Regulacija izgaranja (Osnovni principi izgaranja)

Za optimalno izgaranje mora se upotrijebiti više zraka nego što bi se očekivalo od teoretskog izračuna kemijske reakcije (stehiometrijski zrak).

To je zbog potrebe za oksidacijom svih raspoloživih goriva.

Razlika između stvarne količine zraka i stehiometrijske količine zraka naziva se višak zraka. Tipično višak zraka iznosi između 5% i 50%, ovisno o vrsti goriva i plameniku.

Općenito, što je teže oksidirati gorivo, potrebno je više suvišnog zraka.

Prekomjerna količina zraka ne smije biti pretjerana. Pretjerana opskrba zrakom za izgaranje snižava temperaturu dimnih plinova i povećava gubitak topline generatora topline. Uz to, pri određenoj ograničenoj količini viška zraka, baklja se previše hladi i počinju se stvarati CO i čađa. Suprotno tome, nedovoljno zraka uzrokovat će nepotpuno izgaranje i iste gore spomenute probleme. Stoga, kako bi se osiguralo potpuno izgaranje goriva i visoka učinkovitost izgaranja, količina suvišnog zraka mora biti vrlo precizno prilagođena.

Kompletnost i učinkovitost izgaranja provjeravaju se mjerenjem koncentracije ugljičnog monoksida CO u dimnim plinovima. Ako nema ugljičnog monoksida, tada je izgaranje u potpunosti došlo.

Višak razine zraka može se neizravno izračunati mjerenjem koncentracije slobodnog kisika O 2 i / ili ugljičnog dioksida CO 2 u dimnim plinovima.

Količina zraka bit će oko 5 puta veća od izmjerenog postotka volumena ugljika.

Što se tiče CO 2, njegova količina u dimnim plinovima ovisi samo o količini ugljika u gorivu, a ne i o količini viška zraka. Njegova apsolutna količina bit će konstantna, a postotak volumena varirat će ovisno o količini viška zraka u dimnim plinovima. U nedostatku viška zraka, količina CO 2 bit će maksimalna, s porastom količine viška zraka, volumni postotak CO 2 u dimnim plinovima se smanjuje. Manje viška zraka odgovara više CO 2 i obrnuto, stoga je izgaranje učinkovitije kada je količina CO 2 blizu njegove maksimalne vrijednosti.

Sastav dimnih plinova može se prikazati na jednostavnom grafikonu pomoću "trokuta izgaranja" ili Ostwaldovog trokuta, koji se ucrtava za svaku vrstu goriva.

Ovim grafom, znajući postotak CO 2 i O 2, možemo odrediti sadržaj CO i količinu viška zraka.

Kao primjer, sl. 10 prikazuje trokut izgaranja metana.

Slika 10. Trokut izgaranja metana

X-osa označava postotak O2, Y-os pokazuje postotak CO 2. hipotenuza ide od točke A, koja odgovara maksimalnom udjelu CO 2 (ovisno o gorivu) pri nultom udjelu O 2, do točke B, koja odgovara nultom udjelu CO 2 i maksimalnom udjelu O 2 (21%). Točka A odgovara uvjetima stehiometrijskog izgaranja, točka B odgovara odsutnosti izgaranja. Hipotenuza je skup točaka koji odgovaraju idealnom izgaranju bez CO.

Ravne linije paralelne s hipotenuzom odgovaraju različitim postotcima CO.

Pretpostavimo da je naš sustav napajan metanom i analiza dimnih plinova pokazala je da je sadržaj CO 2 10%, a sadržaj O 2 3%. Iz trokuta za plin metan nalazimo da je sadržaj CO 0, a višak zraka 15%.

Tablica 5 prikazuje maksimalni sadržaj CO 2 za različiti tipovi gorivo i vrijednost koja odgovara optimalnom izgaranju. Ova se vrijednost preporučuje i izračunava na temelju iskustva. Treba imati na umu da je, kada se iz središnjeg stupca uzima maksimalna vrijednost, potrebno izmjeriti emisije, slijedeći postupak opisan u poglavlju 4.3.

Kao što znate, toplina se iz dimnih plinova prenosi na zidove dimnjaka zbog trenja koje nastaje kad se isti plinovi pomiču. Pod utjecajem potiska, brzina plina se smanjuje i oslobođena energija (odnosno toplina) prenosi se na zidove. Ispada da postupak prijenosa tijela izravno ovisi o brzini kretanja plina kroz žarišne kanale. I o čemu onda ovisi brzina plinova?

