Процеси розповсюдження полум'я, неповне горіння. Природний газ

Горіння газу є поєднанням наступних процесів:

· Змішення пального газу з повітрям,

· Підігрів суміші,

· Термічне розкладання горючих компонентів,

· Займання та хімічна сполука горючих компонентів з киснем повітря, що супроводжується утворенням факела та інтенсивним тепловиділенням.

Горіння метану відбувається за реакцією:

СН 4 + 2О 2 = СО 2 + 2Н 2 О

Умови, необхідні для згоряння газу:

· Забезпечення необхідного співвідношення пального газу та повітря,

· Нагрів до температури займання.

Якщо в газоповітряній суміші газу менше нижньої межі займання, то вона не горітиме.

Якщо в газоповітряній суміші більше газу ніж верхня межа займання, вона згорятиме не повністю.

Склад продуктів повного згоряння газу:

· СО 2 - вуглекислий газ

· Н 2 Про - водяні пари

* N 2 – азот (він не реагує з киснем під час горіння)

Склад продуктів неповного згоряння газу:

· ЗІ – чадний газ

· З - сажа.

Для згоряння 1 м 3 газу потрібно 9.5 м 3 повітря. Практично витрата повітря завжди більша.

Ставлення дійсної витратиповітря до теоретично необхідної витратиназивається коефіцієнтом надлишку повітря: α = L/L t .,

Де: L - дійсна витрата;

L t - Теоретично необхідна витрата.

Коефіцієнт надлишку повітря завжди більше одиниці. Для газу він становить 1.05 – 1.2.

2. Призначення, будову та основні характеристики проточних водонагрівачів.

Проточні газові водонагрівачі.Проточні водонагрівачі діляться за навантаженням теплової потужності: 33600, 75600, 105000 кДж, за ступенем автоматизації - на вищий і перший класи. К.п.д. водонагрівачів 80%, вміст оксиду трохи більше 0,05%, температура продуктів згоряння за тягопереривачем щонайменше 180 0 З. Принцип заснований на нагріванні води під час водорозбору.

Основними вузлами проточних водонагрівачів є: газопальниковий пристрій, теплообмінник, система автоматики та газовідведення. Газ низького тискуподається в інжекційний пальник. Продукти згоряння проходять через теплообмінник та відводяться в димар. Теплота згоряння передається протікає через теплообмінник воді. Для охолодження вогневої камери служить змійовик, через який циркулює вода, що проходить через калорифер. Газові проточні водонагрівачі обладнані газовідвідними пристроями та тягопереривниками, які у разі короткочасного порушення тяги запобігають згасанню полум'я газопального пристрою. Для приєднання до димаря є димовідвідний патрубок.

Газовий проточний водонагрівач-ВПГ.На передній стінці кожуха розташовані: ручка керування газовим краном, кнопка включення електромагнітного клапана та оглядове вікно для спостереження за полум'ям запального та основного пальника. Вгорі апарата розташований димовідвідний пристрій, внизу - патрубки для приєднання апарату до газової та водяної системи. Газ надходить в електромагнітний клапан, газовий блокувальний кран водогазопального блоку здійснює послідовне включення пальника і подачу газу до основного пальника.

Блокування надходження газу до основного пальника, обов'язкової роботізапальника здійснює електромагнітний клапан, що працює від термопари. Блокування подачі газу в основний пальник залежно від наявності водорозбору здійснюється клапаном, що має привід через шток від мембрани водяного блок-крана.

Антропотоксини;

Продукти деструкції полімерних матеріалів;

Речовини, що надходять у приміщення із забрудненим атмосферним повітрям;

Хімічні речовини, що виділяються з полімерних матеріалів навіть у невеликих кількостях, можуть спричинити суттєві порушення у стані живого організму, наприклад, у разі алергічного впливу полімерних матеріалів.

Інтенсивність виділення летких речовин залежить від умов експлуатації полімерних матеріалів – температури, вологості, кратності повітрообміну, часу експлуатації.

Встановлено пряму залежність рівня хімічного забруднення повітряного середовища від загальної насиченості приміщень полімерними матеріалами.

