बस "जटिल" (संघनन प्रौद्योगिकी के बुनियादी प्रश्न) के बारे में। दहन नियंत्रण (दहन के मूल सिद्धांत)

विषैला (हानिकारक) कहलाते हैं रासायनिक यौगिकमानव और पशु स्वास्थ्य को नकारात्मक रूप से प्रभावित कर रहा है।

ईंधन का प्रकार इसके दहन के दौरान बनने वाले हानिकारक पदार्थों की संरचना को प्रभावित करता है। बिजली संयंत्र ठोस, तरल और गैसीय ईंधन का उपयोग करते हैं। बॉयलर के ग्रिप गैसों में निहित मुख्य हानिकारक पदार्थ हैं: सल्फर के ऑक्साइड (ऑक्साइड) (SO 2 और SO 3), नाइट्रोजन ऑक्साइड (NO और NO 2), कार्बन मोनोऑक्साइड (CO), वैनेडियम यौगिक (मुख्य रूप से वैनेडियम पेंटाक्साइड V 2 ओ 5)। ऐश भी हानिकारक पदार्थों से संबंधित है।

ठोस ईंधन। कोयला (भूरा, पत्थर, एन्थ्रेसाइट कोयला), तेल शेल और पीट का उपयोग ताप विद्युत इंजीनियरिंग में किया जाता है। ठोस ईंधन की संरचना को योजनाबद्ध रूप से दर्शाया गया है।

जैसा कि आप देख सकते हैं, ईंधन के कार्बनिक भाग में कार्बन सी, हाइड्रोजन एच, ऑक्सीजन ओ, कार्बनिक सल्फर एस ओपीआर शामिल हैं। कई जमाओं के ईंधन के दहनशील भाग की संरचना में अकार्बनिक, पाइराइट सल्फर FeS 2 भी शामिल है।

ईंधन के गैर-दहनशील (खनिज) भाग में नमी होती है वूऔर आशु ए।ईंधन के खनिज घटक का मुख्य भाग दहन के दौरान फ़्लाई ऐश में परिवर्तित हो जाता है जो फ़्लू गैसों द्वारा दूर ले जाया जाता है। भट्ठी के डिजाइन और ईंधन के खनिज घटक की भौतिक विशेषताओं के आधार पर दूसरा भाग, स्लैग में बदल सकता है।

घरेलू कोयले की राख सामग्री व्यापक रूप से भिन्न होती है (10-55%)। धूल सामग्री तदनुसार बदलती है ग्रिप गैस, उच्च राख वाले कोयले के लिए 60-70 ग्राम / मी 3 तक पहुंचना।

राख की सबसे महत्वपूर्ण विशेषताओं में से एक यह है कि इसके कणों के अलग-अलग आकार होते हैं, जो 1-2 से 60 माइक्रोन या उससे अधिक की सीमा में होते हैं। राख की विशेषता वाले पैरामीटर के रूप में इस विशेषता को फैलाव कहा जाता है।

रासायनिक संरचनाठोस ईंधन की राख काफी विविध है। राख में आमतौर पर सिलिकॉन, एल्यूमीनियम, टाइटेनियम, पोटेशियम, सोडियम, लोहा, कैल्शियम, मैग्नीशियम के ऑक्साइड होते हैं। राख में कैल्शियम एक मुक्त ऑक्साइड के रूप में, साथ ही सिलिकेट्स, सल्फेट्स और अन्य यौगिकों की संरचना में मौजूद हो सकता है।

खनिज भाग का अधिक विस्तृत विश्लेषण ठोस ईंधनदिखाएँ कि राख की थोड़ी मात्रा में अन्य तत्व हो सकते हैं, उदाहरण के लिए, जर्मेनियम, बोरॉन, आर्सेनिक, वैनेडियम, मैंगनीज, जस्ता, यूरेनियम, चांदी, पारा, फ्लोरीन, क्लोरीन। सूचीबद्ध तत्वों की ट्रेस अशुद्धियाँ विभिन्न कण आकारों के फ्लाई ऐश अंशों में असमान रूप से वितरित की जाती हैं, और आमतौर पर इन कणों के आकार में कमी के साथ उनकी सामग्री बढ़ जाती है।

ठोस ईंधननिम्नलिखित रूपों में सल्फर हो सकता है: पाइराइट Fe 2 S और पाइराइट FeS 2 ईंधन के कार्बनिक भाग के अणुओं की संरचना में और खनिज भाग में सल्फेट्स के रूप में। दहन के परिणामस्वरूप सल्फर यौगिक सल्फर ऑक्साइड में परिवर्तित हो जाते हैं, और लगभग 99% सल्फर डाइऑक्साइड SO 2 है।


कोयले की सल्फर सामग्री, जमा के आधार पर, 0.3-6% है। तेल शेल की सल्फर सामग्री 1.4-1.7%, पीट -0.1% तक पहुंच जाती है।

बायलर के पीछे गैसीय अवस्था में पारा, फ्लोरीन और क्लोरीन के यौगिक स्थित होते हैं।

ठोस ईंधन की राख में पोटेशियम, यूरेनियम और बेरियम के रेडियोधर्मी समस्थानिक हो सकते हैं। ये उत्सर्जन व्यावहारिक रूप से टीपीपी क्षेत्र में विकिरण की स्थिति को प्रभावित नहीं करते हैं, हालांकि उनकी कुल मात्रा समान क्षमता के एनपीपी में रेडियोधर्मी एरोसोल की रिहाई से अधिक हो सकती है।

तरल ईंधन। वीताप विद्युत उद्योग ईंधन तेल, शेल तेल, डीजल और बॉयलर और भट्ठी ईंधन का उपयोग करता है।

तरल ईंधन में पाइराइट सल्फर नहीं होता है। काले तेल की राख की संरचना में वैनेडियम पेंटोक्साइड (वी 2 ओ 5), साथ ही नी 2 ओ 3, ए 1 2 ओ 3, फे 2 ओ 3, सीओ 2, एमजीओ और अन्य ऑक्साइड शामिल हैं। ईंधन तेल की राख सामग्री 0.3% से अधिक नहीं है। इसके पूर्ण दहन के साथ, ग्रिप गैसों में ठोस कणों की सामग्री लगभग 0.1 ग्राम / मी 3 है, लेकिन बाहरी जमा से बॉयलरों की हीटिंग सतहों की सफाई की अवधि के दौरान यह मान तेजी से बढ़ता है।