Ovdje nema ništa komplicirano - površina presjeka dimnih kanala utječe na brzinu kretanja dimnih plinova. S malim presjekom, brzina se povećava, s većom površinom, naprotiv, brzina se smanjuje, a dimni plinovi prenose više energije (topline), istodobno gubeći temperaturu. Pored presjeka, mjesto kanala za dim također utječe na učinkovitost prijenosa topline. Na primjer, vodoravni dim. kanal "upija" toplinu mnogo učinkovitije, brže. To je zbog činjenice da su vrući dimni plinovi lakši i uvijek su veći, učinkovito prenoseći toplinu na gornje stijenke dima. kanal.

Pogledajmo sorte sustava za kruženje dima, njihove značajke, razlike i pokazatelje učinkovitosti:

Vrste kruženja dima

Dimnjaci su sustav posebnih kanala unutar peći (kamina) koji povezuju kamin s dimom. cijev. Njihova je glavna svrha uklanjanje plinova iz ložišta peći i prijenos topline na samu peć. Zbog toga je njihova unutarnja površina glatka i ujednačena, što smanjuje otpor kretanju plina. Dimni kanali mogu biti dugački - u blizini peći, kratki - u blizini kamina, kao i: vertikalni, vodoravni i mješoviti (podizanje / spuštanje).

Prema svojim dizajnerskim značajkama, sustavi za cirkulaciju dima dijele se na:

• kanal (podvrsta: veliki i mali promet)
• bez kanala (podvrsta: sa sustavom kamera odvojenih pregradama),
• mješoviti.

Svi oni imaju svoje razlike i, naravno, prednosti i nedostatke. Najnegativniji višeokretni sustavi s vodoravnim i vertikalni raspored dimne kanale, općenito nije poželjno koristiti ih u pećnicama! Ali najprihvatljivijim i najekonomičnijim sustavom cirkulacije dima smatra se mješoviti sustav s vodoravnim. kanali i vertikalne nape direktno nad njima. Ostali sustavi također se široko koriste u izgradnji peći, ali ovdje morate znati nijanse njihovog dizajna. O čemu ćemo dalje "razgovarati", uzimajući u obzir svaki sustav zasebno:

Jednookretni sustavi dimnih kanala

Dizajn ovog sustava pretpostavlja izlaz dimnih plinova iz ložišta u uzlazni kanal, zatim njihov prijelaz u spuštajući kanal, iz spuštajućeg u podizni kanal, a odatle u dimnjak. Ovaj sustav osigurava peći vrlo malu površinu koja apsorbira toplinu, s koje plinovi daju puno manje topline peći, a njegova učinkovitost smanjuje se. Uz to, zbog vrlo visoke temperature u prvom kanalu dolazi do neravnomjernog zagrijavanja mase peći i pucanja njezinog zida, odnosno uništenja. A ispušni plinovi dosežu preko 200 stupnjeva.

Jednookretni dimni sustav s tri kanala prema dolje

U ovom sustavu dimovi iz ložišta prelaze u 1. uzlazni kanal, zatim se spuštaju kroz tri spuštajuća kanala, ulaze u kanal za podizanje i tek onda odlaze u dimnu cijev. Njegov je glavni nedostatak pregrijavanje 1. uzlaznog kanala i kršenje pravila ujednačenosti svih površina presjeka kanala. Činjenica je da kanali za spuštanje (ima ih samo 3) tvore ukupno takvu površinu presjeka koja je već tri puta veća od S presjeka u liftu. kanale i zavoje, što dovodi do smanjenja vuče u ognjištu. A to je značajan nedostatak.

Uz spomenute nedostatke u radu sustava s tri kapi. kanala, može se razlikovati još jedan - ovo je vrlo loše taljenje peći nakon duže pauze.

Sustavi bez kanala

Ovdje dimni plinovi započinju put od ložišta kroz hailo (rupu za izlazak dimnih plinova u kruženje dima), zatim ulaze u zvono, pa prema gore - sve do samog preklapanja ognjišta, tamo se ohlade, prenesite toplinu peći, spustite se i izađite u dim.dno pećnice. Čini se da je sve jasno i jednostavno, ali takav bezkanalni sustav još uvijek ima nedostatak: to je vrlo jako zagrijavanje gornjeg dijela peći (preklapanje), prekomjerno taloženje čađe i čađe na zidovima zvona, kao kao i visoke temperature dimnih plinova.

