На предприятии по экологической программе установили установку подмешивания воздуха в газ. Что-то вроде умного ГРУ с компьютерами и прочим. За счет эжекции происходит подмес воздуха в газ в объеме до 5 %. Эту величину можно регулировать. Технология импортная. Декларируется снижение выбросов оксидов азота, а также повышение экономичности и КПД газоиспользуещего оборудования (котлы).
Вопрос такой. Предстоит делать наладку котлов на данном предприятии. Имеется паспорт контроля качества природного газа, содержащий низшую теплоту сгорания. Как посчитать, какая будет низшая теплота сгорания газовоздушной смеси после подмеса воздуха.

Вероятнее всего уменьшится на величину - до 5%.

Интересно, такими действиями увеличиваем балластную топливную составляющую.
Подмес в природный газ.
И что это за экологическая программа, газ и так является самым экологически выгодным топливным продуктом.

Viralex, поподробнее пожалуйста, очень интересно что это такое и зачем...
Газовоздушные, пропан-бутановые, смеси в теории, могут использоваться для замены природного газа без переналадки горелок. Но там и концентрации другие...

Теплота сгорания не изменится никак. Вам нужно будет выставить подачу меньшего количества воздуха на горелке (фактический коэффициент избытка при этом не изменится) и давление "газа" нужно будет поменьше чуть-чуть. Я не наладчик, чего-то умнее сказать не могу.

Самая эротика у Вас будет при составлении отчёта

Подробнее пока сам не могу сказать, еще не читал никакой официальной документации. Установили по республиканской экологической программе, говорят такие установки работают в США и Канаде.
На предприятии котлы ПТВМ-30 и ДКВр 20-13-250, все с родными горелками, большой завод.
Кому интересно, в приложении сводная таблица результатов измерения котла ПТВМ-30 одна нагрузка (к сожалению качество копии не очень) на чистом газе и на смесях 4,7 и 6,2 %. Проводили спецы из Татэнерго по просьбе минэкологии. Там видно что и как меняется.
Вкратце, теплота сгорания снижается, но не на процент подмеса, давление воздуха перед горелками естественно снижается, снижается ампераж вентиляторов и дымососов, снижается выход NOx (собственно ради чего и затевалось). Кроме того, снижается температура уходящих газов, растет КПД котла, снижается удел. расход усл. топлива на гигакалорию.
Я буду делать на ДКВР 20, потом попробую сообщить, что у меня получилось.

Что-то невероятное.
1. Как может видимо снизиться ампераж вентилятора и дымососа при снижении нагрузки менее 5% по воздуху, если у Вас суммарная погрешность приборов - не менее 5%. Вы вряд ли что-то заметите.
2. За счет чего снизятся уходящие?
3. Вы в газопровод добавляете воздух и смесь подаете на горелку? Смесь вообще то взрывоопасна при концентрации 5% и более.
4. И почему теплота сгорания снижается меньше чем процент подмеса? Это что, какой-то химический эффект?
5. Почему режимная карта совсем не читабельна? Зачем же она тогда нужна?
6. Увеличение концентрации кислорода в смеси приводит к росту NOx, за счет чего окислы азота падают?

Вы же знаете о том, что верхний предел - 15%.
А "более" - распространения пламени уже не должно быть.
Вообще, эта история напомнила мне то, как в нашу организацию несколько лет назад обращались люди с предложением поставить дроссельную диафрагму в обратный трубопровод ввода котельной и получать из этого какой-то выигрыш...

А мне - деаэратор АВАСТ с космической технологией. Если ТС дойдет до конца и представит полный отчет и самостоятельно сделанную режимную карту , не со слов дядей с Татэнерго, а на основе им же проведенных замеров, ему - огромный будет респект и уважение. Но хватит ли у него "хысту", как говорят на Украине?

Как раз проверкой всей этой фантастики и планирую заняться в ближайшее время. А пока отдел главного энергетика завода счастлив хотя бы тем, что получил современное ГРУ с компьютерами и прочим импортным наполнением (очень дорогое) бесплатно, за счет республиканского бюджета . Пока краник на подаче воздуха перекрыт.
Так вы считаете калорийность газа нужно просто уменьшать на процент подмеса воздуха?

Да на что Вам калорийность этого "эрзац-газа" ?
Не вижу никакой необходимости самому Вам путаться с "калорийностью" этой смеси и других потом вводить в заблуждение...
Берите как обычно расход природного газа по счётчику в стандартных ("нормальных") кубах и его низшую рабочую теплотворную способность из паспорта.

