص من تدفق الأكسجين الزائد، يجب أن تكون المساحة التي يحدث فيها الاحتراق صغيرة قدر الإمكان. لذلك، فإن اللوالب الشبكية النحاسية التي اقترحتها Kinder oM 2، والتي يتم إدخالها في أنبوب الاحتراق لامتصاص أكاسيد الكبريت، وبالتالي تقليل المساحة الميتة، يجب أن تكون مفضلة لغسل الزجاجات بمزيج من أحماض الكروميك والكبريتيك. ومن الضروري أيضًا عند إجراء عملية الحرق. لا يمكن أن يبدأ حقن الغاز إلا عندما ترتفع درجة حرارة العينة المقدمة بدرجة كبيرة بحيث يبدأ احتراق الحديد على الفور. أثناء عملية الاحتراق، ليست هناك حاجة لتوفير كمية من الأكسجين أكثر مما يتم استهلاكه. يجب اعتبار القياس الصحيح قد تم تحقيقه عندما ينخفض ​​مستوى السائل في تمدد سحاحة القياس قليلاً فقط أثناء الاحتراق. يتم تسهيل البدء الفوري للاحتراق من خلال درجات حرارة التسخين المرتفعة. يتم ضمان الاحتراق السريع والكامل من خلال استخدام المواد المضافة التي تطلق الأكسجين. إذا تم استيفاء هذه الشروط، فسيتم تقليل وقت الاحتراق بشكل كبير، حتى بالنسبة للمواد السبائكية التي يصعب حرقها. أما بالنسبة لأنابيب البورسلين المستخدمة، فإن الأنابيب ذات المحتوى العالي من الألومينا تكون أقل هشاشة؛ تأكد دائمًا من أن التبريد يحدث تدريجيًا. الأنابيب التي تدوم لفترة أطول هي التي تسخن طوال الوقت، كما هو الحال، على سبيل المثال، في الإنتاج المستمر. يساعد تقليل الخبث في تيار الهيدروجين على منع الخبث المفرط للأنابيب. المعدن الذي يتم استعادته في هذه الحالة يكون ناعمًا عند تسخينه ويمكن إزالته بسهولة من الأنبوب. إن تغطية القوارب يمنع جزئياً وصول الأكسجين، وقد يؤدي ذلك إلى احتراق غير كامل. على الرغم من أن المواد المضافة نفسها تتداخل أيضًا مع تكوين الخبث، إلا أن لها تأثيرًا شديد التآكل على الخزف. نفاذية الغاز عند درجات حرارة عاليةآه لا يتم ملاحظتها حتى في الأنابيب غير المزججة على كلا الجانبين؛ ولذلك، يمكن استخدام كل من الأنابيب المزججة وغير المزججة للحرق.  

فئة ك: إمدادات الغاز

عملية احتراق الغاز

الشرط الرئيسي لاحتراق الغاز هو وجود الأكسجين (وبالتالي الهواء). بدون وجود الهواء يكون احتراق الغاز مستحيلا. أثناء احتراق الغاز، تفاعل كيميائيمركبات الأكسجين الموجودة في الهواء مع الكربون والهيدروجين في الوقود. يحدث التفاعل مع إطلاق الحرارة والضوء و ثاني أكسيد الكربونوبخار الماء.

اعتمادا على كمية الهواء المشاركة في عملية احتراق الغاز، يحدث الاحتراق الكامل أو غير الكامل.

مع وجود إمدادات كافية من الهواء، يحدث الاحتراق الكامل للغاز، ونتيجة لذلك تحتوي منتجات الاحتراق على غازات غير قابلة للاحتراق: ثاني أكسيد الكربون C02، النيتروجين N2، بخار الماء H20. الأهم من ذلك كله (من حيث الحجم) في منتجات احتراق النيتروجين هو 69.3-74٪.

ومن أجل الاحتراق الكامل للغاز من الضروري أيضًا خلطه بالهواء بكميات معينة (لكل غاز). كلما ارتفعت القيمة الحرارية للغاز، زادت كمية الهواء المطلوبة. وبالتالي، لحرق 1 م 3 من الغاز الطبيعي، هناك حاجة إلى حوالي 10 م 3 من الهواء، الاصطناعي - حوالي 5 م 3، مختلط - حوالي 8.5 م 3.

إذا لم يكن هناك ما يكفي من إمدادات الهواء، يحدث احتراق غير كامل للغاز أو حرق كيميائي للمواد القابلة للاحتراق. عناصر; تظهر الغازات القابلة للاحتراق في منتجات الاحتراق: أول أكسيد الكربون CO والميثان CH4 والهيدروجين H2

مع الاحتراق غير الكامل للغاز، طويل، دخاني، مضيء، معتم، أصفرالشعلة.

وبالتالي فإن نقص الهواء يؤدي إلى احتراق غير كامل للغاز، وفائض الهواء يؤدي إلى التبريد المفرط لدرجة حرارة اللهب. درجة حرارة اشتعال الغاز الطبيعي هي 530 درجة مئوية، غاز فحم الكوك - 640 درجة مئوية، الغاز المختلط - 600 درجة مئوية. بالإضافة إلى ذلك، مع وجود فائض كبير من الهواء، هناك أيضا احتراق غير كامل للغاز. في هذه الحالة، تكون نهاية الشعلة صفراء اللون، وليست شفافة تمامًا، مع قلب أخضر مزرق غامض؛ اللهب غير مستقر ويخرج من الموقد.

أرز. 1. لهب الغاز - دون الخلط الأولي للغاز مع الهواء؛ ب -ج جزئي السابق. خلط الغاز بالهواء بشكل يمكن التحقق منه؛ ج - مع الخلط الأولي الكامل للغاز مع الهواء؛ 1 - المنطقة المظلمة الداخلية. 2 - مخروط مدخن مضيء. 3 - طبقة محترقة. 4- نواتج الاحتراق

في الحالة الأولى (الشكل 1، أ) تكون الشعلة موجودة طول أطولويتكون من ثلاث مناطق. في الهواء الجويحروق الغاز النقي. في المنطقة المظلمة الداخلية الأولى، لا يحترق الغاز: لا يختلط مع الأكسجين الموجود في الهواء ولا يتم تسخينه إلى درجة حرارة الاشتعال. يدخل الهواء إلى المنطقة الثانية بكميات غير كافية: حيث تحتفظ به الطبقة المحترقة، وبالتالي لا يمكن أن يختلط جيدًا مع الغاز. ويتجلى ذلك من خلال لون اللهب المتوهج والأصفر الفاتح والدخاني. يدخل الهواء إلى المنطقة الثالثة بكمية كافية، حيث يمتزج الأكسجين جيدًا مع الغاز، ويحترق الغاز باللون الأزرق.

