Ak-montazh.ru

Интернет-энциклопедия по ремонту
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Количество воздуха для сжигания природного газа: формулы и примеры расчетов

Количество воздуха для сжигания природного газа: формулы и примеры расчетов

Алексей Дедюлин

От качества процесса горения зависит эффективность работы всевозможного газового оборудования. На что прямо влияет количество воздуха для сжигания природного газа, вычислить которое совсем несложно. Почему бы не позаботиться об эффективности расхода топлива и повышении КПД оборудования, выполнив необходимые расчеты самостоятельно, ведь верно?

Но как это правильно сделать и где взять данные для вычислений? Чтобы разобраться в этой теме, давайте рассмотрим в рамках нашей статьи теорию расхода воздуха на сжигание газа, познакомимся с наиболее простыми формулами для вычисления необходимого объема воздуха. А также поговорим о практической пользе этих вычислений.

Теория расхода воздуха на сжигание газа

Процедура получения тепловой энергии напрямую влияет на длительность эксплуатации, периодичность работ по обслуживанию газоиспользующего оборудования. Следует понимать, что оптимальная газовоздушная смесь является залогом безопасности. Поговорим детальнее о расходе воздуха на сжигание газа.

Для сгорания одной молекулы метана, который является основной составляющей природного газа, требуется ровно 2 молекулы кислорода. Если перевести в понятные объемы, то для того, чтобы окислить кубический метр указанного топлива придется использовать в 2 раза больше кислорода.

Но в реальных условиях все сложней. Так как в качестве окислителя для выполнения химико-физического процесса горения применяется воздух, в составе, которого кислород, необходимый для поддержания горения, составляет всего пятую часть. А, если точно, то 20,93% — именно такое процентное соотношение принято использовать для всевозможных технических расчетов. То есть воздуха понадобится в 9,52 раза больше.

Как рассчитать количество воздуха

Узнать указанную цифру получится, выполнив 2 действия:

  1. Деление 100/21. Эта операция позволяет выяснить, что воздуха в любом объеме в 4,76 раза больше, чем кислорода.
  2. Умножение 4,76 на 2, что равняется 9,52 — именно во сколько раз больше понадобится израсходовать воздуха для сжигания любого объема природного газа.

Но есть одна важная оговорка: вычисленное количество воздуха необходимое для эффективного горения газа, является теоретическим расходом. А на практике его понадобится. Причина в том, что расчет проводился для идеальных условий, а в реальности почти всегда существует ряд факторов, которые вносят значительные коррективы.

К ним относятся:

  • состав и качество реагентов (воздуха, газа);
  • вид оборудования, используемого для подвода энергоносителя;
  • состояния оборудования;
  • способа подачи газа, воздуха, а также ряд других моментов.

Если нужна особая точность, то перечисленные выше особенности иногда возможно учесть. К примеру, точный состав газа получится выяснить в ближайшем представительстве службы газа. Но, когда особая точность не нужна, то полученное значение 9,52 просто умножают на, так называемый, коэффициент избытка воздуха. Значение которого обычно лежит в пределах 1,1 — 1,4.

Расчет воздуха

Когда расчет должен быть максимально точным, тогда следует количество действительно используемого воздуха разделить на его теоретический расход. Но в большинстве случаев проще использовать усредненное значение коэффициента избытка воздуха. Значение которого следует умножить на 9,52 и в результате получится узнать точное количество расходуемого воздуха, нужного для обеспечения процедуры сгорания газа.

Так если он равен:

  • 1,1 — воздушной массы понадобится в 10,472 раза больше;
  • 1,4 — воздуха потребуется использовать в 13,328 раз больше.

То есть для сжигания каждого кубического метра энергоносителя понадобится до 13,328 м³ воздуха.

Формулы и примеры выполнения расчета

Необходимое значение в каждом конкретном случае можно получить, воспользовавшись специальной формулой или усредненными показателями. Об этих способах поговорим детальнее.

Способ #1 — вычисление с использованием формулы

Которая гласит, что часовой объем воздуха (Vч ), необходимый для сгорания, будет равен:

Vч = 1,1 х Кизб.в х Vт х Vг/ч х (273 + t)/273,

  • Кизб.в — коэффициент избытка воздуха;
  • Vт— теоретически необходимое количество воздуха;
  • Vг/ч— часовой расход газа оборудованием;
  • t — значения температуры в помещении, где размещено газовое оборудование.

Необходимый для вычислений часовой расход газа указан в паспорте любого газового прибора.

То есть, если такое значение равняется 10, а:

  • температура в помещении, к примеру, 18 °С;
  • коэффициент избытка воздуха — 1,1.

Тогда выполняем, указанные выше математические действия, а именно:

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

В результате выясняется, что в этом конкретном случае для сжигания газа, каждый час нужно будет 122,1 м³ воздуха.

