Liepsnos plitimo procesai, nepilnas degimas. Gamtinių dujų

Dujų deginimas yra šių procesų derinys:

Degiųjų dujų maišymas su oru

mišinio pašildymas

terminis degiųjų komponentų skilimas,

Degiųjų komponentų uždegimas ir cheminis derinys su atmosferos deguonimi, kartu su degiklio susidarymu ir intensyviu šilumos išsiskyrimu.

Metano degimas vyksta pagal reakciją:

CH 4 + 2O 2 \u003d CO 2 + 2H 2 O

Dujoms deginti reikalingos sąlygos:

Užtikrinti reikiamą degiųjų dujų ir oro santykį,

kaitinimas iki užsidegimo temperatūros.

Jei dujų ir oro mišinys yra mažesnis už apatinę degumo ribą, jis nesudegs.

Jei dujų ir oro mišinyje yra daugiau dujų nei viršutinė degumo riba, jis visiškai nesudegs.

Visiško dujų degimo produktų sudėtis:

CO 2 – anglies dioksidas

H 2 O – vandens garai

* N 2 - azotas (degimo metu nereaguoja su deguonimi)

Nevisiško dujų degimo produktų sudėtis:

CO - smalkės

C - suodžiai.

1 m 3 gamtinių dujų sudeginimui reikia 9,5 m 3 oro. Praktiškai oro suvartojimas visada didesnis.

Požiūris faktinis suvartojimas oras teoriškai reikalingas srautas vadinamas oro pertekliaus koeficientu: α = L/L t .,

Kur: L- faktinės išlaidos;

L t – teoriškai reikalingas srautas.

Oro pertekliaus koeficientas visada yra didesnis nei vienas. Gamtinių dujų atveju jis yra 1,05–1,2.

2. Momentinių vandens šildytuvų paskirtis, įtaisas ir pagrindinės charakteristikos.

Dujiniai vandens šildytuvai. Skirtas pašildyti vandenį iki tam tikros temperatūros nutekėjimo metu.Tekančio vandens šildytuvai skirstomi pagal šiluminės galios apkrovą: 33600, 75600, 105000 kJ, pagal automatizavimo laipsnį - į aukščiausias ir pirmas klases. efektyvumą vandens šildytuvai 80%, oksidų kiekis ne didesnis kaip 0,05%, degimo produktų temperatūra už traukos pertraukiklio yra ne mažesnė kaip 180 0 C. Principas pagrįstas vandens šildymu ištraukimo laikotarpiu.

Pagrindiniai momentinių vandens šildytuvų mazgai yra: dujų degiklis, šilumokaitis, automatikos sistema ir dujų išvadas. Dujos žemas spaudimas paduodamas į įpurškimo degiklį. Degimo produktai praeina per šilumokaitį ir išleidžiami į kaminą. Degimo šiluma perduodama vandeniui, tekančiam per šilumokaitį. Gaisro kamerai aušinti naudojama gyvatė, per kurią cirkuliuoja vanduo, einantis per šildytuvą. Dujiniuose momentiniuose vandens šildytuvuose yra įrengti dujų išmetimo įtaisai ir traukos pertraukikliai, kurie, esant trumpam traukos pažeidimui, neleidžia užgesti dujinio degiklio liepsnai. Yra dūmtakio vamzdis prijungimui prie kamino.

Dujos momentinis vandens šildytuvas– HSV. Korpuso priekinėje sienelėje yra: dujų čiaupų valdymo rankenėlė, mygtukas, skirtas įjungti solenoidinį vožtuvą ir apžvalgos langas, skirtas stebėti pagrindinio ir pagrindinio degiklio liepsną. Įrenginio viršuje yra dūmų šalinimo įrenginys, apačioje yra vamzdžių atšakos, skirtos įrenginiui prijungti prie dujų ir vandens sistemų. Dujos patenka į solenoidinį vožtuvą, vandens ir dujų degiklio bloko dujų uždarymo vožtuvas nuosekliai įjungia pilotinį degiklį ir tiekia dujas į pagrindinį degiklį.

Blokuoti dujų srautą į pagrindinį degiklį, kai privalomas darbas uždegiklis, atlieka solenoidinį vožtuvą, veikiantį iš termoporos. Dujų tiekimo į pagrindinį degiklį blokavimas, atsižvelgiant į vandens įsiurbimo buvimą, atliekamas vožtuvu, varomu per kotą iš vandens bloko vožtuvo membranos.

antropotoksinai;

Polimerinių medžiagų naikinimo produktai;

Medžiagos, patenkančios į patalpą su užterštu atmosferos oru;

Iš polimerinių medžiagų išsiskiriančios cheminės medžiagos net ir nedideliais kiekiais gali smarkiai sutrikdyti gyvo organizmo būklę, pavyzdžiui, esant alerginei polimerinių medžiagų sąlyčiai.

Lakiųjų medžiagų išsiskyrimo intensyvumas priklauso nuo polimerinių medžiagų eksploatavimo sąlygų – temperatūros, drėgmės, oro mainų greičio, veikimo laiko.