Sustavi za odvođenje dima bez kanala s 2 nape

Shema rada takvog sustava je sljedeća: prvo dimni plinovi iz kamina ulaze u 1. zvono, zatim se podižu do preklapanja, spuštaju i prelaze u drugo zvono. Zatim se opet dižu do stropa, spuštaju se i spuštaju se kroz kanal u dimnjak. Sve je to mnogo učinkovitije od jednog zvona bez kanalskog sustava. S dvije nape, puno više topline se prenosi na zidove, a temperatura dimnih plinova se znatno zamjetnije smanjuje. Međutim, pregrijavanje gornjeg dijela peći i naslage čađe ne mijenjaju se, odnosno ne smanjuju!

Sustavi zvona bez kanala - s unutarnjim kontraforima. površine pećnice

U ovom sustavu zvona put dima je sljedeći: od ognjišta, prijelaz na zvono, uspon do stropa i prijenos dijela topline na sam strop, na bočne stijenke ognjišta i na kontrafore. Ima i određeni nedostatak - to je prekomjerni talog čađe (kako na stijenkama peći, tako i na potporanjima), koji može uzrokovati paljenje te čađe i uništavanje peći.

Višeokretni sustavi za izmjenu dima s vodoravnim dimnim kanalima

Ovdje dim iz ložišta ulazi u vodoravne kanale, prolazi kroz njih i odaje puno topline na unutarnju površinu peći. Nakon toga odlazi u dim.cijev. U tom su slučaju dimni plinovi prehlađeni, vučna sila se smanjuje i štednjak počinje dimiti. Kao rezultat, taloži se čađa, čađa, ispada kondenzat ... i, moglo bi se reći, počinju nevolje. Stoga, prije upotrebe ovog sustava, dvaput izvažite sve.

Višeokretni sustavi s vertikalnim dimom. kanali

Oni se razlikuju po tome što dimni plinovi iz kamina odmah padaju u vertikalno podizanje i spuštanje dimni kanali, također odaju toplinu unutarnjim površinama ognjišta, a zatim ulaze u dimnjak. Istodobno, nedostaci takvog sustava slični su prethodnom, plus još jedan. Prvi uzlazni kanal (podizanje) pregrijava se, odakle se vanjske površine ognjišta neravnomjerno zagrijavaju i započinje pucanje njegove opeke.

Mješoviti sustavi za izmjenu dima s vodoravnim i okomitim dimovodima

Oni se razlikuju po tome što dimni plinovi prvo prolaze u vodoravne kanale, zatim u vertikalne kanale za podizanje, prema dolje, pa tek onda u dimnjak. Nedostatak ovog postupka je sljedeći: zbog jake hipotermije plinova dolazi do smanjenja potiska, on slabi, što dovodi do prekomjernog taloženja čađe na stijenkama kanala, pojave kondenzacije i, naravno , do kvara peći i do njegovog uništenja.

Mješoviti dimovodni sustav sa slobodnim i prisilnim kretanjem plina

Princip rada ovog sustava je sljedeći: kada se tijekom izgaranja stvori potisak, on potiskuje dimne plinove u vodoravne i okomite kanale. Ti plinovi odaju toplinu unutarnjim zidovima peći i odlaze u dimnjak. U tom se slučaju dio plinova diže u zatvorene vertikalne kanale (nape), koji se nalaze iznad vodoravne. kanali. U njima se dimni plinovi hlade, postaju teški i vraćaju se vodoravno. kanali. To se kretanje odvija u svakoj nape. Rezultat je dim. plinovi prenose svu svoju toplinu do maksimuma, pozitivno utječući na učinkovitost peći i povećavajući je na 89% !!!