Газоиспользующее оборудование

Способ #2 — расчет с помощью усредненных данных

Если нет желания выполнять подобный расчет воздуха на горение нужного количества газа, тогда можно прислушаться к рекомендациям многих производителей, специалистов.

Которые гласят, что процесс будет эффективным, если на каждый киловатт мощности ежечасно подводить не меньше 1,6 м³ воздуха.

Мощность газового котла

То есть выполнить вычисление получится всего за одно действие. Для чего взятое из паспорта значение мощности газового прибора следует умножить на указанные 1,6. В качестве результата получится нужное для эффективного горения количество воздуха.

К примеру, если мощность газового котла составляет 40 кВт, тогда это значение следует умножить на 1,6:

40 х 1,6 = 64

Получится 64 м³ воздуха, которые ежечасно необходимо будет подводить к газовому прибору.

Практическое значение расчета расхода воздуха

Навыки выполнения подобных расчетов могут понадобится для повышения КПД газового оборудования, а также устранения причин его неправильной работы.

Профилактика поломок и понижения КПД оборудования

К примеру, знание оптимального количество окислителя понадобится, когда поверхности дымоходов (внутренние), элементов конструкции оборудования (теплообменники, горелки, прочие) быстро покрываются наслоениями сажи, других продуктов сгорания.

Читайте так же:
Схемы и устройство автоматических шкафов управления вентиляцией

Если устранение загрязнений должного эффекта не дает, как и любые другие меры (настройка, замена частей, узлов агрегатов). Что свидетельствует о наличии так называемого, недогара энергоносителя, который происходит из-за недостаточного количества воздуха.

Выявление неисправностей

А также знание необходимого расхода воздуха потребуется в следующих ситуациях:

  • Выявлен перерасход газа, который не получается устранить с помощью регулировок, других манипуляций. Так как причиной может быть механический недожег. То есть процесс при котором подводится слишком большое количество воздуха, что тоже приводит к неполному сгоранию газа.
  • Замечено частое изменение цвета «голубого» топлива во время горения — к примеру, на оранжевый, белый, красный, желтый. Это более сложные случаи, чем предыдущие, так как причиной может быть, как избыток воздуха, так и его недостаточное количество.
  • Неустойчивого процесса горения газа. Например, если задействованы не все рабочие отверстия конфорки, горелки газового котла и т. д. А чистка перечисленных элементов конструкции не привела к улучшению, так как как в таких ситуациях точно придется подводить воздуха на порядок больше.

Несмотря на наличие различных причин расчет выполняется одинаково, согласно методике, изложенной выше.

Польза расчетов при обустройстве котельной

Вычисления количества воздуха, необходимого для эффективного окисления газа, необходимы в случаях обустройства топочной, установки, замены газового оборудования и других подобных.

Специалисты горгаза

И расчеты выполняются, но ситуация в каждом указанном случае усложняется тем, что для получения всех необходимых данных необходимо выполнить еще ряд вычислений.

К которым относятся расчеты:

  • суммарного расхода воздуха — в помещение с газовым оборудованием необходимо поставлять воздух не только для процесса горения, но и для его проветривания (в СНиП II-35-76 четко сказано, что в помещениях, используемых в качестве топочных, ежечасно должны сменяться 3 объема воздуха);
  • сечения вытяжного канала;
  • сечения (-ий) отверстия (-ий) входных каналов;
  • естественной тяги в предусмотренном вытяжном канале;
  • фактической скорости воздушных масс в сечениях будущих воздуховодов;
  • потерь давления на всевозможные местные сопротивления;
  • размера окна, положенного в помещении с газовым оборудованием.

Кроме правильного обустройства вентиляции котельной, может понадобиться выполнение еще ряда процедур, к примеру, выполнение аэродинамического расчета.

Количество воздуха для сжигания природного газа: формулы и примеры расчетов

После чего вся полученная информация должна стать основой проекта замены, установки оборудования, перепланировки, который подается в местную газовую службу на утверждение. Где при выявлении ошибок документ могут отправить обратно составителю.

То есть комплекс процедур по исчислению всех необходимых значений достаточно сложен. Поэтому в случае с установкой, заменой, переносом оборудования с задачей справятся только немногие. Большинству владельцев помещений будет проще обратиться за помощью к специалистам. Которые не только выполнят необходимые математические действия, но и адаптируют расчеты к требованиям законодательства по обустройству топочных, систем вентиляции, дымоудаления, всех прочих. Которые изложены в СНиП II-35-76, а также в СНиП 2.04.08-87 и ряде других менее востребованных профильных документов.

Если в каком-то конкретном случае проект составлять не нужно, то расчеты, выполненные специалистом, исключат угрозу жизни, здоровью самого владельца газового оборудования, его близким и людям, проживающим рядом.