ईंधन तेल में सल्फर मुख्य रूप से कार्बनिक यौगिकों, मौलिक सल्फर और हाइड्रोजन सल्फाइड के रूप में पाया जाता है। इसकी सामग्री उस तेल की सल्फर सामग्री पर निर्भर करती है जिससे इसे प्राप्त किया जाता है।

ईंधन तेल, उनमें सल्फर सामग्री के आधार पर, उप-विभाजित है: निम्न-सल्फर एस पी<0,5%, сернистые एस पी = 0.5+ 2.0%और उच्च सल्फर एस पी> 2.0%।

सल्फर सामग्री से, डीजल ईंधन को दो समूहों में विभाजित किया जाता है: पहला - 0.2% तक और दूसरा - 0.5% तक। कम-सल्फर बॉयलर और भट्ठी के ईंधन में 0.5 से अधिक सल्फर, सल्फरस - 1.1 तक, शेल तेल - अधिक नहीं होता है 1%.

गैसीय ईंधन"सबसे स्वच्छ" जीवाश्म ईंधन है, क्योंकि इसके पूर्ण दहन के दौरान जहरीले पदार्थों से केवल नाइट्रोजन ऑक्साइड बनते हैं।

राख। वायुमंडल में कणों के उत्सर्जन की गणना करते समय, यह ध्यान रखना आवश्यक है कि राख के साथ-साथ असंतृप्त ईंधन (अंडरबर्निंग) वातावरण में प्रवेश करता है।

चैम्बर भट्टियों के लिए मैकेनिकल अंडरबर्निंग q1, अगर हम लावा और प्रवेश में दहनशील की समान सामग्री लेते हैं।

इस तथ्य के कारण कि सभी प्रकार के ईंधन में दहन के अलग-अलग ताप होते हैं, गणना अक्सर कम राख सामग्री एपी और सल्फर सामग्री एसपीआर का उपयोग करती है,

कुछ प्रकार के ईंधन की विशेषताएँ तालिका में दी गई हैं। 1.1.

भट्ठी से दूर ले जाने वाले ठोस कणों का अंश भट्ठी के प्रकार पर निर्भर करता है और निम्नलिखित डेटा से लिया जा सकता है:

ठोस राख हटाने वाले कक्ष।, 0.95

तरल तल राख हटाने के साथ खोलें 0.7-0.85

तरल तल राख हटाने के साथ अर्ध-खुला 0.6-0.8

दो-कक्ष भट्टियां ...................... 0.5-0.6

ऊर्ध्वाधर पूर्व-भट्ठियों के साथ फर्नेस 0.2-0.4

क्षैतिज चक्रवाती भट्टियां 0.1-0.15

टेबल से। 1.1 यह देखा जा सकता है कि उच्चतम राख सामग्री में तेल शेल और ब्राउन कोयला, साथ ही एकीबास्टुज कोयला भी है।

सल्फर ऑक्साइड। सल्फर ऑक्साइड उत्सर्जन को सल्फर डाइऑक्साइड द्वारा मापा जाता है।

अध्ययनों से पता चला है कि बिजली बॉयलरों के गैस नलिकाओं में फ्लाई ऐश द्वारा सल्फर डाइऑक्साइड का बंधन मुख्य रूप से ईंधन के कामकाजी द्रव्यमान में कैल्शियम ऑक्साइड की सामग्री पर निर्भर करता है।

शुष्क राख संग्राहकों में, सल्फर ऑक्साइड व्यावहारिक रूप से ग्रहण नहीं किए जाते हैं।

गीले राख कलेक्टरों में कैप्चर किए गए ऑक्साइड का अनुपात, जो ईंधन की सल्फर सामग्री और सिंचाई के पानी की क्षारीयता पर निर्भर करता है, मैनुअल में प्रस्तुत ग्राफ़ से निर्धारित किया जा सकता है।

नाइट्रोजन ऑक्साइड। 30 t / h तक की क्षमता वाले बॉयलर (शेल) की ग्रिप गैसों के साथ वातावरण में उत्सर्जित NO 2 (t / वर्ष, g / s) के संदर्भ में नाइट्रोजन ऑक्साइड की मात्रा की गणना अनुभवजन्य सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। मैनुअल में।

यदि ईंधन के कामकाजी द्रव्यमान की प्राथमिक संरचना ज्ञात है, तो सैद्धांतिक रूप से ईंधन के दहन के लिए आवश्यक हवा की मात्रा और बनने वाली ग्रिप गैसों की मात्रा निर्धारित करना संभव है।

दहन के लिए आवश्यक हवा की मात्रा की गणना की जाती है घन मीटरसामान्य परिस्थितियों में (0 डिग्री सेल्सियस और 760 मिमी एचजी) - 1 किलो ठोस या . के लिए तरल ईंधनऔर 1 मीटर 3 गैसीय के लिए।

सैद्धांतिक शुष्क हवा की मात्रा। 1 किलो ठोस और तरल ईंधन के पूर्ण दहन के लिए, हवा की सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा, एम 3 / किग्रा, सामान्य परिस्थितियों में ऑक्सीजन घनत्व द्वारा खपत ऑक्सीजन के द्रव्यमान को विभाजित करके पाया जाता है एन

लगभग 2 = 1.429 किग्रा/एम3 और 0.21 से, क्योंकि हवा में 21% ऑक्सीजन है

शुष्क गैसीय ईंधन के 1 एम 3 के पूर्ण दहन के लिए, आवश्यक वायु मात्रा, एम 3 / एम 3,

उपरोक्त सूत्रों में, ईंधन तत्वों की सामग्री वजन के प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है, और दहनशील गैसों सीओ, एच 2, सीएच 4, आदि की संरचना मात्रा द्वारा प्रतिशत के रूप में व्यक्त की जाती है; mНn - हाइड्रोकार्बन जो गैस का हिस्सा हैं, उदाहरण के लिए, मीथेन СН 4 (एम= 1, एन = 4), ईथेन सी 2 एच 6 (एम= 2, एन = 6), आदि। ये संख्याएँ गुणांक (m + n / 4) बनाती हैं