Nustatyta tiesioginė oro aplinkos cheminės taršos lygio priklausomybė nuo bendro patalpų prisotinimo. polimerinės medžiagos.

Augantis organizmas yra jautresnis lakiųjų polimerinių medžiagų komponentų poveikiui. Padidėjęs pacientų jautrumas poveikiui cheminių medžiagų išsiskiria iš plastikų, palyginti su sveikais. Tyrimai parodė, kad patalpose, kuriose yra daug polimerų, gyventojų jautrumas alergijai, peršalimui, neurastenijai, vegetacinei distonijai ir hipertenzijai buvo didesnis nei patalpose, kuriose polimerinės medžiagos buvo naudojamos mažesniais kiekiais.

Siekiant užtikrinti polimerinių medžiagų naudojimo saugumą, priimta, kad iš polimerų išsiskiriančių lakiųjų medžiagų koncentracijos gyvenamuosiuose ir visuomeniniuose pastatuose neviršytų jų DLK, nustatytos atmosferos oras, o bendras kelių medžiagų nustatytų koncentracijų ir jų DLK santykis neturėtų viršyti vieno. Prevenciniais tikslais sanitarinė priežiūra polimerinėms medžiagoms ir iš jų pagamintiems gaminiams buvo pasiūlyta apriboti išsiskyrimą kenksmingų medžiagų in aplinką arba gamybos etape, arba netrukus po to, kai gamintojai juos išleido. Dabar patvirtinti leistini maždaug 100 cheminių medžiagų kiekiai, išsiskiriantys iš polimerinių medžiagų.

AT moderni statyba ryškėja chemizavimo tendencija technologiniai procesai ir naudoti kaip įvairių medžiagų, pirmiausia betono ir gelžbetonio, mišinius. Higienos požiūriu svarbu atsižvelgti į neigiamą statybinėse medžiagose esančių cheminių priedų poveikį dėl nuodingų medžiagų išsiskyrimo.

Ne mažiau galingas vidinis patalpų aplinkos taršos šaltinis žmonių atliekų produktai antropotoksinai. Nustatyta, kad gyvenimo procese žmogus išleidžia apie 400 cheminiai junginiai.

Tyrimai parodė, kad nevėdinamų patalpų oro aplinka blogėja proporcingai žmonių skaičiui ir patalpoje praleidžiamam laikui. Patalpų oro cheminė analizė leido identifikuoti nemažai jose esančių toksinių medžiagų, kurių pasiskirstymas pagal pavojingumo klases yra toks: dimetilaminas, vandenilio sulfidas, azoto dioksidas, etileno oksidas, benzenas (antra pavojingumo klasė yra labai pavojinga). medžiagos); acto rūgštis, fenolis, metilstirenas, toluenas, metanolis, vinilo acetatas (trečioji pavojingumo klasė – mažai pavojingos medžiagos). Penktadalis nustatytų antropotoksinų yra priskiriami labai pavojingoms medžiagoms. Tuo pačiu metu nustatyta, kad nevėdinamoje patalpoje dimetilamino ir sieros vandenilio koncentracijos viršijo atmosferos oro MPC. Tokių medžiagų kaip anglies dioksidas, anglies monoksidas ir amoniakas koncentracijos taip pat viršijo DLK arba buvo jų lygio. Likusios medžiagos, nors ir sudarė dešimtąsias ir mažesnes MPK dalis, kartu paėmus liudijo nepalankią oro aplinką, nes net dviejų keturių valandų buvimas tokiomis sąlygomis neigiamai atsiliepė tiriamųjų protinei veiklai.

Dujofikuotų patalpų oro aplinkos tyrimas parodė, kad per valandą patalpų ore degant dujoms medžiagų koncentracija buvo (mg / m 3): anglies monoksido - vidutiniškai 15, formaldehido - 0,037, azoto oksido - 0,62. , azoto dioksidas - 0,44, benzenas - 0,07. Oro temperatūra patalpoje degant dujoms pakilo 3-6 °C, drėgmė padidėjo 10-15%. Be to, didelės cheminių junginių koncentracijos buvo pastebėtos ne tik virtuvėje, bet ir buto gyvenamosiose patalpose. Išjungus dujinius prietaisus, anglies monoksido ir kitų chemikalų kiekis ore sumažėjo, tačiau kartais negrįžta į pradines vertes net po 1,5-2,5 valandos.

Tiriant buitinių dujų degimo produktų poveikį žmogaus išoriniam kvėpavimui, nustatytas kvėpavimo sistemos apkrovos padidėjimas ir centrinės nervų sistemos funkcinės būklės pasikeitimas.

Vienas iš labiausiai paplitusių patalpų oro taršos šaltinių yra rūkymas. Spektrometrinė tabako dūmais užteršto oro analizė atskleidė 186 cheminius junginius. Nepakankamai vėdinamose patalpose oro užterštumas rūkymo produktais gali siekti 60-90 proc.

