Газоснабжение. Горение газов: Учебное пособие (Разделы 1-9. Газообразное топливо. Расчеты эффективности использования топлива), страница 43

Исследования сжигания газа в таких горелках показали, что полнота сгорания зависит от содержания первичного воздуха в смеси, расстояния от огневых отверстий горелок до дна посуды, способа подвода вторичного воздуха, вида горючего газа и мощности горелки. На рис. 8.3 представлены усредненные значения содержания оксида углерода в продуктах сгорания природного газа () и сжиженного углеводородного газа (содержание пропана 90…93 %) при работе горелок газовых плит на номинальной мощности (около 1,8 кВт).

Анализ данных показывает, что увеличение как содержания первичного воздуха в смеси, так и расстояния от дна посуды приводит к снижению концентрации CO для обоих видов топлива и обоих типов горелок. При чем минимальное содержание CO в продуктах сгорания соответствует значению коэффициента избытка первичного воздуха = 0,6 и более, а также расстоянию от дна посуды 30 мм.

Максимальный выход CO наблюдается при  и при расстоянии от дна посуды 10 мм. Объясняется это интенсивным охлаждением пламени при омывании дна посуды, а также затрудненным поступлением вторичного воздуха при малом расстоянии и его ухудшенным распределением между отдельными пламенами горелки. Данные показывают несомненное преимущество горелок с двусторонним (периферийным и центральным) подводом вторичного воздуха, особенно в случае сжиженного газа. Например, минимальное содержание СО в продуктах сгорания сжиженного газа на горелках с периферийным поступлением вторичного воздуха составляет 0,05 % об., тогда как при двустороннем поступлении воздуха не превышает 0,005 % об.

Рис. 8.3. Содержание CO в продуктах сгорания горелок газовых плит: 1 — природный газ, горелка с двусторонним подводом вторичного воздуха, расстояние до дна посуды 30 мм; 2 — природный газ, горелка с периферийным подводом вторичного воздуха, расстояние до дна посуды 30 мм; 3 — то же при расстоянии 20 мм; 4 — то же при расстоянии 10 мм; 5 — сжиженный газ, горелка с двусторонним подводом вторичного воздуха, расстояние до дна посуды 30 мм; 6 — то же при периферийном подводе вторичного воздуха

Установлено также, что повышение нагрузки горелок на 15…20 % по сравнению с номинальной мощностью путем повышения давления газа приводит к росту содержания CO в 1,2…1,3 раза. При аналогичном повышении нагрузки за счет увеличения калорийности газа содержание CO в продуктах сгорания возрастает в 1,5…2,0 раза. Объясняется это тем, что при увеличении теплоты сгорания газа кратность инжекции горелки практически не изменяется, что приводит к снижению коэффициента избытка первичного воздуха в смеси по сравнению с его теоретической потребностью для более калорийного газа. Наиболее ощутимо увеличение содержания оксида углерода на горелках с периферийным подводом вторичного воздуха, особенно при сжигании сжиженных углеводородных газов.

Положительной особенностью горелок с двусторонним подводом вторичного воздуха является также в 1,5 раза меньший выход оксидов азота. Концентрация NO_x в продуктах сгорания этих горелок (в пересчете на NO₂) при фактическом избытке воздуха в пробах (около 3,0…3,5) составляла 20 мг/м³, тогда как для горелок с периферийным подводом воздуха — 30 мг/м³. Объясняется это, по-видимому, несколько более значительным охлаждением пламени при двустороннем поступлении воздуха без негативных последствий с точки зрения полноты сгорания.

Исследования выхода канцерогенных продуктов при сжигании природного газа показали, что при  и расстоянии от дна посуды 30 мм образования 3,4-бенз(а)пирена не происходит. В некоторых пробах  ничтожное количество этого вещества находилось в пределах точности измерений. Даже при уменьшении расстояния от горелки до дна посуды до 10 мм выход 3,4-бенз(а)пирена был очень незначителен и не превышал 0,005 мкг/м³ газа.