Полное и неполное горение.

Если кислорода достаточно, то все горючие элементы окисляются.

Полное горение: О2 достаточно: газ СН₄+О₂— » С0₂+Н₂О+Q

Мазут:

При недостаточном количестве кислорода горение будет неполным, получаем продукты недокисления.

Неполное горение: О₂ недостаточно.

Газ СН₄+О₂— » С0₂+Н₂О+СО+С+Н₂О+СН₄+Q

СО, С—опасные и вредные

Мазут:

+СО+С

СО- окись углерода. При неплотной обмуровки котла может поступать в помещение котельной вызывая отравления. Согласно Правил по газу в помещениях с работающими на газе котлами должны быть установлены стационарные газоанализаторы по метану.

С- чистый углерод (сажа) оседает на поверхностях (трубах) нагрева котла ,обладает низким коэффициентом теплопроводности, поэтому ухудшает теплообмен между дымовыми газами и водой.

В результате:

- t дымовых газов повышается

-расход топлива повышается

- КПД котла уменьшается.

Сажа хорошо горит, поэтому возможны возгорания сажи в дымоходах, а это аварийная остановка котла или всей котельной.

Взрыв.Условия Взрыва.

Взрыв- мгновенное воспламенение воздушной смеси с расширением нагретых газов и высоким давлением, что приводит к разрушению ограждающих конструкций.

Взрыв происходит при одновременном наличии трех условий.

1. Взрывоопасная концентрация с воздухом

2. Замкнутый оббьем

3. Источник зажигания(открытый огонь или сильно нагретый предмет)

Во́здух — естественная смесь газов (главным образом азота и кислорода — 98-99 % в сумме, а также углекислого газа, воды, водорода и пр.) образующая земную атмосферу.

N(азот)- не способствует процессу горения и сам не горит.

О(кислород)- сильный окислитель, способствует горению ,но сам не горит.

Ar He – остальные в реакцию не вступают.

Воздух содержит водяные пары ,поэтому говорят о влажности воздуха.

Абсолютная влажность — количество влаги, содержащейся в одном кубическом метре воздуха. Из-за малой величины обычно измеряют в г/м³. Но в связи с тем, что при определённой температуре воздуха в нем может максимально содержаться только определённое количество влаги (с увеличением температуры это максимально возможное количество влаги увеличивается, с уменьшением температуры воздуха максимальное возможное количество влаги уменьшается), ввели понятие относительной влажности.

Точка росы - температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг границы насыщения, иными словами, чтобы относительная влажность газа при этом составляла 100%. Дальнейший приток водяного пара или охлаждение воздуха вызывает образование конденсата. При положительных температурах - росы, при отрицательных - инея, льда или снега.

Контроль процесса горения.

1.По цвету и форме факела: визуально ( по цвету дыма для мазута)

При нормальном горении мазута: цвет факела соломенно- желтый, форма- конусообразная, горение заканчивается в топке ,цвет дыма светло- серый.

а) если воздуха мало: цвет факела оранжевый, на конце факела черные полосы (сажа), факел вытягивается попадает в камеру догорания ,дым черно-серый ,черный.

б) при избытке воздуха: факел светло-желтый, почти белый, факел короткий, гудящий, дым белый.

При нормальном горении газа: цвет факела прозрачно-голубой, горение в топке

а) если воздуха мало: пламя желтеет ,коптящее с красными языками, факел длинный.

б) при избытке воздуха: пламя фиолетовое, короткое гудящее.

2. По режимной карте.

Сравнивать показания приборов на котле (Ртоплива, Рвоздуха, разряжение, Р мазута) с указанными в режимной карте.

3.По составу дымовых газов. Берут пробы дымовых газов и определяют содержание в них СО и О_2..

СО² max=11.8%

ТЕМА №3

КОТЛЫ И КОТЕЛЬНОЕ ОБОРУДОВАНИЕ.

Оборудование для водоподготовки.

Основные показатели качества воды.

Водно-химический режим котельной должен обеспечить работу кот­ла и питательного тракта без повреждения их элементов в следствие отло­жений накипи и шлама, без повышения относительной щелочности котло­вой воды до опасных пределов.

Все паровые котлы с естественной и многократной принудительной цир­куляцией паропроизводительностью 0,7 т/час и более, все паровые прямо точные котлы независимо от паропроизводительности. а так же все водо­грейные котлы должны быть оборудованы установками для докотловой обработки воды.