Tiriant komponentų poveikį tabako dūmų nerūkantiems (pasyvus rūkymas) tiriamieji patyrė akių gleivinės sudirginimą, padidėjusį karboksihemoglobino kiekį kraujyje, padažnėjusį širdies susitraukimų dažnį, padidėjusį jo kiekį kraujyje. kraujo spaudimas. Taigi, pagrindiniai taršos šaltiniai Patalpų oro aplinką sąlyginai galima suskirstyti į keturias grupes:

Vidinių taršos šaltinių reikšmė skirtingų tipų pastatuose yra nevienoda. AT administraciniai pastatai bendrosios taršos lygis labiausiai koreliuoja su patalpų prisotinimu polimerinėmis medžiagomis (R = 0,75), uždaruose sporto objektuose cheminės taršos lygis geriausiai koreliuoja su žmonių skaičiumi juose (R = 0,75). Dėl gyvenamieji pastatai cheminės taršos lygio koreliacijos glaudumas tiek su patalpų prisotinimu polimerinėmis medžiagomis, tiek su žmonių skaičiumi patalpose yra maždaug vienodas.

Cheminė gyvenamųjų ir visuomeninių pastatų oro aplinkos tarša tam tikromis sąlygomis (prastas vėdinimas, per didelis patalpų prisotinimas polimerinėmis medžiagomis, didelės žmonių minios ir kt.) gali pasiekti tokį lygį, kad Neigiama įtaka apie bendrą žmogaus organizmo būklę.

AT pastaraisiais metais PSO duomenimis, pranešimų apie vadinamojo sergančio pastato sindromą labai padaugėjo. Aprašyti tokiuose pastatuose gyvenančių ar dirbančių žmonių sveikatos pablogėjimo simptomai yra labai įvairūs, tačiau jie taip pat turi nemažai bendrų bruožų, o būtent: galvos skausmai, protinis nuovargis, padažnėjęs oro lašeliniu būdu plintančių infekcijų ir peršalimo ligų dažnis, akių, nosies, gerklės gleivinės dirginimas, gleivinių ir odos sausumo pojūtis, pykinimas, galvos svaigimas.

Pirmoji kategorija - laikinai „sergančių“ pastatų- apima naujai pastatytus arba neseniai renovuotus pastatus, kuriuose šių simptomų pasireiškimo intensyvumas laikui bėgant silpnėja ir daugeliu atvejų visiškai išnyksta maždaug po šešių mėnesių. Simptomų pasireiškimo sunkumo sumažėjimas gali būti susijęs su lakiųjų komponentų, esančių statybinėse medžiagose, dažuose ir kt., emisijos modeliais.

Antrosios kategorijos pastatuose - nuolat "serga" aprašyti simptomai stebimi daugelį metų ir net didelė pramoginė veikla gali neturėti poveikio. Paprastai sunku rasti šios situacijos paaiškinimą, nepaisant kruopštaus oro sudėties, darbo tyrimo vėdinimo sistema ir pastato projektavimo ypatumai.

Pažymėtina, kad ne visada įmanoma nustatyti tiesioginį ryšį tarp patalpų oro aplinkos būklės ir visuomenės sveikatos būklės.

Tačiau optimalios oro aplinkos užtikrinimas gyvenamuosiuose ir visuomeniniuose pastatuose yra svarbi higienos ir inžinerinė problema. Pagrindinė grandis sprendžiant šią problemą yra patalpų oro mainai, užtikrinantys reikiamus oro aplinkos parametrus. Projektuojant oro kondicionavimo sistemas gyvenamuosiuose ir visuomeniniuose pastatuose, skaičiuojamas reikalingas oro tiekimo greitis, kurio pakaktų žmogaus šilumos ir drėgmės emisijai, iškvepiamam anglies dvideginiui pasisavinti, o rūkymui skirtose patalpose atsižvelgiama ir į poreikį pašalinti tabako dūmus. atsižvelgti.

Be reguliuojamo tiekiamo oro kiekio ir jo cheminė sudėtis žinoma vertė siekiant užtikrinti oro komfortą patalpose, turi elektrinę oro aplinkos charakteristiką. Pastarąjį lemia patalpų joninis režimas, t.y., teigiamos ir neigiamos oro jonizacijos lygis. Neigiama įtaka tiek nepakankama, tiek per didelė oro jonizacija turi įtakos organizmui.

Gyvenimas vietovėse, kuriose neigiamų oro jonų kiekis yra 1000–2000 1 ml oro, teigiamai veikia gyventojų sveikatą.

Dėl žmonių buvimo patalpose sumažėja lengvųjų oro jonų kiekis. Tuo pačiu intensyviau keičiasi oro jonizacija, kuo daugiau žmonių patalpoje ir tuo mažesnis jos plotas.

