Količina zraka za izgaranje prirodnog plina: formule i primjeri izračuna

Od kvalitete procesa izgaranja ovisi učinkovitost rada raznih plinskih uređaja. Na što izravno utječe količina zraka za izgaranje prirodnog plina, što nije teško izračunati. Zašto se ne biste pobrinuli za učinkovitost potrošnje goriva i povećanje stupnja djelovanja opreme samostalnim izvođenjem potrebnih izračuna, zar ne?

Ali kako to ispravno učiniti i gdje uzeti podatke za izračune? Da bismo razumjeli ovu temu, razmotrimo u okviru našeg članka teoriju potrošnje zraka za izgaranje plina, upoznajmo se s najjednostavnijim formulama za izračun potrebnog volumena zraka. Također ćemo razgovarati o praktičnoj koristi ovih izračuna.

Teorija potrošnje zraka za izgaranje plina

Postupak dobivanja toplinske energije izravno utječe na trajanje rada, učestalost radova na održavanju plinske opreme. Treba razumjeti da je optimalna plinsko-zračna mjesa jamstvo sigurnosti. Razgovarajmo detaljnije o potrošnji zraka za izgaranje plina.

Za izgaranje jedne molekule metana, koji je glavni sastojak prirodnog plina, potrebne su točno 2 molekule kisika. Ako se prevede u razumljive volumene, za oksidaciju kubičnog metra naveenoga goritva morat će se koristiti 2 puta više kisika.

Ali u stvarnim uvjetima sve je složenije. Budući da se kao oksidans za provođenje kemijsko-fizičkog procesa izgaranja koristi zrak, u čijem sastavu kisik potreban za održavanje izgaranja čini samo petinu. A točnije, 20,93% — upravo se taj postotak obično koristi za razne tehničke proračune. To znači da će zraka biti potrebno 9,52 puta više.

Pri svakom tehničkom izračunu količine plina kao osnova se uzima 100% tog goriva. Iako njegove glavne tvari — metana (CH4) može biti u sastavu ne više od 75%

Naveni broj možete saznati izvođenjem 2 radnje:

1. Dijeljenje 100/21. Ovom operacijom može se utvrditi da je zraka u bilo kojem volumenu 4,76 puta više nego kisika.
2. Množenje 4,76 s 2, što iznosi 9,52 — upravo toliko puta više zraka treba potrošiti za izgaranje bilo kojeg volumena prirodnog plina.

No, postoji jedna važna napomena: izračunata količina zraka potrebna za učinkovito izgaranje plina predstavlja teoretsku potrošnju. A u praksi će je trebati više. Razlog je u tome što je izračun proveden za idealne uvjete, a u stvarnosti gotovo uvijek postoji niz čimbenika koji unose značajne korekcije.

One uključuju:

• sastav i kakvoća reagensa (zraka, plina);
• vrsta opreme koja se koristi za dovod energenta;
• stanje opreme;
• načina dovoda plina, zraka, te niz drugih čimbenika.

Ako je potrebna posebna točnost, tada se gore navedene značajke ponekad mogu uzeti u obzir. Na primjer, točan sastav plina može se saznati u najbližem predstavništvu plinske službe. No, kada posebna točnost nije potrebna, dobivena vrijednost 9,52 jednostavno se množi s takozvanim koeficijentom viška zraka. Njegova vrijednost obično se kreće u rasponu od 1,1 do 1,4.

Kisik je oksidans plina. To jest, on sam ne gori, ali aktivno podržava taj proces uz sudjelovanje navedenog goriva. No budući da kisika u sastavu zraka nema više od 20,93%, smatra se da je za postupak izgaranja plina potrebno gotovo 5 puta više.

Kada izračun mora biti maksimalno točan, tada stvarno utrošenu količinu zraka treba podijeliti s njegovom teoretskom potrošnjom. No u većini slučajeva jednostavnije je koristiti prosječnu vrijednost koeficijenta viška zraka. Njegovu vrijednost treba pomnožiti s 9,52 i kao rezultat dobit će se točna količina utrošenog zraka potrebna za osiguranje postupka izgaranja plina.

Dakle, ako je jednak:

• 1,1 — zračne mase bit će potrebno 10,472 puta više;
• 1,4 — zraka će trebati upotrijebiti 13,328 puta više.

To jest, za izgaranje svakog kubičnog metra energenta bit će potrebno do 13,328 m³ zraka.

Formule i primjeri izvođenja izračuna

Potrebna vrijednost u svakom konkretnom slučaju može se dobiti korištenjem posebne formule ili prosječnih pokazatelja. O tim ćemo metodama detaljnije razgovarati.

Način #1 — izračun korištenjem formule

Koji kaže da će satni volumen zraka (V_h), potreban za izgaran je, biti jednak:

V_h = 1,1 x K_izb.v x V_tx V_g/hx (273 + t)/273,

Gdje:

• K_izb.v
• V_t — teoretski potrebna količina zraka;
• V_g/h — satna potrošnja plina opreme;
• t — vrijednost temperature u prostoriji gdje je smještena plinska oprema.

