Газоснабжение. Горение газов: Учебное пособие (Разделы 1-9. Газообразное топливо. Расчеты эффективности использования топлива), страница 49

Продукты сгорания излучающих горелок безопасны для людей, находящихся в обогреваемых помещениях. Наблюдаемое в практике повышенное содержание вредных веществ и продуктов неполного сгорания обычно вызвано применением горелок, несоответствующих данному виду газового топлива, чрезмерным уменьшением или увеличением тепловой нагрузки горелок и, прежде всего, неправильной установкой горелок, когда продукты сгорания инжектируются вместе с воздухом внутрь смесителей.

9. Расчетыэффективностииспользованиятоплива

При эксплуатации самых различных устройств для сжигания газов специалисты должны уметь выполнять целый ряд расчетов, на основании которых можно судить об эффективности использования топлива, а также определять основные экономические, технологические и экологические показатели работы оборудования. Если эти показатели не соответствуют данным производителей оборудования, необходимо установить причины этого несоответствия и как можно быстрее предпринять действия по их устранению. От этого зависят не только эксплуатационные затраты, но и безопасность использования газа, а также влияние, оказываемое на здоровье людей и окружающую среду.

Расчеты некоторых характеристик сжигания газообразного топлива на основании данных о его химическом составе были рассмотрены ранее в разд. 3 и 5. В эксплуатации специалист располагает дополнительными данными измерений температуры отходящих газов и их состава, что дает возможности более точного определения требуемых показателей именно в том техническом состоянии, в котором оборудование находится в данный момент. Необходимо отметить, что рассматриваемые показатели использования топлива относятся к любым видам топлива (твердому, жидкому и газообразному топливу), используемым в тепловых установках.

9.1. Максимальное содержание трехатомных газов

Сухие продукты полного сгорания углеводородных топлив наряду с азотом содержат так называемые трехатомные газы, то есть CO₂, а в случае содержания серы в топливе и SO₂. Суммарное содержание этих соединений в отходящих газах обозначается символом RO₂. Максимально возможное значение этого показателя  соответствует сжиганию топлива в стехиометрических условиях. Рассматриваемая величина является очень важным параметром в расчетах, связанных со сжиганием органических топлив. С точки зрения экологических задач она характеризует также эмиссию «парниковых» газов, поскольку именно трехатомные газы имеют свойство экранировать тепловое излучение планеты в атмосфере Земли.

9.1.1. Продукты полного сгорания

В большинстве случаев значение  зависит от состава горючей части топлива. Исключением являются топлива с высоким содержанием минеральных компонентов, особенно карбонатов. В этом случае необходимо учитывать рост концентрации RO₂ в результате диссоциации карбонатов (обычно — при сжигании сланцев).

Материальный баланс полного стехиометрического сгорания углерода в воздухе можно представить уравнением

,                           (9.1)

из которого следует, что  для углерода равно 21 % об. Для всех топлив с высоким содержанием углерода величина  близка к этому значению: для кокса — 20,6, для антрацита — 20,2 % об.

Наличие водорода в горючей части топлива снижает содержание RO₂  не только во влажных, но и в сухих продуктах сгорания. Если соотношение водорода и углерода в горючей массе составляет b:a, то наряду с горением углерода в соответствии с уравнением:

,                  (9.1*)

будет протекать также горение водорода согласно уравнению:

.                   (9.2)

После конденсации водяных паров, образовавшихся в результате сжигания водорода, сухие продукты сгорания будут иметь состав

.

Таким образом, чем выше значение соотношения b:a в топливе, тем ниже величина . Например для мазута (содержит около 12 % водорода)  составляет »16 % об., для сжиженного углеводородного газа (до 20 % водорода) — около 14, тогда как для метана (25 % водорода) — всего 11,8.