Šviesių jonų skaičiaus sumažėjimas yra susijęs su oro gaivinančių savybių praradimu, sumažėjusiu fiziologiniu ir cheminiu aktyvumu, o tai neigiamai veikia žmogaus organizmą ir sukelia skundų užgulimu bei „deguonies trūkumu“. Todėl ypač įdomūs yra patalpų oro dejonizacijos ir dirbtinės jonizacijos procesai, kurie, žinoma, turi turėti higieninį reguliavimą.

Reikia pabrėžti, kad dirbtinė patalpų oro jonizacija be pakankamo oro tiekimo sąlygomis didelė drėgmė o oro dulkėtumas neišvengiamai didina sunkiųjų jonų skaičių. Be to, jonizuojant dulkėtam orui, labai padidėja dulkių susilaikymo kvėpavimo takuose procentas (dulkės, pernešančios elektros krūvius, ilgai išlieka žmogaus kvėpavimo takuose daugiau nei neutralus).

Vadinasi, dirbtinė oro jonizacija nėra universali panacėja norint pagerinti patalpų orą. Negerinant visų higieninių oro aplinkos parametrų, dirbtinė jonizacija ne tik nepagerina žmogaus gyvenimo sąlygų, bet, priešingai, gali turėti neigiamą poveikį.

Optimali bendra šviesos jonų koncentracija yra 3 x 10, o minimali reikalinga 5 x 10 1 cm 3. Šios rekomendacijos buvo dabartinio pagrindo Rusijos Federacija gamybinėse ir visuomeninėse patalpose leistinų oro jonizacijos lygių sanitarinės ir higienos normos (6.1 lentelė).

Bendra informacija. Kitas svarbus vidinės taršos šaltinis, stiprus sensibilizuojantis veiksnys žmonėms, yra gamtinės dujos ir jų degimo produktai. Dujos yra daugiakomponentė sistema, susidedanti iš dešimčių skirtingų junginių, įskaitant specialiai pridėtus (1 lentelė).

Yra tiesioginiai įrodymai tai, kad gamtines dujas deginančių prietaisų (dujinių viryklių ir katilų) naudojimas neigiamai veikia žmonių sveikatą. Be to, asmenys, turintys padidėjusį jautrumą aplinkos veiksniams, netinkamai reaguoja į gamtinių dujų komponentus ir jų degimo produktus.

Gamtinių dujų namuose – daugybės įvairių teršalų šaltinis. Tai yra junginiai, kurie yra tiesiogiai dujose (kvapiosios medžiagos, dujiniai angliavandeniliai, toksiški metalo organiniai kompleksai ir radioaktyviosios dujos radonas), nepilno degimo produktai (anglies monoksidas, azoto dioksidas, aerozolių organinės dalelės, policikliniai aromatiniai angliavandeniliai ir nedideli lakiųjų organinių junginių kiekiai). ). Visi šie komponentai gali veikti žmogaus organizmą tiek patys, tiek kartu tarpusavyje (sinerginis poveikis).

12.3 lentelė

Dujinio kuro sudėtis

Kvapiosios medžiagos. Kvapiosios medžiagos yra sieros turintys organiniai aromatiniai junginiai (merkaptanai, tioeteriai ir tioaromatiniai junginiai). Jie dedami į gamtines dujas, kad būtų aptiktos nuotėkio atveju. Nors šių junginių yra labai mažomis, žemesnėmis nei slenkstinėmis koncentracijomis, kurios nėra laikomos toksiškomis daugumai asmenų, jų kvapas gali sukelti pykinimą ir galvos skausmą kitaip sveikiems asmenims.

Klinikinė patirtis ir epidemiologiniai duomenys rodo, kad chemiškai jautrūs asmenys netinkamai reaguoja į chemines medžiagas, esančias net ir esant mažoms koncentracijoms. Astma sergantys asmenys kvapą dažnai įvardija kaip astmos priepuolių provokatorių (sužadiklį).

Kvapiosios medžiagos apima, pavyzdžiui, metantiolį. Metanitiolis, taip pat žinomas kaip metilmerkaptanas (merkaptometanas, tiometilalkoholis), yra dujinis junginys, dažniausiai naudojamas kaip aromatinis gamtinių dujų priedas. Blogas kvapas dauguma žmonių jaučia, kai koncentracija yra 1 dalis 140 ppm, tačiau šį junginį gali aptikti daug mažesnėmis koncentracijomis labai jautrūs asmenys. Toksikologiniai tyrimai su gyvūnais parodė, kad 0,16 % metantiolio, 3,3 % etanetiolio arba 9,6 % dimetilsulfido gali sukelti komos būseną 50 % žiurkių, kurios 15 minučių buvo veikiamos šiais junginiais.

Kitas merkaptanas, taip pat naudojamas kaip aromatinis priedas prie gamtinių dujų, yra merkaptoetanolis (C2H6OS), taip pat žinomas kaip 2-tioetanolis, etilo merkaptanas. Stipriai dirgina akis ir odą, gali sukelti toksinį poveikį per odą. Jis yra degus ir suyra kaitinant, sudarydamas labai toksiškus SOx garus.