Кроме того, позволят избежать действий, трактующихся законодательством, как самовольное подключение к каким-либо газопроводам. За которые ст. 7.19 КоАП РФ предусматривает санкции в виде штрафа, размер которого 10-15 тыс. рублей. К примеру, так может произойти, если владелец помещения после выполнения расчетов, внесет в конструкцию системы отопления изменения.

Наказание за неправильный расчет

После вычислений не стоит принимать необдуманного решения по замене газового оборудования, особенно с отличающейся мощностью. Если же так произошло, тогда стоит уведомить представителей газовой службы о выполненных действиях. Что поможет избежать штрафов.

А также не нужно воплощать сделанные теоретические расчеты ценой нарушений правил, норм изложенных в СНиП II-35-76, который регулирует сферу обустройства помещений, предназначенных для использования газового оборудования. Так как согласно ст. 9.23 КоАП даже за самые мелкие нарушения придется выложить 1-2 тыс. рублей.

Выводы и полезное видео по теме

Приложенный ниже видеоматериал позволит выявлять недостаток воздуха при горении газа без каких-либо расчетов, то есть визуально.

Рассчитать количество воздуха, необходимого для эффективного горения любого объема газа можно за считанные минуты. И владельцам недвижимости, оборудованной газовым оборудованием, следует об этом помнить. Так как в критический момент, когда котел или любой другой прибор будет работать неправильно, умение вычислять количество воздуха, нужное для эффективного горения, поможет выявить и устранить неполадку. Что, кроме того, повысит безопасность.

Хотите дополнить изложенный выше материал полезными сведениями и рекомендациями? Или у вас остались вопросы по расчету? Задавайте их в блоке комментариев, пишите свои замечания, принимайте участие в обсуждении.

Расчет горения природного газа проектный

Температура подогрева воздуха, tв = 20 °C.

1.1.2. Пересчитываем состав сухого газа на влажный рабочий газ при содержании H2O = 1%:

CH вл 4 = 98,0 ⋅ 0,99 = 97%

При точности анализа – один знак после запятой, другие составляющие газа остаются без изменений, т.е. состав рабочего газа будет:

CH4C2H6C3H8C4H10C5H12CO2N2H2OСумма
97,0%0,5%0,3%0,1%0,2%0,1%0,8%1,0%100,0%

1.1.3.Теплота сгорания газа:

Q p н = 385,18 ⋅ 97,0 + 637,48 ⋅ 0,5 + 912,3 ⋅ 0,3 + 1186,46 ⋅ 0,1 + 1460,77 ⋅ 0,2 = 35746,69 , кДж/нм 3

Q p н = 85,55 ⋅ 97,0 + 152,26 ⋅ 0,5 + 217,9 ⋅ 0,3 + 283,38 ⋅ 0,1 + 348,9 ⋅ 0,2 = 8538 , ккал/нм 3 .

Читайте так же:
Коды ошибок газового котла Viessmann: методы поиска поломки и восстановления работоспособности

1.1.4.Теоретически необходимое количество сухого воздуха:

V о в = 4,762 (2 ⋅ 97 + 3,5 ⋅ 0,5+ 5 ⋅ 0,3+ 6,5 ⋅ 0,1+ 8 ⋅ 0,2)/100 = 4,762 ⋅ 199,5/100 = 9,5 нм 3 /нм 3 .

1.1.5.Теоретически необходимое количество воздуха с учетом его влажности:

V о в .вл = (1+0,0016d) ⋅ V о в , нм 3 /нм 3

V о в .вл = (1+0,0016 ⋅ 10) ⋅ 9,5 = 9,65 нм 3 /нм 3 ,

где: 0,0016 = 1,293/(0,804 ⋅ 1000) представляет собой коэффициент пересчета весовых единиц влаги воздуха, выраженных в г/кг сухого воздуха, в объемные единицы – нм 3 водяных паров, содержащихся в 1 нм 3 сухого воздуха.

1.1.6. Действительное количество сухого воздуха при коэффициенте избытка воздуха α=1,2:

Vα = α ⋅ V о в = 1,2 ⋅ 9,5 = 11,4 нм 3 /нм 3

1.1.7.Действительное количество атмосферного воздуха при коэффициенте избытка α=1,2:

V ′α = α ⋅ V о в .вл = 1,2 ⋅ 9,65 = 11,58 нм 3 /нм 3

1.1.8.Количество продуктов горения при α=1,2:

VCO 2 = 0,01(0,1 + 97 + 2 ⋅ 0,5 + 3 ⋅ 0,3 + 4 ⋅ 0,1 + 5 ⋅ 0,2) = 1,004 нм 3 /нм 3

