Взаимозаменяемость газов БГ и природного газа
Взаимозаменяемость газов – это возможность устойчивого сжигания их в тепловых установках и приборах без изменения конструкции газогорелочных устройств при сохранении номинальной тепловой мощности. Устойчивая работа газогорелочных устройств характеризуется работой горелок без отрыва и проскока пламени при полноте сгорания газа, близкой к 100%. Такая работа горелок допускается при поддержании постоянства теплоты сгорания, скорости распространения пламени и других характеристик сжигаемого газа. Первые два показателя характеризуют тепловой поток в газогорелочном устройстве. Зависимость между теплотой сгорания газа и его плотностью характеризуется числом Воббе Wo.
Число Воббе низшее (Woн) или высшее (Woв) характеризует тепловую мощность и аэродинамические параметры горелки при постоянном давлении и определяется путем деления теплоты сгорания на корень квадратный из относительной (по воздуху) плотности газа по формуле
Для газов БГ низшее значение числа Воббе, МДж/м3, определится из соотношения
;
высшее число Воббе, МДж/м3,
.
Концентрационные пределы воспламеняемости (взрываемости) газов характеризуют способность смесей горючего газа с окислителем в определенных пропорциях воспламеняться или взрываться. Нижний предел соответствует минимальному, а верхний – максимальному процентному содержанию газа в газовоздушной смеси, при котором Существование пределов воспламеняемости вызвано тепловыми потерями в окружающую среду при горении газа. Если содержание горючего газа в газовоздушной смеси меньше нижнего предела воспламеняемости (бедная газовоздушная смесь), подожженная смесь воспламеняться, гореть и взрываться не может, поскольку выделяющейся вблизи источника зажигания теплоты недостаточно для подогрева смеси до температуры воспламенения. Если содержание газа в смеси превышает верхний предел воспламеняемости (богатая газовоздушная смесь), то количества воздуха в смеси недостаточно для полного сгорания газа и, следовательно, выделяющееся количество теплоты ниже теплового эффекта реакции полного сгорания, так что горение может продолжаться при наличии постоянного источника поджигания, а при удалении его прекращается.
Значения пределов воспламеняемости смеси газов БГ – воздух, % по объему, можно определить из соотношения:
,
где – верхний или нижний предел воспламеняемости газов БГ, %; – верхний или нижний предел воспламеняемости метана в смеси с воздухом, %; х – доля балластных примесей в газах БГ; а – эмпирический коэффициент; для нижнего предела воспламеняемости а = 1,12; для верхнего воспламеняемости а = 0,70.
Воспламенение смеси газов БГ – воздух возможно при содержании метана в БГ не менее 23,5 % по объему.
Изменения в составе газа влияют и на устойчивость горения, которая тесно связана со скоростью распространения пламени. Нормальная скорость распространения пламени– это скорость, отнесенная к холодной, еще не воспламенившейся смеси, с которой пламя перемещается по нормали к ее поверхности. Для БГ скорость распространения пламени, см/с, может быть определена из зависимости
,
где СН4 – содержание метана в БГ, % об.
Нормальная скорость распространения пламени газов БГ изменяется в диапазоне 19–28 см/с, это влечет за собой уменьшение скорости, при которой происходит отрыв пламени, почти вдвое по сравнению с природным газом. Следовательно, при сжигании биогазов требуется применение надежных методов стабилизации пламени.
Теоретический расход сухого воздуха необходимого для полного сгорания кубометра БГ, м3/м3:
.
Объем влажных продуктов сгорания БГ м3/м3:
.
Каждый студент выполняют расчетную работу по определению основных характеристик и времени образования в кухне взрывоопасной смеси при не закрытом кране на одну из горелок плиты при использовании ПГ и СУГ, БГ Состав газов принимать по табл. 1 и 2 приведенным в Приложении. Номер задания выдает преподаватель.
Дата добавления: 2016-04-06; просмотров: 1197;