उदाहरण 5. निम्नलिखित संरचना के 1 किलो ईंधन के दहन के लिए आवश्यक हवा की सैद्धांतिक मात्रा निर्धारित करें: सी पी = 52.1%; एच पी = 3.8%;

एस आर 4 = 2.9%; एन आर= 1.1%; हे आर= 9,1%

इन राशियों को सूत्र (27) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं वी डिग्री बी =

0,0889 (52,1 + 0,375 2,9) + 0,265 3,8 - - 0.0333 9.1 = 5.03 एम3 / किग्रा।

उदाहरण 6. निम्नलिखित संरचना की शुष्क गैस के 1 m3 के दहन के लिए आवश्यक हवा की सैद्धांतिक मात्रा निर्धारित करें:

सीएच 4 = 76.7%; सी 2 एच 6 = 4.5%; सी 3 एच 8 = 1.7%; सी 4 एच 10 = 0.8%; C5H12 = 0.6%; एच 2 = 1%; सी0 2 = 0.2%; प्रति, = 14,5%.

संख्यात्मक मानों को सूत्र (29) में प्रतिस्थापित करने पर, हम प्राप्त करते हैं

ग्रिप गैसों की सैद्धांतिक मात्रा।ईंधन के पूर्ण दहन के साथ, भट्ठी से निकलने वाली ग्रिप गैसों में शामिल हैं: कार्बन डाइऑक्साइड 2, Н 2 वाष्प (ईंधन हाइड्रोजन के दहन के दौरान गठित), सल्फर डाइऑक्साइड SO 2, नाइट्रोजन N 2 - भट्ठी में प्रवेश करने वाली तटस्थ गैस वायुमंडलीय ऑक्सीजन, ईंधन 2 की संरचना से नाइट्रोजन, साथ ही अतिरिक्त वायु 2 की ऑक्सीजन। ईंधन के अपूर्ण दहन के मामले में, कार्बन मोनोऑक्साइड सीओ, हाइड्रोजन एच 2 और मीथेन सीएच 4 को संकेतित तत्वों में जोड़ा जाता है। गणना की सुविधा के लिए, दहन उत्पादों को शुष्क गैसों और जल वाष्प में विभाजित किया जाता है।

गैसीय दहन उत्पादों में त्रिकोणीय गैसें सीओ 2 और एसओ 2 होते हैं, जिनमें से योग आमतौर पर प्रतीक आरओ 2, और डायटोमिक गैसों - ऑक्सीजन ओ 2 और नाइट्रोजन एन 2 द्वारा दर्शाया जाता है।

तब समानता दिखाई देगी:

पूर्ण दहन के साथ

आर0 2 + 0 2 + एन 2 = 100%, (31)

अपूर्ण दहन के साथ

आर0 2 + 0 2 + एन 2 + सीओ = 100%;

शुष्क त्रिपरमाण्विक गैसों का आयतन CO2 और SO2 गैसों के द्रव्यमान को सामान्य परिस्थितियों में उनके घनत्व से विभाजित करके ज्ञात किया जाता है।

Pso 2 = 1.94 और Pso 2 = 2.86 kg/m3 सामान्य परिस्थितियों में कार्बन डाइऑक्साइड और सल्फर डाइऑक्साइड के घनत्व हैं।

दहन नियंत्रण (दहन के मूल सिद्धांत)

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इष्टतम दहन के लिए, सैद्धांतिक गणना से अपेक्षा से अधिक हवा का उपयोग किया जाना चाहिए। रासायनिक प्रतिक्रिया(स्टोइकोमेट्रिक वायु)।

यह सभी उपलब्ध ईंधन को ऑक्सीकरण करने की आवश्यकता के कारण है।

हवा की वास्तविक मात्रा और हवा की स्टोइकोमेट्रिक मात्रा के बीच के अंतर को अतिरिक्त हवा कहा जाता है। आमतौर पर अतिरिक्त हवा ईंधन और बर्नर के प्रकार के आधार पर 5% से 50% के बीच होती है।

आम तौर पर, ईंधन को ऑक्सीकरण करना जितना कठिन होता है, उतनी ही अधिक हवा की आवश्यकता होती है।

हवा की अधिक मात्रा अत्यधिक नहीं होनी चाहिए। अत्यधिक दहन हवा की आपूर्ति ग्रिप गैस के तापमान को कम करती है और गर्मी जनरेटर की गर्मी की कमी को बढ़ाती है। इसके अलावा, अतिरिक्त हवा की एक निश्चित सीमित मात्रा के साथ, मशाल बहुत अधिक ठंडा हो जाता है और सीओ और कालिख बनने लगती है। इसके विपरीत, अपर्याप्त हवा अपूर्ण दहन और ऊपर वर्णित समान समस्याओं का कारण बनेगी। इसलिए, ईंधन के पूर्ण दहन और उच्च दहन दक्षता को सुनिश्चित करने के लिए, अतिरिक्त हवा की मात्रा को बहुत सटीक रूप से समायोजित किया जाना चाहिए।

दहन पूर्णता और दक्षता को एकाग्रता माप द्वारा सत्यापित किया जाता है कार्बन मोनोआक्साइडग्रिप गैसों में CO. यदि कार्बन मोनोऑक्साइड नहीं है, तो दहन पूरी तरह से हुआ है।

अतिरिक्त वायु स्तर की गणना परोक्ष रूप से ग्रिप गैस में मुक्त ऑक्सीजन ओ 2 और / या कार्बन डाइऑक्साइड सीओ 2 की एकाग्रता को मापकर की जा सकती है।