Найбільш чутливий до впливу летючих компонентів з полімерних матеріалів зростаючий організм. Встановлено також підвищену чутливість хворих до дії хімічних речовин, що виділяються із пластиків, у порівнянні зі здоровими. Дослідження показали, що в приміщеннях з великою насиченістю полімерами схильність населення до алергічних, простудних захворювань, неврастенії, вегетодистонії, гіпертонії виявилася вищою, ніж у приміщеннях, де полімерні матеріали використовувалися в меншій кількості.

Для забезпечення безпеки застосування полімерних матеріалів прийнято, що концентрації летючих речовин, що виділяються з полімерів, в житлових і громадських будівлях не повинні перевищувати їх ГДК, встановлені для атмосферного повітря, а сумарний показник відносин виявлених концентрацій кількох речовин до їх ГДК може бути не вище одиниці. З метою попереджувального санітарного наглядуза полімерними матеріалами та виробами з них запропоновано лімітувати виділення ними шкідливих речовинв навколишнє середовищеабо на стадії виготовлення, або незабаром після їхнього випуску заводами-виробниками. В даний час обґрунтовано допустимі рівні близько 100 хімічних речовин, що виділяються з полімерних матеріалів.

В сучасне будівництвовсе виразніше проявляється тенденція до хімізації технологічних процесівта використання в якості сумішей різних речовин, насамперед бетону та залізобетону. З гігієнічної точки зору важливо враховувати несприятливий вплив хімічних добавок на будівельні матеріали через виділення токсичних речовин.

Не менш потужним внутрішнім джерелом забруднення середовища приміщень служать і продукти життєдіяльності людини -антропотоксини. Встановлено, що у процесі життєдіяльності людина виділяє приблизно 400 хімічних сполук.

Дослідження показали, що повітряне середовище невентильованих приміщень погіршується пропорційно числу осіб та часу їх перебування у приміщенні. Хімічний аналіз повітря приміщень дозволив ідентифікувати в них ряд токсичних речовин, розподіл яких за класами небезпеки представляється так: диметиламін, сірководень, двоокис азоту, окис етилену, бензол (другий клас небезпеки - високонебезпечні речовини); оцтова кислота, фенол, метилстирол, толуол, метанол, вінілацетат (третій клас небезпеки - малонебезпечні речовини). П'ята частина виявлених антропотоксинів належить до високонебезпечних речовин. При цьому виявлено, що в приміщенні, що не вентилюється, концентрації диметиламіну і сірководню перевищували ГДК для атмосферного повітря. Перевищували ГДК або перебували на їх рівні та концентрації таких речовин, як двоокис та окис вуглецю, аміак. Інші речовини, хоч і становили десяті та менші частки ГДК, разом узяті свідчили про неблагополуччя повітряного середовища, оскільки навіть дво-чотиригодинне перебування в цих умовах негативно позначалося на розумовій працездатності досліджуваних.

Вивчення повітряного середовища газифікованих приміщень показало, що при годинному горінні газу в повітрі приміщень концентрація речовин становила (мг/м 3): окису вуглецю – в середньому 15, формальдегіду – 0,037, окису азоту – 0,62, двоокису азоту – 0,4 бензолу – 0,07. Температура повітря у приміщенні під час горіння газу підвищувалася на 3-6 ° С, вологість збільшувалася на 10-15%. Причому високі концентрації хімічних сполук спостерігалися у кухні, а й у житлових приміщеннях квартири. Після вимкнення газових приладів вміст у повітрі окису вуглецю та інших хімічних речовин знижувалося, але до вихідних величин іноді не поверталося і через 1,5-2,5 год.

Вивчення впливу продуктів горіння побутового газу на зовнішнє дихання людини виявило збільшення навантаження на систему дихання та зміну функціонального стану центральної нервової системи.

Одним із найпоширеніших джерел забруднення повітряного середовища закритих приміщень є куріння.При спектрометричному аналізі повітря, забрудненого тютюновим димом, виявлено 186 хімічних сполук. У приміщеннях, що недостатньо провітрюються, забруднення повітряного середовища продуктами куріння може досягати 60-90%.