Merkaptanai, kaip patalpų oro teršalai, turi sieros ir gali sugauti elementinį gyvsidabrį. Didelės koncentracijos merkaptanai gali sutrikdyti periferinę kraujotaką ir pagreitinti širdies susitraukimų dažnį, sukelti sąmonės netekimą, cianozės išsivystymą ar net mirtį.

Aerozoliai. Deginant gamtines dujas susidaro smulkios organinės dalelės (aerozoliai), įskaitant kancerogeninius aromatinius angliavandenilius, taip pat kai kuriuos lakiuosius organiniai junginiai. DOS yra įtariamos jautrinančios medžiagos, kurios kartu su kitais komponentais gali sukelti „sergančio pastato“ sindromą, taip pat daugybinį cheminį jautrumą (MCS).

DOS taip pat yra formaldehidas, kuris susidaro nedideliais kiekiais degant dujoms. Dujinių prietaisų naudojimas namuose, kur gyvena jautrūs asmenys, padidina šių dirgiklių poveikį, todėl pablogėja ligos požymiai ir skatinamas tolesnis jautrinimas.

Aerozoliai, susidarantys degant gamtinėms dujoms, gali tapti įvairių ore esančių cheminių junginių adsorbcijos centrais. Taigi oro teršalai gali susikaupti mikrotūriuose, reaguoti tarpusavyje, ypač kai metalai veikia kaip reakcijų katalizatoriai. Kuo mažesnė dalelė, tuo didesnis tokio proceso koncentracinis aktyvumas.

Be to, vandens garai, susidarantys deginant gamtines dujas, yra aerozolio dalelių ir teršalų pernešimo jungtis, kai jie patenka į plaučių alveoles.

Deginant gamtines dujas taip pat susidaro aerozoliai, kuriuose yra policiklinių aromatinių angliavandenilių. Jie turi neigiamą poveikį kvėpavimo sistemai ir yra žinomi kancerogenai. Be to, angliavandeniliai gali sukelti lėtinę intoksikaciją jautriems žmonėms.

Žmonių sveikatai nepalankus ir benzeno, tolueno, etilbenzeno ir ksileno susidarymas deginant gamtines dujas. Yra žinoma, kad benzenas yra kancerogeninis, kai dozės yra gerokai mažesnės už ribą. Benzeno poveikis buvo koreliuojamas su padidėjusia vėžio, ypač leukemijos, rizika. Jautrinantis benzeno poveikis nežinomas.

organiniai metaliniai junginiai. Kai kuriuose gamtinių dujų komponentuose gali būti didelės koncentracijos toksiškų sunkiųjų metalų, įskaitant šviną, varį, gyvsidabrį, sidabrą ir arseną. Labai tikėtina, kad šie metalai yra gamtinėse dujose trimetilarsenito (CH3)3As tipo organometalinių kompleksų pavidalu. Šių toksiškų metalų ryšys su organine matrica daro juos tirpius lipiduose. Tai lemia aukštą absorbcijos lygį ir polinkį bioakumuliuotis žmogaus riebaliniame audinyje. Didelis tetrametilplumbito (CH3)4Pb ir dimetilgyvsidabrio (CH3)2Hg toksiškumas rodo poveikį žmonių sveikatai, nes metilinti šių metalų junginiai yra toksiškesni nei patys metalai. Šie junginiai ypač pavojingi moterims žindymo laikotarpiu, nes šiuo atveju lipidai migruoja iš kūno riebalų atsargų.

Dimetilgyvsidabris (CH3)2Hg yra ypač pavojingas metalo organinis junginys dėl didelio lipofiliškumo. Metilgyvsidabris gali patekti į organizmą įkvėpus ir per odą. Šio junginio absorbcija virškinimo trakte yra beveik 100%. Gyvsidabris turi ryškų neurotoksinį poveikį ir gebėjimą paveikti žmogaus reprodukcinę funkciją. Toksikologija neturi duomenų apie saugų gyvsidabrio kiekį gyviems organizmams.

Organiniai arseno junginiai taip pat yra labai toksiški, ypač kai jie yra metaboliškai sunaikinami (metabolinė aktyvacija), todėl susidaro labai toksiškos neorganinės formos.

Gamtinių dujų degimo produktai. Azoto dioksidas gali veikti plaučių sistemą, o tai palengvina alerginių reakcijų atsiradimą kitoms medžiagoms, mažina plaučių funkciją, jautrumą užkrečiamos ligos plaučius, sustiprina bronchinę astmą ir kitas kvėpavimo takų ligas. Tai ypač ryšku vaikams.