वायु की मात्रा मापी गई कार्बन आयतन प्रतिशत का लगभग 5 गुना होगी।

सीओ 2 के लिए, ग्रिप गैसों में इसकी मात्रा केवल ईंधन में कार्बन की मात्रा पर निर्भर करती है, न कि अतिरिक्त हवा की मात्रा पर। इसकी निरपेक्ष मात्रा स्थिर होगी, और मात्रा का प्रतिशत ग्रिप गैस में अतिरिक्त हवा की मात्रा के आधार पर अलग-अलग होगा। अतिरिक्त हवा की अनुपस्थिति में, CO2 की मात्रा अधिकतम होगी, अतिरिक्त हवा की मात्रा में वृद्धि के साथ, ग्रिप गैसों में CO2 का आयतन प्रतिशत कम हो जाता है। कम अतिरिक्त हवा से मेल खाती है अधिकसीओ 2 और इसके विपरीत, इसलिए दहन अधिक कुशल होता है जब सीओ 2 की मात्रा अपने अधिकतम मूल्य के करीब होती है।

ग्रिप गैस संरचना को "दहन त्रिकोण" या ओस्टवाल्ड त्रिकोण का उपयोग करके एक साधारण ग्राफ पर प्रदर्शित किया जा सकता है, जिसे प्रत्येक प्रकार के ईंधन के लिए प्लॉट किया जाता है।

इस ग्राफ के साथ, CO 2 और O 2 के प्रतिशत को जानकर, हम CO सामग्री और अतिरिक्त हवा की मात्रा निर्धारित कर सकते हैं।

एक उदाहरण के रूप में, अंजीर। 10 मीथेन के दहन त्रिकोण को दर्शाता है।

चित्रा 10. मीथेन के लिए दहन त्रिकोण

एक्स-अक्ष ओ 2 के प्रतिशत को इंगित करता है, वाई-अक्ष सीओ 2 के प्रतिशत को इंगित करता है। कर्ण बिंदु ए से जाता है, सीओ 2 की अधिकतम सामग्री (ईंधन के आधार पर) ओ 2 की शून्य सामग्री पर, सीओ 2 की शून्य सामग्री और ओ 2 (21%) की अधिकतम सामग्री के अनुरूप बिंदु बी तक जाता है। बिंदु ए स्टोइकोमेट्रिक दहन की स्थितियों से मेल खाती है, बिंदु बी दहन की अनुपस्थिति से मेल खाती है। कर्ण एक आदर्श सीओ मुक्त दहन के अनुरूप बिंदुओं का समूह है।

कर्ण के समानांतर सीधी रेखाएँ CO के विभिन्न प्रतिशतों के अनुरूप होती हैं।

मान लीजिए कि हमारा सिस्टम मीथेन से भरा हुआ है और ग्रिप गैस विश्लेषण से पता चला है कि सीओ 2 सामग्री 10% है और ओ 2 सामग्री 3% है। मीथेन गैस के त्रिभुज से, हम पाते हैं कि CO सामग्री 0 है और अतिरिक्त वायु सामग्री 15% है।

तालिका 5 के लिए अधिकतम सीओ 2 सामग्री दिखाती है विभिन्न प्रकारईंधन और मूल्य जो इष्टतम दहन से मेल खाता है। अनुभव के आधार पर इस मान की अनुशंसा और गणना की जाती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि जब केंद्रीय कॉलम से अधिकतम मूल्य लिया जाता है, तो अध्याय 4.3 में वर्णित प्रक्रिया के बाद उत्सर्जन को मापना आवश्यक है।

जनरेटर, ब्लास्ट फर्नेस और कोक ओवन गैसों और उनके मिश्रण के दहन के लिए सैद्धांतिक रूप से आवश्यक हवा की मात्रा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

वी 0 4.762 / 100 * ((% सीओ 2 +% एच 2) / 2 + 2 % सीएच 4 + 3 % सी 2 एच 4 + 1.5 % एच 2 एस -% ओ 2) एनएम 3 / एनएम 3 , जहां% - मात्रा से।

दहन वायु की सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा प्राकृतिक गैस:

वी 0 4.762 / 100 * (2 % सीएच 4 + 3.5 % सी 2 एच 6 + 5 % सी 3 एच 8 + 6.5 % सी 4 एच 10 + 8 % सी 5 एच 12), एनएम 3 / एनएम 3, जहां% - मात्रा से।

ठोस और तरल ईंधन के दहन के लिए सैद्धांतिक रूप से आवश्यक हवा की मात्रा:

वी 0 = 0.0889 % सी पी + 0.265 ⋅% एच पी - 0.0333 ⋅ (% ओ पी -% एस पी), एनएम 3 / किग्रा, जहां% वजन से है।

दहन हवा की वास्तविक मात्रा

एक सैद्धांतिक के साथ ईंधन जलाते समय दहन की आवश्यक पूर्णता आवश्यक राशिवायु, अर्थात् वी 0 (α = 1) पर, केवल तभी प्राप्त किया जा सकता है जब ईंधन पूरी तरह से दहन हवा के साथ मिश्रित हो और गैसीय रूप में तैयार गर्म (स्टोइकोमेट्रिक) मिश्रण हो। यह प्राप्त किया जाता है, उदाहरण के लिए, जब ज्वलनशील बर्नर का उपयोग करके गैसीय ईंधन को जलाना और विशेष बर्नर का उपयोग करके अपने प्रारंभिक गैसीकरण के साथ तरल ईंधन को जलाना।

ईंधन के दहन के लिए हवा की वास्तविक मात्रा हमेशा सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा से अधिक होती है, क्योंकि व्यावहारिक परिस्थितियों में पूर्ण दहन के लिए लगभग हमेशा कुछ अतिरिक्त हवा की आवश्यकता होती है। हवा की वास्तविक मात्रा सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती है:

वी α = αV 0, एनएम 3 / किग्रा या एनएम 3 / एनएम 3 ईंधन,

जहां α अतिरिक्त वायु गुणांक है।

फ्लेयर दहन के मामले में, जब दहन के दौरान ईंधन को हवा के साथ मिलाया जाता है, गैस, ईंधन तेल और चूर्णित ईंधन के लिए, अतिरिक्त वायु गुणांक α = 1.05–1.25 होता है। जब गैस जलती है जो पूरी तरह से हवा के साथ मिश्रित होती है, और जब प्रारंभिक गैसीकरण के साथ ईंधन तेल जलता है और हवा के साथ तेल गैस का गहन मिश्रण होता है, तो α = 1.00–1.05। निरंतर ईंधन आपूर्ति और राख हटाने के साथ यांत्रिक भट्टियों में कोयला, एन्थ्रेसाइट और पीट जलाने की स्तरित विधि के साथ - α = 1.3–1.4। भट्टियों को मैन्युअल रूप से संचालित करते समय: एन्थ्रेसाइट जलते समय, α = 1.4, जलते समय कोयलाα = 1.5–1.6, भूरा कोयला जलाते समय, α = 1.6–1.8। अर्ध-गैस भट्टियों के लिए α = 1.1–1.2।

वायुमंडलीय हवा में नमी की एक निश्चित मात्रा होती है - डीजी / किग्रा शुष्क हवा। इसलिए, दहन के लिए आवश्यक आर्द्र वायुमंडलीय हवा की मात्रा उपरोक्त सूत्रों का उपयोग करके गणना की गई मात्रा से अधिक होगी:

वी बी ओ = (1 + 0.0016 डी) वी ओ, एनएम 3 / किग्रा या एनएम 3 / एनएम 3,

वी बी α = (1 + 0.0016d) वी α, एनएम 3 / किग्रा या एनएम 3 / एनएम 3.

यहां 0.0016 = 1.293 / (0.804 * 1000) वायु नमी की भार इकाइयों का रूपांतरण कारक है, जिसे शुष्क हवा के जी / किग्रा में व्यक्त किया जाता है, मात्रा इकाइयों में - 1 एनएम 3 शुष्क हवा में निहित जल वाष्प का एनएम 3।

दहन उत्पादों की मात्रा और संरचना

जनरेटर, ब्लास्ट फर्नेस, कोक ओवन गैसों और उनके मिश्रण के लिए, α के बराबर अतिरिक्त वायु गुणांक के साथ दहन के दौरान पूर्ण दहन के व्यक्तिगत उत्पादों की मात्रा:

कार्बन डाइऑक्साइड की मात्रा

वी सीओ 2 = 0.01 (% सीओ 2 +% सीओ +% सीएच 4 + 2 ⋅% सी 2 एच 4), एनएम 3 / एनएम 3

सल्फर डाइऑक्साइड की मात्रा

वी SO2 = 0.01 % एच 2 एस एनएम 3 / एनएम 3;

जलवाष्प की मात्रा

वी एच 2 ओ = 0.01 (% एच 2 + 2 ⋅% सीएच 4 + 2 ⋅% सी 2 एच 4 +% एच 2 एस +% एच 2 ओ + 0.16 डी ⋅ वी α), एनएम 3 / एनएम 3,

जहां 0.16d V B á nm 3 / nm 3 नम वायुमंडलीय हवा द्वारा इसकी नमी सामग्री d g / kg शुष्क हवा में पेश किए गए जल वाष्प की मात्रा है;

गैस से स्थानांतरित नाइट्रोजन की मात्रा और हवा के साथ पेश की गई

अतिरिक्त हवा द्वारा शुरू की गई मुक्त ऑक्सीजन की मात्रा

वी ओ 2 = 0.21 (α - 1) वी ओ, एनएम 3 / एनएम 3।

जनरेटर, ब्लास्ट फर्नेस, कोक ओवन गैसों और उनके मिश्रण के दहन उत्पादों की कुल मात्रा उनके व्यक्तिगत घटकों के योग के बराबर है:

वी डीजी = 0.01 (% सीओ 2 +% सीओ +% एच 2 + 3 ⋅% सीएच 4 + 4 ⋅% सी 2 एच 4 + 2 ⋅% एच 2 एस +% एच 2 ओ +% एन 2) + + वीओ ( α + 0.0016 dα - 0.21), एनएम 3 / एनएम 3।

प्राकृतिक गैस के लिए, पूर्ण दहन के व्यक्तिगत उत्पादों की मात्रा सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती है:

वी सीओ 2 = 0.01 (% सीओ 2 +% सीएच 4 + 2 % सी 2 एच 6 + 3 ⋅% सी 3 एच 8 + 4 % सी 4 एच 10 + 5 % सी 5 एच 12) एनएम 3 / एनएम 3 ;

वी एच 2 ओ = 0.01 (2 ⋅% सीएच 4 + 3 ⋅% सी 2 एच 6 + 4 ⋅% सी 3 एच 8 + 5 ⋅% सी 4 एच 10 + 6 ⋅% सी 5 एच 12 +% एच 2 ओ + 0.0016 डी वी α) एनएम 3 / एनएम 3;

वी एन 2 = 0.01 ⋅% एन 2 + 0.79 वी α, एनएम 3 / एनएम 3;

वी ओ 2 = 0.21 (α - 1) वी ओ, एनएम 3 / एनएम 3।

प्राकृतिक गैस दहन उत्पादों की कुल मात्रा:

वी डीजी = 0.01 (% सीओ 2 + 3 % सीएच 4 + 5 % सी 2 एच 6 +7 ⋅% सी 3 एच 8 + 9 ⋅% सी 4 एच 10 + 11 ⋅% सी 5 एच 12 +% एच 2 ओ + +% एन 2) + वीओ (α + 0.0016dα - 0.21), एनएम 3 / एनएम 3.