VH2 O = 0,01(2 ⋅ 97 + 3 ⋅ 0,5 + 4 ⋅ 0,3 + 5 ⋅ 0,1 + 6 ⋅ 0,2 + 1,0 + 0,16 ⋅ 10 ⋅ 11,4) = 2,176 нм 3 /нм 3

VN 2 = 0,01 ⋅ 0,8 + 0,79 ⋅ 11,4 = 9,014 нм 3 /нм 3

VO 2 = 0,21(α — 1)V о в , нм 3 /нм 3

VO 2 = 0,21 ⋅ (1,2 — 1) ⋅ 9,5 = 0,399 нм 3 /нм 3

Общее количество продуктов горения:

VДГ = 1,004 + 2,176 + 9,014 + 0,399 = 12,593 нм 3 /нм 3

1.1.9. Процентный состав продуктов горения:

СО2 = 1,004 ⋅ 100/12,593 ≅ 7,973%

H2O = 2,176 ⋅ 100/12,593 ≅ 17,279%

N2 = 9,014 ⋅ 100/12,593 ≅ 71,579%

O2 = 0,399 ⋅ 100/12,593 ≅ 3,168%

Итого: 99,999% или с точностью до двух знаков после запятой – 100%.

1.1.10.Материальный баланс процесса горения на 100 нм 3 газа (перевод нм 3 каждого газа в кг производят путем умножения на его плотность ño, кг/нм 3 ).

Приходкг%Расходкг%
Природный газ:Продукты горения:
CH4=97,0 ⋅ 0,71769,554,466CO2=1,004 ⋅ 100 ⋅ 1,977198,4912,75
C2H6=0,5 ⋅ 1,3560,680,044H2O=2,176 ⋅ 100 ⋅ 0,804174,9511,23
C3H8=0,3 ⋅ 2,0200,610,049N2=9,014 ⋅ 100 ⋅ 1,2511127,6572,42
C4H10=0,1 ⋅ 2,8400,280,018O2=0,399 ⋅ 100 ⋅ 1,42957,023,66
C5H12=0,2 ⋅ 3,2180,6440,041Неувязка-0,91-0,06
CO2=0,1 ⋅ 1,9770,200,013Итого:1551,2100,00
N2=0,8 ⋅ 1,2511,000,064
H2O=1,0 ⋅ 0,8040,800,051
Воздух:
O2=199,5 ⋅ 1,2 ⋅ 1,429342,121,964
N2=199,5 ⋅ 1,2 ⋅ 3,762 ⋅ 1,2511126,6872,415
H2O=0,16 ⋅ 10 ⋅ 11,4 ⋅ 0,80414,660,941
Итого:1557,2100,0

1.1.11.Общая энтальпия продуктов горения при tв=20 °C и áв=1,2:

iобщ = 35746,69/12,593 + 11,58 ⋅ 26,38/12,593 = 2862,9 кДж/нм 3 или

iобщ = 8538/12,593 + 11,58 ⋅ 6,3/12,593 = 683,8 ккал/нм 3 ,

где: iв = св tв = 1,319 ⋅ 20 = 26,38 кДж/нм 3 или

iв = св tв = 0,315 ⋅ 20 = 6,3 ккал/нм 3

i ′в может быть определена также по i-t диаграмме рис. 7.1.

1.1.12.Теоретическая температура горения при α=1,2

tтеор=1775 °С, по i-t диаграмме рис. 7.2.

1.1.13.Коэффициент сохранения тепла в топке:

ϕ = 1 – q5 /100= 1 – 0,5/100 = 0,995

где: q5 – потери тепла в окружающую среду, зависят от конструктивных особенностей топки, в примере q5 принимаем равными 0,5%.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЙ ОБЪЕМ ВОЗДУХА И ДЫМОВЫХ ГАЗОВ

Е сли известен элементарный состав рабочей массы топлива, можно теоретически определить количество воздуха, необходимого для горения топлива, и количество образующихся дымовых газов.

Количество воздуха, необходимое для горения, вычисляют в кубических метрах при нормальных условиях (0°С и 760 мм рт. ст)-для 1 кг твердого или жидкого топлива и для 1 м 3 газообразного.