بهذه الطريقة، يتم إمداد الغاز والهواء إلى الفرن بشكل منفصل. في صندوق الاحتراق، لا يحدث فقط احتراق خليط الغاز والهواء، ولكن أيضًا عملية تحضير الخليط. تستخدم طريقة احتراق الغاز هذه على نطاق واسع في المنشآت الصناعية.

في الحالة الثانية (الشكل 1.6)، يحدث احتراق الغاز بشكل أفضل بكثير. نتيجة للخلط الأولي الجزئي للغاز مع الهواء، يدخل خليط الغاز والهواء المحضر إلى منطقة الاحتراق. يصبح اللهب أقصر وغير مضيء وله منطقتين - داخلية وخارجية.

لا يحترق خليط الهواء والغاز في المنطقة الداخلية لأنه لم يتم تسخينه إلى درجة حرارة الاشتعال. في المنطقة الخارجية، يحترق خليط الغاز والهواء، بينما في الجزء العلوي من المنطقة ترتفع درجة الحرارة بشكل حاد.

مع الخلط الجزئي للغاز مع الهواء، في هذه الحالة، يحدث الاحتراق الكامل للغاز فقط مع تزويد الهواء الإضافي بالشعلة. أثناء احتراق الغاز، يتم إمداد الهواء مرتين: المرة الأولى قبل دخول الفرن (الهواء الأولي)، والمرة الثانية مباشرة إلى الفرن (الهواء الثانوي). طريقة احتراق الغاز هذه هي أساس الجهاز مواقد الغازل الأجهزة المنزليةوبيوت غلايات التدفئة.

في الحالة الثالثة، يتم تقصير الشعلة بشكل كبير ويحترق الغاز بشكل كامل، حيث تم تحضير خليط الغاز والهواء مسبقًا. يشير اللهب الشفاف القصير إلى اكتمال احتراق الغاز اللون الأزرق(الاحتراق عديم اللهب) الذي يستخدم في الأجهزة الأشعة تحت الحمراءمع تسخين الغاز.

- عملية احتراق الغاز

الاحتراق هو تفاعل يحول الطاقة الكيميائية للوقود إلى حرارة.

يمكن أن يكون الاحتراق كاملاً أو غير كامل. يحدث الاحتراق الكامل عندما يكون هناك ما يكفي من الأكسجين. يؤدي نقصه إلى الاحتراق غير الكامل، حيث يتم إطلاق حرارة أقل مما كانت عليه أثناء الاحتراق الكامل، وأول أكسيد الكربون (CO)، الذي له تأثير سام على العاملين، يتشكل السخام، ويستقر على سطح تسخين المرجل ويزيد من فقدان الحرارة، مما يؤدي إلى الإفراط في استهلاك الوقود وانخفاض كفاءة الغلاية، وتلوث الهواء.

لحرق 1 م 3 من الميثان، تحتاج إلى 10 م 3 من الهواء الذي يحتوي على 2 م 3 من الأكسجين. لضمان الاحتراق الكامل للغاز الطبيعي، يتم توفير الهواء للفرن مع فائض طفيف. تسمى نسبة حجم الهواء المستهلك فعليًا V d إلى V t المطلوب نظريًا بمعامل الهواء الزائد = V d / V t. يعتمد هذا المؤشر على تصميم موقد الغاز والفرن: كلما كانا أكثر كمالا، كانا أصغر . ومن الضروري التأكد من أن معامل الهواء الزائد لا يقل عن 1، لأن ذلك يؤدي إلى احتراق غير كامل للغاز. زيادة نسبة الهواء الزائد تقلل من كفاءة وحدة المرجل.

يمكن تحديد مدى اكتمال احتراق الوقود باستخدام محلل الغاز وبصريًا - حسب لون وطبيعة اللهب:

شفاف مزرق - احتراق كامل؛

أحمر أو أصفر - الاحتراق غير كامل.

يتم تنظيم الاحتراق عن طريق زيادة إمدادات الهواء إلى فرن المرجل أو تقليل إمدادات الغاز. تستخدم هذه العملية الهواء الأولي (مخلوطًا بالغاز في الموقد - قبل الاحتراق) والثانوي (مقترنًا بخليط الغاز أو الغاز والهواء في فرن الغلاية أثناء الاحتراق).

في الغلايات المجهزة بمواقد انتشار (بدون إمداد الهواء القسري)، يدخل الهواء الثانوي، تحت تأثير الفراغ، إلى الفرن من خلال أبواب النفخ.

في الغلايات المجهزة بمواقد الحقن: يدخل الهواء الأساسي إلى الموقد عن طريق الحقن ويتم تنظيمه بواسطة غسالة ضبط، ويدخل الهواء الثانوي عبر أبواب التطهير.

في الغلايات ذات شعلات الخلط، يتم توفير الهواء الأولي والثانوي إلى الموقد بواسطة مروحة ويتم التحكم فيه بواسطة صمامات الهواء.

يؤدي انتهاك العلاقة بين سرعة خليط الهواء والغاز عند مخرج الموقد وسرعة انتشار اللهب إلى فصل اللهب أو قفزه على الشعلات.

إذا كانت سرعة خليط الغاز والهواء عند مخرج الموقد أكبر من سرعة انتشار اللهب يكون هناك انفصال، وإذا كانت أقل يحدث اختراق.

في حالة اندلاع اللهب واختراقه، يجب على موظفي الصيانة إطفاء الغلاية وتهوية صندوق الاحتراق والمداخن وإعادة إشعال الغلاية.

يتم العثور على الوقود الغازي بشكل متزايد كل عام تطبيق واسعفي مختلف الصناعات الاقتصاد الوطني. في الإنتاج الزراعي، يستخدم الوقود الغازي على نطاق واسع للأغراض التكنولوجية (لتدفئة الدفيئات الزراعية والدفيئات والمجففات ومجمعات الماشية والدواجن) والأغراض المنزلية. في مؤخرابدأ استخدامه بشكل متزايد لمحركات الاحتراق الداخلي.