ठोस और तरल ईंधन के लिए, पूर्ण दहन के व्यक्तिगत उत्पादों की संख्या:

वी सीओ 2 = 0.01855% सी पी, एनएम 3 / किग्रा (बाद में,% द्रव्यमान द्वारा काम कर रहे गैस में तत्वों का प्रतिशत है);

वी SO2 = 0.007% एस पी एनएम 3 / किग्रा।

ठोस और तरल ईंधन के लिए

वी एच 2 ओ सीएचएम = 0.112 ⋅% एच पी, एनएम 3 / किग्रा,

जहाँ V H2O CHM - हाइड्रोजन के दहन के दौरान बनने वाली जलवाष्प।

वी एच2ओ मेक्स = 0.0124% डब्ल्यू पी, एनएम 3 / किग्रा,

जहाँ V H2O MEX - काम करने वाले ईंधन में नमी के वाष्पीकरण के दौरान बनने वाला जल वाष्प।

यदि तरल ईंधन के छिड़काव के लिए W PAR किग्रा / किग्रा ईंधन की मात्रा में भाप की आपूर्ति की जाती है, तो जल वाष्प की मात्रा में 1.24 W PAR nm 3 / किग्रा ईंधन का मूल्य जोड़ा जाना चाहिए। नमी सामग्री d g / kg शुष्क हवा में वायुमंडलीय वायु द्वारा पेश की गई नमी 0.0016 d V á nm 3 / kg ईंधन है। अत: जलवाष्प की कुल मात्रा:

वी एच 2 ओ = 0.112 ⋅% एच पी + 0.0124 (% डब्ल्यू पी + 100 ⋅% डब्ल्यू पीएआर) + 0.0016 डी वी á, एनएम 3 / किग्रा।

वी एन 2 = 0.79 वी α + 0.008 ⋅% एन पी, एनएम 3 / किग्रा

वी ओ 2 = 0.21 (α - 1) वी ओ, एनएम 3 / किग्रा।

ठोस और तरल ईंधन के दहन उत्पादों के निर्धारण के लिए सामान्य सूत्र:

वी डीजी = 0.01 + वी ओ (α + + 0.0016 डीα - 0.21) एनएम 3 / किग्रा।

हवा की सैद्धांतिक रूप से आवश्यक मात्रा (वीओ एनएम 3 / किग्रा, वीओ एनएम 3 / एनएम 3) के साथ ईंधन के दहन के दौरान ग्रिप गैसों की मात्रा 1.0 के अतिरिक्त वायु अनुपात के साथ दिए गए गणना सूत्रों द्वारा निर्धारित की जाती है, जबकि की संरचना दहन उत्पाद ऑक्सीजन से मुक्त होंगे।

1. ऊर्जा दक्षता, इसकी नवीनता और इसके बारे में जागरूकता बढ़ाने के लिए प्रस्तावित प्रौद्योगिकी (विधि) का विवरण।

बॉयलर में ईंधन जलाते समय, "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत हवा की मात्रा के 3 से 70% (सक्शन कप को छोड़कर) हो सकता है, जिसकी ऑक्सीजन ईंधन के ऑक्सीकरण (दहन) की रासायनिक प्रतिक्रिया में शामिल होती है।

ईंधन दहन प्रक्रिया में भाग लेने वाली "अतिरिक्त हवा" वायुमंडलीय हवा का वह हिस्सा है, जिसकी ऑक्सीजन ईंधन के ऑक्सीकरण (दहन) की रासायनिक प्रतिक्रिया में भाग नहीं लेती है, लेकिन आवश्यक प्रवाह दर बनाने के लिए आवश्यक है बॉयलर बर्नर से ईंधन-वायु मिश्रण। "अतिरिक्त वायु" एक परिवर्तनशील मान है और उसी बॉयलर के लिए यह जलने वाले ईंधन की मात्रा के व्युत्क्रमानुपाती होता है, या कम ईंधन जलाया जाता है, इसके ऑक्सीकरण (दहन) के लिए कम ऑक्सीजन की आवश्यकता होती है, लेकिन अधिक "अतिरिक्त हवा" होती है। आवश्यक गति बनाने के लिए बॉयलर बर्नर से ईंधन-वायु मिश्रण का बहिर्वाह आवश्यक है। ईंधन के पूर्ण दहन के लिए उपयोग किए जाने वाले कुल वायु प्रवाह में "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत निकास ग्रिप गैस में ऑक्सीजन के प्रतिशत से निर्धारित होता है।

यदि "अतिरिक्त हवा" का प्रतिशत कम हो जाता है, तो कार्बन मोनोऑक्साइड "सीओ" (जहरीली गैस) निकास ग्रिप गैसों में दिखाई देगी, जो इंगित करती है कि ईंधन कम जल रहा है; इसका नुकसान, और "अतिरिक्त हवा" के उपयोग से इसके ताप के लिए तापीय ऊर्जा का नुकसान होता है, जिससे ईंधन की खपत बढ़ जाती है और उत्सर्जन बढ़ जाता है ग्रीन हाउस गैसेंवातावरण में "सीओ 2"।

वायुमंडलीय हवा में 79% नाइट्रोजन होता है (एन 2 रंग, स्वाद और गंध के बिना एक अक्रिय गैस है), जो बिजली संयंत्र के बर्नर डिवाइस से ईंधन-वायु मिश्रण के बहिर्वाह के लिए आवश्यक गति शासन बनाने का मुख्य कार्य करता है। ईंधन के पूर्ण और स्थिर दहन के लिए और 21% ऑक्सीजन (O2), जो एक ईंधन ऑक्सीकारक है। बॉयलर इकाइयों में प्राकृतिक गैस के दहन के नाममात्र मोड में ग्रिप गैसों में 71% नाइट्रोजन (N 2), 18% पानी (Н 2 ), 9% कार्बन डाइऑक्साइड (СО 2) और 2% ऑक्सीजन (О 2) शामिल हैं। फ़्लू गैसों में ऑक्सीजन का प्रतिशत 2% (भट्ठी से बाहर निकलने पर) के बराबर होता है, जो कुल वायु प्रवाह में 10% अतिरिक्त वायुमंडलीय हवा को इंगित करता है जो ईंधन-वायु मिश्रण के बहिर्वाह के लिए आवश्यक गति व्यवस्था बनाने में शामिल है। पूर्ण ऑक्सीकरण (दहन) ईंधन के लिए बॉयलर इकाई का बर्नर उपकरण।