Теоретический объем сухого воздуха. Для полного сгорания 1 кг твердого и жидкого топлива теоретически необходимый объем воздуха, м 3 /кг, находят делением массы израсходованного кислорода на плотность кислорода при нормальных условиях ρ Н О 2 = 1,429 кг/м3 и на 0,21, так как в воздухе содержится 21% кислорода

Для полного сгорания 1 м 3 сухого газообразного топлива необходимый объем воздуха, м3/м3,

Для полного сгорания 1 м3 сухого газообразного топлива необходимый объем воздуха, м3/м3

В приведенных формулах содержание элементов топлива выражается в процентах по массе, а состав горючих газов СО, Н2, СН4 и др. — в процентах по объему; СmНn — углеводороды, входящие в состав газа, например метан СН4 (m = 1, n = 4), этан С2Н6 (m = 2, n = 6) и т. д. Эти цифровые обозначения составляют коэффициент (m + n/4)

Пример 5. Определить теоретическое количество воздуха, необходимое для сгорания 1 кг топлива следующего состава: С р =52,1%; Н р =3,8%; S р 4 = 2,9%; N р =1,1%; O р =9,1%

Подставляя эти величины в формулу (27), получим B = 0,0889 (52,1 + 0,375 • 2,9) + 0,265 • 3,8 — — 0,0333 • 9,1 = 5,03 м3/кг.

Пример 6. Определить теоретическое количество воздуха, необходимое для горения 1 м3 сухого газа следующего состава:

Подставляя числовые значения в формулу (29), получим

теоретическое количество воздуха, необходимое для горения 1 м3 сухого газа

Теоретический объем дымовых газов. При полном сгорании топлива дымовые газы, уходящие из топки, содержат: двуокись углерода СО2, пары Н2О (образующиеся при сгорании водорода топлива), сернистый ангидрид SО2, азот N2 — нейтральный газ, поступивший в топку с кислородом воздуха, азот из состава топлива Н2, а также кислород избыточного воздуха О2. При неполном сгорании топлива к указанным элементам добавляются еще окись углерода СО, водород Н2 и метан СН4. Для удобства подсчетов продукты сгорания разделяют на сухие газы и водяные пары.

Объем сухих газов принимают за 100%. При полном сгорании топлива состав сухих продуктов сгорания (в процентах по объему) следующий:

Объем сухих газов принимают за 100%. При полном сгорании топлива состав сухих продуктов сгорания (в процентах по объему) следующий

Газообразные продукты сгорания состоят из трехатомных газов СО2 и SО2, сумму которых принято обозначать символом RO2, и двухатомных газов — кислорода О2 и азота N2.

Тогда равенство будет иметь вид:

при полном сгорании

при неполном сгорании

Объем сухих трехатомных газов находится делением масс газов СО2 и SО2 на их плотность при нормальных условиях.

Объем газов, получающийся при сжигании 1 кг топлива, определяется по реакциям горения и их выражениям в киломолях

Объем газов, получающийся при сжигании 1 кг топлива, определяется по реакциям горения и их выражениям в киломолях

Рсо2 = 1,94 и Psо2 = 2,86 кг/м3 — плотности двуокиси углерода и сернистого газа при нормальных условиях.

Количество воздуха для сжигания природного газа: пример расчета

От качества процесса горения зависит эффективность всех видов газового оборудования. На это напрямую влияет количество воздуха для сжигания природного газа, которое нетрудно подсчитать. Почему бы не позаботиться об эффективности расхода топлива и не повысить эффективность оборудования, сделав необходимые расчеты самостоятельно, верно?

Но как это сделать правильно и где взять данные для расчетов? Чтобы разобраться в этой теме, рассмотрим, в рамках нашей статьи теорию расхода воздуха на сжигание газа, познакомимся с простейшими формулами расчета необходимого объема воздуха. А еще поговорим о практической пользе этих расчетов.

Теория расхода воздуха для сжигания газа

Порядок получения тепловой энергии напрямую влияет на продолжительность эксплуатации, периодичность проведения профилактических работ для оборудования, использующего газ. Следует понимать, что оптимальная газо-воздушная смесь – залог безопасности. Поговорим подробнее о расходе воздуха на сжигание газа.

Ровно 2 молекулы кислорода необходимы для сгорания молекулы метана, который является основным компонентом природного газа. В переводе на понятные объемы для окисления одного кубометра указанного топлива потребуется в 2 раза больше кислорода.

Но в реальных условиях все сложнее. Поскольку воздух используется в качестве окислителя для химико-физического процесса горения, в составе которого кислород, необходимый для поддержания горения, составляет лишь одну пятую. А если быть точным, то 20,93%: именно этот процент обычно используется для всевозможных технических расчетов. То есть воздуха потребуется в 9,52 раза больше.

При любом техническом расчете количества газа за основу принимается все 100% этого топлива. Хотя его основное вещество, метан (CH4), может иметь состав не более 75%

Вы можете узнать указанную цифру, выполнив 2 шага:

  1. Дивизион 100/21. Эта операция позволяет обнаружить, что воздуха в любом объеме в 4,76 раза больше, чем кислорода.
  2. Умножив 4,76 на 2, что равно 9,52, точно, во сколько раз больше воздуха потребуется для сжигания любого объема природного газа.