Yra įrodymų, kad deginant gamtines dujas susidaręs N02 gali sukelti:

• plaučių sistemos uždegimas ir gyvybinės plaučių funkcijos sumažėjimas;
• padidėjusi į astmą panašių simptomų, įskaitant švokštimą, dusulį ir astmos priepuolius, rizika. Tai ypač būdinga moterims, gaminančioms maistą ant dujinės viryklės, taip pat vaikams;
• atsparumo bakterinėms plaučių ligoms sumažėjimas dėl imunologinių plaučių apsaugos mechanizmų sumažėjimo;
• bendras neigiamas poveikis Imuninė sistemažmonės ir gyvūnai;
• kaip adjuvanto poveikis alerginių reakcijų į kitus komponentus vystymuisi;
• padidėjęs jautrumas ir padidėjęs alerginis atsakas į šalutinius alergenus.

Gamtinių dujų degimo produktuose yra gana didelė vandenilio sulfido (H2S) koncentracija, kuri teršia aplinką. Jis yra nuodingas, kai koncentracija mažesnė nei 50.ppm, o esant 0,1-0,2% koncentracijai, net ir trumpai veikiant, mirtina. Kadangi organizmas turi šio junginio detoksikacijos mechanizmą, vandenilio sulfido toksiškumas labiau susijęs su poveikio koncentracija, o ne su poveikio trukme.

Nors vandenilio sulfidas turi stiprų kvapą, nuolatinis mažos koncentracijos poveikis praranda uoslę. Tai daro toksinį poveikį žmonėms, kurie gali nesąmoningai susidurti su pavojingu šių dujų kiekiu. Nežymios jo koncentracijos gyvenamųjų patalpų ore sukelia akių, nosiaryklės dirginimą. Vidutinis kiekis sukelia galvos skausmą, galvos svaigimą, taip pat kosulį ir pasunkėjusį kvėpavimą. aukštus lygius sukelti šoką, traukulius, komą, kurie baigiasi mirtimi. Išgyvenę ūminį toksinį vandenilio sulfido poveikį patiria neurologinių sutrikimų, tokių kaip amnezija, drebulys, pusiausvyros sutrikimas ir kartais sunkesnis smegenų pažeidimas.

Ūmus toksiškumas esant santykinai didelėms vandenilio sulfido koncentracijoms yra gerai žinomas, tačiau, deja, informacijos apie lėtinį mažų šio komponento dozių poveikį yra mažai.

Radonas. Radono (222Rn) yra ir gamtinėse dujose, jis gali būti transportuojamas vamzdynais į dujines virykles, kurios tampa taršos šaltiniais. Kadangi radonas skyla iki švino (210Pb pusinės eliminacijos laikas yra 3,8 dienos), susidaro plonas radioaktyvaus švino sluoksnis (vidutiniškai 0,01 cm storio), kuris dengia vidiniai paviršiai vamzdžiai ir įranga. Radioaktyvaus švino sluoksnio susidarymas padidina radioaktyvumo foninę vertę keliais tūkstančiais skilimų per minutę (100 cm2 plote). Jį pašalinti labai sunku ir reikia pakeisti vamzdžius.

Reikia turėti omenyje, kad norint pašalinti toksinį poveikį ir palengvinti chemiškai jautrius pacientus, neužtenka vien išjungti dujų įrangą. Dujų įranga turi būti visiškai pašalintas iš patalpų, nes net neveikiantis dujinė viryklė ir toliau išskiria aromatinius junginius, kuriuos absorbavo per naudojimo metus.

Bendras gamtinių dujų, aromatinių junginių ir degimo produktų poveikis žmonių sveikatai nėra tiksliai žinomas. Daroma prielaida, kad kelių junginių poveikis gali padidėti, o kelių teršalų poveikio atsakas gali būti didesnis nei atskirų poveikių suma.

Taigi gamtinių dujų savybės, keliančios susirūpinimą žmonių ir gyvūnų sveikatai, yra šios:

• degumas ir sprogstamumas;
• asfiksinės savybės;
• tarša patalpų oro degimo produktais;
• radioaktyviųjų elementų (radono) buvimas;
• labai toksiškų junginių kiekis degimo produktuose;
• toksiškų metalų pėdsakų buvimas;
• toksiškų aromatinių junginių, dedamų į gamtines dujas, kiekis (ypač žmonėms, turintiems daugybinį cheminį jautrumą);
• dujų komponentų gebėjimas įjautrinti.

Gamtinės dujos šiandien yra plačiausiai naudojamas kuras. Gamtinės dujos vadinamos gamtinėmis dujomis, nes jos išgaunamos iš pačių Žemės gelmių.

Dujų degimo procesas yra cheminė reakcija, kurios metu gamtinės dujos sąveikauja su ore esančiu deguonimi.

Dujiniame kure yra degioji dalis ir nedegioji dalis.

Pagrindinis degusis 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 naudoti gamtines dujas kaip vieną iš pagrindinių kuro rūšių. Metano koncentracija yra daugiau nei 10% pavojinga gyvybei, todėl dėl deguonies trūkumo gali uždusti.

Norint aptikti dujų nuotėkį, dujos yra odoruojamos, kitaip tariant, pridedama stipriai kvepianti medžiaga (etilmerkaptanas). Tokiu atveju dujas galima aptikti jau esant 1 proc.