У Равича в его бессмертной книге Эффективность использования топлива этот факт вскользь упомянут. См. стр. 33. Он пишет: "Повышение на 1% содержания кислорода в горючей массе топлива снижает теплоту сгорания горючей массы вследствие уменьшения содержания углерода и водорода в топливе и на 0,32% - вследствие окисления горючих компонентов топлива" То есть всего - на 1,32%. Но речь тут шла о твердом топливе. Про газообразное топливо Равич не пишет ничего, понимая, что кислород с метаном образует взрывоопасную смесь и никому в голову не придет увеличивать процент кислорода в метане. Содержание азота как балласта снижает теплоту сгорания в соответствии с процентным отношении - см. стр. 32.
Таким образом, поскольку считать по формулам Равича в этой книге в лом, я считаю, что теплота сгорания в процентном отношении уменьшится как минимум на процентное отношение Вашего подмеса, а то и больше, за счет окисления углеводородов.

Воздуха там 5% - смесь слишком богатая, ничего не взорвётся.
Теплота сгорания не изменится, сколько там метана было, столько и останется. Изменится число Воббе.
Viralex, берите калорийность по паспорту, как советует tiptop.

Но самое любопытное - зачем это всё нужно? За счет предварительного смешения снижается выход окислов азота?
Ампераж вентиляторов может и снизится, расход воздуха-то меньше, примерно на величину подмеса. А чем в этом "ГРУ" воздух нагнетается? Или эжекция?
А почему должен снизится ампераж дымососов? Коэффициент избытка воздуха меньше?
С температурой уходящих газов мне вообще непонятно... Где же гуру-котельщики???

Не забудьте написать о результатах наладки всей этой чудо-техники.

ВОЗМОЖНО благодаря лучшему смешиванию возможно уменьшить коэффицент избытка воздуха. Температура уходящих мне тоже непонятна.
2 ruben - Увеличение содержания воздуха в твердом топливе. Я думаю, что имеется в виду разные образцы одного и того же топлива, а не добавка воздуха в тракт топливоподачи. Считаю, что нельзя данную фразу применять в данном контексте - о каком окислении может идти речь при низкой температуре и малом времени реагирования?

Осмелюсь попредполагать...
Физически наблюдаемые эффекты можно объяснить улучшением смешения топлива с окислителем. Const82 это на 10 минут раньше сообщил.
Эффект снижения окислов азота может появится при снижении коэффициента избытка воздуха в зоне горения. О том, что удалось снизить избыток воздуха говорит снижение температуры уходящих газов - абсолютная температура пламени повысилась и, по закону Вина, увеличился в четвертой степени лучистый теплообмен - в хвостовые поверхности попадают газы со сниженной температурой, то есть меньшего объема. Уменьшился объем газов - снизились затраты электроэнергии на дымососе. Меньше подали воздуха в горелку - снизился ампераж дутьевого вентилятора.

Результаты приведенные в таблице плохо видны но из того, что видно возникает вопрос - кто присутствовал на наладке кроме наладчиков? Надо четко достоверно представлять: снижение избытка воздуха достигнуто за счет подмеса в газ или по сговору наладчиков с поставщиками оборудования? Следов СО нет ни в одном опыте.

Это Вы имеете в виду то, что до горелки происходит предварительное смешение газа с 0,5% расхода дутьевого воздуха ?

Совершенно верно. И улыбаться тут нечему.
Малые количества окислителя равномерно распределенные в топливе при попадании в зону повышенной температуры создадут локальные зоны повышения давления с повышенной температурой. Турбулентность факела повысится, что будет способствовать смешению с основным воздухом.
Кроме того сместятся цепные реакции горения за счет равномерно распределенных в факеле горения радикалов промежуточных реакций.

Почему Вы решили что малые количества окислителя более равномерно распределятся в топливе, нежели если бы они смешивались обычным традиционным способом? Смешение газа и воздуха происходит именно в горелке, а не в газопроводе. Там для этого есть аппараты смешения, лопатки, вихревые каналы, и так далее. Каким образом Вы обеспечите смешение газа и "малого количества оислителя" в газопроводе?
Мне кажется Вы фантазируете. Столько работ было написано в этой области в конце 20го века, целые институты изучали проблемы сжигания газа, на Украине - Институт Газа Академии Наук с его экспериментальной базой и стендами не был в состоянии отследить этот процесс. А казалось бы - что проще...
Ампераж дымососов не изменится даже теоретически. Следов СО нет ни в одном опыте - говорит только о том, что наладка сделана не качественно. А за счет каких сил остальной воздух попал в зону горения? Ведь эжекция - это также энергоёмкий процесс.
Почему не изменялась конструкция горелки? Веди число Воббе должно было поменяться более чем на 5% - изменилась и теплота сгорания и плотность?

Ждем результатов качественной наладки.

Фантазирую на основе переведенных в молодости экспериментов по разработке горелок!!!
Смешение обеспечиваю не я, а авторы рацпредложения , турбулентными пульсациями за время совместного движения воздуха и газа по трубопроводам от "вроде ГРУ" до горелок. Путь и время смешения в традиционных (интенсивных) аппаратах смешения очень небольшие и распределение топлива в потоке окислителя не успевает завершится.

Если в результате подмешивания воздуха в газ удаться снизить альфу (что неоднозначно), то дымосос и вентилятор однозначно снизят ампераж!