Но есть важный нюанс: расчетное количество воздуха, необходимое для эффективного сжигания газа, является теоретическим расходом. Но на практике вам это понадобится. Причина в том, что расчет производился для идеальных условий, но на самом деле почти всегда существует ряд факторов, которые вносят существенные коррективы.

  • состав и качество реагентов (воздух, газ);
  • тип оборудования, используемого для питания энергоносителя;
  • состояние оборудования;
  • способ подачи газа, воздуха и ряд других точек.

Если вам нужна особая точность, иногда можно рассмотреть указанные выше особенности. Например, вы можете узнать точный состав газа у ближайшего представителя газовой службы. Но, когда особая точность не требуется, полученное значение 9,52 просто умножается на так называемый коэффициент избытка воздуха. Значение которого обычно лежит в пределах 1,1 – 1,4.

Кислород – окисляющий газ. То есть не горит само, а активно поддерживает этот процесс с участием указанного топлива. Но поскольку в воздухе содержится не более 20,93% кислорода, считается, что для процедуры сжигания газа требуется почти в 5 раз больше

Когда расчет должен быть максимально точным, фактически используемое количество воздуха нужно разделить на его теоретический расход. Но в большинстве случаев проще использовать среднее значение коэффициента избытка воздуха. Значение которого необходимо умножить на 9,52 и, следовательно, будет обнаружено точное количество потребляемого воздуха, необходимое для обеспечения процесса сжигания газа.

Итак, если это то же самое:

  • потребуется в 1,1 – 10,472 раза больше массы воздуха;
  • необходимо будет использовать в 1,4 – 13 328 раз больше воздуха.

То есть для сжигания каждого кубометра энергоносителя потребуется до 13 328 м³ воздуха.

Формулы и примеры расчетов

Требуемое значение в каждом конкретном случае можно получить с помощью специальной формулы или средних показателей. Поговорим об этих методах подробнее.

Метод № 1 – расчет по формуле

Это говорит о том, что часовой объем воздуха (Vh), необходимый для горения, будет равен:

Vh = 1,1 x Kizb.vx Vt x Vg / hx (273 + t) / 273,

  • Кизб.в – коэффициент избытка воздуха;
  • Vт – теоретически необходимое количество воздуха;
  • Vg / h – часовой расход газа на прибор;
  • t – значения температуры в помещении, где находится газовое оборудование.

Необходимый для расчетов почасовой расход газа указан в паспорте любого газового прибора.

То есть, если это значение равно 10 и:

  • температура окружающей среды, например 18 ° C;
  • коэффициент избытка воздуха – 1,1.

Затем выполняем указанные выше математические операции, а именно:

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

В результате получается, что в данном конкретном случае для сжигания газа каждый час потребуется 122,1 м³ воздуха.

Расчет количества воздуха необходим для обеспечения эффективной и безопасной работы любого газового оборудования, в том числе печей, колонок и отопительных котлов, используемых в быту

Метод № 2 – расчет по усредненным данным

Если вы не хотите проводить такой расчет воздуха на сжигание необходимого количества газа, вы можете следовать рекомендациям многих производителей и специалистов.

Они говорят, что процесс будет эффективным, если каждый час на каждый киловатт мощности будет подаваться не менее 1,6 м³ воздуха.

Если метод расчета с использованием формулы кажется сложным, вы можете использовать менее точный и просто опосредованный, но очень простой и, следовательно, удобный. Так как достаточно умножить на 1,6 мощность необходимого газового прибора, что даст возможность получить примерный объем воздуха, который необходимо будет подавать каждый час для полного сгорания газа

То есть можно будет произвести расчет за одно действие. Для этого взятое из паспорта значение мощности газового прибора нужно умножить на указанное 1,6. В результате будет количество воздуха, необходимое для эффективного сгорания.

Например, если мощность газового котла 40 кВт, это значение нужно умножить на 1,6:

Вы получите 64 м³ воздуха, которые необходимо подавать в газовый агрегат каждый час.

Практическое значение расчета расхода воздуха

Навыки проведения подобных расчетов могут потребоваться для повышения эффективности газового оборудования, а также устранения причин его неисправности.

Предупреждение отказов и снижение КПД оборудования

Например, знание оптимального количества окислителя потребуется, когда поверхности дымоходов (внутренние), элементы конструкции оборудования (теплообменники, горелки и т.д.) быстро покрываются слоями сажи и других продуктов сгорания.

Если устранение загрязнения не дает желаемого эффекта, как и любые другие меры (регулировка, замена деталей, сборочных единиц). Это свидетельствует о наличии так называемого переохлаждения энергоносителя, которое происходит из-за недостаточного количества воздуха.