بالمقارنة مع الأنواع الأخرى، يتمتع الوقود الغازي بالمزايا التالية:

يحترق في كمية نظرية من الهواء، مما يضمن كفاءة حرارية عالية ودرجة حرارة الاحتراق؛

عند الاحتراق لا يشكل منتجات غير مرغوب فيها من التقطير الجاف ومركبات الكبريت والسخام والدخان؛

ويتم إمداده بسهولة نسبياً عبر خطوط أنابيب الغاز إلى مرافق الاستهلاك البعيدة ويمكن تخزينه مركزياً؛

يشتعل بسهولة في أي درجة حرارة محيطة؛

يتطلب نسبيا تكاليف منخفضةأثناء الإنتاج، مما يعني أنه نوع أرخص من الوقود مقارنة بغيره؛

يمكن استخدامه بشكل مضغوط أو مسال لمحركات الاحتراق الداخلي.

لديه خصائص عالية مضادة للخبط.

لا يتكثف أثناء الاحتراق، مما يضمن تقليلًا كبيرًا في تآكل أجزاء المحرك، وما إلى ذلك.

وفي الوقت نفسه، يحتوي الوقود الغازي أيضًا على بعض الخصائص السلبية، والتي تشمل: التأثير السام، وتكوين مخاليط متفجرة عند مزجها بالهواء، وسهولة التدفق من خلال التسريبات في الوصلات، وما إلى ذلك. لذلك، عند العمل بالوقود الغازي، يجب الالتزام الدقيق بالمواصفات مطلوب لوائح السلامة ذات الصلة.

يتم تحديد استخدام الوقود الغازي من خلال تركيبته وخصائص الجزء الهيدروكربوني. والأكثر استخدامًا هو الغاز الطبيعي أو الغاز المصاحب من حقول النفط أو الغاز، بالإضافة إلى الغازات الصناعية من مصافي النفط والمصانع الأخرى. والمكونات الرئيسية لهذه الغازات هي الهيدروكربونات التي يتراوح عدد ذرات الكربون في الجزيء بها من واحدة إلى أربع (الميثان والإيثان والبروبان والبيوتان ومشتقاتها).

تتكون الغازات الطبيعية المستخرجة من حقول الغاز بالكامل تقريبًا من غاز الميثان (82...98%)، مع تطبيق صغيرالوقود الغازي لمحركات الاحتراق الداخلي يتطلب أسطول المركبات المتزايد باستمرار المزيد والمزيد من الوقود. من الممكن حل أهم المشاكل الاقتصادية الوطنية المتمثلة في الإمداد المستقر لمحركات السيارات بحاملات طاقة فعالة وتقليل استهلاك الوقود السائل من أصل بترولي من خلال استخدام الوقود الغازي - البترول المسال والغازات الطبيعية.

بالنسبة للسيارات، يتم استخدام الغازات ذات السعرات الحرارية العالية أو المتوسطة فقط. عند التشغيل على غاز منخفض السعرات الحرارية، لا يتطور المحرك القوة المطلوبة، كما يتم تقليص مدى السيارة وهو أمر غير مربح اقتصاديا. باسكال). ويتم إنتاج الأنواع التالية من الغازات المضغوطة: فحم الكوك الطبيعي، وفحم الكوك الميكانيكي، وفحم الكوك المدعم

العنصر الرئيسي القابل للاشتعال في هذه الغازات هو الميثان. كما هو الحال مع الوقود السائل، فإن وجود كبريتيد الهيدروجين في الوقود الغازي أمر غير مرغوب فيه بسبب تأثيره التآكل على معدات الغاز وأجزاء المحرك. يتيح لك رقم الأوكتان للغازات تعزيز محركات السيارة من حيث نسبة الضغط (حتى 10...12).

إن وجود السيانوجين CN في غاز السيارات أمر غير مرغوب فيه للغاية. عند دمجه مع الماء، فإنه يشكل حمض الهيدروسيانيك، تحت تأثيره يتم تشكيل شقوق صغيرة في جدران الاسطوانات. يؤدي وجود مواد راتنجية وشوائب ميكانيكية في الغاز إلى تكوين رواسب وملوثات على معدات الغاز وأجزاء المحرك.

معلومات عامة. مصدر آخر مهم للتلوث الداخلي، وهو عامل حساس قوي للإنسان، هو الغاز الطبيعي ومنتجات احتراقه. الغاز هو نظام متعدد المكونات يتكون من العشرات اتصالات مختلفة، بما في ذلك تلك المضافة خصيصا (الجدول.

هناك أدلة مباشرة على أن استخدام الأجهزة التي تعمل بحرق الغاز الطبيعي (مواقد الغاز والغلايات) له تأثير سلبي على صحة الإنسان. بالإضافة إلى ذلك، فإن الأفراد الذين لديهم حساسية متزايدة للعوامل البيئية يتفاعلون بشكل غير كافٍ مع مكونات الغاز الطبيعي ومنتجات احتراقه.

الغاز الطبيعيفي المنزل - مصدر للعديد من الملوثات المختلفة. وتشمل هذه المركبات الموجودة مباشرة في الغاز (الروائح، والهيدروكربونات الغازية، والمجمعات المعدنية العضوية السامة، وغاز الرادون المشع)، ومنتجات الاحتراق غير الكامل (أول أكسيد الكربون، وثاني أكسيد النيتروجين، والجزيئات العضوية المتطايرة، والهيدروكربونات العطرية متعددة الحلقات، والكميات الصغيرة من المركبات العضوية المتطايرة). ). كل هذه المكونات يمكن أن تؤثر على جسم الإنسان إما بمفردها أو بالاشتراك مع بعضها البعض (تأثير التآزر).

الجدول 12.3

تكوين الوقود الغازي

الروائح. الروائح هي مركبات عطرية عضوية تحتوي على الكبريت (المركابتان، والثيوثيرات، والمركبات العطرية الثيوسية). يضاف للغاز الطبيعي لكشف التسربات. على الرغم من أن هذه المركبات موجودة بتركيزات صغيرة جدًا ولا تعتبر سامة لمعظم الأفراد، إلا أن رائحتها يمكن أن تسبب الغثيان والصداع لدى الأشخاص الأصحاء.

تشير الخبرة السريرية والبيانات الوبائية إلى أن الأشخاص الذين لديهم حساسية كيميائية يتفاعلون بشكل غير مناسب مع المركبات الكيميائية الموجودة حتى عند التركيزات الدنيا. غالبًا ما يحدد الأفراد المصابون بالربو الرائحة على أنها محفز (محفز) لنوبات الربو.