Ali postoji jedno "ali"! U ovom je sustavu osjetljivost na toplinu vrlo razvijena, jer se plinovi vrlo brzo hlade, čak i prehlađeni, oslabljujući propuh i ometajući rad peći. Zapravo, takva peć ne bi mogla raditi, ali u njoj postoji poseban uređaj koji regulira taj negativni proces. To su injekcijske (usisne) rupe ili sustav za automatsku regulaciju propuha i temperature izlaznih plinova. Za to se prilikom postavljanja ognjišta iz kamina i u vodoravnim kanalima izrađuju rupe presjeka 15-20 cm2. Kada potisak počne padati i temperatura plinova opada, u horizont. kanala stvara se vakuum i kroz te se otvore vrući plinovi "usisavaju" iz donjih dimnih kanala i iz kamina. Kao rezultat, temperatura raste i potisak se normalizira. Kad su propuh, tlak i temperatura dima normalni, on ne ulazi u usisni kanal - za to je potreban vakuum, smanjenje propuha i temperature.

Iskusni proizvođači peći vodoravno smanjuju / povećavaju duljinu. kanali, presjek i broj kanala za ubrizgavanje reguliraju učinkovitost peći, postižući time najbolje rezultate njezine kvalitete, ekonomičnosti i povećavajući učinkovitost do 89% !!!

S takvim sustavom dimnih plinova praktički nema nedostataka. Savršeno se zagrijavaju - od poda do samog vrha, istodobno ravnomjerno! U sobi nema naglih promjena temperature. Ako je u kući toplo, a vani je -10 mraza, tada se peć može zagrijati za 30-48 sati !!! Ako je na ulici do -20, morat ćete se redovito grijati! Nedostatak su mu redovna kurišta. Povremena kurišta u mješovitim sustavima dima dovode do značajnog nakupljanja čađe.

Kako optimizirati peć s višeokretnim dimovodnim sustavom?

jedan). Napravite usisni kanal vodoravno u svakom. kanal - s presjekom od 15-20 cm2.

2). Ugradite usisne kanale na svakih 0,7 m duljine kanala.

Kao rezultat toga, vaša peć će postati puno učinkovitija: brže će se topiti, održavati stabilnu temperaturu izlaznih dimnih plinova i akumulirati manje čađe.

Teoretski potrebna količina zraka za izgaranje plinova generatora, visoke peći i koksne peći i njihovih smjesa određuje se formulom:

V 0 4,762 / 100 * ((% CO 2 +% H 2) / 2 + 2 ⋅% CH 4 + 3 ⋅% C 2 H 4 + 1,5 ⋅% H 2 S -% O 2), nm 3 / nm 3 , gdje% - po volumenu.

Teoretski potrebna količina zraka za izgaranje prirodni gas:

V 0 4,762 / 100 * (2 ⋅% CH 4 + 3,5 ⋅% C 2 H 6 + 5 ⋅% C 3 H 8 + 6,5 ⋅% C 4 H 10 + 8 ⋅% C 5 H 12), nm 3 / nm 3, gdje je% - po volumenu.

Teoretski potrebna količina zraka za izgaranje krutih i tekućih goriva:

V 0 \u003d 0,0889 ⋅% C P + 0,265 ⋅% H P - 0,0333 ⋅ (% O P -% S P), nm 3 / kg, gdje je% masenog udjela.

Stvarna količina zraka za izgaranje

Potrebna potpunost izgaranja pri sagorijevanju goriva s teoretski potrebnom količinom zraka, t.j. pri V 0 (α \u003d 1), može se postići samo ako se gorivo u potpunosti pomiješa sa zrakom za izgaranje i predstavlja gotovu vruću (stehiometrijsku) smjesu u plinovitom obliku. To se postiže, na primjer, kod izgaranja plinovitog goriva pomoću plamenih plamenika i kod izgaranja tekućeg goriva s njihovom prethodnom rasplinjavanjem pomoću posebnih plamenika.

Stvarna količina zraka za izgaranje goriva uvijek je veća od teoretski potrebne količine, jer je u praktičnim uvjetima gotovo uvijek potreban višak zraka za potpuno izgaranje. Stvarna količina zraka određuje se formulom:

V α \u003d αV 0, nm 3 / kg ili nm 3 / nm 3 goriva,

gdje je α koeficijent viška zraka.

U slučaju izgaranja izgaranjem, kada se gorivo pomiješa sa zrakom tijekom izgaranja, za plin, loživo ulje i gorivo u prahu, koeficijent viška zraka iznosi α \u003d 1,05–1,25. Pri izgaranju plina koji je u potpunosti prethodno pomiješan sa zrakom, a pri izgaranju mazuta uz prethodnu uplinjavanje i intenzivno miješanje mazuta sa zrakom, α \u003d 1,00–1,05. Slojevitom metodom sagorijevanja ugljena, antracita i treseta u mehaničkim pećima s kontinuiranom opskrbom gorivom i uklanjanjem pepela - α \u003d 1,3–1,4. S ručnim radom peći: kod sagorijevanja antracita, α \u003d 1,4, kod izgaranja kamenog ugljena, α \u003d 1,5–1,6, pri izgaranju smeđeg ugljena, α \u003d 1,6–1,8. Za poluplinske peći α \u003d 1,1–1,2.