Показатели качества волы:

1. Прозрачность- содержание взвешенных частиц. Определяется по высоте слоя воды (в см), через который можно видеть шрифт определен­ных размеров.

2. Солесодержание - общее количество растворённых веществ. Опре­деляют по массе сухого остатка после выпаривания воды при t = 105-110°С.

3. Щелочность- количество в воде гидроксильных, кабонатных, и бикарбонатных анионов. В природной воде преоблада­ет бикарбонатная щелочность. Если в котел попадает вода с повы­шенной щелочностью, возникает эффект вспенивания воды, ухуд­шается контроль за уровнем воды в паровом: котле, возможен заброс воды в паропровод. При контроле качества котловой воды определяют относительную щелочность.

Бывает:гидратная, карбонатная, бикарбонатная.==общая Щ₀

Щ₀=Щ_г+Щ_к+Щ_б

2. Жесткость определяется обшим содержанием солей, кальция и магния.

Различают:

1.Временная жесткость или карбонатная (Ж к).

2.Постоянная жесткость (Ж п).

3.Общая жесткость (Ж о).

Жо=Жв(к)+Жп(нк)

Временная жесткость зависит от содержания в воде бикарбонатов кальция и магния: Са (НСО₃)₂ и Mg (HCO₃)2

Временной жесткость называется потому, что при нагреве воды до t = 70°С и выше идет разложение бикарбонатов, кальция и магния, В ре­зультате образуются нерастворимые вещества СаСО₃ и MgCO₃, которые выпадают в осадок в виде шлама. При t = 70^вС: Са (НСО₃)₂ -> CaCO₃ + Н₂О + СО₂

Mg (НСО₃)₂-> MgCO₃ + СО₂+ Н₂О

Постоянная жесткость зависит от содержания в воде хлоридов, нит­ратов и других солей кальция и магния. Эти соли при нагреве воды и ее испарении образуют накипь, которая является плохим проводником тепла и приводит к перерасходу топлива в котле и к разрушению элементов кот­ла в результате перегрева стенок

По содержанию солей кальция и магния вода делится:

1. Мягкая: Ж о < 3,5 мг-экв/кг

2. Средней жесткости: Ж о = 3,5-~7 мг-экв/кг

3. Жесткая: Ж о > 7 мг-экв/кг

Единица измерения жесткости 1 мг-экв/кг соответствует содержанию в 1 кг Н₂О 20,04 мг Са²⁺ или 12,16 мг Mg²⁺ 1 мг-экв/кг = 1000 мкг-экв/кг

Ж = Са²⁺ /20,04 + Mg²⁺/l2,16;

где Са²⁺ и Mg²⁺- концентрация в воде катионов кальция и магния, мг/кг.

20,04 и 12,16 - эквивалентные массы кальция и магния.

Например, в реке Неве:

Ж о = 0,792 мг-экв/кг

Ж к = 0,496 мг-экв/кг

Ж п = 0,296 мг-экв/кг

5. Показатель кислотности (рН) характеризует реакцию воды, которая может быть кислой, нейтральной или щелочной.

рН = 7 - нейтральная среда

рН > 7 - щелочная среда

рН < 7 - кислая среда

Если в котельной будет использоваться вода с кислой реакцией (рН> < 7), то будет интенсивная коррозия металлических поверхностей.

Состав и свойства природной воды.

В котельные города вода поступает из городской водопроводной сети. В городскую водопроводную сеть вода поступает из различных природ­ных источников. Природная вода содержит:

1. Механические примеси: песок, глина, органические вещества, кол­лоидные примеси.

2. Химические примеси: различные растворенные химические веще­ства и соли. Например: MgCl2, Ca(NO₃)₂, Mg(NO₃)₂, NaCl, KCL Na₂SO₄, Са(НСОз):, Mg(HCO₃)₂ и др.

3. Растворенные газы: кислород (О₂), углекислый газ (СО₂), азот (N_2:)и др.

Состав и количество примесей зависит от пород, через которые про­текает природная вода.

Химически чистая вода (Н₂О) представляет собой бесцветную жид­кость без запаха и вкуса.

Вода обладает следующими свойствами:

1. Является хорошим растворителем.

2. Хорошо смешивается с многими веществами.

3. Имеет наибольшую теплоемкость с = 1ккал/кг-град = 4,19 кДж/кг-К, поэтому воду используют в котельной в качестве теплоносителя.

4. Максимальную плотность вода имеет при t = +4°C, р =1 г/см³ = 1000 кг/м³.

5. Вода превращается в лед t = 0°С при Р_АТМ = 760 мм рт. ст., плотность рльда=0,92г/см³.

6.Температура кипения воды при. P_dTM= 760 мм рт. ст. равно100°С При нагреве вода увеличивается в объеме, объем пара при атмосферном давление в 1670 раз больше объема воды.

Влияние примесей на работу оборудования.

Наличие примесей в питательной воде приводит к осложнениям работы котла накипь и шламообразования и внутренняя коррозия труб и других элементов.

1. Накипь и шлам.

Накипь называют плотные обложения на поверхности нагрева, способные нарушить нормальную работу котла.

Вредные свойства накипи:

1. накипь обладает низкой теплопроводностью, что приводит к ухудшению теплообмена между дымовыми газами и водой, к повышению t стенок труб котла их перегреву разрыву: накипь толщиной 2-3 мм----увеличение температуры стенок до 800-900 С.

2. Увеличивается расход топлива: накипь 2-3 мм перераспад топлива2-4%

3. Под воздействием высокой t накипь разлагается и образует кислоты - что образует коррозии.

4. Уменьшается сечение труб, что приводит к нарушению циркуляции

5. Отслаивается накипь, может попадать в пар, что ухудшает его качество.

Шлам - рыхлые отложения, образовавшиеся в воде при его нагревании. Шлам засоряет оборудование, ухудшает циркуляцию воды в котле, кроме того оседает на поверхностях нагрева, уплотняется образуя вторичную накипь.

Коррозия-это самопроизвольное разрушение металлов в результате химического или физико-химического взаимодействия с окружающей средой.

Эрозия- изменение размеров, формы, массы или состояния поверхности изделия или инструмента вследствие разрушения (изнашивания) поверхностного слоя изделия при трении.

Самая распространенная коррозия кислородная.

Способы обработки воды для паровых котлов.

Водно-химический режим (ВХР) котельной и тепловых сетей опре­деляет требования к качеству питательной, котловой воде, пару, к сетевой и подпиточной воде в соответствии с нормируемыми показателями. ВХР должен обеспечивать работу котлов и тепловых сетей без образования на­кипи, скопления шлама и коррозии.

ВХР определяет способы докотловой и внутрикотловой обработки воды паровых котлов, способы обработки сетевой и подпиточной воды водогрейных котлов и схему водоподготовительной установки. Установ­лено, что 40% аварий котлов происходит из-за неудовлетворительного водного режима (отложение накипи, коррозия элементов котла). Вода в котельной по назначению делится:

1. Исходная «сырая» вода- вода из городского водопровода.

2. Химически очищенная вода- прошедшая через умягчающие фильтры.

3. Питательная вода- деаэрированная вода, подаваемая в паровые котлы.

4. Котловая вода- вода, заполняющая объем котла.

5. Конденсат- вода, образовавшаяся из пара.

6. Продувная вода- вода, содержащая шлам.

7. Сетевая вода- вода, циркулирующая в системе теплоснабжения.

8. Подпиточная вода- вода, подаваемая в теплосеть для подпитки (в теп­лосети всегда должно поддерживаться заданное давление воды).

Если в котельную поступает вода из городского водопровода, то водоподготовка в котельной состоит из умягчения воды (удаление из воды солей жесткости) и деаэрации (удаление из воды растворимых газов О₂ и

СО₂).

Если вода- в котельную поступает из природного водоема, то в ко­тельной вода предварительно очищается от механических примесей, взве­сей (мельчайших частиц), затем умягчается и деаэрируется. Очистка от механических примесей осуществляется в механических фильтрах, запол­ненных кварцевым песком, мраморной крошкой, дробленым антрацитом, керамзитом.

Осветление (удаление мельчайших взвешенных частиц, солей желе­за и кремния)производят с помощью специальных веществ- коагулянтов (сернокислый алюминий Al2(SO₄)3, железный купорос Fe SO₄-7H₂O или сернокислое железо Fe₂(SO₄)3 с последующим механическим отделением хлопьев.