Savukaasujen komponenttikoostumus.

Sivu 1

Savukaasujen koostumus lasketaan palamisreaktioiden perusteella komponentit polttoainetta.  

Savukaasujen koostumus määritetään erityisillä kaasuanalysaattoreilla. Nämä ovat päälaitteet, jotka määrittävät palamisprosessin täydellisyyden ja tehokkuuden pakokaasujen hiilidioksidipitoisuudesta riippuen, jonka optimaalinen arvo riippuu polttoaineen tyypistä, polttolaitteen tyypistä ja laadusta.  

Savukaasujen koostumus muuttuu vakaan tilan olosuhteissa seuraavasti: H2S- ja S02-pitoisuus laskee tasaisesti, 32, CO2 ja CO - muuttuvat merkityksettömästi / Oksan palaessa kerroksittain katalyytin ylemmät kerrokset regeneroituvat ennen alempia. Reaktiokammion lämpötilan asteittainen lasku havaitaan ja happea ilmaantuu savukaasuihin reaktorin ulostulossa.  

Savukaasujen koostumusta valvotaan näytteillä.  

Savukaasun koostumus määräytyy vesihöyryn lisäksi myös muiden komponenttien pitoisuuden perusteella.  

Savukaasujen koostumus vaihtelee polttimen pituuden mukaan. Tätä muutosta ei voida ottaa huomioon laskettaessa säteilylämmönsiirtoa. Siksi käytännön laskelmat säteilylämmönsiirrosta perustuvat savukaasujen koostumukseen kammion päässä. Tämä yksinkertaistaminen on jossain määrin perusteltua sillä perusteella, että palamisprosessi etenee yleensä intensiivisesti kammion alkuosassa, ei kovin suuressa osassa, ja siksi suurin osa kammiosta on kaasuilla, joiden koostumus on lähellä sen koostumusta. kammion päässä. Lopulta se sisältää melkein aina hyvin vähän ruokaa epätäydellinen palaminen.  

Savukaasujen koostumus lasketaan polttoainekomponenttien palamisreaktioiden perusteella.  

Savukaasujen koostumus eri kentiltä peräisin olevan kaasun täydellisen palamisen aikana vaihtelee hieman.  

Savukaasujen koostumus sisältää: 2 61 kg CO2; 045 kg H20; 7 34 kg N2 ja 3 81 kg ilmaa 1 kg hiiltä kohti. 870 C:ssa savukaasujen tilavuus kiloa hiiltä kohti on 45 m3 ja 16 C:ssa 11 3 m3; savukaasuseoksen tiheys on 0,318 kg/l3, mikä on 1,03 kertaa ilman tiheys samassa lämpötilassa.  

1. Kuvaus ehdotetusta teknologiasta (menetelmästä) energiatehokkuuden lisäämiseksi, sen uutuus ja tietoisuus siitä.

Poltettaessa polttoainetta kattiloissa "ylimääräisen ilman" prosenttiosuus voi vaihdella 3 - 70 % (pois lukien imukupit) ilman tilavuudesta, jonka happi on mukana kemiallinen reaktio polttoaineen hapettuminen (palaminen).

Polttoaineen palamisprosessiin osallistuva ”ylimääräinen ilma” on se osa ilmakehän ilmasta, jonka happi ei osallistu polttoaineen hapettumisen kemialliseen reaktioon (palamiseen), mutta on tarpeen luoda vaadittu nopeusjärjestelmä polttoaineen ulosvirtaukselle. ilmaseos kattilan poltinlaitteesta. "Liikailma" on muuttuva arvo ja samalle kattilalle se on kääntäen verrannollinen poltetun polttoaineen määrään, tai mitä vähemmän polttoainetta poltetaan, sitä vähemmän happea tarvitaan sen hapettumiseen (palamiseen), mutta enemmän "ylimääräistä ilmaa" tarvitaan polttoaine-ilmaseoksen vaaditun nopeusjärjestelmän vuodon luomiseksi kattilan poltinlaitteesta. "Ylimääräisen ilman" prosenttiosuus polttoaineen täydelliseen palamiseen käytetystä kokonaisilmavirrasta määräytyy pakokaasujen hapen prosenttiosuuden perusteella.

Jos vähennät "ylimääräisen ilman" prosenttiosuutta, pakokaasuihin ilmaantuu hiilimonoksidia "CO" (myrkyllinen kaasu), mikä viittaa polttoaineen alipalamiseen, ts. sen häviäminen ja "ylimääräisen ilman" käyttö johtaa lämpöenergian menetykseen sen lämmittämiseen, mikä lisää poltetun polttoaineen kulutusta ja lisää kasvihuonekaasujen "CO 2 " -päästöjä ilmakehään.

Ilmakehän ilma koostuu 79 % typestä (N 2 - inertti kaasu ilman väriä, makua ja hajua), joka suorittaa päätehtävän luoda vaadittu nopeusjärjestelmä polttoaine-ilmaseoksen virtaukselle voimalaitoksen poltinlaitteesta. polttoaineen ja 21 % hapen (O2) täydelliseen ja vakaaseen palamiseen, joka on polttoaineen hapetin. Kattilayksiköiden maakaasun nimellispolton pakokaasut sisältävät 71 % typpeä (N 2), 18 % vettä (H 2 O), 9 % hiilidioksidia (CO 2) ja 2 % happea (O 2). Savukaasujen hapen prosenttiosuus, joka on yhtä suuri kuin 2 % (uunista ulostulossa), osoittaa 10 % ilmakehän ylimääräisen ilman pitoisuutta kokonaisilmavirrassa, joka liittyy vaaditun nopeusjärjestelmän luomiseen polttoaine-ilma-seoksen virtaukselle. kattilayksikön poltinlaitteesta täydelliseen hapettumiseen (palamiseen).

Polttoaineen täydellisessä palamisessa kattiloissa on tarpeen hyödyntää savukaasuja korvaamalla "ylimääräinen ilma" niillä, mikä estää NOx:n muodostumisen (jopa 90,0 %) ja vähentää "kasvihuonekaasujen" (CO) päästöjä. 2) sekä palaneen polttoaineen kulutus (jopa 1,5 %).

Keksintö koskee lämpövoimatekniikkaa, erityisesti voimalaitoksia erityyppisten polttoaineiden polttamiseksi ja menetelmiä savukaasujen kierrättämiseksi polttoaineen polttamiseksi voimalaitoksissa.