Atmosferski zrak sadrži određenu količinu vlage - d g / kg suhog zraka. Stoga će volumen vlažnog atmosferskog zraka potreban za izgaranje biti veći od onog izračunatog pomoću gornjih formula:

V B o \u003d (1 + 0,0016d) ⋅ V o, nm 3 / kg ili nm 3 / nm 3,

V B α \u003d (1 + 0,0016d) ⋅ V α, nm 3 / kg ili nm 3 / nm 3.

Ovdje je 0,0016 \u003d 1,293 / (0,804 * 1000) faktor pretvorbe težinskih jedinica vlage u zraku, izraženih u g / kg suhog zraka, u zapreminske jedinice - nm 3 vodene pare sadržane u 1 nm 3 suhog zraka.

Količina i sastav proizvoda izgaranja

Za generatore, visoku peć, plinove koksne peći i njihove smjese, količina pojedinačnih proizvoda potpunog izgaranja tijekom izgaranja s koeficijentom viška zraka jednakim α:

Količina ugljičnog dioksida

V CO2 \u003d 0,01 (% CO 2 +% CO +% CH 4 + 2 ⋅% C 2 H 4), nm 3 / nm 3

Količina sumpornog anhidrida

V SO2 \u003d 0,01 ⋅% H2S nm 3 / nm 3;

Količina vodene pare

V H2O \u003d 0,01 (% H 2 + 2 ⋅% CH 4 + 2 ⋅% C 2 H 4 +% H 2 S +% H 2 O + 0,16 d ⋅ V α), nm 3 / nm 3,

gdje je 0,16d V B á nm 3 / nm 3 količina vodene pare koju unosi vlažni atmosferski zrak pri sadržaju vlage d g / kg suhog zraka;

Količina dušika prenesena iz plina i unesena zrakom

Količina slobodnog kisika koju unosi višak zraka

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) ⋅ V O, nm 3 / nm 3.

Ukupna količina proizvoda izgaranja generatora, visoke peći, plinova koksne peći i njihovih smjesa jednaka je zbroju njihovih pojedinačnih komponenata:

V dg \u003d 0,01 (% CO 2 +% CO +% H 2 + 3 ⋅% CH 4 + 4 ⋅% C 2 H 4 + 2 ⋅% H 2 S +% H 2 O +% N 2) + + VO ( α + 0,0016 dα - 0,21), nm 3 / nm 3.

Za prirodni plin količina pojedinih proizvoda potpunog izgaranja određuje se formulama:

V CO2 \u003d 0,01 (% CO 2 +% CH 4 + 2 ⋅% C 2 H 6 + 3 ⋅% C 3 H 8 + 4 ⋅% C 4 H 10 + 5 ⋅% C 5 H 12) nm 3 / nm 3 ;

V H2O \u003d 0,01 (2 ⋅% CH 4 + 3 ⋅% C 2 H 6 + 4 ⋅% C 3 H 8 + 5 ⋅% C 4 H 10 + 6 ⋅% C 5 H 12 +% H 2 O + 0.0016d V a) nm 3 / nm 3;

V N2 \u003d 0,01 ⋅% N2 + 0,79 V α, nm 3 / nm 3;

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / nm 3.

Ukupna količina proizvoda izgaranja prirodnog plina:

V dg \u003d 0,01 (% CO 2 + 3 ⋅% CH 4 + 5 ⋅% C 2 H 6 +7 ⋅% C 3 H 8 + 9 ⋅% C 4 ⋅H 10 + 11 ⋅% C 5 H 12 +% H 2 O + +% N2) + VO (α + 0,0016dα - 0,21), nm 3 / nm 3.

Za kruta i tekuća goriva, broj pojedinačnih proizvoda potpunog izgaranja:

V CO2 \u003d 0,01855% C P, nm 3 / kg (u daljnjem tekstu,% je maseni postotak elemenata u radnom plinu);

V SO2 \u003d 0,007% S P nm 3 / kg.

Za kruta i tekuća goriva

V H2O CHM \u003d 0,112 ⋅% H P, nm 3 / kg,

gdje je V H2O CHM - vodena para koja nastaje izgaranjem vodika.

V H2O MEX \u003d 0,0124% W P, nm 3 / kg,

gdje je V H2O MEX - vodena para koja nastaje isparavanjem vlage u radnom gorivu.

Ako se za raspršivanje tekućeg goriva dovodi para u količini W PAR kg / kg goriva, tada se u količinu vodene pare mora dodati vrijednost od 1,24 W PAR nm 3 / kg goriva. Vlaga koju unosi atmosferski zrak pri udjelu vlage d g / kg suhog zraka iznosi 0,0016 d V á nm 3 / kg goriva. Stoga ukupna količina vodene pare:

V H2O \u003d 0,112 ⋅% H P + 0,0124 (% W P + 100 ⋅% W PAR) + 0,0016d V á, nm 3 / kg.

V N2 \u003d 0,79 ⋅ V α + 0,008 ⋅% N P, nm 3 / kg

V O2 \u003d 0,21 (α - 1) V O, nm 3 / kg.

Opća formula za određivanje proizvoda izgaranja krutog i tekućeg goriva:

V dg \u003d 0,01 + V O (α + + 0,0016 dα - 0,21) nm 3 / kg.

Količina dimnih plinova tijekom izgaranja goriva s teoretski potrebnom količinom zraka (VO nm 3 / kg, VO nm 3 / nm 3) određuje se pomoću zadanih formula izračuna s omjerom viška zraka 1,0, dok se sastav proizvodi izgaranja će biti bez kisika.

PLIN, peć i dim. 1) Dimni plinovi nazivaju se proizvodi izgaranja goriva u peći. Razlikovati potpuno i nepotpuno izgaranje goriva. Potpunim izgaranjem odvijaju se sljedeće reakcije:

Treba imati na umu da SO 2 - sumpor-dioksid - zapravo nije proizvod potpunog izgaranja sumpora; potonje je moguće i jednadžbom:

Stoga, kada govore o potpunom i nepotpunom izgaranju goriva, oni misle samo na ugljik i vodik goriva. Ovdje također nisu zabilježene reakcije koje se ponekad odvijaju tijekom vrlo nepotpunog izgaranja, kada proizvodi izgaranja, osim ugljičnog monoksida CO, sadrže ugljikovodike C m H n, vodik H 2, ugljik C, sumporovodik H 2 S, jer takvi izgaranje goriva ne bi se smjelo odvijati u praksi. Dakle, izgaranje se može praktički smatrati potpunim ako proizvodi izgaranja ne sadrže nikakve plinove osim ugljičnog dioksida CO 2, sumpor-dioksida SO 2, kisika O 2, dušika N 2 i vodene pare H 2 O. Ako pored ovih plinova , postoji ugljični monoksid CO, tada se izgaranje smatra nepotpunim. Prisutnost dima i ugljikovodika u proizvodima izgaranja daje osnovu da se govori o neuređenom kaminu.

Avogadrov zakon igra vrlo važnu ulogu u proračunima (vidi Atomska teorija): jednake količine plinova, i jednostavnih i složenih, pri istim temperaturama i tlakovima, sadrže isti broj molekula, ili, što je isto: molekule svih plinovi pri jednakim tlakovima i temperaturama zauzimaju jednake količine. Koristeći ovaj zakon i poznavajući kemijski sastav goriva, lako je izračunati količinu K 0 kg kisika, teoretski potrebnu za potpuno izgaranje 1 kg goriva datog sastava, koristeći sljedeću formulu:

gdje C, H, S i O izražavaju sadržaj ugljika, vodika, sumpora i kisika u% težine radnog goriva. Količina G 0 kg suhog zraka, teoretski potrebna za oksidaciju 1 kg goriva, određuje se formulom:

Smanjena na 0 ° i 760 mm Hg, ova se količina može izraziti u m 3 slijedećom formulom:

D.I. Mendeleev predložio je vrlo jednostavne i praktične odnose, koji daju rezultat s dovoljnom točnošću za približne izračune:

gdje Q rab. - najmanji kapacitet grijanja od 1 kg radnog goriva. U praksi je potrošnja zraka tijekom izgaranja goriva veća od teoretski potrebne. Odnos količine zraka koji stvarno ulazi u peć i teorijski potrebne količine zraka naziva se faktor viška i označava se slovom α. Vrijednost ovog koeficijenta u peći α m ovisi o dizajnu peći, veličini prostora peći, položaju površine grijanja u odnosu na peć, prirodi goriva, pažnji ložišta itd. 2 ili više, - ručni kotlovi za plamteće gorivo bez sekundarnog ulaza zraka. Sastav i količina dimnih plinova ovise o vrijednosti omjera viška zraka u peći. Pri preciznom izračunavanju sastava i količine dimnih plinova, također je potrebno uzeti u obzir vlagu koja se unosi u zrak zbog njegovog sadržaja vlage i vodene pare koja se troši u eksploziji. Prvo se uzima u obzir uvođenjem koeficijenta, koji je omjer težine vodene pare zarobljene u zraku i težine suhog zraka i m. B. naziva koeficijent vlažnosti. Drugo se uzima u obzir vrijednošću W f. , koja je jednaka količini pare u kg koja ulazi u peć, odnosi se na 1 kg izgaranog goriva. Koristeći ove oznake, sastav i količina dimnih plinova tijekom potpunog izgaranja mogu se odrediti iz donje tablice.

Obično se uzima u obzir vodena para H 2 O odvojeno od suhih plinova CO 2, SO 2, O 2, N 2 i CO, a njihov se sastav izračunava (ili eksperimentalno određuje) u volumenskim% plinovi.

Pri proračunu novih postrojenja tražen je sastav proizvoda izgaranja CO 2, SO 2, CO, O 2 i N 2, a uzimaju se u obzir ove vrijednosti: sastav goriva (C, O, H, S ), koeficijent viška zraka α i gubitak zbog kemijske nepotpunosti izgaranja Q 3. Posljednje dvije vrijednosti daju se na temelju podataka ispitivanja iz sličnih postrojenja ili ih uzimaju iz procjene. Najveći gubici zbog kemijske nepotpunosti izgaranja nastaju u ručnim pećima za vatreno gorivo kada Q 3 dosegne vrijednost od 0,05 Q pa. Izostanak gubitaka zbog kemijske nepotpunosti izgaranja (Q 3 \u003d 0) može se dobiti u dobro funkcionirajućim ručnim ložištima za antracit, u pećima za ulje i goriva u prahu, kao i u pravilno projektiranim mehaničkim i osovinskim pećima. U eksperimentalnom istraživanju postojećih peći pribjegavaju analizi plinova, a najčešće se koriste uređajem Orsa (vidi Analiza plina), koji daje sastav plinova u volumenskim% suhih plinova. Prvo očitanje na uređaju Orsa daje zbroj CO 2 + SO 2, budući da otopina kaustičnog kalija KOH, dizajnirana za apsorpciju ugljičnog dioksida, istovremeno apsorbira sumporni dioksid SO 2. Drugo brojanje, nakon ispiranja plina u drugom sifonu, gdje se nalazi reagens za apsorpciju kisika, daje zbroj CO 2 + SO 2 + O 2. Razlika između njih daje sadržaj kisika O 2 u% volumena suhih plinova. Sve ostale veličine nalaze se zajedničkim rješavanjem gornjih jednadžbi. Treba imati na umu da jednadžba (10) daje vrijednost Z, koja je m. B. naziva karakteristika nepotpunog izgaranja. Ova formula uključuje koeficijent β određen formulom (8). Budući da koeficijent β ovisi samo o kemijski sastav gorivo, a potonje se u procesu izgaranja goriva cijelo vrijeme mijenja zbog postupnog koksiranja goriva i njegovog istodobnog izgaranja sastavni dijelovi, tada vrijednost Z može dati ispravnu sliku procesa koji se odvija u peći samo pod uvjetom da su vrijednosti (SO 2 + SO 2) i (SO 2 + SO 2 + O 2) rezultat analiza kontinuirano uzimanih prosječnih uzoraka tijekom određenog prilično dugog vremenskog razdoblja. Ni na koji način nije moguće prosuđivati \u200b\u200bnepotpunost izgaranja na osnovu pojedinačnih pojedinačnih uzoraka uzetih u bilo kojem proizvoljnom trenutku. Poznavajući sastav produkata izgaranja i elementarnu analizu goriva, pomoću sljedećih formula moguće je odrediti volumen produkata izgaranja, koji se uobičajeno odnose na 0 ° i 760 mm Hg. Označavajući sa V br. ukupni volumen produkata izgaranja 1 kg goriva, V c.y. - volumen suhih plinova, V v.n. - volumen vodene pare, imat ćemo:

proizvodi izgaranja u proizvoljnom presjeku plinovoda, ali tako široko tumačenje nije točno. Na temelju zakona Boyle-Mariotte-Gay-Lussac, volumen produkata izgaranja pri temperaturi t i barometarskom tlaku P b. može se naći po formuli:

Ako označimo sa G n.c. težina proizvoda izgaranja, G c.g. - težina suhih plinova, C k.p. je težina vodene pare, tada ćemo imati sljedeće omjere:

2) Dimni plinovi. Na putu od peći do dimnjaka, dimnim plinovima dodaje se zrak koji se usisava kroz propuštanja u oblogu plinskih kanala. Stoga plinovi koji ulaze u dimnjak (zvani dimni plinovi) imaju sastav koji se razlikuje od sastava dimnih plinova, jer su smjesa produkata izgaranja goriva u peći i zraka koji se usisava u plinske kanale na putu od peć do ulaza u dimnjak.

Količina usisavanja zraka u praksi je vrlo različita i ovisi o izvedbi zida, njegovoj gustoći i veličini, o veličini vakuuma u plinskim kanalima i mnogim drugim razlozima, fluktuirajući s dobrom pažnjom od 0,1 do 0,7 teoretski potrebnih. Označimo li koeficijent viška zraka u kaminu kroz α m. , i koeficijent viška zraka plinova koji izlaze iz dimnjaka kroz α u. zatim

Određivanje sastava i količine dimnih plinova provodi se prema istim formulama kao i za određivanje dimnih plinova; razlika je samo u brojčanoj vrijednosti koeficijenta viška zraka α, o kojem, naravno, ovisi% sastava plinova. U praksi se vrlo često pojam "dimni plinovi" općenito shvaća kao proizvod izgaranja u proizvoljnom dijelu plinskog kanala, ali tako široko tumačenje nije točno.

Pozitivne osobine:

· Veći od zračnog, prijenos topline na površine izmjenjivača topline (zbog veće emisije čestica produkata izgaranja).

Negativne osobine:

Posljedice:

· Upotreba dimnih plinova kao nosača topline moguća je samo kada se koriste uređaji za izmjenu topline za zagrijavanje izravno potrošača;

· Osigurano je iskorištavanje (ušteda i korištenje) topline ispušnih dimnih plinova;

· U prisutnosti tvari s velikom korozivnom aktivnošću (na primjer - sumporni spojevi), trajnost toplovoda i izmjenjivača topline je naglo smanjena;

· Kada se dimni plinovi hlade ispod točke rosišta, zimi se može taložiti kondenzat i, kao rezultat toga, vlažne strukture i stvaranje leda.

Klasifikacija peći za grijanje:

Po toplinskom kapacitetu:

· Ne troši toplinu

Imam malu toplinsku inerciju. Soba se zagrijava samo kad gorivo gori. Dizajniran za kratkotrajno grijanje. Ove peći uključuju:

1) metal (čelik ili lijevano željezo)

2) peći izrađene od malog broja opeka (do 300 kom.),

3) kamini (niše od opeke za otvoreno izgaranje goriva).

· Potrošnja topline

Imaju visoku toplinsku inerciju. Materijal peći akumulira toplinu i nakon završetka izgaranja goriva dugo ga prenosi u prostoriju (do 12 sati). Koristi se za stalno zagrijavanje prostorija.

Peći koje troše toplinu strukturno se razlikuju u obrazac protoka dimnih plinova

· Kanal ... Kretanje plinova vrši se unutarnjim kanalima, koji se mogu povezati paralelno ili u seriju.

· Bez kanala (zvono). Kretanje plinova vrši se slobodno, a na kraju peći peć se ne hladi, budući da se vrući dimni plinovi nakupljaju iznad ulaza u dimnjak. Istodobno, gornja zona se malo pregrijava.

· Kombinirano ... Prije ulaska u zvono, dimni plinovi prolaze kroz kanale smještene ispod kamina, što omogućuje zagrijavanje donje zone i postizanje ujednačenije raspodjele temperature u sobi.