تشمل الروائح، على سبيل المثال، الميثانيثيول. الميثانيثيول، المعروف أيضًا باسم مركبتان الميثيل (ميركابتوميثان، كحول الثيوميثيل)، هو مركب غازي يستخدم عادة كمضافات عطرية للغاز الطبيعي. رائحة كريهةيعاني منه معظم الأشخاص بتركيز جزء واحد في 140 جزء في المليون، ومع ذلك يمكن اكتشاف هذا المركب بتركيزات أقل بكثير من قبل الأفراد ذوي الحساسية العالية. أظهرت الدراسات السمية على الحيوانات أن 0.16% ميثانيثيول، 3.3% إيثانثيول، أو 9.6% ثنائي ميثيل كبريتيد قادرة على إحداث غيبوبة في 50% من الفئران المعرضة لهذه المركبات لمدة 15 دقيقة.

مركبتان آخر، يستخدم أيضًا كمضاف عطري للغاز الطبيعي، هو مركابتوإيثانول (C2H6OS) المعروف أيضًا باسم 2-ثيوثانول، إيثيل مركابتان. مهيج قوي للعينين والجلد، قادر على التسبب في تأثيرات سامة من خلال الجلد. وهو قابل للاشتعال ويتحلل عند تسخينه ليشكل أبخرة أكاسيد الكبريت شديدة السمية.

Mercaptans، كونها ملوثات الهواء الداخلي، تحتوي على الكبريت وقادرة على التقاط الزئبق العنصري. في التركيزات العالية، يمكن أن تسبب المركبتانات ضعف الدورة الدموية الطرفية وزيادة معدل ضربات القلب، ويمكن أن تحفز فقدان الوعي، أو تطور زرقة، أو حتى الموت.

الهباء الجوي. ينتج عن احتراق الغاز الطبيعي جزيئات عضوية صغيرة (الهباء الجوي)، بما في ذلك الهيدروكربونات العطرية المسرطنة، بالإضافة إلى بعض المواد المتطايرة. المركبات العضوية. يُشتبه في أن DOS هي عوامل توعية قادرة على إحداث متلازمة "المبنى المريض" بالإضافة إلى مكونات أخرى، بالإضافة إلى الحساسية الكيميائية المتعددة (MCS).

يتضمن DOS أيضًا الفورمالديهايد، الذي يتشكل بكميات صغيرة أثناء احتراق الغاز. الاستخدام أجهزة الغازفي المنزل الذي يعيش فيه أفراد حساسون، يزيد التعرض لهذه المهيجات، مما يؤدي بالتالي إلى زيادة أعراض المرض وتعزيز المزيد من الحساسية.

يمكن أن تصبح الهباء الجوي المتولد أثناء احتراق الغاز الطبيعي مواقع امتزاز لمجموعة متنوعة من المركبات الكيميائية الموجودة في الهواء. وبالتالي، يمكن لملوثات الهواء أن تتركز في أحجام صغيرة وتتفاعل مع بعضها البعض، خاصة عندما تعمل المعادن كمحفزات للتفاعل. كلما كان الجسيم أصغر، كلما زاد نشاط تركيز هذه العملية.

علاوة على ذلك، فإن بخار الماء المتولد أثناء احتراق الغاز الطبيعي يشكل حلقة وصل لجزيئات الهباء الجوي والملوثات أثناء انتقالها إلى الحويصلات الرئوية.

ينتج عن احتراق الغاز الطبيعي أيضًا هباءً يحتوي على هيدروكربونات عطرية متعددة الحلقات. لديهم تأثير سلبي على الجهاز التنفسيوهي مواد مسرطنة معروفة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الهيدروكربونات إلى التسمم المزمنفي الأشخاص المعرضين للإصابة.

كما أن تكوين البنزين والتولوين وإيثيل بنزين والزيلين أثناء احتراق الغاز الطبيعي أمر غير مواتٍ لصحة الإنسان. ومن المعروف أن البنزين مادة مسرطنة عند تناول جرعات أقل بكثير من مستويات العتبة. ويرتبط التعرض للبنزين بزيادة خطر الإصابة بالسرطان، وخاصة سرطان الدم. التأثيرات التحسسية للبنزين غير معروفة.

المركبات العضوية المعدنية. قد تحتوي بعض مكونات الغاز الطبيعي على تركيزات عالية من المعادن الثقيلة السامة، بما في ذلك الرصاص والنحاس والزئبق والفضة والزرنيخ. في جميع الاحتمالات، هذه المعادن موجودة في الغاز الطبيعي في شكل مجمعات معدنية عضوية مثل ثلاثي ميثيل الزرنيخ (CH3)3As. إن الارتباط بالمصفوفة العضوية لهذه المعادن السامة يجعلها قابلة للذوبان في الدهون. وهذا يؤدي إلى مستويات عالية من الامتصاص والميل إلى التراكم الحيوي في الأنسجة الدهنية البشرية. تشير السمية العالية لرباعي ميثيل بلومبيت (CH3)4Pb وثنائي ميثيل الزئبق (CH3)2Hg إلى وجود تأثير على صحة الإنسان، نظرًا لأن المركبات الميثيلية لهذه المعادن أكثر سمية من المعادن نفسها. تشكل هذه المركبات خطراً خاصاً أثناء الرضاعة لدى النساء، حيث تهاجر الدهون في هذه الحالة من مستودعات الدهون في الجسم.

يعتبر ثنائي ميثيل الزئبق (CH3) 2Hg مركبًا معدنيًا عضويًا خطيرًا بشكل خاص نظرًا لارتفاع محبته للدهون. يمكن أن يدخل ميثيل الزئبق إلى الجسم عن طريق الاستنشاق وكذلك عن طريق الجلد. يصل امتصاص هذا المركب في الجهاز الهضمي إلى 100٪ تقريبًا. للزئبق تأثير سام عصبي واضح وقدرة على التأثير على الوظيفة الإنجابية البشرية. لا يملك علم السموم بيانات عن المستويات الآمنة للزئبق بالنسبة للكائنات الحية.

مركبات الزرنيخ العضوية هي أيضًا شديدة السمية، خاصة عندما يتم تدميرها أيضيًا (التنشيط الأيضي)، مما يؤدي إلى تكوين أشكال غير عضوية شديدة السمية.

منتجات احتراق الغاز الطبيعي. ثاني أكسيد النيتروجين قادر على التأثير على الجهاز الرئوي، مما يسهل التنمية ردود الفعل التحسسيةإلى مواد أخرى، يقلل من وظائف الرئة، والتعرض لها الأمراض المعديةالرئتين، ويقوي الربو القصبي وأمراض الجهاز التنفسي الأخرى. وهذا واضح بشكل خاص عند الأطفال.

