Природный газ не имеет цвета, запаха и вкуса.
Основные показатели горючих газов, которые используются в котельных: состав, теплота сгорания, удельный вес, температура горения и воспламенения, границы взрываемости и скорость распространения пламени.
Природные газы сугубо газовых месторождений состоят в основном из метана (82-98%) и других углеводородов.
В состав любого газообразного топлива входят горючие и негорючие вещества. К горючим относятся: водород (Н2), углеводороды (CnHm), сероводород (H2S), окись углерода (СО); к негорючим — углекислый газ (С02), кислород (02), азот (N2) и водяной пар (Н20). Природный и топливный газы имеют различный углеводородный состав.
Теплота сгорания — это количество тепла, которое выделяется при полном сгорании 1 м3 газа. Измеряется в ккал/м3, кДж/м3 газа. На практике используются газы с различной теплотой сгорания. У топливного газа теплота сгорания больше чем у природного.
Удельный вес газообразного вещества — это величина, которая определяется отношением массы вещества к объему, занимаемого ею. Основная единица измерения удельного веса кг/м3. Отношение удельного веса газообразного вещества к удельному весу воздуха при одинаковых условиях (давление и температура) называется относительной густотой. Природный газ легче воздуха, а топливный тяжелее. Плотность природного газа (метана) при нормальных условиях — 0,73кг/м3, а плотность воздуха — 1,293 кг/м3.
Температурой горения называется максимальная температура, которая может быть достигнута при полном сгорании газа, если количество воздуха, необходимого для горения, точно отвечает химическим формулам горения, а начальная температура газа и воздуха равна 0. Температура горения отдельных газов составляет 2000 — 2100°С. Действительная температура горения в топках котлов ниже жаропродуктивности (1100-1400°С) и зависит от условий сжигания.
Температура воспламенения — это минимальная начальная температура, при которой начинается горение. Для природного газа она составляет 645°С.
Границы взрываемости.
Газовоздушная смесь, в которой газа находится:
до 5% — не горит;
от 5 до 15% — взрывается;
больше 15% — горит при подаче воздуха.
Скорость распространения пламени для природного газа — 0,67 м/сек (метан СН4).
Горючие газы не имеют запаха. Для своевременного определения наличия их в воздухе, быстрого и точного обнаружения мест утечки газ одоризуют (дают запах). Для одоризации используют этилмеркаптан. Норма одоризации 16г на 1000 м3 газа. Одоризация проводится на газораспределительных станциях (ГРС). При наличии в воздухе 1% природного газа должен ощущаться его запах.
Использование природного газа имеет ряд преимуществ по сравнению с твердым и жидким топливом:
— отсутствие золы и выноса твердых частичек в атмосферу;
— высокая теплота сгорания;
— удобство транспортировки и сжигания;
— облегчается труд обслуживающего персонала;
— улучшаются санитарно-гигиенические условия в котельной и в прилегающих районах;
— появляются разнообразные возможности автоматизации рабочих процессов.
Однако использование природного газа требует особых мер осторожности, т.к. возможна его утечка через неплотности в местах соединения газопровода и оснащения с арматурой.
Наличие в помещении более 20% газа вызывает удушье, скопление его в закрытом объеме от 5 до 15% может привести к взрыву газовоздушной смеси, при неполном сгорании выделяется угарный газ СО, который даже при небольшой концентрации (0,15%) — отравляющий.
Горение газа
Горение — это реакция, при которой происходит преобразование химической энергии топлива в тепло. Горение бывает полным и неполным. Полное горение происходит при достаточном количестве кислорода. Нехватка его вызывает неполное сгорание, при котором выделяется меньшее количество тепла, чем при полном, и окись углерода (СО),
Необходимо следить, чтобы коэффициент избытка воздуха не был меньше 1, так как это приводит к неполному сгоранию газа. Увеличение коэффициента избытка воздуха снижает КПД котлоагрегата. Полноту сгорания топлива можно определить с помощью газоанализатора и визуально — по цвету и характеру пламени.
Процесс горения газообразного топлива можно разделить на четыре основные стадии:
1) вытекание газа из сопла горелки в горелочное устройство под давлением с увеличенной скоростью (по сравнению со скоростью в газопроводе);
2) образование смеси газа с воздухом;
3) зажигание образованной горючей смеси;
4) горение горючей смеси.