Satna potrošnja plina potrebna za izračune navedena je u putovnici svakog plinskog uređaja.

To jest, ako takva vrijednost iznosi 10, a:

• temperatura u prostoriji, na primjer, 18 °C;
• koeficijent viška zraka – 1,1.

Tada izvodimo gore navedene matematičke radnje, a to su:

1,1 x 1,1 x 9,52 x 10 x (273 + 18) / 273 = 122,1

Kao rezultat, pokazuje se da će u ovom konkretnom slučaju za izgaranje plina svaki sat biti potrebno 122,1 m³ zraka.

Izračun količine zraka potreban je za osiguranje učinkovitog i sigurnog rada bilo koje plinske opreme, uključujući štednjake, bojlere i kotlove za grijanje koji se koriste u kućanstvima.

Način #2 — izračun pomoću prosječnih podataka

Ako nema želje za izvođenje takvog izračuna zraka za izgaranje potrebne količine plina, tada se može poslušati preporuke mnogih proizvođača i stručnjaka.

Koje govore da će proces biti učinkovit ako se na svaki kilovat snage svakoga sata dovodi ne manje od 1,6 m³ zraka.

Ako se metoda izračuna korištenjem formule čini složenom, tada se može koristiti manje precizna i jednostavno prosječna, ali zato vrlo jednostavna, a time i dostupna. Jer sve što treba učiniti jest pomnožiti snagu potrebnog plinskog uređaja s 1,6, što će omogućiti dobivanje približnog volumena zraka koji će svaki sat trebati dovoditi za potpuno izgaranje plina.

To jest, izračun se može izvršiti u samo jednoj radnji. Za to treba vrijednost snage plinskog uređaja uzetu iz tehničke dokumentacije pomnožiti s navedenih 1,6. Kao rezultat dobit će se potrebna količina zraka za učinkovito izgaranje.

Na primjer, ako snaga plinskog kotla iznosi 40 kW, tada tu vrijednost treba pomnožiti s 1,6:

40 x 1,6 = 64

Dobit će se 64 m³ zraka koje će svakoga sata trebati dovoditi do plinskog uređaja.

Praktično značenje izračuna potrošnje zraka

Vještine izvođenja takvih izračuna mogu biti potrebne za povećanje učinkovitosti plinske opreme, kao i za uklanjanje uzroka njenog nepravilnog rada.

Prevencija kvarova i smanjenja stupnja djelovanja opreme

Na primjer, znanje o optimalnoj količini oksidansa bit će potrebno kada se površine dimnjaka (unutarnje), elementi konstrukcije opreme (izmjenjivači topline, plamenici, ostali) brzo prekrivaju naslagama čađe i drugih produkata izgaranja.

Ako uklanjanje onečišćenja ne daje odgovarajući učinak, kao ni bilo koje druge mjere (podešavanje, zamjena dijelova, sklopova agregata). To ukazuje na postojanje tzv. nepotpunog izgaranja energenta, koje se događa zbog nedostatne količine zraka.

Postupak izgaranja plina smatra se složenom reakcijom. Kao rezultat, ako nema dovoljno oksidansa (tj. zraka), to će utjecati na stanje, radnu sposobnost i ispravnost cjelokupne plinske opreme. U nizu slučajeva kvarovi se mogu otkloniti tek nakon utvrđivanja i korekcije količine zraka koja sudjeluje u reakciji.

A također, poznavanje potrebnog protoka zraka bit će potrebno u sljedećim situacijama:

• Uočen je prevelik utrošak plina koji se ne može otkloniti podešavanjima ili drugim zahvatima. Jer uzrok može biti mehanički nedogorijevanje. To jest proces u kojem se dovodi prevelika količina zraka, što također dovodi do nepotpunog izgaranja plina.
• Primjećuje se česta promjena boje "plavoga" goriva tijekom izgaranja — primjerice u narančastu, bijelu, crvenu, žutu. To su složeniji slučajevi od prethodnih, jer uzrok može biti i višak zraka i njegova nedovoljna količina.
• Nestabilnost procesa izgaranja plina. Na primjer, ako nisu uključeni svi radni otvori plamenika, plamenika plinskog kotla itd. A čišćenje navedenih konstrukcijskih elemenata nije dovelo do poboljšanja, jer će u takvim situacijama zasigurno biti potrebno dovesti znatno više zraka.

Unatoč različitim uzrocima, izračun se izvodi na isti način, prema gore opisanoj metodi.

Korist izračuna pri uređenju kotlovnice

Izračuni količine zraka potrebne za učinkovito oksidiranje plina potrebni su u slučajevima uređenja ložišta, instalacije, zamjene plinske opreme i slično.

Uvijek treba imati na umu da su teorijski izračuni dobri samo kada je njihova ispravnost potvrđena praksom. A u slučaju količine zraka — od strane predstavnika gradskih plinskih službi s analizatorima plina.

I izračuni se izvode, ali se situacija u svakom navedenom slučaju komplicira činjenicom da je za dobivanje svih potrebnih podataka potrebno izvršiti još niz izračuna.

U koje spadaju izračuni:

• ukupnog protoka zraka — u prostoriju s plinskom opremom potrebno je dovoditi zrak ne samo za proces izgaranja, već i za provjetravanje (u SNiP II-35-76 jasno je navedeno da se u prostorijama koje se koriste kao ložišta svaki sat moraju izmijeniti 3 volumena zraka);
• presjeka ispušnog kanala;
• presjeka otvora ulaznih kanala;
• prirodnog propuha u predviđenom ispušnom kanalu;
• stvarne brzine zračnih masa u presjecima budućih zračnih vodova;
• gubitaka tlaka na razne lokalne otpore;
• veličine prozora propisanog u prostoriji s plinskom opremom.

Osim pravilnog uređenja ventilacije kotlovnice, možda će biti potrebno izvršiti još niz postupaka, primjerice, izvršiti aerodinamički proračun.

Pri izvođenju izračuna morate imati na umu da bilo kakvi postupci s plinom predstavljaju znatnu opasnost. Stoga je bolje povjeriti njihovo izvođenje stručnjacima.

Nakon toga sve dobivene informacije trebaju postati temelj projekta zamjene, instalacije opreme, preuređenja, koji se podnosi lokalnoj plinskoj službi na odobrenje. Gdje se, ako se otkriju pogreške, dokument može vratiti sastavljaču.

Drugim riječima, skup postupaka za izračun svih potrebnih vrijednosti prilično je složen. Stoga se u slučaju instalacije, zamjene ili premještanja opreme s tim zadatkom može nositi samo malo njih. Većini vlasnika prostora bit će lakše obratiti se za pomoć stručnjacima. Oni ne samo da će izvršiti potrebne matematičke radnje, već će i prilagoditi izračune zahtjevima zakona o uređenju ložišta, ventilacijskih sustava, odvoda dima i svih ostalih. Ti su zahtjevi navedeni u SNiP II-35-76, kao i u SNiP 2.04.08-87 i nizu drugih manje korištenih specijaliziranih dokumenata.

Ako u nekom konkretnom slučaju nije potrebno sastaviti projekt, tada izračuni koje je izvršio stručnjak uklanjaju prijetnju životu, zdravlju samog vlasnika plinske opreme, njegovim bližnjima i ljudima koji žive u blizini.

Osim toga, omogućit će vam izbjegavanje radnji koje se u zakonu tumače kao neovlašteno priključenje na bilo koji plinovod. Za to čl. 7.19 Zakonika o upravnim prekršajima Ruske Federacije predviđa sankcije u obliku novčane kazne u iznosu od 100 do 150 €. Na primjer, to se može dogoditi ako vlasnik prostora nakon izvršenih izračuna unese izmjene u konstrukciju sustava grijanja.

Ne smijete zaboraviti da vas neuspješan izračun količine zraka ili bilo koji drugi može učiniti prekršiteljem. Zbog toga ćete morati platiti, u najmanju ruku financijski. Na primjer, ako radnje ili propusti dovedu do kršenja pravila namijenjenih sigurnom korištenju bilo koje plinske opreme, kao kaznu morat ćete se odreći iznosa od 10 do 300 €. O tome govori čl. 9.23 Zakonika o upravnim prekršajima.

Nakon izračuna nemojte donositi nepromišljenih odluka o zamjeni plinske opreme, osobito one različite snage. Ako se to ipak dogodi, tada je potrebno obavijestiti predstavnike plinske službe o provedenim radnjama. To će vam pomoći izbjeći kazne.

Također, nemojte provoditi napravljene teorijske izračune po cijenu kršenja pravila i normi navedenih u SNiP II-35-76, koji uređuje područje uređenja prostorija namijenjenih korištenju plinske opreme. Jer prema čl. 9.23 Zakonika o upravnim prekršajima čak i za najmanje prekršaje morat ćete platiti 10 do 20 €.

Zaključci i koristan video na temu

Priloženi video materijal u nastavku omogućit će vam uočavanje nedostatka zraka pri izgaranju plina bez ikakvih izračuna, odnosno vizualno.

Izračunajte količinu zraka potrebnu za učinkovito izgaranje bilo kojeg volumena plina u samo nekoliko minuta. I vlasnici nekretnina opremljenih plinskom opremom trebali bi to imati na umu. Jer u kritičnom trenutku, kada kotao ili bilo koji drugi uređaj ne radi ispravno, sposobnost izračunavanja količine zraka potrebne za učinkovito izgaranje pomoći će u otkrivanju i otklanjanju kvara. To će, osim toga, povećati sigurnost.

Želite li dopuniti gornji materijal korisnim informacijama i preporukama? Ili imate pitanja o izračunu? Postavite ih u bloku komentara, napišite svoje primjedbe, sudjelujte u raspravi.