При вивченні впливу компонентів тютюнового димуна некурців (пасивне куріння) у піддослідних спостерігалося подразнення слизових оболонок очей, збільшення вмісту в крові карбоксигемоглобіну, почастішання пульсу, підвищення рівня артеріального тиску. Таким чином, основні джерела забрудненняповітряного середовища приміщення умовно можна поділити на чотири групи:

Значимість внутрішніх джерел забруднення у різних типах будинків неоднакова. В адміністративних будівляхрівень сумарного забруднення найбільш тісно корелює з насиченістю приміщень полімерними матеріалами (R = 0,75), у критих спортивних спорудах рівень хімічного забруднення найбільше добре корелює з чисельністю людей у ​​них (R = 0,75). Для житлових будівельтіснота кореляційного зв'язку рівня хімічного забруднення як із насиченістю приміщень полімерними матеріалами, і з кількістю людей у ​​приміщенні приблизно однакова.

Хімічне забруднення повітряного середовища житлових та громадських будівель за певних умов (поганої вентиляції, надмірної насиченості приміщень полімерними матеріалами, великому скупченні людей та ін.) може досягати рівня, що надає негативний впливзагальний стан організму людини.

В Останніми роками, За даними ВООЗ, значно зросла кількість повідомлень про так званий синдром хворих будівель. Описані симптоми погіршення здоров'я людей, які проживають або працюють у таких будинках, відрізняються великою різноманітністю, однак мають і ряд загальних рис, а саме: головний біль, розумова перевтома, підвищена частота повітряно-краплинних інфекцій та застудних захворювань, подразнення слизових оболонок очей, носа, глотки, відчуття сухості слизових оболонок та шкіри, нудота, запаморочення.

Перша категорія - тимчасово "хворі" будівлі- включає недавно збудовані або недавно реконструйовані будівлі, в яких інтенсивність прояву зазначених симптомів з часом слабшає і в більшості випадків приблизно через півроку вони зникають зовсім. Зменшення гостроти прояву симптомів, можливо, пов'язане із закономірностями емісії летких компонентів, що містяться в будматеріалах, фарбах тощо.

У будинках другої категорії - постійно "хворих"Ці симптоми спостерігаються протягом багатьох років, і навіть широкомасштабні оздоровчі заходи можуть не дати ефекту. Пояснення такої ситуації, як правило, знайти важко, незважаючи на ретельне вивчення складу повітря, роботи вентиляційної системита особливостей конструкції будівлі.

Слід зазначити, що не вдається виявити пряму залежність між станом повітряного середовища приміщення та станом здоров'я населення.

Проте забезпечення оптимального повітряного середовища житлових та громадських будівель – важлива гігієнічна та інженерно-технічна проблема. Провідною ланкою у вирішенні цієї проблеми є повітрообмін приміщень, що забезпечує необхідні параметри повітряного середовища. При проектуванні систем кондиціонування повітря в житлових і громадських будинках необхідна норма подачі повітря розраховується в обсязі, достатньому для асиміляції тепло-і вологовиділення людини, видихається вуглекислоти, а в приміщеннях, призначених для куріння, враховується і необхідність видалення тютюнового диму.

Крім регламентації кількості припливного повітря та його хімічного складу відоме значеннядля забезпечення повітряного комфорту у закритому приміщенні має електричну характеристику повітряного середовища. Остання визначається іонним режимом приміщень, тобто рівнем позитивної та негативної аероіонізації. Негативний впливна організм надає як недостатня, і надлишкова іонізація повітря.

Проживання у місцевостях із вмістом негативних аероіонів порядку 1000-2000 на 1 мл повітря сприятливо впливає стан здоров'я населення.

Присутність людей у ​​приміщеннях спричиняє зниження вмісту легких аероіонів. При цьому іонізація повітря змінюється тим інтенсивніше, чим більше в приміщенні людей і менше його площа.

Зменшення кількості легких іонів пов'язують із втратою повітрям освіжаючих властивостей, з його меншою фізіологічною та хімічною активністю, що несприятливо діє на організм людини та викликає скарги на задуху та "нестачу кисню". Тому особливий інтерес представляють процеси деіонізації та штучної іонізації повітря у приміщенні, які, природно, повинні мати гігієнічну регламентацію.

Необхідно наголосити, що штучна іонізація повітря приміщень без достатнього повітропостачання в умовах високої вологостіі запилення повітря веде до неминучого зростання кількості важких іонів. Крім того, у разі іонізації запиленого повітря відсоток затримки пилу в дихальних шляхах різко зростає (пил, що несе електричні заряди, затримується в дихальних шляхах людини більшій кількостініж нейтральна).

Отже, штучна іонізація повітря є універсальною панацеєю для оздоровлення повітря закритих приміщень. Без покращення всіх гігієнічних параметрів повітряного середовища штучна іонізація не тільки не покращує умов проживання людини, але, навпаки, може мати негативний ефект.

Оптимальними сумарними концентраціями легких іонів є рівні близько 3 х 10 а мінімально необхідними 5 х 10 в 1 см 3 . Ці рекомендації лягли в основу діючих у Російської Федераціїсанітарно-гігієнічних норм допустимих рівнів іонізації повітря виробничих та громадських приміщень (табл. 6.1).

Загальні відомості. Інше важливе джерело внутрішнього забруднення, сильний сенсибілізуючий фактор для людини – природний газ та продукти його згоряння. Газ - багатокомпонентна система, що складається з десятків різних сполук, у тому числі і спеціально доданих (табл.

Є прямий доказтого, що використання приладів, в яких відбувається спалювання природного газу (газові плити та котли), має несприятливий ефект на здоров'я людини. Крім того, індивідууми з підвищеною чутливістю до факторів довкілля реагують неадекватно на компоненти природного газу та продукти його згоряння.

Природний газу будинку - джерело безлічі різних забруднювачів. Сюди відносяться сполуки, які безпосередньо присутні в газі (одоранти, газоподібні вуглеводні, отруйні металоорганічні комплекси та радіоактивний газ радон), продукти неповного згоряння (оксид вуглецю, діоксид азоту, аерозольні органічні частинки, поліциклічні ароматичні вуглеводні та невелика кількість летючих). Усі перелічені компоненти можуть впливати організм людини як власними силами, і у комбінації друг з одним (ефект синергізму).

Таблиця 12.3

Склад газоподібного палива

Одоранти. Одоранти - сірковмісні органічні ароматичні сполуки (меркаптани, тіоефіри та тіоароматичні сполуки). Додаються до природного газу з метою виявлення при витіканнях. Хоча ці сполуки присутні у дуже невеликих, підпорогових концентраціях, які розглядаються як отруйні більшості індивідуумів, їх запах може викликати нудоту і головний біль у здорових людей.

Клінічний досвід та епідеміологічні дані вказують на те, що хімічно чутливі люди реагують неадекватно на хімічні сполуки, присутні навіть у підпорогових концентраціях. Індивідууми, які страждають на астму, часто ідентифікують запах як промотор (тригер) астматичних нападів.

До одорантів належить, наприклад, метантіол. Метантіол, відомий також як метилмеркаптан (меркаптометан, тіометилалкоголь), - газоподібна сполука, яка зазвичай використовується як ароматична добавка до природного газу. Неприємний запахвідчуває більшість людей концентрації 1 частина на 140 млн, проте це з'єднання може бути виявлено при значно менших концентраціях високочутливими індивідуумами. Токсикологічні дослідження на тваринах показали, що 0,16% метантіолу, 3,3% етантіол або 9,6% диметилсульфіду здатні стимулювати коматозний стан у 50% щурів, підданих впливу цих сполук протягом 15 хв.

Інший меркаптан, що використовується також як ароматична добавка до природного газу, - меркаптоетанол (C2H6OS) відомий також як 2-тіоетанол, етилмеркаптан. Сильний подразник для очей та шкіри, здатний надавати токсичний ефект через шкіру. Вогнебезпечний і при нагріванні розкладається з утворенням високоотруйної пари SOx.

Меркаптани, будучи забруднювачами повітря приміщень, містять сірку і здатні захоплювати елементарну ртуть. У високих концентраціях меркаптани можуть викликати порушення периферичного кровообігу та почастішання пульсу, здатні стимулювати втрату свідомості, розвиток ціанозу або навіть смерть.

Аерозолі. Згоряння природного газу призводить до утворення дрібних органічних частинок (аерозолів), включаючи канцерогенні ароматичні вуглеводні, а також деякі леткі органічні сполуки. ДОС - ймовірно сенсибілізуючі агенти, які здатні індукувати разом з іншими компонентами синдром "хворої будівлі", а також множинну хімічну чутливість (МХЧ).

До ДГС відноситься і формальдегід, що утворюється в невеликих кількостях при згорянні газу. Використання газових приладів у будинку, де проживають чутливі індивідууми, збільшує вплив до цих подразників, згодом посилюючи ознаки хвороби та також сприяючи подальшій сенсибілізації.

Аерозолі, утворені у процесі згоряння газу, можуть стати центрами адсорбції для різноманітних хімічних сполук, присутніх у повітрі. Таким чином, повітряні забруднювачі можуть концентруватися в мікрооб'ємах, реагувати один з одним, особливо коли метали виступають у ролі каталізаторів реакцій. Що менше за розміром частка, то вище концентраційна активність такого процесу.

Більш того, водяні пари, що утворюються при згорянні природного газу, - транспортна ланка для аерозольних частинок та забруднювачів при їх перенесенні до легеневих альвеол.

При згорянні газу утворюються і аерозолі, містять поліциклічні ароматичні вуглеводні. Вони надають несприятливий вплив на дихальну систему та є відомими канцерогенними речовинами. Крім цього, вуглеводні здатні спричиняти хронічну інтоксикацію у сприйнятливих людей.

Утворення бензолу, толуолу, етилбензолу та ксилолу при спалюванні природного газу також є несприятливим для здоров'я людини. Бензол, як відомо, канцерогенний у дозах, значно нижчий від порогових. Вплив до бензолу корелює зі збільшенням ризику виникнення раку, особливо лейкемії. Сенсибілізуючі ефекти бензолу не відомі.

Металоорганічні сполуки. Деякі компоненти природного газу можуть містити високі концентрації отруйних важких металів, включаючи свинець, мідь, ртуть, срібло та миш'як. Цілком ймовірно, що ці метали присутні в природному газі у формі металоорганічних комплексів типу триметиларсеніту (CH3)3As. Зв'язок з органічною матрицею цих токсичних металів робить їх розчинними у ліпідах. Це веде до високого рівня поглинання та тенденції до біоакумуляції у жировій тканині людини. Висока токсичність тетраметилплюмбіту (СН3)4РЬ та диметилртуті (CH3)2Hg передбачає вплив на здоров'я людини, оскільки метильовані склади цих металів більш отруйні, ніж самі метали. Особливу небезпеку становлять ці сполуки під час лактації в жінок, оскільки у разі відбувається міграція ліпідів з жирових депо організму.

Диметилртуть (CH3)2Hg - особливо небезпечна металоорганічна сполука через її високу ліпофільність. Метилртуть може бути інкорпорована в організм шляхом інгаляційного надходження, а також через шкіру. Всмоктування цієї сполуки у шлунково-кишковому трактаті становить майже 100%. Ртуть має виражений нейротоксичний ефект і властивість впливати на репродуктивну функцію людини. Токсикологія не має даних про безпечні рівні ртуті для живих організмів.

Органічні сполуки миш'яку також дуже отруйні, особливо при їх метаболічному руйнуванні (метаболічна активація), що закінчуються утворенням високоотруйних неорганічних форм.

Продукти згоряння газу. Діоксид азоту здатний діяти на легеневу систему, що полегшує розвиток алергічних реакцій до інших речовин, зменшує функцію легень, сприйнятливість до інфекційним захворюваннямлегень, потенціює бронхіальну астму та інші респіраторні захворювання. Це особливо виражено в дітей віком.

Є докази, що N02, отриманий при спалюванні природного газу, може індукувати:

• запалення легеневої системи та зменшення життєвої функції легень;
• збільшення ризику астмоподібних ознак, включаючи появу хрипів, задишку та напади захворювання. Це особливо часто проявляється у жінок, які готують їжу на газових плитах, а також у дітей;
• зменшення резистентності до бактеріальних захворювань легень через зниження імунологічних механізмів захисту легень;
• надання несприятливих ефектів в цілому на імунну системулюдини та тварин;
• вплив як ад'юванта в розвитку алергічних реакцій до інших компонентів;
• збільшення чутливості та посилення алергічної реакції у відповідь на побічні алергени.

У продуктах згоряння природного газу є досить висока концентрація сірководню (H2S), який забруднює навколишнє середовище. Він отруйний у концентраціях нижче, ніж 50.ppm, а концентрації 0,1- 0,2% смертельний навіть за нетривалої експозиції. Оскільки організм має механізм для детоксикації цієї сполуки, токсичність сірководню пов'язана більше з його концентрацією, що впливає, ніж з тривалістю експозиції.

Хоча сірководень має сильний запах, його безперервна низькоконцентраційна дія веде до втрати відчуття запаху. Це уможливлює токсичний ефект для людей, які несвідомо можуть піддаватися дії небезпечних рівнів цього газу. Незначні концентрації їх у повітрі житлових приміщень призводять до подразнення очей, носоглотки. Помірні рівні викликають головний біль, запаморочення, а також кашель та утруднення дихання. Високі рівніведуть до шоку, конвульсій, коматозного стану, які закінчуються смертю. Ті, що залишилися живими після гострого токсичного впливу сірководню, відчувають неврологічні дисфункції типу амнезії, тремору, порушення рівноваги, а іноді і більш серйозного пошкодження головного мозку.

Гостра токсичність щодо високих концентрацій сірководню добре відома, проте, на жаль, є небагато інформації щодо хронічного низькодозового впливу цього компонента.

Радон. Радон (222Rn) також присутній у природному газі і може бути доставлений трубопроводами до газових плит, які стають джерелами забруднення. Так як радон розпадається до свинцю (період напіврозпаду 210РЬ дорівнює 3,8 дня), це призводить до створення тонкого шару радіоактивного свинцю (в середньому товщиною 0,01 см), який покриває внутрішні поверхнітруб та обладнання. Утворення шару радіоактивного свинцю підвищує фонове значення радіоактивності на кілька тисяч розпадів за хвилину (на площі 100 см2). Видалення його дуже складне і потребує заміни труб.

Слід враховувати, що простого відключення газового обладнання недостатньо, щоб зняти токсичну дію та принести полегшення хімічно чутливим пацієнтам. Газове обладнаннямає бути повністю видалено з приміщення, тому що навіть не працююча газова плитапродовжує виділяти ароматичні сполуки, які вона поглинула протягом років використання.

Сукупні ефекти газу, вплив ароматичних сполук, продуктів згоряння для здоров'я людини точно не відомі. Передбачається, що вплив кількох сполук може множитися, у своїй реакція від впливу кількох забруднювачів може бути більше, ніж сума окремих ефектів.

Таким чином, характеристиками природного газу, що викликають занепокоєння щодо здоров'я людини та тварин, є:

• вогненебезпечність та вибухонебезпечний характер;
• асфіксічні властивості;
• забруднення продуктами згоряння повітряного середовища приміщень;
• наявність радіоактивних елементів (радон);
• вміст у продуктах згоряння високотоксичних сполук;
• наявність слідових кількостей отруйних металів;
• вміст токсичних ароматичних сполук, що додаються до природного газу (особливо для людей з множинною хімічною чутливістю);
• здатність компонентів газу до сенсибілізації

Природний газ – це найпоширеніше паливо на сьогоднішній день. Природний газ так і називається природним, тому що він видобувається з надр Землі.

Процес горіння газу є хімічною реакцією, за якої відбувається взаємодія природного газу з киснем, що міститься у повітрі.

У газоподібному паливі є горюча частина і негорюча.

Основним горючим компонентом газу є метан - CH4. Його вміст у природному газі досягає 98%. Метан не має запаху, не має смаку та є нетоксичним. Межа його займистості знаходиться від 5 до 15%. Саме ці якості дозволили використати природний газ як один з основних видів палива. Небезпечна для життя концентрація метану більше 10%, так може настати ядуху, внаслідок нестачі кисню.

Для виявлення витоку газу, газ піддають одоризації, інакше кажучи додають сильно пахнучу речовину (етилмеркаптан). При цьому газ можна виявити вже за концентрації 1 %.

Крім метану в природному газі можуть бути горючі гази - пропан, бутан і етан.

Для забезпечення якісного горіння газу необхідно в достатній кількості підвести повітря в зону горіння та досягти хорошого перемішування газу з повітрям. Оптимальним вважається співвідношення 1:10. Тобто одну частину газу припадає десять частин повітря. Крім цього необхідно створення потрібного температурного режиму. Щоб газ запалився, необхідно його нагріти до температури його запалення і надалі температура не повинна опускатися нижче за температуру займання.

Необхідно організувати відведення продуктів згоряння в атмосферу.

Повне горіння досягається у разі, якщо у продуктах згоряння які у атмосферу відсутні горючі речовини. При цьому вуглець і водень з'єднуються разом та утворюють вуглекислий газ та пари води.

Візуально при повному згорянні полум'я світло-блакитне або блакитно-фіолетове.

Крім цих газів в атмесферу з горючими газами виходить азот і кисень, що залишився. N 2 + O 2

Якщо згоряння газу відбувається в повному обсязі, то атмосферу викидаються горючі речовини – чадний газ, водень, сажа.

Неповне згоряння газу відбувається через недостатню кількість повітря. При цьому візуально в полум'ї з'являються мови кіптяви.

Небезпека неповного згоряння газу полягає в тому, що чадний газ може спричинити отруєння персоналу котельні. Зміст СО повітря 0,01-0,02% може викликати легке отруєння. Більш висока концентрація може призвести до тяжкого отруєння та смерті.

Сажа, що утворюється, осідає на стінках котлів, погіршуючи тим самим передачу тепла теплоносія, знижує ефективність роботи котельні. Сажа проводить тепло гірше за метан у 200 разів.

Теоретично для спалювання 1м3 газу необхідно 9м3 повітря. В реальних умовах повітря потрібно більше.

Тобто потрібна надмірна кількість повітря. Ця величина позначається альфа показує скільки разів повітря витрачається більше, ніж необхідно теоретично.

Коефіцієнт альфа залежить від типу конкретного пальника і зазвичай прописується в паспорті пальника або у відповідність до рекомендацій організації пусконалагоджувальної роботи.

Зі збільшенням кількості надлишкового повітрявище рекомендованого, зростають втрати тепла. За значного збільшення кількості повітря може статися відрив полум'я, створивши аварійну ситуацію. Якщо кількість повітря менша за рекомендоване, то горіння буде неповним, створюючи тим самим загрозу отруєння персоналу котельні.

Для більш точного контролю якості згоряння палива існують прилади - газоаналізатори, які вимірюють вміст певних речовин у складі газів.

Газоаналізатори можуть надходити у комплекті з котлами. Якщо їх немає, відповідні вимірювання проводить пусконалагоджувальна організація за допомогою переносних газоаналізаторів. Складається режимна карта, в якій прописуються необхідні контрольні параметри. Дотримуючись їх, можна забезпечити нормальне повне згоряння палива.

Основними параметрами регулювання горіння палива є:

• співвідношення газу і повітря, що подаються на пальники.

• коефіцієнт надлишку повітря.

• розрядження у топці.

• Коефіцієнт корисної дії казана.

У цьому під коефіцієнтом корисної дії котла мають на увазі співвідношення корисного тепла до величини всього витраченого тепла.

Склад повітря

Назва газу	Хімічний елемент	Зміст у повітрі
Азот	N2	78 %
Кисень	O2	21 %
Аргон	Ar	1 %
Вуглекислий газ	CO2	0.03 %
Гелій	He	менше 0,001%
Водень	H2	менше 0,001%
Неон	Ne	менше 0,001%
Метан	CH4	менше 0,001%
Криптон	Kr	менше 0,001%
Ксенон	Xe	менше 0,001%