Да, наладчик - это не профессия, это состояние души.
Тогда для резюме представим себе такую виртуальную модель горения газа.
На определенном расстоянии от ГРУ до горелки в газопровод эжектируется окислитель. Какие-то аппараты или устройства смешения на этом участке обеспечивают определенное смешение газа с воздухом ( не в горелке а в газопроводе). На входе в горелку мы имеем смесь в которой часть воздуха каким-то образом уже перемешана с газом. Остальная часть подается традиционным способом через лопаточные аппараты. За счет качественного смешения горение улучшается, общее количество воздуха снижается ампераж дымососа падает, и КПД растет.
У меня только один вопрос. Даже не то, что это все очень и очень трудно доказуемо и маловероятно. Вопрос в эффективности. Расчет КПД котла прозводится с погрешностью 1,5%. Говорить о эффективности можно тогда, когда КПД изменился на 2...4%. Современные западные горелки, такие как Вайсхаупт, Ойлон и др. до такой степени модернизировали технологию сжигания газа, что коэффициент избытка в самой горелки там приближается к единице. Зачем все эти потуги со смешением газа и воздуха в газопроводе? Вы представьте себе, сколько в этом случае будут проблем с эксплуатацией, с ремонтом, с обслуживанием, с КИПиА.
Да и не в этом суть. Главным флагом заработка этими товарисчами денег - экология, борьба с эноиксами. Продолжать?
На Украине сейчас сложилась парадоксальная ситуация, закл в том, что структуры, которые раньше следили за уровнем вредных выбросов, уничтожены. Да и в России тоже по-моему. В соседних ветках форума я узнал, что у наладчиков даже ячеек на NOx нет и в программе обычных испытаний не предусмотрено измерение уровня NOx
О чем мы тут тогда вообще говорим?

Речь идет о котлах ПТВМ-30 и ДКВР-20 со стандартными горелками, наверно производства "Ильмарине". Там альфа далека от единицы. Смешение газа с воздухом в газопроводе может и даст увеличение КПД.
Любопытно бы увидеть результаты наладки на разных смесях в виде Протокола с подписями. Если протокол окажется правдоподобным, то раскрою тайну, как простым методом получить аналогичный эффект не прибегая к подмешиванию воздуха в газопровод.

Обычно для ДКВР применяют горелку ГМГ завода Ильмарине. Действительно у нее серьезным недостатком является некачественное смешение и длинный факел. Но вот как раз для ДКВР-20 выпускались блочные горелки ГМГБ-5,6. Три горелки устанавливались в общем воздушном коробе на фронте котла, завихрители их выполнялись из профильных лопаток.

Основные показатели горелок котлов типа ДКВр-20:

Тип горелки...................................................................... ГМГБ

Коэффициент рабочего регулирования по тепловой мощности . . . 6–10

Давление вторичного воздуха, кПа . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,2


Давление газа, кПа. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Коэффициент избытка воздуха
при но­минальной нагрузке при сжигании газа . . . . . . . . . . . . . . . . 1,05

КПД...................................................................90...91%

Какой должен быть избыток воздуха в топке, чтобы можно было говорить о целесообразности внедрения революционной технологии подмеса воздуха в газопровод? Какой будет КПД в этом случае?

Элементарный расчет - альфа должна быть 1,01...1,03 и КПД будет 93...95%.
Обеспечат ли наладчики такие данные? Если обеспечат - признаю свою неправоту

Хотел бы я знать, откуда возьмутся такие наладчики ?
Если только с другой планеты...
Это же не мазут!
После того, как сделаешь такую альфа, надо будет непрерывно делать анализ уходящих газов, чтобы быстро "выскакивать" из весьма вероятного недожога.

+100!
Во, я об этом и говорю.
Поэтому если ТС расскажет поподробнее обо всем что касается технологии и испытания котла при реконструкции узла смешения - ему всеобщий респект будет обеспечен. Только чур - без пафоса - взвешенные цифры и холодный анализ на основе своих измерений.

Да вы с таким же успехом себе в кровь воздуха нагоните, и посмотрим выхлопы у вас уменьшатся.

Вопрос к теме. Авторы ГРУ утверждают, что:
1. правильное смешение воздуха со смесью в горелках затруднительно сделать из-за высокотемпературного режима. Типа надо смешивать на более ранней стадии.
2. лучшие горелки настраиваются на теплоту сгорания 8100 Ккал/нм3 -+5%, а для производства достаточно 7900, за счет чего появляется экономия.
3. при создании газовоздушной смеси в ГРУ, никакого влияния воздуха на трубопровод до оконечного устройства нет, т.к. смесь не расслаивается.

Поскольку в данной ветке очень квалифицированно обсуждалась тема подмешивания воздуха в газ, и появляются новые данные по предложенной технологии, коллеги, прошу высказаться по вышеприведнным утверждениям. У меня сложилось впечатление, что автор слегка заблуждается, либо я не готов к погружению в тему.