Polttoaineen polttovoimalaitos sisältää uunin (1) polttimilla (2) ja konvektiivisella savuhormilla (3), joka on yhdistetty savupiipun (4) ja savupiipun (5) kautta savupiippuun (6); savukaasujen ohitusputken (11) kautta savupiippuun (5) liitetty ulkoilman ilmakanava (9) sekä ulkoilman ja savukaasujen seoksen ilmakanava (14), joka on yhdistetty puhallintuulettimeen (13); ilmakanavaan (9) asennetun kuristimen (10) ja savukaasujen ohitusputkeen (11) asennetun venttiilin (12), jolloin kuristin (10) ja venttiili (12) on varustettu toimilaitteilla; ilmanlämmitin (8), joka sijaitsee konvektiivisessa hormissa (3), liitetty puhaltimeen (13) ja liitetty polttimiin (2) ulkoilman ja savukaasujen lämmitetyn seoksen ilmakanavan (15) kautta; näytteenottoanturi (16) savukaasut, joka on asennettu konvektiivisen hormin (3) sisääntuloon ja yhdistetty kaasuanalysaattoriin (17) savukaasujen happi- ja hiilimonoksidipitoisuuden määrittämiseksi; elektroninen ohjausyksikkö (18), joka on kytketty kaasuanalysaattoriin (17) sekä kuristimen (10) ja venttiilin (12) toimilaitteisiin. Savukaasujen hyödyntämismenetelmä polttoaineen polttamiseen voimalaitos sisältää valinnan osan savukaasuista staattinen paine yli ilmakehän paineen savupiipusta (5) ja sen savukaasujen syöttö ohitusputken (11) kautta ulkoilman ilmakanavaan (9), jonka ulkoilman staattinen paine on pienempi kuin ilmakehän paine; ulkoilman ja savukaasujen tulon säätö kaasuläpän (10) ja venttiilin (12) toimilaitteilla, ohjataan elektronisella ohjausyksiköllä (18), niin että ulkoilman happiprosentti laskee tasolle, jolla konvektiivisen savuhormin (3) sisäänkäynnissä savukaasujen happipitoisuus oli alle 1 % hiilimonoksidin poissa ollessa; savukaasujen sekoitus ulkoilman kanssa ilmakanavassa (14) ja puhaltimessa (13) ulkoilman ja savukaasujen homogeenisen seoksen saamiseksi; kuumennetaan saatua seosta ilmanlämmittimessä (8) kierrättämällä savukaasujen lämpöä; syötetään lämmitetty seos polttimiin (2) ilmakanavan (15) kautta.

2. Energiatehokkuuden lisäämisen tulos massatuotannon avulla.
Poltetun polttoaineen säästö kattilahuoneissa, lämpövoimalaitoksissa tai osavaltion piirivoimalaitoksissa jopa 1,5 %

3. Tarvitaanko lisätutkimuksia objektiluettelon laajentamiseksi tämän tekniikan toteuttamiseksi?
On olemassa, koska Ehdotettua tekniikkaa voidaan soveltaa myös polttomoottoreihin ja kaasuturbiiniyksiköihin.

4. Syyt, miksi ehdotettua energiatehokasta teknologiaa ei sovelleta massamittakaavassa.
Pääsyynä on ehdotetun tekniikan uutuus ja lämpö- ja sähkötekniikan asiantuntijoiden psykologinen inertia. Ehdotettua teknologiaa on tarpeen välittää energia- ja ekologiaministeriöissä, sähköä tuottavissa energiayrityksissä ja lämpöenergia.

5. Olemassa olevat rohkaisu-, pakko-, kannustimet ehdotetun teknologian (menetelmän) toteuttamiseksi ja niiden parantamisen tarve.
Uusien, tiukempien ympäristövaatimusten käyttöönotto kattilayksiköiden NOx-päästöille

6. Teknisten ja muiden rajoitusten olemassaolo teknologian (menetelmän) käytölle eri kohteissa.
Laajenna RF:n ENERGIAMINISTERIÖN MÄÄRÄYKSEN 19. KESÄKUUTA 2003 "VOIMALAITOSTEN JA VERKKOJEN TEKNISTÄ KÄYTTÖÄ KOSKEVAT SÄÄNNÖT" kohdan 4.3.25 voimassaoloa kattiloiden nro 229 polttotyypeille. Seuraavassa painoksessa: "...On höyrykattilat poltettaessa mitä tahansa polttoainetta ohjauskuormitusalueella, sen palaminen tulisi yleensä suorittaa ylimääräisillä ilmakertoimilla uunin ulostulossa alle 1,03..."

7. T&K-toiminnan ja lisätestauksen tarve; työn aiheet ja tavoitteet.
T&K:n tarve on hankkia visuaalista tietoa (opetuselokuva) lämpö- ja sähköyhtiöiden työntekijöiden tutustuttamiseksi ehdotettuun teknologiaan.

8. Tämän tekniikan (menetelmän) käyttöä säätelevien ja täytäntöönpanoon pakollisten määräysten, sääntöjen, ohjeiden, standardien, vaatimusten, kieltotoimenpiteiden ja muiden asiakirjojen saatavuus; tarve tehdä niihin muutoksia tai tarve muuttaa näiden asiakirjojen muodostamisen periaatteita; olemassa olevan olemassaolo säädösasiakirjat säännökset ja niiden palauttamisen tarve.
Laajenna "VENÄJÄN FEDERATION VOIMALAITOSTEN JA VERKKOJEN TEKNISTÄ KÄYTTÖÄ KOSKEVAT SÄÄNNÖT RF:N ENERGIAMINISTERIÖN MÄÄRÄYS 19. KESÄKUUTA 2003 nro 229"

4.3.25 lauseke kattiloiden osalta, jotka polttavat mitä tahansa polttoainetta. Seuraavassa painoksessa: "… Höyrykattiloissa, jotka polttavat polttoainetta ohjauskuormitusalueella, sen palaminen tulisi yleensä suorittaa ylimääräisillä ilmakertoimilla uunin ulostulossa alle 1,03...».

kohta 4.3.28. "... Rikkipolttoöljykattila tulee lämmittää ilmalämmitysjärjestelmän (ilmalämmittimet, kuuman ilman kierrätysjärjestelmä) ollessa valmiiksi kytkettynä. Ilman lämpötila ilmanlämmittimen edessä öljykattilan polton alkuvaiheessa saa pääsääntöisesti olla vähintään 90°C. Kattilan sytytys millä tahansa muulla polttoaineella on tehtävä ilman kierrätysjärjestelmän ollessa päällä»

9. Tarve kehittää uusia tai muuttaa olemassa olevia lakeja ja määräyksiä.
Ei vaadittu

10. Toteutettujen pilottihankkeiden saatavuus, niiden todellisen tehokkuuden analysointi, havaitut puutteet ja ehdotukset teknologian parantamiseksi kertynyt kokemus huomioon ottaen.
Ehdotetun tekniikan testaus suoritettiin seinään asennettavalla kaasukattilalla, jossa oli pakokaasut ja pakokaasut (maakaasun palamistuotteet), jotka johdettiin rakennuksen julkisivuun nimellisteholla 24,0 kW, mutta kuormituksella 8,0 kW. Savukaasut syötettiin kattilaan kanavan kautta, joka oli asennettu 0,5 m etäisyydelle koaksiaalisen soihdutusemissiosta. savupiippu kattila Laatikossa säilyi poistuva savu, joka korvasi maakaasun täydelliseen palamiseen tarvittavan ”ylimääräisen ilman”, ja kattilan savuhormiin asennettu kaasuanalysaattori (vakiosijainti) tarkkaili päästöjä. Kokeen tuloksena oli mahdollista vähentää NOx-päästöjä 86,0 % ja kasvihuonekaasupäästöjä CO2 1,3 %.

11. Mahdollisuus vaikuttaa muihin prosesseihin tämän teknologian massakäyttöönotolla (muutokset ympäristötilanteessa, mahdolliset vaikutukset ihmisten terveyteen, lisääntynyt energian toimitusvarmuus, muutokset energialaitteiden päivittäisissä tai kausittaisissa latausaikatauluissa, muutokset taloudelliset indikaattorit energian tuotanto ja siirto jne.).
Ihmisten terveyteen vaikuttavan ympäristötilanteen parantaminen ja polttoainekustannusten alentaminen lämpöenergian tuotannossa.

12. Pätevän henkilöstön erityiskoulutuksen tarve käyttöön otettavan teknologian käyttämiseksi ja tuotannon kehittämiseksi.
Kattilayksiköiden olemassa olevan käyttöhenkilöstön kouluttaminen ehdotetulla tekniikalla riittää.

13. Arvioidut toteutustavat:
kaupallinen rahoitus (kustannusten takaisinmaksulla), koska ehdotettu tekniikka maksaa itsensä takaisin enintään kahdessa vuodessa.

Tiedot tarjoaa: Y. Panfil, PO Box 2150, Chisinau, Moldova, MD 2051, sähköposti: [sähköposti suojattu]

Jotta lisää kuvaus energiaa säästävä tekniikka Katalogiin, täytä kyselylomake ja lähetä se osoitteeseen merkitty "Katalogiin".

Kattilan savukaasujen analyysi mahdollistaa poikkeamien tunnistamisen ja eliminoimisen normaaleista käyttöolosuhteista, mikä lisää polttoaineen palamisen tehokkuutta ja vähentää myrkyllisten kaasujen päästöjä ilmakehään. Ymmärtääkseen, kuinka tehokkaasti polttoaineen polttolaitos toimii ja miten poikkeamat sen toiminnassa voidaan tunnistaa savukaasuanalysaattorilla, on tiedettävä, mitä kaasuja ja missä pitoisuuksissa savukaasuissa on.

Seuraavassa on savukaasukomponentit savukaasujen pitoisuuden pienenevän järjestyksessä.

Typpi N2.

Typpi on ilman pääainesosa (79 %). Typpi ei osallistu palamisprosessiin ja on painolasti. Kun se pumpataan kattilaan, se lämpenee ja vie mukanaan piippuun sen lämmittämiseen käytetyn energian, mikä vähentää kattilan hyötysuhdetta. Savukaasuanalysaattorit eivät mittaa typpipitoisuutta.

Hiilidioksidi CO2.

Muodostuu polttoaineen palamisen aikana. Tukahduttava kaasu, yli 15 tilavuusprosenttia, aiheuttaa nopean tajunnan menetyksen. Savukaasuanalysaattorit eivät yleensä mittaa hiilidioksidipitoisuutta, vaan määrittävät sen laskennallisesti jäännöshappipitoisuuden perusteella. Joissakin kaasuanalysaattorimalleissa, esimerkiksi MRU Vario Plus, voi olla sisäänrakennetut optiset infrapuna-anturit mittaamaan hiilidioksidipitoisuuksia.

• dieselpolttimet - 12,5…14 %
• kaasupolttimet - 8…11 %

Happi O2.

Jäännöshappi, jota ei käytetä palamisprosessissa ylimääräisen ilman vuoksi, vapautuu pakokaasujen mukana. Jäännöshapen pitoisuutta käytetään arvioitaessa polttoaineen palamisen täydellisyyttä (tehokkuutta). Lisäksi happipitoisuutta käytetään savukaasujen lämpöhäviön ja hiilidioksidipitoisuuden määrittämiseen.

Happipitoisuus sisällä kannettavat kaasuanalysaattorit savukaasut mitataan sähkökemiallisilla happiantureilla, in kiinteät kaasuanalysaattorit Lisäksi käytetään usein zirkoniumantureita.

• dieselpolttimet - 2…5 %
• kaasupolttimet - 2…6 %

Hiilimonoksidi CO.

Hiilimonoksidi tai hiilimonoksidi on myrkyllinen kaasu, joka on epätäydellisen palamisen tuote. Kaasu on ilmaa raskaampaa ja jos kattilan savupiipuissa on vuotoja tai palamia, se voi vapautua työympäristöön ja altistaa henkilöstön myrkytysriskille. CO-pitoisuuksilla 10 000 ppm asti sen havaitsemiseen käytetään yleensä sähkökemiallisia kennoja. Yli 10 000 ppm:n pitoisuuksien mittaamiseen käytetään pääasiassa optisia kennoja, myös kannettavissa kaasuanalysaattoreissa.

• dieselpolttimet - 80…150 ppm
• kaasupolttimet - 80…100 ppm

Typen oksidit (NOx).

klo korkeita lämpötiloja Kattiloiden tulipesässä typpi muodostaa ilman hapen kanssa typen oksidia NO. Tämän jälkeen NO hapettuu NO2:ksi hapen vaikutuksesta. Komponentteja NO ja NO2 kutsutaan typen oksideiksi NOx.

NO-pitoisuus mitataan sähkökemiallisilla antureilla. Yksinkertaisissa kaasuanalysaattorimalleissa NO2 määritetään laskennallisesti ja se on 5...10 % mitatusta NO-pitoisuudesta. Joissakin tapauksissa NO2-pitoisuutta mitataan erillisellä sähkökemiallisella typpidioksidianturilla. Joka tapauksessa tuloksena saatu typen oksidien NOx pitoisuus on yhtä suuri kuin NO:n ja NO2:n pitoisuuksien summa.

• dieselpolttimet - 50…120 ppm
• kaasupolttimet - 50…100 ppm

Rikkidioksidi (SO2).

Myrkyllinen kaasu, joka syntyy poltettaessa rikkiä sisältäviä polttoaineita. Kun SO2 reagoi veden (kondensaatin) tai höyryn kanssa, muodostuu rikkihappoa H2SO3. Sähkökemiallisia kennoja käytetään yleisesti SO2-pitoisuuksien mittaamiseen.

Palamattomat hiilivedyt (CH).

Palamattomia CH-hiilivetyjä muodostuu polttoaineen epätäydellisen palamisen seurauksena. SISÄÄN tämä ryhmä sisältää metaani CH4, butaani C4H10 ja bentseeni C6H6. Termokatalyyttisiä tai optisia infrapunakennoja käytetään palamattomien hiilivetyjen pitoisuuksien mittaamiseen.

Kaasuanalysaattoreita Cascade-N 512, DAG 500, Kometa-Topogaz, AKVT jne. käytetään teollisuuden päästöjen ja savukaasujen kaasupitoisuuksien mittaamiseen. kotimainen tuotanto, tai ulkomaisia ​​laitteita sellaisilta valmistajilta kuin Testo, MSI Drager, MRU, Kane jne.

Myrkylliset (haitalliset) ovat kemiallisia yhdisteitä, jotka vaikuttavat kielteisesti ihmisten ja eläinten terveyteen.

Polttoaineen tyyppi vaikuttaa sen palamisen aikana muodostuvien tuotteiden koostumukseen. haitallisia aineita. Voimalaitokset käyttävät kiinteitä, nestemäisiä ja kaasumaisia ​​polttoaineita. Kattilan savukaasujen sisältämät pääasialliset haitalliset aineet ovat: rikkioksidit (SO 2 ja SO 3), typen oksidit (NO ja NO 2), hiilimonoksidi (CO), vanadiiniyhdisteet (pääasiassa vanadiinipentoksidi V 2 O 5). Tuhka kuuluu myös haitallisiin aineisiin.

Kiinteä polttoaine. Lämpövoimatekniikassa käytetään hiiltä (ruskea, kivi, antrasiittihiili), öljyliusketta ja turvetta. Kiinteän polttoaineen koostumus on esitetty kaavamaisesti.

Nähtynä orgaaninen osa polttoaine koostuu hiilestä C, vedystä H, hapesta O, orgaanisesta rikistä S opr. Polttoaineen palava osa useista esiintymistä sisältää myös epäorgaanista rikkikiisua FeS 2:ta.

Polttoaineen palamaton (mineraali) osa koostuu kosteudesta W ja tuhkaa A. Suurin osa polttoaineen mineraalikomponentista muuttuu palamisen aikana lentotuhkaksi, jota savukaasut kuljettavat pois. Toinen osa uunin suunnittelusta ja polttoaineen mineraalikomponentin fysikaalisista ominaisuuksista riippuen voi muuttua kuonaksi.

Kotimaisen hiilen tuhkapitoisuus vaihtelee suuresti (10-55 %). Savukaasujen pölypitoisuus muuttuu vastaavasti ja saavuttaa 60-70 g/m 3 tuhkahiilellä.

Yksi tärkeimmät ominaisuudet tuhka on, että sen hiukkaset ovat erilaisia ​​kokoja, jotka ovat välillä 1-2-60 mikronia tai enemmän. Tätä ominaisuutta tuhkaa kuvaavana parametrina kutsutaan dispersioksi.

Kemiallinen koostumus Kiinteän polttoaineen tuhka on melko monipuolinen. Tyypillisesti tuhka koostuu piin, alumiinin, titaanin, kaliumin, natriumin, raudan, kalsiumin ja magnesiumin oksideista. Tuhkassa oleva kalsium voi olla vapaan oksidin muodossa sekä silikaattien, sulfaattien ja muiden yhdisteiden koostumuksessa.

Tarkemmat analyysit mineraaliosasta kiinteät polttoaineet osoittavat, että tuhka voi sisältää pieniä määriä muita alkuaineita, esimerkiksi germaniumia, booria, arseenia, vanadiinia, mangaania, sinkkiä, uraania, hopeaa, elohopeaa, fluoria, klooria. Listattujen alkuaineiden mikroepäpuhtaudet jakautuvat epätasaisesti erikokoisissa lentotuhkafraktioissa ja yleensä niiden pitoisuus kasvaa hiukkaskoon pienentyessä.

Kiinteä polttoaine voi sisältää rikkiä seuraavissa muodoissa: pyriitti Fe 2 S ja rikkikiisu FeS 2 polttoaineen orgaanisen osan molekyyleissä ja sulfaattien muodossa mineraaliosassa. Palamisen seurauksena rikkiyhdisteet muuttuvat rikkioksideiksi, joista noin 99 % on rikkidioksidia SO 2 .

Hiilen rikkipitoisuus on esiintymästä riippuen 0,3-6 %. Öljyliuskeen rikkipitoisuus on 1,4-1,7 %, turpeen -0,1 %.

Kattilan takana on elohopean, fluorin ja kloorin yhdisteitä kaasumaisessa tilassa.

Kiinteän polttoaineen tuhkan koostumus voi sisältää kaliumin, uraanin ja bariumin radioaktiivisia isotooppeja. Näillä päästöillä ei ole käytännössä mitään vaikutusta lämpövoimalaitoksen alueen säteilytilanteeseen, vaikka niiden kokonaismäärä voi ylittää radioaktiivisten aerosolien päästöt samantehoisilla ydinvoimalaitoksilla.

Nestemäinen polttoaine. SISÄÄN Lämpövoimatekniikassa käytetään polttoöljyä, liuskeöljyä, dieseliä sekä kattila- ja uunipolttoainetta.

SISÄÄN nestemäistä polttoainetta ei ole rikkikiisu rikkiä. Polttoöljytuhkan koostumus sisältää vanadiinipentoksidia (V 2 O 5), samoin kuin Ni 2 O 3, A1 2 O 3, Fe 2 O 3, SiO 2, MgO ja muita oksideja. Polttoöljyn tuhkapitoisuus ei ylitä 0,3 %. Täysin palaneena savukaasujen kiinteiden hiukkasten pitoisuus on noin 0,1 g/m3, mutta tämä arvo nousee jyrkästi kattiloiden lämmityspintojen puhdistuksen aikana ulkoisista kerrostumista.

Polttoöljyn rikki löytyy pääasiassa orgaanisten yhdisteiden, alkuainerikin ja rikkivedyn muodossa. Sen pitoisuus riippuu sen öljyn rikkipitoisuudesta, josta se on saatu.

Niiden rikkipitoisuudesta riippuen lämmitysöljyt jaetaan: vähärikkisiin S p<0,5%, сернистые S p = 0,5+ 2,0 % ja korkea rikkipitoisuus Sp > 2,0 %.

Dieselpolttoaine jaetaan kahteen ryhmään rikkipitoisuuden perusteella: ensimmäinen - enintään 0,2% ja toinen - enintään 0,5%. Vähärikkinen kattila- ja uunipolttoaine sisältää rikkiä enintään 0,5, rikkipolttoaine enintään 1,1, liuskeöljy enintään 0,5 rikkiä 1%.

Kaasumaista polttoainetta on "puhtain" orgaaninen polttoaine, koska sen täydellinen palaminen tuottaa vain typen oksideja myrkyllisistä aineista.

Tuhka. Laskettaessa kiinteiden hiukkasten päästöjä ilmakehään on otettava huomioon, että palamaton polttoaine (alipoltto) pääsee ilmakehään tuhkan mukana.

Mekaaninen alipoltto q1 kammiouuneille, jos oletetaan sama palava pitoisuus kuonassa ja mukana.

Koska kaikilla polttoaineilla on erilaiset lämpöarvot, laskelmissa käytetään usein annettua tuhkapitoisuutta Apr ja rikkipitoisuutta Spr.

Joidenkin polttoainetyyppien ominaisuudet on esitetty taulukossa. 1.1.

Tulipesästä pois kulkeutuvien kiinteiden hiukkasten osuus riippuu tulipesän tyypistä ja voidaan laskea seuraavien tietojen perusteella:

Kammiot kiinteän kuonanpoistolla., 0,95

Avaa nestemäisellä kuonanpoistolla 0,7-0,85

Puoliavoin nestemäisellä kuonanpoistolla 0,6-0,8

Kaksikammioiset tulipesät................. 0,5-0,6

Tulipesät pystysuoralla esiuunilla 0,2-0,4

Vaakasuuntaiset sykloniuunit 0,1-0,15

Pöydältä 1.1 osoittaa, että öljyliuskeen ja ruskohiilen sekä Ekibastuzin kivihiilen tuhkapitoisuus on suurin.

Rikin oksidit. Rikin oksidien päästöt määritetään rikkidioksidilla.

Kuten tutkimukset ovat osoittaneet, lentotuhkan rikkidioksidin sitoutuminen voimakattiloiden savuhormissa riippuu pääasiassa kalsiumoksidipitoisuudesta polttoaineen käyttömassassa.

Kuivatuhkan keräilijöissä rikin oksideja ei käytännössä oteta talteen.

Märkätuhkakeräilijöiden talteenoton oksidiosuus, joka riippuu polttoaineen rikkipitoisuudesta ja kasteluveden emäksisyydestä, voidaan määrittää käsikirjassa esitetyistä käyräistä.

Typpioksidit. Enintään 30 t/h tuottavan kattilan (vaippa) savukaasujen mukana ilmakehään vapautuvien typen oksidien määrä NO 2:na (t/vuosi, g/s) voidaan laskea empiirisellä kaavalla käsikirjassa.

Denis Ryndin,
"Vesitekniikan" pääinsinööri

Tällä hetkellä lämmityslaitteistojen tehokkuuden lisääminen ja ympäristön ympäristöpaineiden vähentäminen ovat erityisen akuutteja. Lupaavin tässä suhteessa on kondensaatioteknologian käyttö, joka pystyy ratkaisemaan kuvatut ongelmat täydellisimmällä tavalla. Vesiteknologiayritys on aina pyrkinyt esittelemään kotimarkkinoilla moderni ja tehokas lämmityslaitteet. Tämän valossa hänen kiinnostuksensa kondensaatioteknologiaan tehokkaimpana, huipputeknologisena ja lupaavimpana on luonnollista ja perusteltua. Siksi vuonna 2006 yksi yhtiön kehittämisen painopistealueista oli lauhdutuslaitteiden edistäminen Ukrainan markkinoilla. Tätä tarkoitusta varten se on suunniteltu koko rivi tapahtumia, joista yksi on sarja popularisoivia artikkeleita niille, jotka kohtaavat tällaisen tekniikan ensimmäistä kertaa. Tässä artikkelissa yritämme koskettaa tärkeimpiä kysymyksiä vesihöyryn kondensaatioperiaatteen toteuttamisesta ja soveltamisesta lämmitystekniikassa:

• Miten lämpö eroaa lämpötilasta?
• Voiko tehokkuus olla suurempi kuin 100 %?

Miten lämpö eroaa lämpötilasta?

Lämpötila on kehon kuumenemisaste (kehon molekyylien kineettinen energia). Arkielämässä käytetään Celsius-asteikkoa, jossa 0 on veden jäätymispiste ja 100° on veden kiehumispiste ilmakehän paineessa. Koska veden jäätymis- ja kiehumispisteitä ei ole tarkasti määritelty, Celsius-asteikko määritellään tällä hetkellä Kelvin-asteikolla: Celsius-aste on yhtä kuin Kelvin-aste ja absoluuttinen nolla otetaan -273,15 °C:na. Celsius-asteikko on käytännössä erittäin kätevä, koska vesi on hyvin yleistä planeetallamme ja elämämme perustuu siihen. Nolla Celsius on erityinen piste meteorologialle jäätymisen takia ilmakehän vesi muuttaa kaiken oleellisesti. Englannissa ja erityisesti USA:ssa käytetään Fahrenheit-asteikkoa. Tässä asteikossa väli itse lämpötilasta on jaettu 100 asteeseen. kylmä talvi kaupungissa, jossa Fahrenheit asui, lämpötilaan ihmiskehon. Nolla Celsius on 32 Fahrenheit, ja Fahrenheit-aste vastaa 5/9 celsiusastetta.

Taulukko 1 Lämpötilayksiköt

Harkitse lämpötilan ja lämmön käsitteiden välistä eroa selkeämmin seuraava esimerkki: Esimerkki veden lämmittämisestä: Oletetaan, että olemme lämmittäneet tietyn määrän vettä (120 litraa) 50 °C:n lämpötilaan ja kuinka paljon vettä voimme lämmittää 40 °C:n lämpötilaan samalla lämpömäärällä (poltettu) polttoaine)? Yksinkertaisuuden vuoksi oletetaan, että molemmissa tapauksissa veden alkulämpötila on 15 °C.

Kuva 1 Esimerkki 1

Kuten voidaan nähdä selkeä esimerkki, lämpötila ja lämmön määrä ovat eri käsitteitä. Nuo. ruumis klo eri lämpötiloja, voi olla sama lämpöenergia, ja päinvastoin: kappaleilla, joilla on sama lämpötila, voi olla eri lämpöenergia. Määritelmien yksinkertaistamiseksi keksittiin erityinen arvo - Entalpia Entalpia on lämmön määrä, joka sisältyy aineen massayksikköön [kJ/kg] V luonnolliset olosuhteet Maapallolla on kolme veden aggregaattitilaa: kiinteä (jää), nestemäinen (itse vesi), kaasumainen (vesihöyry) Veden siirtyminen yhdestä aggregaation tila toisessa siihen liittyy kehon lämpöenergian muutos vakiolämpötilassa (tila muuttuu, ei lämpötila, toisin sanoen kaikki lämpö kuluu tilan muuttamiseen, ei lämmitykseen) Tunteva lämpö on lämpöä, jossa kehoon syötetyn lämmön määrän muutos aiheuttaa muutoksen sen lämpötilassa Piilevä lämpö on höyrystymislämpöä (kondensaatiolämpöä) se lämpö, ​​joka ei muuta kehon lämpötilaa, mutta joka muuttaa sen tilaa. kehon aggregaatiosta. Havainnollistetaan näitä käsitteitä kaaviolla, jolle entalpia (syötetyn lämmön määrä) piirretään ordinaatta-akselille ja lämpötila ordinaatta-akselille. Tämä kaavio näyttää nesteen (veden) kuumennusprosessin.

Kuva 2 Entalpiakaavio – Veden lämpötila

A-B vesi lämmitetään 0 ºС lämpötilasta 100 ºС (tässä tapauksessa kaikki lämpö, ​​joka syötetään vesi menee nostaa sen lämpötilaa)
B-C vesi kiehuu (tässä tapauksessa kaikki veteen syötetty lämpö käytetään muuttamaan se höyryksi, lämpötila pysyy vakiona 100 ºС)
CD kaikki vesi on muuttunut höyryksi (keitetty pois) ja nyt lämpöä käytetään nostamaan höyryn lämpötilaa.

Savukaasujen koostumus kaasumaisia ​​polttoaineita poltettaessa

Polttoprosessi on prosessi, jossa polttoaineen palavat komponentit hapetetaan ilmakehän hapen avulla, joka vapauttaa lämpöä. Katsotaanpa tätä prosessia:

Kuva 3 Maakaasun ja ilman koostumus

Katsotaan kuinka kaasumaisen polttoaineen palamisreaktio kehittyy:

Kuva 4 Kaasumaisen polttoaineen palamisreaktio

Kuten hapettumisreaktioyhtälöstä voidaan nähdä, tuloksena on hiilidioksidia, vesihöyryä (savukaasuja) ja lämpöä. Polttoaineen palamisen aikana vapautuvaa lämpöä kutsutaan polttoaineen alemmaksi lämpöarvoksi (PCI), jos savukaasut jäähdytetään, vesihöyry alkaa tietyissä olosuhteissa tiivistyä (siirtymä kaasumaisesta tilasta nesteeksi). .

Kuva 5 Piilevä lämmön vapautuminen vesihöyryn tiivistymisen aikana

Samalla se erottuu joukosta lisämäärä lämpö (piilevä höyrystymis-/kondensaatiolämpö). Polttoaineen alemman lämpöarvon ja piilevän höyrystymis-/kondensaatiolämmön summaa kutsutaan polttoaineen korkeammaksi lämpöarvoksi (PCS).

Luonnollisesti mitä enemmän vesihöyryä on palamistuotteista, sitä suurempi on ero polttoaineen korkeamman ja alemman palamislämmön välillä. Vesihöyryn määrä puolestaan ​​riippuu polttoaineen koostumuksesta:

Taulukko 2 Korkeampien ja pienempien lämpöarvojen arvot eri tyyppisille polttoaineille

Kuten yllä olevasta taulukosta voidaan nähdä, voimme saada suurimman lisälämmön polttamalla metaania. Maakaasun koostumus ei ole vakio ja riippuu kentästä. Maakaasun keskimääräinen koostumus on esitetty kuvassa 6.

Kuva 6 Maakaasun koostumus

Välipäätelmät:

1. Käyttämällä piilevää höyrystymis-/kondensaatiolämpöä voit saada enemmän lämpöä kuin vapautuu poltettaessa polttoainetta

2. Lupaavin polttoaine tässä suhteessa on maakaasu(ero korkeamman ja alemman lämpöarvon välillä on yli 10%)

Mitä olosuhteita on luotava, jotta kondensaatio alkaa? Kastepiste.

Savukaasujen vesihöyryllä on hieman erilaiset ominaisuudet kuin puhtaalla vesihöyryllä. Ne ovat seoksessa muiden kaasujen kanssa ja niiden parametrit vastaavat seoksen parametreja. Siksi lämpötila, jossa kondensoituminen alkaa, eroaa 100 ºС:sta. Tämän lämpötilan arvo riippuu savukaasujen koostumuksesta, mikä puolestaan ​​​​on seurausta polttoaineen tyypistä ja koostumuksesta sekä ylimääräisestä ilmakertoimesta. Savukaasujen lämpötilaa, jossa vesihöyryn kondensoituminen polttoaineen palamistuotteissa alkaa, kutsutaan kastepisteeksi.

Kuva 7 Kastepiste

Välipäätelmät:

1. Kondensaatiotekniikan tehtävänä on jäähdyttää palamistuotteet kastepisteen alapuolelle ja poistaa kondensaatiolämpö käyttämällä sitä hyödyllisiin tarkoituksiin.

Voiko kaasukattilan hyötysuhde olla yli 100 %?

Otetaan tekniset ominaisuudet jokin mielivaltainen asennettu kattila:

Kattilan kokonaisteho = 23 000 Kcal/h (26,7 KW);

Kattilan nettoteho = 21 000 Kcal/h (24,03 KW);

Toisin sanoen maksimi Lämpövoima poltin 23 000 Kcal/h (polttoaineen palaessa vapautuva lämpömäärä) ja enimmäismäärä jäähdytysnesteen vastaanottama lämpö on 21 000 Kcal/h.

Mihin niiden välinen ero katoaa? Osa syntyvästä lämmöstä (6-8 %) häviää savukaasujen mukana ja osa (1,5-2 %) haihtuu kattilan seinien kautta ympäröivään tilaan.

Jos lisäämme nämä arvot, voimme kirjoittaa seuraavan yhtälön:

Jos jaamme kattilan hyötytehon kokonaismäärällä ja kerromme tuloksen 100%, saamme kertoimen hyödyllistä toimintaa kattila (hyötysuhde) %.

Jos luemme tarkasti määritelmän tekstin, huomaamme, että kattilan kokonaisteho on yhtä suuri kuin se lämpömäärä, joka vapautuu polttoaineen palamisen aikana aikayksikköä kohti.

Siten tämä arvo riippuu suoraan polttoaineen alemmasta lämpöarvosta, eikä siinä oteta huomioon lämpöä, joka voi vapautua vesihöyryn tiivistymisen aikana palamistuotteista.

Toisin sanoen tämä on kattilan hyötysuhde suhteessa polttoaineen alhaisempaan lämpöarvoon.

Jos otamme huomioon vesihöyryn lauhdelämmön arvon (katso taulukko 1), voimme esittää seuraavan kuvan lämpövirtojen jakautumisesta ei-kondensoivassa kattilassa.

Kuva 9 Lämpövirtojen jakautuminen ei-kondensoivassa kattilassa

Sitten, kuten kondensaatiokattilassa, lämpövirtojen jakautuminen näyttää tältä:

Kuva 10 Lämpövirtojen jakautuminen lauhdekattilassa

Välipäätelmät:
1. Hyötysuhde 100 % tai enemmän on mahdollista, jos palamisen Alempi eikä Korkeampi lämpöarvo otetaan vertailupisteeksi.
2. Emme voi teknisistä syistä täysin hyödyntää kaikkea lämpöä (järkevää ja piilevää), joten kattilan hyötysuhde ei voi olla yhtä suuri tai suurempi kuin 111 % (suhteessa polttoaineen alempaan lämpöarvoon).

Kondensaatiokattiloiden toimintatavat

Kaasukondensaatiokattilat voidaan asentaa mihin tahansa lämmitysjärjestelmään. Käytettävän lauhdelämmön määrä ja hyötysuhde käyttötavasta riippuen riippuvat oikeasta laskelmasta lämmitysjärjestelmä.

Savukaasujen sisältämän vesihöyryn kondensaatiolämmön tehokkaaksi hyödyntämiseksi on savukaasut jäähdytettävä kastepisteen alapuolelle. Kondenssilämmön käyttöaste riippuu lämmitysjärjestelmän jäähdytysnesteen lasketuista lämpötiloista ja lauhdutustilassa työskentelytuntien määrästä. Tämä näkyy kaavioissa 11 ja 13, joissa kastepistelämpötila on 55 °C.

Lämmitysjärjestelmä 40/30 °C

Kuva 11 Matalalämpötilajärjestelmän käyttöaikataulu

Tällaisen lämmitysjärjestelmän kondensaatiokattiloiden tuotantokapasiteetti koko lämmitysjakson ajan on erittäin tärkeä. Matalat lämpötilat paluulinja aina kastepistelämpötilan alapuolella, joten kondensaatiota tapahtuu jatkuvasti. Tämä tapahtuu matalan lämpötilan järjestelmissä paneelilämmitys tai lattialämmityksellä. Kondensaatiokattila on ihanteellinen tällaisiin järjestelmiin.

Kuva 12 Huoneen lämpötilaolosuhteet käytettäessä lattia- ja konvektorilämmitystä

Vesijärjestelmien edut lattialämmitys perinteisten edessä on aika paljon:

• Lisääntynyt mukavuus. Lattiasta tulee lämmin ja miellyttävä kävellä, koska lämmönsiirto tapahtuu suurelta pinnalta suhteellisen alhaisessa lämpötilassa.
• Tasainen lämmitys koko huoneen alueella ja siten tasainen lämmitys. Ihminen tuntee olonsa mukavaksi ikkunan lähellä ja huoneen keskellä.
• Optimaalinen lämpötilan jakautuminen huoneen korkeudelle. Kuvassa 12 on havainnollistettu likimääräistä lämpötilojen jakautumista huoneen korkeudelle käytettäessä perinteistä lämmitystä ja lattialämmitystä. Lämpötilajakautuma lattialämmityksellä on ihmisen mielestä edullisin. On myös tarpeen huomata lämpöhäviön väheneminen katon läpi, koska lämpötilaero sisäilman ja ulkoilma vähenee merkittävästi, ja saamme mukava lämpö vain tarvittaessa sen sijaan, että lämmität ympäristöä katon läpi. Tämä mahdollistaa lattialämmitysjärjestelmän tehokkaan käytön rakennuksissa, joissa on korkeat katot– kirkot, näyttelyhallit, kuntosalit jne.

• Hygienia. Ilmankiertoa ei ole, vedot vähenevät, mikä tarkoittaa, ettei pölykiertoa ole, mikä on iso plussa ihmisten hyvinvoinnille, varsinkin jos he kärsivät hengitystiesairauksista.
• Merkittävä osa lattian lämmöstä siirtyy säteilylämmönsiirron muodossa. Säteily, toisin kuin konvektio, levittää lämpöä välittömästi ympäröiville pinnoille.
• Lämmityslaitteiden lähellä ei ole keinotekoista ilmankosteudenpoistoa.
• Estetiikka. Lämmityslaitteita ei ole, niitä ei tarvita design tai optimaalisen koon valinta.

Lämmitysjärjestelmä 75/60°C

Kuva 13 Korkean lämpötilan järjestelmän käyttöaikataulu

Kondenssilämmön tehokas käyttö on mahdollista myös mitoituslämpötiloissa 75/60°C 97 % lämmitysjakson kestosta. Tämä koskee ulkolämpötiloja -11 °C ja + 20 °C välillä. Vanha lämmityslaitteistot, jotka on suunniteltu 90/70 °C lämpötiloihin, toimivat nykyään lähes 75/60 ​​°C lämpötiloissa. Jopa järjestelmissä, joissa on 90/70 °C lämmitysvesi ja käyttötapa, jossa kattilaveden lämpötilaa säädetään riippuen ulkolämpötila, lauhdelämmön käyttöaika on 80 % vuotuisen lämmitysjakson kestosta.

Korkea standardoitu tehokkuus

Kuvien 11 ja 13 esimerkeissä näkyy selvästi, että näissä kahdessa vaihtoehdossa käytetyllä erilaisella, mutta samalla korkealla kondensaatiolämpöprosentilla on suora vaikutus kaasulauhdutuskattilan energiankulutukseen. Osoittaa polttoainetehokkuutta lämmityskattilat Standardoidun tehokkuuden käsite otettiin käyttöön. Kuvassa 14 on esitetty energiankulutuksen riippuvuus lämmitysjärjestelmän eri suunnittelulämpötiloista.

Kuva 14 Hyötysuhteen riippuvuus paluulämpötilasta

Kaasuluhdekattiloiden korkeat standardoidut hyötysuhteet selittyvät seuraavilla tekijöillä:

– Korkean CO 2 -arvon toteutuminen. Mitä korkeampi CO 2 -pitoisuus, sitä korkeampi on lämmityskaasujen kastepistelämpötila.

– Paluuveden alhaisten lämpötilojen ylläpitäminen. Mitä alhaisempi paluulämpötila, sitä aktiivisempi kondensaatio ja sitä alhaisempi savukaasujen lämpötila.

Välipäätelmät:

Kondensaatiokattilan hyötysuhde riippuu suuresti lämmitysjärjestelmän käyttölämpötilasta.
Uusissa asennuksissa on hyödynnettävä kaikki mahdollisuudet kaasulauhdutuskattilan optimaaliseen käyttöön. Korkea hyötysuhde saavutetaan, kun seuraavat kriteerit täyttyvät:
1. Rajoita paluuveden lämpötila enintään 50 °C:seen
2. Pyri pitämään lämpötilaero meno- ja paluuveden välillä vähintään 20 K
3. Älä ryhdy toimenpiteisiin paluujohdon lämpötilan nostamiseksi (näitä ovat esimerkiksi nelisuuntaisen sekoittimen asennus, ohitusjohdot, hydraulikytkimet).

Menetelmät kondensaatioperiaatteen toteuttamiseksi asennetuissa kattiloissa

SISÄÄN Tämä hetki Savukaasujen vesihöyryn kondensaatioperiaatteen toteuttamiseen on kaksi päätapaa: kaukosäädin ja ruostumattomasta teräksestä valmistettu lämmönvaihdin, jossa on sisäänrakennettu ekonomaiseri.

Ensimmäisessä tapauksessa palamistuotteiden päälämpö hyödynnetään tavanomaisessa konvektiolämmönvaihtimessa, ja itse kondensaatioprosessi tapahtuu erillisessä yksikössä - etäekonomaiserissa. Tämä rakenne mahdollistaa tavanomaisten komponenttien ja kokoonpanojen käytön, ei kondensaatiokattilat ei kuitenkaan mahdollista kondensaatioteknologian potentiaalin täysimääräistä hyödyntämistä

Kuva 17 Lauhdutuskattila etäekonomaiserilla

Lämmönvaihdin, jossa on sisäänrakennettu ekonomaiser, koostuu 4-7 lämmönvaihtoelementistä (kierukasta). Jokainen lämmönvaihtoelementti puolestaan ​​koostuu 4 kierrosta sileää suorakaiteen muotoista putkea, joka on valmistettu ruostumattomasta teräksestä seinämän paksuus n. 0,8 mm (katso kuva 18).

Kuva 18 Kaavio savukaasujen liikkeestä lämmönvaihtimen kierrosten välillä

Eristyslevyn edessä on useita lämmönvaihtoelementtejä. Niillä on "ensimmäisen vaiheen" rooli, koska täällä tapahtuu vain vähäistä kondensaatiota. Neljäs ja vastaavasti viides lämmönvaihtoelementti sijaitsee eristelevyn takana. Tässä "kondensaatiovaiheessa" tapahtuu pääasiallinen kondensaatioprosessi.

Tämän periaatteen etuja ovat erittäin tehokas lämmönsiirto ja toisaalta suurten virtausnopeuksien aiheuttamien kiehumisäänien eliminointi sileissä putkissa.
Tämän lämmönvaihtimen seuraava etu on sen alhainen taipumus kalkkiutua, koska putkien pienten poikkileikkausten ansiosta se syntyy korkeatasoinen pyörteitä.
Ruostumattomien teräsputkien sileä pinta ja pystysuora virtaussuunta takaavat itsepuhdistuvan vaikutuksen.
Lämmönvaihtimen paluuliitäntä sijaitsee takana, virtausliitäntä edessä. Lämmönvaihtimeen on asennettu kondenssiveden poistoputki.
Pakokaasun kerääjä ennen "ilmansyöttö / pakokaasun poisto" -putken liittämistä on valmistettu muovista.

Kuva 19 Kondensaatiokattilan hydraulikaavio sisäänrakennetulla ekonomaiserilla

Kuva 20 Poikkileikkausnäkymä lauhdutuskattilan lämmönvaihtimesta, jossa on sisäänrakennettu ekonomaiser

Perinteinen kaasupoltto ja täysi esiseoksen poltto

Useimmat kattilat avoin kamera palamisessa on sama kaasunpolttoperiaate. Kaasusuihkun liike-energian ansiosta siihen imetään ilmaa.

Kuva 19 Kaasun palamisen periaate ilmakehän polttimissa (Venturi-suutin)

Palavaa kaasua syötetään paineen alaisena suuttimeen. Tässä kanavan kaventumisesta johtuen potentiaalinen paineenergia muunnetaan suihkun liike-energiaksi. Venturi-suuttimen erityisen geometrisen osan ansiosta primääriilma sekoitetaan. Suoraan suuttimessa kaasu ja ilma sekoitetaan (muodostuu kaasu-ilma-seos). Suuttimen ulostulossa toisioilma sekoitetaan. Polttimen teho muuttuu kaasusuihkun nopeuden ja imetyn ilman määrän mukaan.
Tämän suunnittelun etuja ovat sen yksinkertaisuus ja äänettömyys.
Rajoitukset ja haitat: suuri ylimääräinen ilma, rajoitettu modulaatiosyvyys, runsaasti haitallisia päästöjä.

Kattiloissa, joissa suljettu kamera kaasun palamisen periaate on samanlainen kuin edellä kuvattu. Ero on vain palamistuotteiden pakotetussa päästössä ja palamisilman syöttämisessä. Kaikki edut ja haitat ilmakehän polttimet pätee myös kattiloihin, joissa on suljettu polttokammio.

Kondensaatiokattilat käyttävät periaatetta "Kaasun ja ilman täydellinen esisekoitus". Tämän menetelmän ydin on kaasun sekoittuminen ilmavirtaan, mikä johtuu jälkimmäisen Venturi-suuttimessa luomasta tyhjiöstä.

Kaasuliittimet ja puhallin
Kun elektroniikkayksikkö tunnistaa puhaltimen käynnistysnopeuden, sarjassa olevat kaasuventtiilit avautuvat.
Puhaltimen imupuolella on kaksiseinäinen ilmansyöttö-/pakokaasun ulostuloliitin (Venturi-järjestelmä). Rengasmaisen raon ansiosta tapahtuu Venturi-periaatteen mukaisesti imuilmiö kaasuventtiilin pääkaasunsäätökalvon yläpuolella olevassa kammiossa.

Kuva 20 Polttimen sekoitusyksikkö täydellä esisekoituksella

Sytytysprosessi
Kaasu kulkee kanavan 1 läpi ohjauskalvojen alla. Pääkaasun säätöventtiili avautuu tuloksena olevan paine-eron vuoksi. Kaasu virtaa sitten Venturi-järjestelmän kautta puhaltimeen ja sekoittuu imuilman kanssa. Kaasu-ilmaseos tulee polttimeen ja syttyy.
Modulaatiotila
Pääkaasun säätöventtiilin isku riippuu säätöventtiilin asennosta. Lisäämällä puhaltimen nopeutta pääkaasun ohjausventtiilin takana oleva paine pienenee. Kanava 2 jatkaa paineen muuttamista, kunnes paine on ohjausventtiilin kalvon alapuolella. Poistovirtausreikä sulkeutuu edelleen, minkä seurauksena kaasun paineen laskun voimakkuus kanavan 2 kautta laskee. Siten kanavan 1 kautta paine kaasun pääsäätöventtiilin kalvon alla kasvaa. Pääkaasun säätöventtiili jatkaa avautumista, jolloin enemmän kaasua pääsee virtaamaan puhaltimeen ja siten enemmän kaasua polttimeen.
Poltin moduloidaan siten jatkuvasti virtausta muuttamalla puhallin. Kaasun määrä seuraa ilman määrää ennalta määrätyssä suhteessa. Siten on mahdollista pitää ylimääräinen ilmasuhde lähes vakiona koko modulaatioalueella.

Kuva 21 Polttimen lämpömoduuli täydellä esisekoituksella

Savukaasujen haitallisten aineiden pitoisuudet ja keinot vähentää niiden pitoisuutta

Tällä hetkellä saastuminen ympäristöön on saamassa hälyttäviä mittasuhteita. Lämpö- ja sähkösektorin päästöjen määrä on toisella sijalla tieliikenteen jälkeen.

Kuva 22 Prosenttiosuus päästöt

Siksi kysymys haitallisten aineiden vähentämisestä palamistuotteista on erityisen akuutti.

Tärkeimmät epäpuhtaudet:

1. • Hiilimonoksidi CO
   • Typen oksidit NO x
   • Happamat höyryt

On suositeltavaa torjua kahta ensimmäistä tekijää parantamalla palamisprosessia (tarkka kaasu-ilmasuhde) ja alentamalla kattilan uunin lämpötilaa.

Kaasumaista polttoainetta poltettaessa voi muodostua seuraavia happoja:

Happohöyryt poistetaan täydellisesti kondensaatin mukana. Ne on melko helppo hävittää nestemäisessä muodossa. Tyypillisesti tämä tehdään neutraloimalla happo emäksellä.

Happaman kondensaatin hävittäminen

Kuten metaanin palamisreaktiosta voidaan nähdä:

Kun poltetaan 1 m3 kaasua, muodostuu 2 m3 vesihöyryä. Lauhdekattilan normaaleissa käyttöolosuhteissa syntyy noin 15-20 litraa päivässä. kondensaatti Tämän kondensaatin happamuus on alhainen (noin Ph = 3,5-4,5), mikä ei ylitä kotitalousjätteen sallittua määrää.

Kuva 23 Lauhteen happamuus kaasukattila

Taulukko 3 Raskasmetallipitoisuus kondensaatissa

Siksi lauhde on sallittua päästää viemäriin, jossa se neutraloidaan emäksisellä kotitalousjätteellä.
Huomaa, että talon viemärijärjestelmät on valmistettu materiaaleista, jotka kestävät hapanta lauhdetta.
Työarkin ATV A 251 mukaan nämä ovat seuraavat materiaalit:
_ Keraamiset putket
_ Jäykät PVC-putket
_ PVC-putket
_ Polyeteeniputket korkea tiheys
_ Polypropeeniputket
_ Putket, jotka on valmistettu akryylinitriilin, butadieenin ja styreenin kopolymeeristä tai akryylinitriilin, styreenin ja akryyliesterien kopolymeeristä (ABS/ASA)
_ Ruostumattomasta teräksestä valmistetut putket
_ Borosilikaattiputket

Kuva 24 Kondenssiveden poisto

Italian standardien mukaan edellä olevaa lauhteenpoistojärjestelmää voidaan käyttää kattilajärjestelmissä, joiden kokonaisteho on enintään 116 kW (saksalaisen standardin ATV A 251 mukaan enintään 200 kW). Jos tämä arvo ylittyy, on tarpeen asentaa erityiset granulaattorin lauhteen neutraloijat.

Kuva 25 Lauhteen neutralointi lauhdepumpulla

1. Kattilan kondenssiveden poistoaukko
2. Neutralointiaineen tuloputki
3. Kondenssiveden neutralointiaine
4. Neutralointiaineen poistoputki
5. Lauhteen syöttöletku kondenssivedenkeräimeen
6. Kondenssiveden keräin
7. Lauhteenpoistoliitin
8. Lauhteenpoistoletku
9. Sovitin
10. Viemäröinti
11. Kiinnityspuristimet

Kuvassa 25 on esimerkki neutralointiasennuksesta. Neutralointilaitteeseen tuleva lauhde suodatetaan ensin kerroksen läpi aktiivihiili ja sitten neutraloidaan päätilavuudessa. Kondenssivesipumppu asennetaan, kun kondenssivettä on poistettava kattilan lauhteen sifonin tason yläpuolelta. Tämä muotoilu käytetään kondenssiveden neutralointiin kattiloista, joiden kokonaisteho on 35 - 300 kW (riippuen asennuksen tehosta, neutralisaattorin pituus vaihtelee). Jos asennusteho ylittää 300 kW, useita neutraloijia asennetaan rinnakkain.
Neutralointiaine on erittäin helppo huoltaa ja vaatii tarkastuksen ja granulaatin täydennyksen enintään kerran vuodessa. Pääsääntöisesti myös lauhteen happamuus arvioidaan lakmuspaperilla.

Argumentti kondensaatioteknologian puolesta