هناك أدلة على أن ثاني أكسيد النيتروجين الناتج عن حرق الغاز الطبيعي يمكن أن يحفز:

• التهاب الجهاز الرئوي وانخفاض الوظيفة الحيوية للرئتين.
• زيادة خطر ظهور أعراض تشبه أعراض الربو، بما في ذلك الصفير وضيق التنفس والنوبات. وهذا شائع بشكل خاص عند النساء اللاتي يطبخن على مواقد الغاز، وكذلك عند الأطفال؛
• انخفاض في المقاومة الأمراض البكتيريةالرئتين بسبب انخفاض الآليات المناعية للدفاع عن الرئة.
• التسبب في آثار ضارة بشكل عام على الجهاز المناعي للإنسان والحيوان؛
• التأثير كمساعد على تطور الحساسية للمكونات الأخرى.
• زيادة الحساسية وزيادة الاستجابة التحسسية لمسببات الحساسية الضارة.

تحتوي منتجات احتراق الغاز الطبيعي على نسبة عالية إلى حد ما من كبريتيد الهيدروجين (H2S)، الذي يسبب التلوث بيئة. وهو سام بتركيزات أقل من 50 جزء في المليون، وتركيزات 0.1-0.2% تكون قاتلة حتى مع التعرض القصير. وبما أن الجسم لديه آلية لإزالة السموم من هذا المركب، فإن سمية كبريتيد الهيدروجين ترتبط أكثر بتركيز التعرض له أكثر من مدة التعرض.

على الرغم من وجود كبريتيد الهيدروجين رائحة قويةفإن التعرض المستمر له بتركيزات منخفضة يؤدي إلى فقدان حاسة الشم. وهذا يجعل من الممكن حدوث تأثيرات سامة لدى الأشخاص الذين قد يتعرضون دون قصد لمستويات خطيرة من هذا الغاز. التركيزات البسيطة منه في هواء المباني السكنية تؤدي إلى تهيج العين والبلعوم الأنفي. مستويات معتدلة تسبب صداعوالدوخة، بالإضافة إلى السعال وصعوبة التنفس. المستويات المرتفعة تؤدي إلى الصدمة والتشنجات والغيبوبة التي تنتهي بالوفاة. يعاني الناجون من سمية كبريتيد الهيدروجين الحادة من خلل وظيفي عصبي مثل فقدان الذاكرة، والرعشة، وعدم التوازن، وأحيانًا تلف شديد في الدماغ.

إن السمية الحادة للتركيزات العالية نسبيًا من كبريتيد الهيدروجين معروفة جيدًا، ولكن لسوء الحظ لا تتوفر سوى معلومات قليلة عن التعرض المزمن لجرعات منخفضة لهذا المكون.

رادون. الرادون (222Rn) موجود أيضًا في الغاز الطبيعي ويمكن نقله عبر خطوط الأنابيب إلى مواقد الغاز، والتي تصبح مصادر للتلوث. بما أن غاز الرادون يتحلل إلى رصاص (عمر النصف لـ 210Pb هو 3.8 أيام)، فإنه يشكل طبقة رقيقة من الرصاص المشع (متوسط ​​سمكها 0.01 سم) تغطي الأسطح الداخليةالأنابيب والمعدات. يؤدي تكوين طبقة من الرصاص المشع إلى زيادة القيمة الخلفية للنشاط الإشعاعي بعدة آلاف من الاضمحلال في الدقيقة (على مساحة 100 سم2). إزالته أمر صعب للغاية ويتطلب استبدال الأنابيب.

يجب أن يؤخذ في الاعتبار أن مجرد إيقاف تشغيل معدات الغاز لا يكفي لإزالة التأثيرات السامة وتقديم الراحة للمرضى الذين يعانون من حساسية كيميائية. معدات الغازيجب إزالتها تماما من المبنى، وحتى غير العاملين موقد غازيستمر في إطلاق المركبات العطرية التي امتصها على مدار سنوات من الاستخدام.

إن التأثيرات التراكمية للغاز الطبيعي وتأثير المركبات العطرية ومنتجات الاحتراق على صحة الإنسان ليست معروفة بدقة. من المفترض أن التأثيرات الناتجة عن مركبات متعددة قد تتضاعف، وأن الاستجابة من التعرض لملوثات متعددة قد تكون أكبر من مجموع التأثيرات الفردية.

وخلاصة القول إن خصائص الغاز الطبيعي التي تثير القلق على صحة الإنسان والحيوان هي:

• طبيعة قابلة للاشتعال والانفجار.
• خصائص الاختناق.
• تلوث الهواء الداخلي عن طريق منتجات الاحتراق؛
• وجود العناصر المشعة (الرادون)؛
• محتوى المركبات شديدة السمية في منتجات الاحتراق؛
• وجود كميات ضئيلة من المعادن السامة؛
• المركبات العطرية السامة المضافة إلى الغاز الطبيعي (خاصة للأشخاص الذين يعانون من حساسيات كيميائية متعددة)؛
• قدرة مكونات الغاز على التحسس.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للغاز الطبيعي

الغاز الطبيعي عديم اللون والرائحة والمذاق وغير سام.

كثافة الغاز عند t = 0 درجة مئوية، P = 760 مم زئبق. الفن: الميثان - 0.72 كجم/م 3، الهواء -1.29 كجم/م 3.

درجة حرارة الاشتعال الذاتي للميثان هي 545 – 650 درجة مئوية. وهذا يعني أن أي خليط من الغاز الطبيعي والهواء الذي يتم تسخينه إلى درجة الحرارة هذه سوف يشتعل بدون مصدر اشتعال وسوف يحترق.

درجة حرارة احتراق الميثان 2100 درجة مئوية في أفران 1800 درجة مئوية.

حرارة احتراق الميثان: Qn = 8500 كيلو كالوري/م3، Qv = 9500 كيلو كالوري/م3.

الانفجار. هناك:

– الحد الأدنى للانفجار هو أقل محتوى غاز في الهواء يحدث عنده انفجار بالنسبة للميثان وهو 5%.

مع انخفاض محتوى الغاز في الهواء، لن يكون هناك انفجار بسبب نقص الغاز. عند إدخال مصدر طاقة خارجي، يصدر صوت فرقعة.

– الحد الأعلى للانفجار هو أعلى محتوى غاز في الهواء يحدث عنده انفجار بالنسبة للميثان وهو 15%.

مع ارتفاع نسبة الغاز في الهواء، لن يكون هناك انفجار بسبب نقص الهواء. عند إدخال مصدر طاقة خارجي، يحدث حريق.

بالنسبة لانفجار الغاز، بالإضافة إلى إبقائه في الهواء ضمن حدود انفجاره، يلزم وجود مصدر خارجي للطاقة (شرارة، لهب، وما إلى ذلك).