बॉयलरों में ईंधन के पूर्ण दहन की प्रक्रिया में, "अतिरिक्त हवा" की जगह, ग्रिप गैसों का उपयोग करना आवश्यक है, जो NOx (90.0% तक) के गठन को रोकेगा और "ग्रीनहाउस गैसों" (СО) के उत्सर्जन को कम करेगा। 2), साथ ही जले हुए ईंधन की खपत (1.5% तक)।

आविष्कार गर्मी बिजली इंजीनियरिंग से संबंधित है, विशेष रूप से दहन के लिए बिजली संयंत्रों के लिए विभिन्न प्रकारबिजली संयंत्रों में ईंधन के दहन के लिए ईंधन और ग्रिप गैसों के उपयोग के तरीके।

ईंधन के दहन के लिए बिजली संयंत्र में एक भट्टी (1) बर्नर के साथ (2) और एक संवहन ग्रिप (3) एक स्मोक एग्जॉस्टर (4) और एक चिमनी (5) से चिमनी (6) से जुड़ी होती है; एक बाहरी वायु वाहिनी (9) चिमनी से जुड़ी है (5) एक ग्रिप गैस बाईपास पाइपलाइन (11) और एक बाहरी वायु / ग्रिप गैस मिश्रण वाहिनी (14), जो एक ब्लोअर (13) से जुड़ी है; एयर डक्ट (9) पर स्थापित एक थ्रॉटल (10) और ग्रिप गैस बाईपास पाइपलाइन (11) पर लगा एक वाल्व (12), और थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) एक्चुएटर्स से लैस हैं; एक वायु हीटर (8) एक संवहन गैस वाहिनी (3) में स्थित है, जो एक ब्लोअर (13) से जुड़ा है और बाहरी हवा और ग्रिप गैसों के गर्म मिश्रण के एक वायु वाहिनी (15) के माध्यम से बर्नर (2) से जुड़ा है; एक ग्रिप गैस सैंपलिंग सेंसर (16) इनलेट पर संवहनी गैस डक्ट (3) में स्थापित होता है और ग्रिप गैसों में ऑक्सीजन और कार्बन मोनोऑक्साइड सामग्री का निर्धारण करने के लिए एक गैस विश्लेषक (17) से जुड़ा होता है; इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई (18), जो गैस विश्लेषक (17) और थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) के एक्चुएटर्स से जुड़ा है। ईंधन के दहन के लिए ग्रिप गैसों के उपयोग की विधि बिजली संयंत्रचिमनी (5) से वायुमंडलीय से अधिक स्थिर दबाव के साथ ग्रिप गैसों के एक हिस्से का चयन शामिल है और इसे ग्रिप गैस बाईपास पाइपलाइन (11) के माध्यम से बाहरी वायु वाहिनी (9) में बाहरी स्थिर दबाव के साथ आपूर्ति करना शामिल है। वायुमंडलीय से कम हवा; इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण इकाई (18) द्वारा नियंत्रित थ्रॉटल (10) और वाल्व (12) के एक्चुएटर्स द्वारा बाहरी हवा और ग्रिप गैसों की आपूर्ति का विनियमन, ताकि बाहरी हवा में ऑक्सीजन का प्रतिशत कम हो जाए जिस स्तर पर संवहन ग्रिप के प्रवेश द्वार पर (3) कार्बन मोनोऑक्साइड की अनुपस्थिति में ग्रिप गैसों में ऑक्सीजन की मात्रा 1% से कम थी; बाहरी हवा और ग्रिप गैसों का एक सजातीय मिश्रण प्राप्त करने के लिए डक्ट (14) और ब्लोअर (13) में बाहरी हवा के साथ ग्रिप गैसों का मिश्रण; ग्रिप गैसों की गर्मी के उपयोग के कारण एयर हीटर (8) में परिणामी मिश्रण को गर्म करना; वायु वाहिनी (15) के माध्यम से बर्नर (2) को गर्म मिश्रण की आपूर्ति।

2. बड़े पैमाने पर अपनाने के साथ ऊर्जा दक्षता में वृद्धि का परिणाम।
बॉयलर हाउस, सीएचपीपी या एसडीपीपी में 1.5% तक जलने वाले ईंधन की बचत

3. क्या इस तकनीक के कार्यान्वयन के लिए वस्तुओं की सूची का विस्तार करने के लिए अतिरिक्त शोध की आवश्यकता है?
यह मौजूद है क्योंकि प्रस्तावित तकनीक को आंतरिक दहन इंजन और गैस टरबाइन संयंत्रों पर भी लागू किया जा सकता है।

4. प्रस्तावित ऊर्जा कुशल प्रौद्योगिकी को बड़े पैमाने पर लागू नहीं करने के कारण।
मुख्य कारण प्रस्तावित प्रौद्योगिकी की नवीनता और ताप विद्युत इंजीनियरिंग के क्षेत्र में विशेषज्ञों की मनोवैज्ञानिक जड़ता है। ऊर्जा और पर्यावरण मंत्रालय, बिजली और गर्मी पैदा करने वाली ऊर्जा कंपनियों में प्रस्तावित तकनीक में मध्यस्थता करना आवश्यक है।

5. प्रस्तावित प्रौद्योगिकी (विधि) के कार्यान्वयन के लिए प्रोत्साहन, जबरदस्ती, प्रोत्साहन के मौजूदा उपाय और उनके सुधार की आवश्यकता।
बॉयलर इकाइयों से NOx उत्सर्जन के लिए नई, अधिक कठोर पर्यावरणीय आवश्यकताओं का परिचय

6. विभिन्न वस्तुओं पर प्रौद्योगिकी (विधि) के उपयोग पर तकनीकी और अन्य प्रतिबंधों की उपस्थिति।
किसी भी प्रकार के ईंधन को जलाने वाले बॉयलरों के लिए "जून 19, 2003 नंबर 229 के रूसी संघ के ऊर्जा मंत्रालय के रूसी संघ के आदेश के बिजली संयंत्रों और नेटवर्क के तकनीकी संचालन के नियम" खंड 4.3.25 के प्रभाव का विस्तार करें। निम्नलिखित संस्करण में: "... किसी भी ईंधन को जलाने वाले भाप बॉयलरों पर, भार की नियंत्रण सीमा में, इसका दहन, एक नियम के रूप में, 1.03 से कम भट्ठी के आउटलेट पर अतिरिक्त वायु गुणांक के साथ किया जाना चाहिए ... ".

7. अनुसंधान एवं विकास और अतिरिक्त परीक्षण की आवश्यकता; काम के विषय और लक्ष्य।
प्रस्तावित प्रौद्योगिकी के साथ गर्मी और बिजली कंपनियों के कर्मचारियों को परिचित करने के लिए दृश्य सूचना (शैक्षिक फिल्म) प्राप्त करने के लिए अनुसंधान एवं विकास की आवश्यकता है।

8. इस तकनीक (विधि) के उपयोग को विनियमित करने वाले फरमानों, नियमों, निर्देशों, मानकों, आवश्यकताओं, निषेधात्मक उपायों और अन्य दस्तावेजों की उपलब्धता और निष्पादन के लिए अनिवार्य; उन्हें संशोधित करने की आवश्यकता या इन दस्तावेजों के निर्माण के सिद्धांतों को बदलने की आवश्यकता; पूर्व मौजूदा नियामक दस्तावेज, विनियम और उनकी बहाली की आवश्यकता।
"जून 19, 2003 नंबर 229 के रूसी संघ के ऊर्जा मंत्रालय के रूसी संघ के आदेश के बिजली संयंत्रों और नेटवर्क के तकनीकी संचालन के नियमों" के कार्यों का विस्तार करें।

पी. 4.3.25 किसी भी प्रकार के ईंधन को जलाने वाले बॉयलरों के लिए। अगले संस्करण में: "... ईंधन जलाने वाले भाप बॉयलरों पर, भार की नियंत्रण सीमा में, इसका दहन, एक नियम के रूप में, भट्ठी से आउटलेट पर 1.03 से कम हवा के अतिरिक्त गुणांक के साथ किया जाना चाहिए ...».

पृष्ठ 4.3.28। "... सल्फरस फ्यूल ऑइल बॉयलर की फायरिंग को प्री-स्विच ऑन एयर हीटिंग सिस्टम (एयर हीटर, हॉट एयर रीसर्क्युलेशन सिस्टम) के साथ किया जाना चाहिए। तेल बॉयलर पर जलाने की प्रारंभिक अवधि के दौरान एयर हीटर के सामने हवा का तापमान, एक नियम के रूप में, कम से कम 90 डिग्री सेल्सियस होना चाहिए। किसी अन्य प्रकार के ईंधन का उपयोग करके बॉयलर को फायर करना एयर रीसर्क्युलेशन सिस्टम को चालू करके किया जाना चाहिए।»

9. नए विकसित करने या मौजूदा कानूनों और विनियमों को बदलने की आवश्यकता।
की जरूरत नहीं है

10. संचित अनुभव को ध्यान में रखते हुए कार्यान्वित पायलट परियोजनाओं की उपलब्धता, उनकी वास्तविक प्रभावशीलता का विश्लेषण, कमियों की पहचान और प्रौद्योगिकी में सुधार के प्रस्ताव।
प्रस्तावित तकनीक का परीक्षण एक दीवार पर किया गया था गैस बॉयलर 24.0 kW की मामूली शक्ति के साथ, लेकिन 8.0 kW के भार के तहत, इमारत के मोर्चे पर ग्रिप गैसों (प्राकृतिक गैस के दहन उत्पादों) के मजबूर ड्राफ्ट और आउटलेट के साथ। बॉयलर की समाक्षीय चिमनी के फ्लेयर डिस्चार्ज से 0.5 मीटर की दूरी पर स्थापित एक डक्ट के माध्यम से बायलर को ग्रिप गैसों की आपूर्ति की गई थी। बॉक्स ने आउटगोइंग ग्रिप गैस नलिकाओं को रखा, जिसने बदले में प्राकृतिक गैस के पूर्ण दहन के लिए आवश्यक "अतिरिक्त हवा" को बदल दिया, और बॉयलर गैस डक्ट आउटलेट (एक नियमित स्थान पर) में स्थापित गैस विश्लेषक के साथ उत्सर्जन की निगरानी की गई। प्रयोग के परिणामस्वरूप, NOx उत्सर्जन को 86.0% तक कम करना और "ग्रीनहाउस गैसों" CO2 के उत्सर्जन को 1.3% तक कम करना संभव था।

11. इस तकनीक के बड़े पैमाने पर परिचय के दौरान अन्य प्रक्रियाओं को प्रभावित करने की संभावना (पर्यावरण की स्थिति में परिवर्तन, मानव स्वास्थ्य पर संभावित प्रभाव, बिजली आपूर्ति की विश्वसनीयता में वृद्धि, दैनिक या मौसमी भार कार्यक्रम बदलना) ऊर्जा उपकरण, ऊर्जा के उत्पादन और संचरण के आर्थिक संकेतकों में परिवर्तन, आदि)।
मानव स्वास्थ्य को प्रभावित करने वाली पर्यावरणीय स्थिति में सुधार और गर्मी उत्पादन के लिए ईंधन की लागत में कमी।

12. शुरू की गई प्रौद्योगिकी के संचालन और उत्पादन के विकास के लिए योग्य कर्मियों के विशेष प्रशिक्षण की आवश्यकता।
प्रस्तावित प्रौद्योगिकी के साथ बॉयलर इकाइयों के मौजूदा परिचालन कर्मियों का प्रशिक्षण पर्याप्त होगा।

13. कार्यान्वयन के प्रस्तावित तरीके:
वाणिज्यिक वित्तपोषण (लागत की प्रतिपूर्ति के साथ), क्योंकि प्रस्तावित तकनीक अधिकतम दो वर्षों के भीतर अपने लिए भुगतान करती है।

द्वारा प्रदान की गई जानकारी: वाई। पैनफिल, पीओ बॉक्स 2150, चिसीनाउ, मोल्दोवा, एमडी 2051, ई-मेल: [ईमेल संरक्षित]


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