Процесс сжигания газа считается сложной реакцией. Следовательно, если окислителя, то есть воздуха, не будет в достаточном количестве, это повлияет на состояние, работу и обслуживание всего газового оборудования. А в некоторых случаях проблемы можно устранить только после определения и корректировки количества воздуха, участвующего в реакции

И знание необходимого воздушного потока также потребуется в следующих ситуациях:

  • обнаружен чрезмерный расход газа, который не может быть устранен регулировками и другими манипуляциями. Причиной могло быть механическое недожог. То есть процесс, при котором подается слишком много воздуха, что также приводит к неполному сгоранию газа.
  • отмечалось частое изменение цвета «синего» топлива при сгорании, например оранжевого, белого, красного, желтого. Это более сложные случаи, чем предыдущие, поскольку причиной может быть как избыток воздуха, так и его недостаточное количество.
  • Неустойчивый процесс горения газа. Например, если задействованы не все рабочие отверстия горелки, горелки газового котла и так далее, а очистка перечисленных элементов конструкции не привела к улучшениям, так как в таких ситуациях обязательно потребуется предусмотреть на порядок больше воздуха.

Несмотря на наличие различных причин, расчет производится одинаково, согласно изложенной выше методике.

Преимущества расчетов при обустройстве котельной

Расчет количества воздуха, необходимого для эффективного окисления газа, требуется в случаях печного оборудования, монтажа, замены газового оборудования и т.п.

Всегда следует помнить, что теоретические расчеты хороши только тогда, когда их правильность подтверждается практикой. А по количеству воздуха – от представителей газовых компаний с газоанализаторами

И расчеты ведутся, но ситуация в каждом конкретном случае осложняется тем, что для получения всех необходимых данных необходимо провести ряд расчетов.

Какие расчеты включают:

  • общий расход воздуха – подавать воздух в помещение с газовым оборудованием необходимо не только для процесса горения, но и для его вентиляции (в СНиП II-35-76 четко прописано, что в помещениях, используемых как топки, их необходимо заменить 3 объемы воздуха в час);
  • участок вытяжного канала;
  • секция (и) открытия (ей) входных каналов;
  • естественная тяга в проектируемом вытяжном канале;
  • фактическая скорость воздушных масс в сечениях будущих воздуховодов;
  • потери давления на все виды местных сопротивлений;
  • размер окна, проложенного в комнате с газовым оборудованием.

Помимо правильного устройства вентиляции котельной, может потребоваться выполнение ряда других процедур, например, выполнение аэродинамического расчета.

При проведении расчета следует учитывать, что любая операция с газом представляет значительную опасность. Поэтому их выполнение лучше доверить специалистам

После этого вся полученная информация должна стать основой для проекта замены, установки оборудования, перепланировки, который представляется в местную газовую службу на согласование. Где в случае обнаружения ошибок документ может быть отправлен обратно отправителю.

То есть комплекс процедур по вычислению всех необходимых значений достаточно сложен. Поэтому в случае установки, замены, переноса оборудования с задачей справятся единицы. Большинству домовладельцев будет проще обратиться за профессиональной помощью. Которая не только выполнит необходимые математические действия, но и адаптирует расчеты к требованиям законодательства по устройству печей, систем вентиляции, дымоудаления и всем остальным. Которые установлены в СНиП II-35-76, а также в СНиП 2.04.08-87 и ряде других менее востребованных профильных документов.

Если в конкретном случае составлять проект нет необходимости, проведенные специалистом расчеты исключат угрозу жизни и здоровью владельца газового оборудования, его близких и людей, проживающих поблизости.

Кроме того, они позволят избежать действий, трактуемых законом как несанкционированное подключение к каким-либо газопроводам. Поэтому искусство. 7.19 КоАП РФ предусматривает наказание в виде штрафа, размер которого составляет 10-15 тысяч рублей. Например, это может произойти, если хозяин помещения после проведения расчетов внесет изменения в конструкцию системы отопления.

Нельзя забывать, что неудачный подсчет количества воздуха или прочего может сделать человека преступником. За что придется заплатить, хотя бы финансово. Например, если действия или бездействие приведут к нарушению правил, призванных обеспечить безопасное использование любого газового оборудования, то в качестве штрафа вам придется расстаться с денежной суммой в размере 1-30 тысяч рублей. Что было сказано в искусстве. 9.23 КоАП РФ

После расчетов не стоит принимать опрометчивое решение о замене газового оборудования, тем более на другую мощность. Если это произошло, стоит проинформировать представителей газовой службы о предпринятых действиях. Это поможет вам избежать штрафов.

Кроме того, нет необходимости включать теоретические расчеты, сделанные за счет нарушения правил, установленных в СНиП II-35-76, регламентирующем объем обустройства помещений, предназначенных для использования газового оборудования. Поскольку согласно ст. 9.23 КоАП, даже за самые мелкие нарушения придется заплатить 1-2 тысячи рублей.