عندما ينفجر غاز في مكان مغلق (غرفة، فرن، خزان، إلخ)، يحدث دمار أكبر مما يحدث في الهواء الطلق.

عندما يتم احتراق الغاز مع احتراق ناقص، أي مع نقص الأكسجين، يتكون أول أكسيد الكربون (CO) في منتجات الاحتراق، أو أول أكسيد الكربون، وهو غاز شديد السمية.

سرعة انتشار اللهب هي السرعة التي تتحرك بها جبهة اللهب بالنسبة لتيار الخليط الطازج.

السرعة التقريبية لانتشار لهب الميثان هي 0.67 م/ث. ويعتمد على التركيبة ودرجة الحرارة وضغط الخليط ونسبة الغاز والهواء في الخليط وقطر جبهة اللهب وطبيعة حركة الخليط (صفحي أو مضطرب) ويحدد ثبات الاحتراق.

رائحة الغاز- وهو إضافة مادة قوية الرائحة (رائحة) إلى الغاز لإعطاء الغاز رائحة قبل تسليمه للمستهلكين.

متطلبات الروائح:

- رائحة نفاذة محددة؛

- يجب ألا تتداخل مع عملية الاحتراق؛

- لا يجب أن يذوب في الماء؛

- يجب أن تكون غير ضارة بالبشر والمعدات.

يستخدم إيثيل مركبتان (C 2 H 5 SH) كرائحة ويضاف إلى الميثان - 16 جم لكل 1000 م 3 ويتضاعف المعدل في الشتاء.

يجب على الشخص أن يشم الرائحة في الهواء عندما يكون محتوى الغاز في الهواء 20% من الحد الأدنى للانفجار للميثان - 1% من حيث الحجم.

هذا عملية كيميائيةمجموعات من المكونات القابلة للاشتعال (الهيدروجين والكربون) مع الأكسجين الموجود في الهواء. يحدث مع إطلاق الحرارة والضوء.

عند احتراق الكربون يتكون ثاني أكسيد الكربون (C02)، وينتج الهيدروجين بخار الماء (H20).

مراحل الاحتراق: إمداد الغاز والهواء، تكوين خليط الغاز والهواء، اشتعال الخليط، احتراقه، إزالة منتجات الاحتراق.

نظريا، عندما يتم حرق كل الغاز وكل شيء الكمية المطلوبةيشارك الهواء في الاحتراق، تفاعل احتراق 1 م 3 من الغاز:

CH 4 + 20 2 = CO 2 + 2H 2 O + 8500 سعرة حرارية/م3.

لحرق 1 م 3 من الميثان، يلزم 9.52 م 3 من الهواء.

لن يشارك كل هواء الاحتراق تقريبًا في عملية الاحتراق.

ولذلك، بالإضافة إلى ثاني أكسيد الكربون (C0 2) وبخار الماء (H 2 0)، فإن منتجات الاحتراق تحتوي على:

- أول أكسيد الكربون، أو أول أكسيد الكربون (CO)، إذا تم إطلاقه في المبنى، يمكن أن يسبب تسمم موظفي التشغيل؛

- الكربون الذري، أو السخام (C)، المترسب في المداخن والأفران، ويضعف تيار الهواء، وانتقال الحرارة على أسطح التسخين.

– يتراكم الغاز غير المحترق والهيدروجين في صناديق النار والمداخن ويشكلان خليطًا متفجرًا.

عندما يكون هناك نقص في الهواء، يحدث احتراق غير كامل للوقود - تحدث عملية الاحتراق مع احتراق أقل. يحدث الاحتراق أيضًا عندما يكون الغاز مختلطًا بشكل سيئ مع الهواء وتكون درجة الحرارة في منطقة الاحتراق منخفضة.

من أجل الاحتراق الكامل للغاز، يتم توفير هواء الاحتراق بكمية كافية، ويجب خلط الهواء والغاز جيدًا، كما يلزم وجود درجة حرارة عالية في منطقة الاحتراق.

للاحتراق الكامل للغاز، يتم توفير الهواء ل أكثرمما هو مطلوب من الناحية النظرية، أي أنه لن يشارك كل الهواء في عملية الاحتراق. سيتم استخدام جزء من الحرارة لتسخين هذا الهواء الزائد وسيتم إطلاقه في الغلاف الجوي.

معامل الهواء الزائد α هو رقم يوضح عدد المرات التي يكون فيها معدل تدفق الاحتراق الفعلي أكبر مما هو مطلوب نظريًا:

α = الخامس د / الخامس ر

حيث V د - تدفق الهواء الفعلي، م 3؛

الخامس ر - من الناحية النظرية الهواء المطلوب، م 3.

α = 1.05 - 1.2.

طرق احتراق الغاز

يمكن أن يكون هواء الاحتراق:

- الأولي - يتم تغذيته في الموقد، ويخلط مع الغاز، ويستخدم خليط الغاز والهواء في الاحتراق؛

– ثانوي – يدخل منطقة الاحتراق .

طرق احتراق الغاز:

1. طريقة الانتشار - يتم توفير الغاز وهواء الاحتراق بشكل منفصل وخلطهما في منطقة الاحتراق، وكل الهواء ثانوي. اللهب طويل ويتطلب مساحة احتراق كبيرة.

2. الطريقة المختلطة - يتم إمداد جزء من الهواء داخل الموقد، مخلوطًا بالغاز (الهواء الأساسي)، ويتم إمداد جزء من الهواء إلى منطقة الاحتراق (الثانوي). اللهب أقصر من طريقة الانتشار.

3. الطريقة الحركية – يتم خلط كل الهواء بالغاز داخل الموقد، أي أن كل الهواء أولي. اللهب قصير ويتطلب مساحة احتراق صغيرة.

أجهزة حرق الغاز

مواقد الغاز هي أجهزة تقوم بتزويد جبهة الاحتراق بالغاز والهواء، وتكوين خليط من الغاز والهواء، وتثبيت جبهة الاحتراق، وضمان الكثافة المطلوبة لعملية الاحتراق.

الموقد مجهز جهاز إضافي(النفق، جهاز توزيع الهواء، الخ) يسمى جهاز حرق الغاز.

متطلبات الموقد:

1) يجب أن تكون مصنوعة في المصنع وتجتاز اختبارات الحالة؛

2) يجب ضمان احتراق الغاز بالكامل في جميع ظروف التشغيل مع الحد الأدنى من الهواء الزائد والحد الأدنى من الانبعاثات المواد الضارةفي الغلاف الجوي.

3) أن تكون قادرًا على استخدام أنظمة التحكم والسلامة الأوتوماتيكية، وكذلك قياس معلمات الغاز والهواء أمام الموقد؛

4) يجب أن يكون تصميم بسيطتكون متاحة للإصلاحات والمراجعات؛

5) يجب أن تعمل بشكل مستقر ضمن حدود تنظيم التشغيل، إذا لزم الأمر، لديها مثبتات لمنع فصل اللهب واختراقه؛

6) بالنسبة للشعلات العاملة، يجب ألا يتجاوز مستوى الضوضاء 85 ديسيبل، ويجب ألا تتجاوز درجة حرارة السطح 45 درجة مئوية.

معلمات موقد الغاز

1) الطاقة الحراريةالشعلات N g - كمية الحرارة المنبعثة أثناء احتراق الغاز خلال ساعة واحدة؛

2) الحد الأدنى للتشغيل المستقر للموقد N n. .ص. . - أدنى طاقة تعمل بها الشعلة بثبات دون فصل اللهب أو وميضه؛

3) الحد الأدنى من الطاقة N min – زيادة الطاقة ذات الحد الأدنى بنسبة 10%؛

4) الحد الأعلى للتشغيل المستقر للموقد N في. .ص. . - أعلى قوة، حيث يعمل الموقد بثبات دون فصل اللهب أو اختراقه؛

5) الحد الأقصى للطاقة N max – الحد الأعلى للطاقة، مخفض بنسبة 10%؛

6) الطاقة المقدرة N nom - أعلى قوة يعمل بها الموقد منذ وقت طويلبأعلى كفاءة؛

7) نطاق تنظيم التشغيل - قيم الطاقة من N min إلى N nom؛

8) معامل تنظيم التشغيل - نسبة الطاقة المقدرة إلى الحد الأدنى.

تصنيف مواقد الغاز:

1) حسب طريقة إمداد هواء الاحتراق:

– لا نفخ – يدخل الهواء إلى الفرن نتيجة للتخلخل فيه؛

– الحقن – يتم امتصاص الهواء داخل الموقد بسبب طاقة تيار الغاز؛

– النفخ – يتم إمداد الموقد أو الفرن بالهواء باستخدام مروحة؛

2) حسب درجة تحضير الخليط القابل للاحتراق:

- بدون خلط أولي للغاز بالهواء؛

- مع الخلط المسبق الكامل؛

- مع الخلط المسبق غير الكامل أو الجزئي؛

3) سرعة تدفق منتجات الاحتراق (منخفضة – تصل إلى 20 م/ث، متوسطة – 20-70 م/ث، عالية – أكثر من 70 م/ث)؛

4) عن طريق ضغط الغاز أمام الشعلات :

- ضغط منخفض يصل إلى 0.005 ميجا باسكال (يصل إلى 500 مم عمود ماء)؛

- متوسط ​​من 0.005 ميجا باسكال إلى 0.3 ميجا باسكال (من عمود ماء 500 مم إلى 3 كجم قوة/سم 2)؛

- ارتفاع أكثر من 0.3 ميجا باسكال (أكثر من 3 كجم قوة/سم 2)؛

5) حسب درجة التحكم الآلي في الموقد - مع التحكم اليدوي، نصف آلي، آلي.

وفقًا لطريقة إمداد الهواء، يمكن أن تكون الشعلات:

1) الانتشار. يأتي كل الهواء إلى الشعلة من المساحة المحيطة. يتم إمداد الغاز إلى الموقد بدون هواء أساسي، وبعد ترك المشعب، يتم خلطه بالهواء الموجود خارجه.

إن أبسط الموقد في التصميم هو عادة أنبوب به ثقوب محفورة في صف واحد أو صفين.

مجموعة متنوعة هي الموقد الموقد. يتكون من مجمع غاز مصنوع من أنابيب الصلب، موصول في نهاية واحدة. يتم حفر الثقوب في الأنبوب في صفين. يتم تثبيت المجمع في فتحة مصنوعة من الطوب الحراري المدعم صر. يخرج الغاز من خلال الفتحات الموجودة في المشعب إلى الفتحة. يدخل الهواء إلى نفس الفتحة من خلال الشبكة بسبب الفراغ الموجود في صندوق الاحتراق أو بمساعدة المروحة. أثناء التشغيل، يتم تسخين البطانة المقاومة للحرارة للفتحة، مما يضمن استقرار اللهب في جميع أوضاع التشغيل.

مزايا الموقد: بساطة التصميم، التشغيل الموثوق (تسرب اللهب مستحيل)، الصمت، التنظيم الجيد.

عيوب: قوة منخفضة‎غير اقتصادية، لهب مرتفع.

2) محارق الحقن:

أ) الضغط المنخفضأو الغلاف الجوي (راجع الشعلات ذات الخلط المسبق الجزئي). نفاثة من الغاز تخرج من الفوهة سرعة عاليةوبسبب طاقته، فإنه يلتقط الهواء في جهاز الخلط، ويسحبه داخل الموقد. يتم خلط الغاز بالهواء في خلاط يتكون من عنق وناشر وفوهة حريق. يزداد الفراغ الناتج عن الحاقن مع زيادة ضغط الغاز، وتتغير كمية الهواء الأساسي الممتص. يمكن تغيير كمية الهواء الأساسي باستخدام غسالة الضبط. عن طريق تغيير المسافة بين الغسالة والمربك، يتم ضبط إمدادات الهواء.

لضمان الاحتراق الكامل للوقود، يتم توفير جزء من الهواء بسبب الخلخلة في صندوق الاحتراق (الهواء الثانوي). يتم تنظيم معدل التدفق عن طريق تغيير الفراغ.

لديهم خاصية التنظيم الذاتي: مع زيادة الحمل، يزيد ضغط الغاز، مما يضخ كمية متزايدة من الهواء في الموقد. ومع انخفاض الحمل، تقل كمية الهواء.

يتم استخدام الشعلات إلى حد محدود على المعدات إنتاجية كبيرة(أكثر من 100 كيلوواط). ويرجع ذلك إلى حقيقة أن مشعب الموقد يقع مباشرة في صندوق الاحتراق. أثناء التشغيل، يتم تسخينه إلى درجات حرارة عالية ويفشل بسرعة. لديهم نسبة هواء زائدة عالية، مما يؤدي إلى احتراق الغاز بشكل غير اقتصادي.

ب) الضغط المتوسط. عن طريق زيادة ضغط الغاز، يتم حقن كل الهواء اللازم للاحتراق الكامل للغاز. كل الهواء أساسي. تعمل عند ضغط غاز يتراوح من 0.005 ميجا باسكال إلى 0.3 ميجا باسكال. ارجع إلى الشعلات لإجراء الخلط المسبق الكامل للغاز مع الهواء. ونتيجة للخلط الجيد بين الغاز والهواء فإنها تعمل بنسبة هواء زائد منخفضة (1.05-1.1). الموقد كازانتسيف. يتكون من منظم هواء أساسي وفوهة وخلاط وفوهة ومثبت لوحة. عند خروج الغاز من الفوهة، يكون لديه طاقة كافية لحقن كل الهواء اللازم للاحتراق. في الخلاط، يتم خلط الغاز والهواء بالكامل. يقوم منظم الهواء الأساسي في نفس الوقت بإخماد الضوضاء التي تحدث بسبب السرعة العالية لخليط الغاز والهواء. المزايا:

- بساطة التصميم؛

– عملية مستقرة عندما يتغير الحمل.

- نقص إمدادات الهواء تحت الضغط (لا توجد مروحة، محرك كهربائي، مجاري الهواء)؛

– إمكانية التنظيم الذاتي (الحفاظ على نسبة ثابتة من الغاز إلى الهواء).

عيوب:

– أبعاد كبيرة للشعلات على طول الطول، وخاصة الشعلات ذات الإنتاجية المتزايدة؛

– مستوى عالضوضاء.

3) الشعلات مع إمدادات الهواء القسري. يبدأ تكوين خليط الهواء والغاز في الموقد وينتهي في الفرن. يتم توفير الهواء بواسطة مروحة. يتم توفير الغاز والهواء من خلال أنابيب منفصلة. تعمل على الغاز ذو الضغط المنخفض والمتوسط. للحصول على خلط أفضل، يتم توجيه تدفق الغاز عبر الفتحات بزاوية مع تدفق الهواء.

لتحسين الخلط، يتم ضبط تدفق الهواء حركة دورانيةباستخدام الدوامات ذات الثابت أو زاوية قابلة للتعديلتركيب الشفرات.

الموقد الغازي الدوامي (GGV) – الغاز من مشعب التوزيعيخرج من خلال الثقوب المحفورة في صف واحد وبزاوية 90 0 يدخل تدفق الهواء المتدفق باستخدام دوامة الشفرة. يتم لحام الشفرات بزاوية 45 درجة على السطح الخارجي لمجمع الغاز. يوجد داخل مجمع الغاز أنبوب لمراقبة عملية الاحتراق. عند العمل بزيت الوقود، يتم تركيب فوهة ميكانيكية بخارية فيه.

تسمى الشعلات المصممة لحرق عدة أنواع من الوقود بالشعلات المركبة.

مزايا الشعلات: الطاقة الحرارية العالية، مجموعة واسعة من تنظيم التشغيل، القدرة على تنظيم نسبة الهواء الزائد، القدرة على تسخين الغاز والهواء.

مساوئ الشعلات: التعقيد الكافي للتصميم؛ من الممكن فصل اللهب واختراقه، مما يجعل من الضروري استخدام مثبتات الاحتراق (نفق السيراميك، الشعلة التجريبية، وما إلى ذلك).

حوادث الموقد

كمية الهواء في خليط الغاز والهواء العامل الأكثر أهميةمما يؤثر على سرعة انتشار اللهب. وفي المخاليط التي يتجاوز فيها محتوى الغاز الحد الأعلى لاشتعاله، لا ينتشر اللهب على الإطلاق. ومع زيادة كمية الهواء في الخليط، تزداد سرعة انتشار اللهب، حيث يصل إلى قيمته القصوى عندما يكون محتوى الهواء حوالي 90% من كميته النظرية اللازمة للاحتراق الكامل للغاز. مع زيادة تدفق الهواء إلى الموقد، يتم إنشاء خليط أصغر حجمًا في الغاز، والذي يمكن أن يحترق بشكل أسرع ويتسبب في تسرب اللهب إلى الموقد. لذلك، إذا كان من الضروري زيادة الحمل، قم أولاً بزيادة إمداد الغاز ثم الهواء. إذا كان من الضروري تقليل الحمل، فافعل العكس - قم أولا بتقليل إمدادات الهواء، ثم الغاز. في لحظة بدء تشغيل الشعلات، يجب ألا يدخل أي هواء إليها ويتم إشعال الغاز في وضع الانتشار بسبب دخول الهواء إلى صندوق الاحتراق، يليه الانتقال إلى إمداد الهواء إلى الموقد

1. فصل اللهب - حركة منطقة الشعلة من مخارج الموقد في اتجاه احتراق الوقود. يحدث عندما تصبح سرعة خليط الهواء والغاز أكبر من سرعة انتشار اللهب. يصبح اللهب غير مستقر وقد ينطفئ. يستمر الغاز في التدفق عبر الموقد المطفأ، مما يؤدي إلى تكوين خليط متفجر في صندوق الاحتراق.

يحدث الانفصال عندما: زيادة في ضغط الغاز فوق المستوى المسموح به، وزيادة حادة في إمدادات الهواء الأساسي، وزيادة الفراغ في الفرن، وتشغيل الموقد في الأوضاع المتطرفة بالنسبة لتلك المشار إليها في جواز السفر.

2. اختراق اللهب - حركة منطقة الشعلة نحو الخليط القابل للاحتراق. يحدث فقط في الشعلات مع الخلط المسبق للغاز والهواء. يحدث عندما تصبح سرعة خليط الهواء والغاز أقل من سرعة انتشار اللهب. يقفز اللهب داخل الموقد، حيث يستمر في الاحتراق، مما يسبب تشوه الموقد بسبب ارتفاع درجة الحرارة. إذا كان هناك اختراق، فقد يكون هناك فرقعة صغيرة، وسوف ينطفئ اللهب، وسيحدث تلوث الغاز في صندوق الاحتراق وقنوات المداخن من خلال الموقد غير العامل.

يحدث الاندفاع عندما: ينخفض ​​ضغط الغاز أمام الموقد إلى ما دون المستوى المسموح به؛ إشعال الموقد عند تزويد الهواء الأساسي؛ إمداد كبير بالغاز عند ضغط هواء منخفض، وانخفاض إنتاجية الموقد عن طريق الخلط المسبق للغاز والهواء أقل من القيم المحددة في جواز السفر. غير ممكن مع طريقة نشر احتراق الغاز.

تصرفات الموظفين في حالة وقوع حادث الموقد:

- أطفئ الموقد،

- تهوية صندوق الاحتراق،

- معرفة سبب الحادث،

- قم بعمل إدخال في دفتر اليومية،