Be metano, gamtinėse dujose gali būti degiųjų dujų, tokių kaip propanas, butanas ir etanas.

Norint užtikrinti kokybišką dujų degimą, į degimo zoną reikia tiekti oro pakankamais kiekiais ir pasiekti gerą dujų susimaišymą su oru. Optimalus laikomas santykis 1: 10. Tai yra, dešimt dalių oro patenka į vieną dujų dalį. 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 degiųjų 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, su degiomis dujomis į atmosferą patenka azotas ir likęs deguonis. N 2 + O 2

Jei dujos nesudega iki galo, į atmosferą išmetamos degios medžiagos – anglies monoksidas, vandenilis, suodžiai.

Nevisiškas dujų degimas atsiranda dėl nepakankamo oro. Tuo pačiu metu liepsnoje vizualiai atsiranda suodžių liežuvėliai.

Nevisiško dujų degimo pavojus yra tas, kad anglies monoksidas gali apsinuodyti katilinės personalu. 0,01–0,02% CO kiekis ore gali sukelti lengvą apsinuodijimą. Didesnė koncentracija gali sukelti sunkų apsinuodijimą ir mirtį.

Susidarę suodžiai nusėda ant katilų sienelių, todėl pablogėja šilumos perdavimas aušinimo skysčiui, o tai mažina katilinės efektyvumą. 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 reikšmė, žymima alfa, parodo, kiek kartų sunaudojama daugiau oro nei teoriškai reikia.

Alfa koeficientas priklauso nuo konkretaus degiklio tipo ir dažniausiai nurodomas degiklio pase arba pagal eksploataciją pateikusios organizacijos rekomendacijas.

Padidėjus skaičiui oro perteklius didesni nei rekomenduojama, šilumos nuostoliai didėja. Žymiai padidėjus oro kiekiui, gali įvykti liepsnos atsiskyrimas, sukeldamas avarinę situaciją. Jei oro kiekis yra mažesnis nei rekomenduojama, degimas bus nepilnas, todėl kyla pavojus apsinuodyti katilinės personalui.

Norint tiksliau kontroliuoti kuro degimo kokybę, yra prietaisai - dujų analizatoriai, matuojantys tam tikrų medžiagų kiekį išmetamųjų dujų sudėtyje.

Dujų analizatoriai gali būti tiekiami su katilais. Jei jų nėra, atitinkamus matavimus atlieka eksploatuojanti organizacija nešiojamieji dujų analizatoriai. Sudaromas režimo žemėlapis, kuriame nustatomi būtini valdymo parametrai. Jų laikydamiesi galite užtikrinti normalų visišką kuro degimą.

Pagrindiniai kuro degimo valdymo parametrai yra šie:

• į degiklius tiekiamo dujų ir oro santykis.

• oro pertekliaus santykis.

• įtrūkimas krosnyje.

• Katilo naudingumo koeficientas.

Tuo pačiu katilo naudingumo koeficientas reiškia naudingos šilumos santykį su bendros sunaudotos šilumos verte.

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 %

Panašus defektas yra susijęs su katilo automatikos sistemos gedimu. Atkreipkite dėmesį, kad griežtai draudžiama eksploatuoti katilą išjungus automatiką (pavyzdžiui, jei paleidimo mygtukas priverstinai užstringa paspaudus). Tai gali sukelti tragiškų pasekmių, nes trumpam nutrūkus dujų tiekimui arba liepsną užgesus stipriam oro srautui, dujos pradės tekėti į patalpą. Norėdami suprasti tokio defekto priežastis, leiskite mums išsamiau apsvarstyti automatikos sistemos veikimą. Ant pav. 5 parodyta supaprastinta šios sistemos schema. Grandinę sudaro elektromagnetas, vožtuvas, traukos jutiklis ir termopora. Norėdami įjungti degiklį, paspauskite paleidimo mygtuką. Prie mygtuko prijungtas strypas paspaudžia vožtuvo membraną, ir dujos pradeda tekėti į uždegiklį. Po to uždegimas užsidega. Uždegiklio liepsna paliečia temperatūros jutiklio korpusą (termoporą). Po kurio laiko (30 ... 40 s) termopora įkaista ir jos gnybtuose atsiranda EML, kurio pakanka, kad suveiktų elektromagnetas. Pastarasis savo ruožtu fiksuoja strypą apatinėje (kaip 5 pav.) padėtyje. Dabar paleidimo mygtuką galima atleisti. Traukos jutiklis susideda iš bimetalinės plokštės ir kontakto (6 pav.). Jutiklis yra viršutinėje katilo dalyje, šalia vamzdžio, skirto degimo produktams pašalinti į atmosferą. Užsikimšus vamzdžiui, jo temperatūra smarkiai pakyla. Bimetalinė plokštė įkaista ir nutraukia įtampos tiekimo grandinę elektromagnetui – strypo nebelaiko elektromagnetas, vožtuvas užsidaro ir dujų tiekimas sustoja. Automatikos įrenginio elementų vieta parodyta fig. 7. Rodo, kad elektromagnetas uždarytas apsauginiu dangteliu. Jutiklių laidai yra plonasienių vamzdžių viduje.Vamzdžiai tvirtinami prie elektromagneto veržlėmis. Jutiklių korpuso laidai yra sujungti su elektromagnetu per pačių vamzdžių korpusus. O dabar apsvarstykite aukščiau nurodytos gedimo nustatymo būdą. Patikra prasideda nuo „silpniausios automatikos įrenginio grandies“ - traukos jutiklio. Jutiklis neapsaugotas korpusu, todėl po 6 ... 12 mėnesių eksploatacijos „apauga“ storu dulkių sluoksniu.Bimetalinė plokštelė (žr. 6 pav.) greitai oksiduojasi, dėl to prastas kontaktas. Dulkių sluoksnis pašalinamas minkštu šepečiu. Tada plokštė atitraukiama nuo kontakto ir nuvaloma smulkiu švitriniu popieriumi. Neturėtume pamiršti, kad būtina išvalyti patį kontaktą. Geri rezultatai gaunami valant šiuos elementus specialiu purškikliu „Kontaktas“. Jame yra medžiagų, kurios aktyviai naikina oksido plėvelę. Po valymo uždedama plokštė ir kontaktas plonas sluoksnis skystas lubrikantas. Kitas žingsnis – patikrinti termoporos būklę. Jis veikia esant sunkioms šiluminėms sąlygoms, nes nuolat yra degiklio liepsnoje, natūralu, kad jo tarnavimo laikas yra daug trumpesnis nei kitų katilo elementų. Pagrindinis termoporos defektas – jos korpuso perdegimas (sunaikinimas). Tuo pačiu metu pastebimas staigus padidėjimas kontaktinis atsparumas suvirinimo vietoje (sandūroje). Kaip rezultatas, srovė grandinėje Termopora - Elektromagnetas - Bimetalinė plokštė bus mažesnė už nominalią vertę, todėl elektromagnetas nebegalės pritvirtinti koto (5 pav.). Norėdami patikrinti termoporą, atsukite jungiamąją veržlę (7 pav.), esančią kairėje elektromagneto pusėje. Tada įjungiamas uždegiklis ir voltmetru išmatuojama pastovi įtampa (termo-EMF) termoporos kontaktuose (8 pav.). Šildoma eksploatuojama termopora sukuria apie 25 ... 30 mV EML. Jei ši vertė mažesnė, termopora yra sugedusi. Galutiniam patikrinimui vamzdelis atjungiamas nuo elektromagneto korpuso ir išmatuojama termoporos varža.Šildomos termoporos varža 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). Panašus defektas „gydomas“ išvalant uždegimo angą bet kokia minkšta tinkamo skersmens viela; - keičiant termoporos padėtį (natūralu, kad ji taip pat gali nepakankamai įkaisti). Pašalinkite defektą tokiu būdu - atlaisvinkite varžtą, tvirtinantį akių pieštuką prie uždegiklio ir sureguliuokite termoporos padėtį (10 pav.); - žemas dujų slėgis katilo įvade. Jei termoporos laidų EML yra normalus (išlaikant aukščiau nurodytus gedimo simptomus), tikrinami šie elementai: - kontaktų vientisumas termoelemento ir traukos jutiklio prijungimo taškuose. Oksiduotus kontaktus reikia nuvalyti. sąjunginiai riešutai susukti, kaip sakoma, „ranka“. Šiuo atveju nepageidautina naudoti veržliaraktį, nes lengva sulaužyti kontaktams tinkamus laidus; - elektromagneto apvijos vientisumą ir, jei reikia, lituokite jo išvadas. Elektromagneto veikimą galima patikrinti taip. Atsijungti termoporos laidas. Paspauskite ir palaikykite paleidimo mygtuką, tada uždegkite degiklį. Nuo atskiro nuolatinės įtampos šaltinio iki atlaisvinto elektromagneto kontakto (iš termoporos) korpuso atžvilgiu yra taikoma maždaug 1 V įtampa (esant srovei iki 2 A). Norėdami tai padaryti, galite naudoti įprastą bateriją (1,5 V), jei ji užtikrina reikiamą darbinę srovę. Dabar mygtuką galima atleisti. Jei degiklis neužgęsta, veikia elektromagnetas ir traukos jutiklis; - traukos jutiklis. Pirmiausia patikrinama kontakto prispaudimo prie bimetalinės plokštės jėga (su nurodytais gedimo požymiais jos dažnai nepakanka). Norėdami padidinti suspaudimo jėgą, atlaisvinkite fiksavimo veržlę ir pritraukite kontaktą arčiau plokštės, tada priveržkite veržlę. Šiuo atveju ne papildomi koregavimai nereikalingas – suspaudimo jėga neturi įtakos jutiklio reakcijos temperatūrai. Jutiklis turi didelę plokštės įlinkio kampo ribą, užtikrinančią patikimą elektros grandinės pertraukimą avarijos atveju.