Выводы и полезные видео по теме

Прилагаемый ниже видеоматериал позволит обнаружить нехватку воздуха при сжигании газа без расчетов, то есть визуально.

количество воздуха, необходимое для эффективного сжигания любого объема газа, можно рассчитать за считанные минуты. И владельцам недвижимости, оснащенной газовым оборудованием, следует помнить об этом. Поскольку в критический момент, когда выйдет из строя котел или любое другое устройство, умение рассчитать количество воздуха, необходимого для эффективного сгорания, поможет выявить и решить проблему. Что, вдобавок, повысит безопасность.

Хотели бы вы дополнить приведенный выше материал полезной информацией и советами? Или у вас остались вопросы по расчету? Задайте их в блоке комментариев, напишите свои комментарии, примите участие в обсуждении.

Топливо. Примеры расчета горения топлива , страница 9

Требуется рассчитать расход воздуха, необходимый для горения 1 м 3 газа, низшую теплоту сгорания топлива, действительную температуру факела, количество и состав продуктов сгорания 1 м 3 газа.

Произведем пересчёт на рабочий состав топлива по формуле (22):

Расход кислорода на горение природного газа заданного состава при коэффициенте расхода воздуха определим по формуле (24):

По формуле (12) определим расход сухого воздуха при :

По формуле (13) определим расход сухого воздуха при коэффициенте расхода воздуха :

Определим объёмы отдельных составляющих продуктов сгорания и их общее количество по формуле (25):

Определим процентный состав продуктов сгорания по формуле (15):

Определим содержание воздуха в продуктах сгорания по формуле (16):

Правильность расчета горения природного газа проверим составлением материального баланса.

СН4 . . . . .0,94 . 0,714=0,6714

СО2 . . . . . . 0,0883 . 11,64 . 1,964=2,0189

Н2О . . . . . . 0,1735 . 11,64 . 0,804=1,6228

О2 . . . . . . 0,0174 . 11,64 . 1,429=0,2893

N2 . . . . . . 0,721 . 11,64 . 1,25=10,4906

N2. . . . . . .0,005 . 1,25=0,0063

CO2. . . . . 0,002 . 1,964=0,0039

Н2O. . . . . 0,019 . 0,804=0,0153

Воздух . . . . 10,61 . 1,29=13,7362

Расхождение, определяемое погрешностью расчета, составляет 59 г.

Плотность газа равна rг = 0,7447 кг/м 3 .

Плотность продуктов сгорания равна rп.с. = 14,422 / 11,64 = 1,239 кг/м 3 .

Низшую теплоту сгорания газа, определим по формуле (23):

Определим калориметрическую температуру сгорания топлива. Без учета подогрева воздуха и топлива истинная энтальпия продуктов сгорания, определяемая по формуле (18) равна:

Зададим температуру . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре равняется (см. табл. 3):

Так как то это и есть искомая калориметрическая температура. По формуле (21) находим действительную температуру факела:

С учетом подогрева только воздуха до истинная энтальпия продуктов сгорания, определяемая по формуле (18), равна:

Зададим температуру . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре равняется (см. табл. 3):

Так как то это и есть искомая калориметрическая температура. По формуле (21) находим действительную температуру факела:

Определим калориметрическую температуру горения с учетом подогрева и воздуха и топлива до , для этого рассчитаем теплоемкость природного газа при температуре подогрева (формула 26, табл. 4):

тогда по формуле (18) истинная энтальпия продуктов сгорания равна:

Зададим температуру . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре равняется (см. табл. 3):

Так как то искомая калориметрическая температура выше, чем .

Зададим температуру . Энтальпия продуктов сгорания при этой температуре равняется (см. табл. 3):

Так как , то искомая калориметрическая температура ниже, чем . Определим её по формуле (20):

По формуле (21) находим действительную температуру факела:

2.3. Смесь газов

Пусть смесь природного газа, содержащего 95,82 % СН4 с , 2,04 % С2Н6 с , 1,02 % С3Н8 с , 0,41 % С4Н10 с , 0,51 % N2 с и 0,2 % CO2 с , и генераторного газа, содержащего 12,9 % Н2 р , 1,1 % О2 р , 57,5 % N2 р , 1,8 % СН4 р , 12,1 % СО р и 14,6 % CO2 р , сжигается в воздухе, при коэффициенте расхода воздуха . Содержание влаги в сухом природном газе . Температура подогрева воздуха и топлива .

Определим, в каких пропорциях необходимо смешать высококалорийный природный газ и низкокалорийный газогенераторный газ, чтобы при сжигании газа полученного состава, иметь требуемую температуру факела (для этого зададим низшую теплоту сгорания смеси газов). Затем определим расход воздуха, необходимый для горения 1 м 3 смеси, температуру факела, количество и состав продуктов сгорания 1 м 3 смеси.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию