Automatikos įrenginio elementų vieta parodyta fig. 7. Rodo, kad elektromagnetas uždengtas apsauginiu dangteliu. Jutiklių laidai yra plonasienių vamzdžių viduje. Vamzdžiai pritvirtinami prie elektromagneto, naudojant jungiamąsias veržles. Jutiklių korpuso gnybtai yra sujungti su elektromagnetu per pačių vamzdžių korpusą.
Dabar pažvelkime į aukščiau nurodytos gedimo nustatymo metodą.
Patikra prasideda nuo „silpniausios automatikos įrenginio grandies“ - traukos jutiklio. Jutiklis neapsaugotas korpusu, todėl po 6...12 darbo mėnesių „apauga“ storu dulkių sluoksniu Bimetalinė plokštelė (žr. 6 pav.) greitai oksiduojasi, todėl pablogėja kontaktas.
Dulkių sluoksnis pašalinamas minkštu šepetėliu. Tada plokštė atitraukiama nuo kontakto ir nuvaloma smulkiu švitriniu popieriumi. Neturėtume pamiršti, kad būtina išvalyti patį kontaktą. Geri rezultataišių elementų valymas specialiu purškikliu „Contact“ suteikia. Jame yra medžiagų, kurios aktyviai naikina oksido plėvelę. Išvalę plokštę užtepkite ploną skysto tepalo sluoksnį ir kontaktuokite.
Kitas žingsnis – patikrinti termoporos tinkamumą naudoti. Ji sunkiai dirba terminis režimas, kadangi jis nuolat yra bandomojoje liepsnoje, natūralu, kad jo tarnavimo laikas yra žymiai trumpesnis nei kitų katilo elementų.
Pagrindinis termoporos defektas – jos korpuso perdegimas (sunaikinimas). Tokiu atveju perėjimo pasipriešinimas suvirinimo vietoje (sankryžoje) smarkiai padidėja. Dėl to srovė termoporos - elektromagneto grandinėje
- Bimetalinė plokštė bus mažesnė už vardinę vertę, todėl elektromagnetas nebegalės pritvirtinti strypo (5 pav.).
Norėdami patikrinti termoporą, atsukite jungiamąją veržlę (7 pav.), esančią kairėje 
elektromagneto šonai. Tada įjunkite uždegiklį ir voltmetru išmatuokite pastovią įtampą (termo-EMF) prie termoporos kontaktų (8 pav.). Šildoma, tinkama naudoti termopora sukuria apie 25...30 mV EML. Jei ši vertė mažesnė, termopora yra sugedusi. Norėdami galutinai patikrinti, atjunkite vamzdelį nuo elektromagneto korpuso ir išmatuokite termoporos varžą. Šildomos termoporos varža yra mažesnė nei 1 omas. Jei termoporos varža yra šimtai omų ar daugiau, ją reikia pakeisti. Mažą termo-EMF vertę, kurią sukuria termopora, gali sukelti šios priežastys: - uždegimo antgalio užsikimšimas (dėl to termoporos šildymo temperatūra gali būti žemesnė už vardinę). Jie „gydo“ tokį defektą, išvalydami uždegimo angą bet kokia minkšta tinkamo skersmens viela;
- termoporos padėties keitimas (natūralu, kad ji taip pat gali nepakankamai įkaisti). Pašalinkite defektą taip – atlaisvinkite varžtą, laikantį įdėklą šalia uždegiklio ir sureguliuokite termoporos padėtį (10 pav.);
- žemas dujų slėgis katilo įvade.
Jei EML termoporos gnybtuose yra normalus (nors išlieka aukščiau nurodyti gedimo simptomai), patikrinkite šiuos elementus:
- kontaktų vientisumas termoporos ir traukos jutiklio prijungimo taškuose.
Oksiduotus kontaktus reikia nuvalyti. Jungiamosios veržlės priveržiamos, kaip sakoma, „ranka“. Tokiu atveju nepatartina naudoti veržliarakčio, nes galite lengvai sulaužyti kontaktams tinkamus laidus;
- elektromagneto apvijos vientisumas ir, jei reikia, lituoti jo gnybtus.
Elektromagneto veikimą galima patikrinti taip. Atsijungti 
termoporos jungtis. Paspauskite ir palaikykite paleidimo mygtuką, tada uždekite degiklį. Iš atskiro šaltinio DC įtampaį atlaisvintą elektromagneto kontaktą (nuo termoporos) korpuso atžvilgiu (esant srovei iki 2 A) taikoma apie 1 V įtampa. Tam galite naudoti įprastą bateriją (1,5 V), svarbiausia, kad ji užtikrintų reikiamą veikimo srovę. Dabar mygtuką galima atleisti. Jei degiklis neužgęsta, veikia elektromagnetas ir traukos jutiklis;
- traukos jutiklis. Pirmiausia patikrinkite kontakto spaudimo jėgą prie bimetalinės plokštės (su nurodytais gedimo požymiais dažnai jos nepakanka). Norėdami padidinti suspaudimo jėgą, atleiskite fiksavimo veržlę ir prijunkite kontaktą arčiau plokštės, tada priveržkite veržlę. Šiuo atveju nereikia jokių papildomų reguliavimo – suspaudimo jėga neturi įtakos jutiklio reakcijos temperatūrai. Jutiklis turi didelę plokštės įlinkio kampo ribą, užtikrinančią patikimą elektros grandinės pertraukimą avarijos atveju.
Gamtinės dujos šiandien yra labiausiai paplitęs kuras. Gamtinės dujos vadinamos gamtinėmis dujomis, nes jos išgaunamos iš pačių Žemės gelmių.