Подібний дефект пов'язаний із несправністю системи автоматики казана. Зазначимо, що експлуатувати котел із відключеною автоматикою (наприклад, якщо примусово заклинити пускову кнопку у натиснутому стані) категорично заборонено. Це може призвести до трагічних наслідків, оскільки при короткочасному припиненні подачі газу або при згасанні полум'я сильним потоком повітря газ почне надходити в приміщення. Для розуміння причин виникнення такого дефекту, розглянемо докладніше роботу системи автоматики. На рис. 5 показано спрощену схему цієї системи. Схема складається з електромагніту, вентиля, датчика тяги та термопари. Для увімкнення запальника натискають пускову кнопку. Шток, пов'язаний з кнопкою, тисне на мембрану вентиля, і газ починає надходити до запальника. Після цього запалюють запальник. Полум'я запальника стосується корпусу датчика температури (термопари). Через деякий час (30 ... 40 с) термопара нагрівається і на її висновках з'являється ЕРС, якої достатньо для спрацьовування електромагніту. Останній, своєю чергою, фіксує шток у нижньому (як у рис. 5) положенні. Тепер пускову кнопку можна відпустити. Датчик тяги складається з біметалічної пластини та контакту (рис. 6). Датчик розташований у верхній частині котла біля труби відведення продуктів горіння в атмосферу. У разі засмічення труби її температура різко підвищується. Біметалічна пластина нагрівається та розриває ланцюг подачі напруги на електромагніт - шток більше не утримується електромагнітом, вентиль закривається, і подача газу припиняється. Розташування елементів пристрою автоматики показано на мал. 7. На ньому видно, що електромагніт закритий захисним ковпаком. Провід від датчиків розташовані всередині тонкостінних трубок До електромагніту трубки кріпляться за допомогою накидних гайок. Корпусні висновки датчиків підключаються до електромагніту через корпус трубок. А тепер розглянемо методику пошуку вказаної вище несправності. Перевірку починають із найслабшої ланки пристрою автоматики - датчика тяги. Датчик не захищений кожухом, тому через 6... 12 місяців експлуатації «обростає» товстим шаром пилу Біметалічна пластина (див. рис. 6) швидко окислюється, що призводить до погіршення контакту. Шубу з пилу видаляють м'яким пензлем. Потім пластину відтягують від контакту та зачищають дрібним наждачним папером. Не слід забувати, що потрібно очистити і сам контакт. Хороші результати дає чищення зазначених елементів спеціальним спреєм "Контакт". До його складу входять речовини, що активно руйнують оксидну плівку. Після чищення на пластину та контакт наносять тонкий шаррідкого мастила. Наступним кроком перевіряють справність термопари. Вона працює у важкому тепловому режимі, тому що постійно знаходиться в полум'ї запальника, природно, її термін служби значно менший за інші елементи котла. Основний дефект термопари – прогар (руйнування) її корпусу. При цьому різко зростає перехідний опіру місці зварювання (спаючи). Внаслідок цього струм у ланцюгу Термопара - Електромагніт - Біметалічна пластина буде нижчою за номінальне значення, що призводить до того, що електромагніт вже не зможе фіксувати шток (рис. 5). Для перевірки термопари відкручують накидну гайку (мал. 7), розташовану з лівої сторони електромагніту. Потім включають запальник і заміряють вольтметром постійну напругу (термо-ЕРС) на контактах термопари (рис. 8). Нагріта справна термопара формує ЕРС близько 25...30 мВ. Якщо це значення менше, термопара несправна. Для її остаточної перевірки відстиковують трубку від кожуха електромагніту та заміряють опір термопари. Опір нагрітої термопари становить менше 1 Ом. Якщо ж опір термопари – сотні Ом та більше її необхідно замінити.Низька величина термо-ЕРС, що формується термопарою, може бути викликана наступними причинами: - засміченням форсунки запальника (внаслідок цього, температура нагрівання термопари може бути нижчою за номінальну). «Лічать» подібний дефект прочисткою отвору запальника будь-яким м'яким дротом відповідного діаметра; - Зміщенням положення термопари (природно, вона теж може нагріватися недостатньо). Усувають дефект так - послаблюють гвинт кріплення підводки біля запальника і регулюють положення термопари (рис 10); - Низький тиск газу на вході котла. Якщо ЕРС на висновках термопари в нормі (при збереженні ознак несправності, зазначених вище), перевіряють такі елементи: - цілісність контактів у місцях підключення термопари та датчика тяги. Окислені контакти необхідно зачистити. Накидні гайкизакручують, як то кажуть, «від руки». У цьому випадку гайковий ключ застосовувати небажано, тому що можна легко порвати підходящі до контактів дроти; - Цілісність обмотки електромагніту і, при необхідності, пропаюють її висновки. Працездатність електромагніту можна перевірити в такий спосіб. Від'єднують підведення термопари. Натискають і утримують пускову кнопку, потім запалюють запальник. Від окремого джерела постійної напруги на контакт електромагніта (від термопари), що звільнився, подають відносно корпусу напруга близько 1 В (при струмі до 2 А). Для цього можна використовувати звичайну батарейку (1,5 В), головне, щоб вона забезпечила необхідний робочий струм. Тепер кнопку можна відпустити. Якщо запальник не згас, електромагніт та датчик тяги справні; - Датчик тяги. Спочатку перевіряють зусилля притискання контакту до біметалічної пластини (при зазначених ознаках несправності часто воно недостатнє). Для збільшення сили притиску звільняють стопорну гайку та переміщують контакт ближче до пластини, потім затягують гайку. В цьому випадку жодних додаткових регулюваньне потрібно - на температуру спрацьовування датчика сила притиску не впливає. Датчик має великий запас по кутку відхилення пластини, забезпечуючи надійне розривання електричного кола у разі аварії.