Dujų degimo procesas yra cheminė reakcija, kurios metu vyksta sąveika gamtinių dujų su deguonimi, esančiu ore.
Dujiniame kure yra degioji dalis ir nedegioji dalis.
Pagrindinis degus gamtinių dujų komponentas yra metanas – CH4. Jo kiekis gamtinėse dujose siekia 98%. Metanas yra bekvapis, beskonis ir netoksiškas. Jo degumo riba yra nuo 5 iki 15%. Būtent šios savybės leido gamtines dujas naudoti kaip vieną iš pagrindinių kuro rūšių. Didesnė nei 10% metano koncentracija kelia pavojų gyvybei dėl deguonies trūkumo;
Dujų nuotėkiams aptikti dujos dvokiamos, kitaip tariant, pridedama stipriai kvepiančios medžiagos (etilmerkaptano). Tokiu atveju dujas galima aptikti jau esant 1 % koncentracijai.
Gamtinėse dujose, be metano, gali būti degių dujų – propano, butano ir etano.
Norint užtikrinti kokybišką dujų degimą, būtina tiekti pakankamai oro į degimo zoną ir užtikrinti gerą dujų susimaišymą su oru. Optimalus santykis yra 1: 10. Tai yra, vienai dujų daliai yra dešimt oro dalių. Be to, būtina sukurti būtiną temperatūros režimas. Kad dujos užsidegtų, jos turi būti įkaitintos iki užsiliepsnojimo temperatūros ir ateityje temperatūra neturi nukristi žemiau užsidegimo temperatūros.
Būtina organizuoti degimo produktų pašalinimą į atmosferą.
Visiškas sudegimas pasiekiamas, jei į atmosferą išmetamuose degimo produktuose nėra degių medžiagų. Šiuo atveju anglis ir vandenilis susijungia ir sudaro anglies dioksidą bei vandens garus.
Vizualiai, visiškai sudegus, liepsna yra šviesiai mėlyna arba melsvai violetinė.
Be šių dujų, į atmosferą kartu su degiosiomis dujomis išleidžiamas azotas ir likęs deguonis. N2+O2
Jei dujos nesudega iki galo, į atmosferą patenka degios medžiagos - smalkės, vandenilis, suodžiai.
Nevisiškas dujų degimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu liepsnoje vizualiai atsiranda suodžių liežuviai.
Nevisiško dujų degimo pavojus yra tas, kad anglies monoksidas gali apsinuodyti katilinės personalu. 0,01–0,02% CO kiekis ore gali sukelti lengvą apsinuodijimą. Didesnės koncentracijos gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir mirtį.
Susidarę suodžiai nusėda ant katilo sienelių, todėl sutrinka šilumos perdavimas į aušinimo skystį ir sumažėja katilinės efektyvumas. Suodžiai praleidžia šilumą 200 kartų blogiau nei metanas.
Teoriškai 1m3 dujų sudeginti reikia 9m3 oro. Realiomis sąlygomis reikia daugiau oro.
Tai yra, reikalingas perteklinis oro kiekis. Ši vertė, žymima alfa, parodo, kiek kartų daugiau oro suvartojama, nei teoriškai reikia.
Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir dažniausiai nurodomas degiklio pase arba vadovaujantis atliekamų paleidimo darbų organizavimo rekomendacijomis.
Oro pertekliaus kiekiui padidėjus virš rekomenduojamo lygio, šilumos nuostoliai didėja. Žymiai padidėjus oro kiekiui, liepsna gali nutrūkti ir sukurti avarinę situaciją. Jei oro kiekis yra mažesnis nei rekomenduojama, degimas bus nepilnas, todėl katilinės darbuotojai gali apsinuodyti.
Tikslesniam kuro degimo kokybės kontrolei yra prietaisai – dujų analizatoriai, matuojantys tam tikrų medžiagų kiekį išmetamųjų dujų sudėtyje.
Dujų analizatoriai gali būti tiekiami su katilais. Jei jų nėra, atliekami atitinkami matavimai paleidimo organizacija naudojant nešiojamus dujų analizatorius. Sudaromas režimo žemėlapis, kuriame nustatomi būtini valdymo parametrai. Jų laikydamiesi galite užtikrinti normalų visišką kuro degimą.
Pagrindiniai kuro degimo reguliavimo parametrai yra šie:
- į degiklius tiekiamo dujų ir oro santykis.
- oro pertekliaus koeficientas.
- vakuumas krosnyje.
- koeficientas naudingas veiksmas katilas
Šiuo atveju katilo naudingumo koeficientas reiškia naudingos šilumos santykį su visu sunaudotos šilumos kiekiu.
Oro sudėtis
| Dujų pavadinimas | Cheminis elementas | Turinys ore |
| Azotas | N2 | 78 % |
| Deguonis | O2 | 21 % |
| Argonas | Ar | 1 % |
| Anglies dioksidas | CO2 | 0.03 % |
| Helis | Jis | mažiau nei 0,001 % |
| Vandenilis | H2 | mažiau nei 0,001 % |
| Neoninis | Ne | mažiau nei 0,001 % |
| Metanas | CH4 | mažiau nei 0,001 % |
| Kriptonas | Kr | mažiau nei 0,001 % |
| Ksenonas | Xe | mažiau nei 0,001 % |
Aleksandras Pavlovičius Konstantinovas
Branduolinių ir radiaciniu požiūriu pavojingų objektų saugos kontrolės vyriausiasis inspektorius. Technikos mokslų kandidatas, docentas, Rusijos gamtos mokslų akademijos profesorius.
Virtuvė su dujine virykle dažnai yra pagrindinis oro taršos šaltinis visame bute. Ir, kas labai svarbu, tai taikoma daugumai Rusijos gyventojų. Iš tiesų Rusijoje 90% miesto ir daugiau nei 80% kaimo gyventojų naudoja dujines virykles Khata, Z.I.Žmonių sveikata šiuolaikinėje aplinkos situacijoje. - M.: MUGĖS SPAUDA, 2001. - 208 p..
Pastaraisiais metais pasirodė rimtų tyrinėtojų publikacijų apie didelį dujinių viryklių pavojų sveikatai. Medikai žino, kad namuose su dujinėmis viryklėmis gyventojai serga dažniau ir ilgiau nei namuose su elektrinėmis viryklėmis. Be to, mes kalbame apie daugybę skirtingų ligų, o ne tik apie kvėpavimo takų ligas. Sveikatos lygio pablogėjimas ypač pastebimas moterims, vaikams, taip pat vyresnio amžiaus ir lėtinėmis ligomis sergantiems žmonėms, kurie daugiau laiko praleidžia namuose.
Ne veltui profesorius V. Blagovas dujinių viryklių naudojimą pavadino „plataus masto cheminiu karu prieš savuosius“.
Kodėl buitinių dujų naudojimas kenkia sveikatai
Pabandykime atsakyti į šį klausimą. Yra keletas veiksnių, dėl kurių dujinių viryklių naudojimas yra pavojingas sveikatai.
Pirmoji veiksnių grupė
Šią veiksnių grupę lemia pati gamtinių dujų degimo proceso chemija. Net jei buitinės dujos visiškai sudegė iki vandens ir anglies dioksidas, dėl to pablogėtų oro sudėtis bute, ypač virtuvėje. Juk tuo pačiu metu iš oro deginamas deguonis, o kartu didėja ir anglies dvideginio koncentracija. Tačiau tai nėra pagrindinė problema. Galų gale tas pats atsitinka ir orui, kuriuo žmogus kvėpuoja.
Daug blogiau, kad daugeliu atvejų dujos sudega nevisiškai, o ne 100%. Dėl nepilno gamtinių dujų degimo susidaro daug nuodingesnių produktų. Pavyzdžiui, anglies monoksidas (anglies monoksidas), kurio koncentracija gali būti daug kartų, 20–25 kartus didesnė nei leistina norma. Bet tai veda prie galvos skausmo, alergijos, negalavimų, susilpnėjusio imuniteto Jakovleva, M. A. O mūsų bute yra dujos. - Verslo aplinkosaugos žurnalas. - 2004. - Nr.1(4). - 55 p..
Be anglies monoksido, į orą išsiskiria sieros dioksidas, azoto oksidai, formaldehidas ir stiprus kancerogenas benzopirenas. Miestuose benzopirenas į orą patenka iš metalurgijos gamyklų, šiluminių elektrinių (ypač anglimi kūrenamų) ir automobilių (ypač senų) išmetamų teršalų. Tačiau benzopireno koncentracija net ir užterštoje atmosferos ore negali būti lyginama su jo koncentracija bute. Paveikslėlyje parodyta, kiek daugiau benzopireno gauname būdami virtuvėje.
Benzopireno patekimas į žmogaus organizmą, mcg/d Palyginkime pirmus du stulpelius. Virtuvėje gauname 13,5 karto daugiau kenksmingų medžiagų nei gatvėje! Aiškumo dėlei įvertinkime benzopireno patekimą į mūsų organizmą ne mikrogramais, o suprantamesniu ekvivalentu – kasdien surūkomų cigarečių skaičiumi. Taigi, jei rūkalius surūko vieną pakelį (20 cigarečių) per dieną, tai virtuvėje žmogus per dieną gauna dviejų – penkių cigarečių ekvivalentą. Tai yra, namų šeimininkė, kuri turi dujinė viryklė, tarsi šiek tiek „rūkytų“.
Antroji veiksnių grupė
Ši grupė yra susijusi su dujinių viryklių eksploatavimo sąlygomis. Bet kuris vairuotojas žino, kad jūs negalite būti garaže tuo pačiu metu kaip automobilis, kurio variklis veikia. Tačiau virtuvėje turime kaip tik tokį atvejį: angliavandenilių deginimas patalpose! Mums trūksta to įrenginio, kurį turi kiekvienas automobilis – išmetimo vamzdžio. Pagal visas higienos taisykles, kiekviena dujinė viryklė turi būti su ištraukiamuoju ventiliacijos gaubtu.
Viskas ypač blogai, jei turime mažą virtuvę mažas butas. Minimalus plotas, minimalus lubų aukštis, prasta ventiliacija ir dujinė viryklė, kuri veikia visą dieną. Bet kai žemos lubos dujų degimo produktai kaupiasi viršutiniame oro sluoksnyje iki 70–80 centimetrų storio Boiko, A. F. Sveikata 5+. - M.: Rossiyskaya Gazeta, 2002. - 365 p..
Namų šeimininkės darbas prie dujinės viryklės dažnai lyginamas su kenksmingomis darbo sąlygomis gamyboje. Tai nėra visiškai teisinga. Skaičiavimai rodo, kad jei virtuvė maža ir nėra gero vėdinimo, tai susiduriame su ypač kenksmingomis darbo sąlygomis. Metalurgo tipas, aptarnaujantis kokso krosnių baterijas.
Kaip sumažinti dujinės viryklės žalą
Ką daryti, jei viskas taip blogai? Gal tikrai verta atsikratyti dujinės viryklės ir įsirengti elektrinę ar indukcinę? Gerai, jei yra tokia galimybė. O jei ne? Šiuo atveju yra keletas paprastos taisyklės. Pakanka jų laikytis, o dujinės viryklės žalą sveikatai galite sumažinti dešimteriopai. Išvardinkime šias taisykles (dauguma jų yra profesoriaus Yu. D. Gubernsky rekomendacijos) Ilnickis, A. Kvepia dujomis. - Būk sveikas!. - 2001. - Nr.5. - P. 68–70..
- Virš krosnelės būtina sumontuoti išmetimo gaubtą su oro valytuvu. Tai pati efektyviausia technika. Bet net jei dėl kokių nors priežasčių to negalite padaryti, likusios septynios taisyklės taip pat žymiai sumažins oro taršą.
- Stebėkite visišką dujų degimą. Jei staiga dujų spalva nėra tokia, kokia turėtų būti pagal instrukcijas, nedelsdami kvieskite dujininkus, kad sureguliuotų sugedusį degiklį.
- Neužkraukite viryklės nereikalingais indais. Indai turi būti dedami tik ant veikiančių degiklių. Tokiu atveju bus užtikrintas laisvas oro patekimas į degiklius ir pilnesnis dujų degimas.
- Geriau vienu metu naudoti ne daugiau kaip du degiklius arba orkaitę ir vieną degiklį. Net jei jūsų krosnyje yra keturi degikliai, vienu metu geriau įjungti ne daugiau kaip du.
- Maksimalus nepertraukiamo dujinės viryklės veikimo laikas yra dvi valandos. Po to turite padaryti pertrauką ir gerai išvėdinti virtuvę.
- Kai veikia dujinė viryklė, virtuvės durys turi būti uždarytos ir langas atidarytas. Tai užtikrins, kad degimo produktai būtų pašalinti per gatvę, o ne per gyvenamąsias patalpas.
- Pabaigus eksploatuoti dujinę viryklę, patartina vėdinti ne tik virtuvę, bet ir visą butą. Per ventiliaciją pageidautina.
- Niekada nenaudokite dujinės viryklės drabužiams šildyti ar džiovinti. Vidur virtuvės šiam tikslui ugnies nekursite, tiesa?
Kuras katilinei – gamtinės dujos, tiekiamos iš dujų skirstymo stoties. Į pirmąjį mažinimo etapą patenka 1-2 MPa slėgio gamtinės dujos, kurių temperatūrą, srautą ir slėgį fiksuoja komerciniai apskaitos prietaisai. Slėgis po pirmojo sumažinimo pakopos reguliuojamas slėgio reguliatoriaus vožtuvu.
Toliau į šildytuvo vamzdinę erdvę patenka maždaug 0,5 MPa slėgio kuro dujos, kurių aušinimo skystis yra 0,3–0,6 MPa garai. Kuro dujų temperatūra po šildytuvo keičiama valdymo vožtuvu, sumontuotu ant garo vamzdyno. Po šildytuvo kuro dujų slėgis sumažinamas antruoju redukcijos etapu iki 3-80 kPa. Prieš kiekvieno katilo SBG išmatuojamas ir registruojamas slėgis, srautas ir dujų temperatūra. Taip pat registruojamas dujų slėgis po kiekvieno katilo SBG
5.3.2. Gamtinių dujų degimo proceso ypatumai.
Dujinių degiklių tipo ir skaičiaus pasirinkimas, jų išdėstymas ir degimo proceso organizavimas priklauso nuo pramoninio įrenginio šiluminių ir aerodinaminių eksploatavimo sąlygų ypatybių. Teisingas šių problemų sprendimas lemia technologinio proceso intensyvumą ir įrengimo efektyvumą. Teorinės prielaidos ir eksploatacinė patirtis rodo, kad projektuojant naujus dujų įrenginius pagrindiniai jų veikimo rodikliai, kaip taisyklė, gali būti gerinami. Tačiau čia reikia pažymėti, kad neteisingai pasirinktas dujų deginimo būdas ir netinkamas degiklių išdėstymas mažina įrenginių našumą ir efektyvumą.
Projektuojant pramoninį dujų įrenginiai technologinio proceso intensyvinimo ir kuro naudojimo efektyvumo didinimo uždaviniai turi būti sprendžiami mažiausiomis materialinėmis sąnaudomis ir laikantis daugybės kitų sąlygų, tokių kaip eksploatacijos patikimumas, saugumas ir kt.
Deginant gamtines dujas, skirtingai nei deginant kitų rūšių kurą, degiklio charakteristikos gali būti įvairios. Todėl jis gali būti naudojamas beveik bet kokiam įrengimui. Čia reikėtų tik prisiminti, kad reikiamo maksimalaus technologinio proceso intensyvinimo, efektyvumo didinimo, taip pat kitų įrengimui keliamų reikalavimų patenkinimo negalima užtikrinti vien pasirinkus vieną ar kitą dujinį degiklį, o pasiekti teisingas sprendimas visas šilumos perdavimo ir aerodinamikos klausimų kompleksas, pradedant nuo oro ir dujų tiekimo ir baigiant atliekų degimo produktų pašalinimu į atmosferą. Ypač svarbus pradinis proceso etapas – dujų deginimo organizavimas.
Gamtinės dujos yra bespalvės dujos. Žymiai lengvesnis už orą. Dujų buvimas patalpų, šulinių, duobių ore daugiau nei 20% sukelia uždusimą, galvos svaigimą, sąmonės netekimą ir mirtį. Pagal sanitarinius standartus gamtinės dujos (metanas) priklauso 4 pavojingumo klasei (mažai pavojinga medžiaga). Mažas toksiškumas, nėra nuodingas.
Gamtinių dujų sudėtis:
Metanas 98,52 %;
Etanas 0,46%;
propanas 0,16%;
Butanas 0,02%;
Azotas 0,73%;
Anglies dioksidas 0,07%.
Jei gamtinės dujos praėjo visus gryninimo etapus, tai jų savybės mažai skiriasi nuo metano savybių. Metanas yra paprasčiausias metano angliavandenilių serijos elementas. Metano savybės:
Savitoji degimo šiluma 7980 Kcal/m3;
Suskystėja esant t°=-161°С, kietėja esant t°=-182°С;
Metano tankis 0,7169 kg/m3 (2 kartus lengvesnis už orą);
Uždegimo temperatūra t°=645°С;
Degimo temperatūra t°=1500 ÷ 2000°С
Sprogimo ribos 5 ÷ 15%.
Sąveikaujant su oru susidaro labai sprogūs mišiniai, kurie gali sprogti ir sukelti sunaikinimą.
Bet kokio kuro, įskaitant dujas, degimas yra jo cheminio derinio su deguonimi reakcija ir kartu išsiskiria šiluma. Šilumos kiekis, gautas visiškai sudeginus 1 m 3 (arba 1 kg) dujų, vadinamas jo kaloringumu. Skiriama mažiausia degimo šiluma, kai neatsižvelgiama į latentinę degimo produktuose esančių vandens garų susidarymo šilumą, ir didžiausia, kai į šią šilumą atsižvelgiama. Skirtumas tarp didesnio ir mažesnio šilumingumo priklauso nuo vandens garų, susidarančių deginant kurą, kiekio ir yra maždaug 2500 kJ 1 kg arba 2000 kJ 1 m 3 vandens garų.
Įvairių rūšių kuro šiluminė vertė gali labai skirtis. Pavyzdžiui, malkų ir durpių kaloringumas mažesnis – iki 12 500, geriausių anglių – iki 31 000, o naftos – apie 40 000 kJ/kg. Gamtinių dujų kaloringumas yra mažesnis – 40-44 MJ/kg.
Bendras degimo laikas nustatomas pagal mišinio susidarymo laiką d (difuziniai procesai) ir laiką k cheminių degimo reakcijų (kinetinių procesų). Atsižvelgdami į tai, kad šie proceso etapai gali sutapti, gauname d + k.
Nuo iki d (degimas, vykstantis kartu su mišinio susidarymu degimo kameroje, vadinamas difuzija, kadangi šis mišinio susidarymas apima turbulentinės (paskutinėje stadijoje – molekulinės) difuzijos procesus).
Esant d k k (iš anksto paruošto mišinio degimas dažnai sutartinai vadinamas kinetinės, tai lemia cheminių reakcijų kinetika).
Kai d ir k yra proporcingi, degimo procesas vadinamas mišriu.
Kitas mišinio formavimo etapas yra kuro kaitinimas ir uždegimas. Degiųjų dujų srautą sumaišius su oro srove ir jų temperatūrai pamažu didėjant, esant tam tikrai temperatūrai mišinys užsidegs. Minimali temperatūra, kurioje mišinys užsiliepsnoja, vadinama pliūpsnio temperatūra.
Uždegimo temperatūra nėra fizikinė ir cheminė medžiagos konstanta, nes be degių dujų pobūdžio ji priklauso nuo dujų ir oksidatoriaus koncentracijos, taip pat nuo šilumos mainų tarp dujų mišinio ir aplinkos intensyvumo. .
Yra viršutinė ir apatinė dujų ir oksidatoriaus koncentracijos ribos, o už šių ribų esant tam tikrai temperatūrai mišiniai neužsidega. Didėjant dujų ir oro mišinio temperatūrai, pagal Arenijaus dėsnį reakcijos greitis didėja proporcingai e -E/RT, o šilumos išsiskyrimas proporcingas tai pačiai reikšmei. Jei degimo zonos šilumos nuostoliai, susiję su šilumos mainais su aplinka, viršija šilumos išsiskyrimą, užsidegimas ir degimas yra neįmanomi. Paprastai kaitinimas vyksta kartu su mišinio susidarymu.
Dujų ir oro mišinys, kuriame dujų kiekis yra tarp apatinės ir viršutinės degumo ribos, yra sprogus. Kuo platesnis degumo ribų diapazonas (taip pat vadinamas sprogumo ribomis), tuo dujos yra sprogesnės. Iš esmės dujų ir oro (dujų ir deguonies) mišinio sprogimas yra labai greitas (beveik momentinis) degimo procesas, dėl kurio susidaro degimo produktai, kurių temperatūra yra aukšta ir smarkiai padidėja jų slėgis. Skaičiuojamas perteklinis slėgis gamtinių dujų sprogimo metu yra 0,75, propano ir butano - 0,86, vandenilio - 0,74, acetileno - 1,03 MPa. Praktinėmis sąlygomis sprogimo temperatūra nepasiekia maksimalių verčių, o susidarantys slėgiai yra mažesni už nurodytus, tačiau jų visiškai pakanka, kad įvykus sprogimui sunaikinti ne tik katilų ir pastatų apmušalai, bet ir metaliniai konteineriai. juose.
Dėl užsidegimo ir degimo atsiranda liepsna, kuri yra išorinis intensyvių oksiduojančios medžiagos reakcijų pasireiškimas. Liepsnos judėjimas per dujų mišinį vadinamas liepsnos plitimu. Šiuo atveju dujų mišinys skirstomas į dvi dalis – sudegusias dujas, per kurias jau praėjo liepsna, ir nesudegusias dujas, kurios netrukus pateks į liepsnos zoną. Riba tarp šių dviejų degančio dujų mišinio dalių vadinama liepsnos priekiu.
Degiklis yra srautas, kuriame yra oro, degančių dujų, kuro dalelių ir degimo produktų mišinys, kuriame vyksta kaitinimas, uždegimas ir dujinio kuro degimas.
Esant normaliai temperatūrai krosnyse (1000-1500 °C), angliavandeniliai, įskaitant metaną, net per labai trumpą laiką dėl terminio skilimo išskiria pastebimus elementinės anglies kiekius. Dėl elementinės anglies atsiradimo degiklyje degimo procesas tam tikru mastu įgauna nevienalyčio degimo elementus, t.y., vykstančius kietųjų dalelių paviršiuje. Katalizatorių (geležies ir nikelio oksidų) buvimas žymiai pagreitina metano ir kitų angliavandenilių skilimo procesą.
Taigi, krosnyje arba krosnies darbo erdvėje tarp dujų ir oro įvedimo momento iki galutinių degimo produktų susidarymo dėl angliavandenilių terminio skilimo proceso superpozicijos ir oksidacijos grandininės reakcijos susidaro labai stebimas sudėtingas vaizdas, kuriam būdingi tiek oksidacijos produktai CO 2 ir H 2 O, tiek CO, H 2, elementinė anglis ir nepilnos oksidacijos produktai (iš pastarųjų formaldehidas yra ypač svarbus). Šių komponentų santykis priklausys nuo dujų kaitinimo prieš oksidacijos reakcijas sąlygų ir trukmės.
Deginant kurui, vyksta cheminiai jo degiųjų komponentų oksidacijos procesai, lydimi intensyvaus šilumos išsiskyrimo ir greito degimo produktų temperatūros kilimo.
Skiriamas homogeninis degimas, kuris vyksta tūryje, kai kuras ir oksidatorius yra toje pačioje agregacijos būsenoje, ir nevienalytis degimas, kuris vyksta fazių sąsajoje, kai degioji medžiaga ir oksidatorius yra skirtingose būsenose. sumavimo.
Dujinio kuro degimas yra vienalytis procesas. Degimo metu tiesioginio proceso greitis yra nepalyginamai didesnis nei atvirkštinio proceso greitis, todėl atvirkštinės reakcijos galima nepaisyti. Prisiminkime, kad homogeninės degimo reakcijos atveju tiesioginės reakcijos greičio išraiška bus tokia:
kur -laikas; T- absoliuti temperatūra; KAM- universali dujų konstanta; k- reakcijos greičio konstanta, priklausomai nuo reagentų pobūdžio, katalizatorių veikimo ir temperatūros; k 0 - empirinė konstanta; el. aktyvacijos energija, kuri apibūdina mažiausią energijos perteklių, kurį turi turėti susidūrusios dalelės, kad įvyktų reakcija.
Iš išraiškų (antroji iš jų vadinama Arenijaus lygtimi) išplaukia, kad reakcijos greitis didėja didėjant koncentracijai (slėgiui sistemoje) ir temperatūrai bei mažėjant aktyvacijos energijai. Eksperimentiniai matavimai suteikia aktyvacijos energijai žymiai mažesnę reikšmę nei pateikti cheminės kinetikos dėsniai. Tai paaiškinama tuo, kad dujų degimo procesai yra grandininės reakcijos ir vyksta tarpiniais etapais nuolat formuojant aktyvius centrus (atomus ar radikalus).
Pavyzdžiui, deginant vandenilį (3 pav.), laisvųjų deguonies atomų ir hidroksilo radikalų pagalba, vietoj to, kuris buvo nagrinėjamos reakcijos stadijos pradžioje, susidaro trys aktyvūs vandenilio atomai. Šis patrigubėjimas įvyksta kiekviename etape, o grandininėse reakcijose aktyvių centrų skaičius didėja kaip lavina. Be to, sąveika tarp nestabilių tarpinių junginių vyksta daug greičiau nei tarp molekulių.
Ryžiai. 3. Vandenilio degimo grandininės reakcijos schema
Bendras vandenilio degimo reakcijos greitis nustatomas pagal lėčiausios reakcijos greitį (išreikštą lygtimi H+O 2 OH+H 2) =kC n Co, kur C n, Co – atominio vandenilio koncentracijos ir molekulinis deguonis.
Angliavandenilių, kurie sudaro organinę gamtinių ir susijusių dujų dalį, oksidacijos procesai yra patys sudėtingiausi. Iki šiol nėra aiškaus supratimo apie kinetinį reakcijų mechanizmą, nors galima drąsiai teigti, kad esant indukcijos periodui degimas turi grandininį pobūdį ir vyksta susidarant daugybei tarpinių dalinės oksidacijos ir skilimo produktų.
Apytikslę laipsniško metano degimo diagramą galima pavaizduoti šių reakcijų rinkiniu:
Nors pradiniai ir galutiniai degimo reakcijos produktai yra dujos, tarpiniuose produktuose, be dujų, gali būti ir elementinės anglies mažytės suodžių suspensijos pavidalu.
Anglies monoksido degimo reakcijos greitis priklauso nuo anglies monoksido ir vandens garų koncentracijų reakcijos zonoje, o metano ir kitų angliavandenilių grandininio degimo greitis – nuo atominio vandenilio, deguonies ir vandens garų koncentracijų.
Dujų kuro deginimas yra sudėtingų aerodinaminių, terminių ir cheminių procesų derinys. Dujinio kuro degimo procesas susideda iš kelių etapų: dujų maišymas su oru, gauto mišinio kaitinimas iki užsidegimo temperatūros, uždegimas ir degimas.
Metano charakteristikos
§ Bespalvis;
§ Netoksiškas (nenuodingas);
§ Bekvapis ir beskonis.
§ Metanas susideda iš 75 % anglies, 25 % vandenilio.
§ Savitasis svoris yra 0,717 kg/m 3 (2 kartus lengvesnis už orą).
§ Pliūpsnio taškas yra minimali pradinė temperatūra, kuriai esant prasideda degimas. Metanui jis yra 645 o.
§ Degimo temperatūra- Tai Maksimali temperatūra, kurį galima pasiekti visiškai sudeginus dujas, jei degimui reikalingas oro kiekis tiksliai atitinka chemines degimo formules. Metanui jis yra 1100-1400 o ir priklauso nuo degimo sąlygų.
§ Degimo šiluma– tai šilumos kiekis, kuris išsiskiria visiškai sudegus 1 m 3 dujų ir yra lygus 8500 kcal/m 3 .
§ Liepsnos plitimo greitis lygus 0,67 m/sek.
Dujų-oro mišinys
Kokių dujų yra:
Nedega iki 5%;
Nuo 5 iki 15% sprogsta;
Tiekiant papildomą orą dega daugiau nei 15% (visa tai priklauso nuo dujų tūrio ore santykio ir vadinama sprogumo ribos)
Degiosios dujos yra bekvapės, siekiant laiku jas aptikti ore ir greitai bei tiksliai aptikti nuotėkius, dujos dvokiamos, t.y. skleisti kvapą. Šiuo tikslu naudojamas ETHYLMERCOPTAN. Kvapinimo greitis yra 16 g 1000 m 3. Jei ore yra 1% gamtinių dujų, turėtumėte jas užuosti.
Dujos, naudojamos kaip kuras, turi atitikti GOST reikalavimus ir turėti kenksmingų priemaišų 100 m 3 ne daugiau kaip:
Vandenilio sulfidas 0,0 2 G /m.kubas
Amoniakas 2 gr.
Ciano rūgštis 5 g.
Derva ir dulkės 0,001 g/m3
Naftalenas 10 gr.
Deguonis 1%.
Gamtinių dujų naudojimas turi keletą privalumų:
· pelenų ir dulkių nebuvimas bei kietųjų dalelių pašalinimas į atmosferą;
· aukšta degimo šiluma;
· transportavimo ir degimo paprastumas;
· palengvinamas aptarnaujančio personalo darbas;
· gerinamos sanitarinės ir higienos sąlygos katilinėse ir aplinkinėse teritorijose;
· platus automatinio valdymo asortimentas.
Naudojant gamtines dujas, reikia imtis specialių atsargumo priemonių, nes... nutekėjimas galimas per dujotiekio ir jungiamųjų detalių sankryžą. Daugiau nei 20% dujų patalpoje sukelia uždusimą, kai jų susikaupimas uždarame tūryje nuo 5% iki 15% sukelia dujų ir oro mišinio sprogimą. Nevisiško degimo metu išsiskiria anglies monoksidas, kuris yra nuodingas net esant mažoms koncentracijoms (0,15%).
Gamtinių dujų deginimas
Degimas vadinamas greitu cheminiu degiųjų kuro dalių sujungimu su ore esančiu deguonimi, įvyksta tada, kai aukštos temperatūros, lydi šilumos išsiskyrimas su liepsnos ir degimo produktų susidarymu. Vyksta degimas pilnas ir nepilnas.
Visiškas degimas– Atsiranda, kai yra pakankamai deguonies. Deguonies trūkumas sukelia nepilnas degimas, kuriame išsiskiria mažiau šilumos nei esant pilnam anglies monoksidui (nuodingas poveikis eksploatuojančiam personalui), katilo paviršiuje susidaro suodžiai ir didėja šilumos nuostoliai, dėl ko suvartojamos per daug kuro, mažėja katilo efektyvumas, oro tarša.
Gamtinių dujų degimo produktai yra– anglies dioksidas, vandens garai, šiek tiek deguonies ir azoto perteklius. Deguonies perteklius degimo produktuose yra tik tais atvejais, kai degimas vyksta esant oro pertekliui, o azoto visada yra degimo produktuose, nes yra oro sudedamoji dalis ir nedalyvauja degimo procese.
Nevisiško dujų degimo produktai gali būti anglies monoksidas, nesudegęs vandenilis ir metanas, sunkieji angliavandeniliai, suodžiai.
Metano reakcija:
CH 4 + 2O 2 = CO 2 + 2H 2 O
Pagal formulę 1 m 3 metano sudeginti reikia 10 m 3 oro, kuriame yra 2 m 3 deguonies. Praktiškai norint sudeginti 1 m 3 metano, reikia daugiau oro, atsižvelgiant į visus nuostolius, tam naudojamas koeficientas KAM oro perteklius, kuris = 1,05-1,1.
Teorinis oro tūris = 10 m3
Praktinis oro tūris = 10*1,05=10,5 arba 10*1,1=11
Degimo užbaigtumas kurą galima nustatyti vizualiai pagal liepsnos spalvą ir pobūdį, taip pat naudojant dujų analizatorių.
Skaidri mėlyna liepsna - visiškas dujų degimas;
Raudona arba geltona su dūminiais dryžiais – degimas nebaigtas.
Degimas reguliuojamas didinant oro tiekimą į pakurą arba mažinant dujų tiekimą. Šis procesas naudoja pirminis ir antrinis oras.
Antrinis oras– 40-50% (sumaišoma su dujomis katilo krosnyje degimo metu)
Pirminis oras– 50-60% (prieš degimą sumaišoma su dujomis degiklyje) degimui naudojamas dujų-oro mišinys
Degimui būdingas liepsnos paskirstymo greitis yra liepsnos priekinio elemento greitis platina palyginti šviežias dujų ir oro mišinio srautas.
Degimo ir liepsnos plitimo greitis priklauso nuo:
· apie mišinio sudėtį;
· ant temperatūros;
· nuo spaudimo;
· dėl dujų ir oro santykio.
Degimo greitis lemia vieną iš pagrindinių patikimo katilinės veikimo sąlygų ir ją apibūdina liepsnos atskyrimas ir proveržis.
Liepsnos pertrauka– atsiranda, jei dujų ir oro mišinio greitis degiklio išėjimo angoje yra didesnis už degimo greitį.
Atsiskyrimo priežastys: per didelis dujų tiekimo padidėjimas arba per didelis vakuumas krosnyje (srovė). Liepsnos atsiskyrimas stebimas uždegimo metu ir įjungus degiklius. Liepsnos atskyrimas sukelia krosnies ir katilo dujų kanalų užteršimą dujomis ir sprogimą.
Liepsnos proveržis– atsiranda, jei liepsnos plitimo greitis (degimo greitis) yra didesnis už dujų ir oro mišinio nutekėjimo iš degiklio greitį. Proveržį lydi dujų ir oro mišinio degimas degiklio viduje, degiklis įkaista ir sugenda. Kartais proveržį lydi sprogimas ar sprogimas degiklio viduje. Tokiu atveju gali būti sunaikintas ne tik degiklis, bet ir priekinė katilo sienelė. Paslydimas atsiranda, kai smarkiai sumažėja dujų tiekimas.
Jei liepsna nutrūksta ir prasiveržia, techninės priežiūros darbuotojai turi nutraukti kuro tiekimą, išsiaiškinti ir pašalinti priežastį, vėdinti krosnį ir dūmtakio kanalus 10-15 minučių ir vėl uždegti ugnį.
Dujinio kuro degimo procesą galima suskirstyti į 4 etapus:
1. Dujos nutekančios iš degiklio antgalio į degiklio įrenginį esant slėgiui padidintu greičiu.
2. Dujų ir oro mišinio susidarymas.
3. Susidariusio degiojo mišinio uždegimas.
4. Degiojo mišinio deginimas.
Dujotiekiai
Dujos vartotojui tiekiamos dujotiekiais - išorinis ir vidinis– į už miesto esančias dujų skirstymo stotis, o iš jų dujotiekiais į dujų reguliavimo punktus hidraulinis ardymas arba dujų valdymo įtaisas GRU pramonės įmonės.
Dujotiekiai yra:
· aukštas spaudimas pirma kategorija nuo 0,6 MPa iki 1,2 MPa imtinai;
· aukštas antros kategorijos slėgis nuo 0,3 MPa iki 0,6 MPa;
· vidutinis trečios kategorijos slėgis nuo 0,005 MPa iki 0,3 MPa;
· žemas spaudimas ketvirta kategorija iki 0,005 MPa imtinai.
MPa – reiškia Mega Pascal
Katilinėje nutiesti tik vidutinio ir žemo slėgio dujotiekiai. Vadinama atkarpa nuo tinklo skirstomojo dujotiekio (miesto) iki patalpų kartu su atjungimo įrenginiu įvestis.
Įvadiniu dujotiekiu laikoma atkarpa nuo atjungimo įtaiso įvade, jeigu jis įrengtas patalpos išorėje iki vidinio dujotiekio.
Prie dujų įvado į katilinę turi būti vožtuvas apšviestoje ir patogioje priežiūros vietoje. Prieš vožtuvą turi būti izoliacinis flanšas, apsaugantis nuo klaidžiojančių srovių. Prie kiekvienos atšakos nuo skirstomojo dujotiekio iki katilo yra numatyti ne mažiau kaip 2 uždarymo įtaisai, iš kurių vienas montuojamas tiesiai prieš degiklį. Be jungiamųjų detalių ir prietaisų ant dujotiekio, priešais kiekvieną katilą, būtina sumontuoti automatinis įrenginys, teikiant saugus darbas katilas Kad sugedus uždarymo įtaisams dujos nepatektų į katilo krosnį, reikalingos prapūtimo žvakės ir apsauginiai dujotiekiai su uždarymo įtaisais, kurie katilams neveikiant turi būti atviri. Žemo slėgio dujotiekiai dažomi katilinėse geltona, o vidutinio slėgio geltonai su raudonais žiedais.
Dujiniai degikliai- dujų degiklio įrenginys, skirtas tiekti į degimo vietą, atsižvelgiant į technologinius reikalavimus, paruoštą dujų ir oro mišinį arba atskirtas dujas ir orą, taip pat užtikrinti stabilų dujinio kuro degimą ir kontroliuoti degimo procesą.
Degikliams taikomi šie reikalavimai:
· pagrindiniai degiklių tipai turi būti gaminami masiškai gamyklose;
· degikliai turi užtikrinti tam tikro dujų kiekio praėjimą ir jų degimo užbaigtumą;
· užtikrinti minimalų kenksmingų emisijų kiekį į atmosferą;
· turi veikti be triukšmo, liepsnos atsiskyrimo ar proveržio;
· turi būti lengvai prižiūrimas, patogus apžiūrai ir remontui;
· esant reikalui galėtų būti panaudotas rezerviniam kurui;
· naujai sukurtų ir esamų degiklių pavyzdžiams taikomas GOST testavimas;
Pagrindinė degiklių savybė yra jos šiluminė galia , kuris suprantamas kaip šilumos kiekis, kuris gali išsiskirti visiškai sudegus per degiklį tiekiamam kurui. Visas šias charakteristikas galima rasti degiklio duomenų lape.
