Какой котел выбрать: с открытой или закрытой камерой сгорания – СамСтрой

При выборе газового котла, первоочередной вопрос о выборе типа горелки, — открыта или закрытая понадобится. И сможем ли мы сэкономить на этом выборе?  Ответ довольно простой, поэтому каждый потребитель быстро определится, какой газовый котел подойдет наилучшим образом. Далее также рассмотрим преимущества и недостатки, особенности установки и эксплуатации.

Мощность и место установки

Какая подойдет горелка — открытая  или закрытая? —  в первую очередь будет зависеть от требуемой мощности и возможного места установки.

Проектируя газовое отопление дома или квартиры, мы примерно представляем, где можем установить котел. Точное место нахождения будет определено в проекте газоснабжения. Уже в этом документе определяется и тип котла —  с открытой или с закрытой камерой сгорания он будет, и параметры его установки. Поэтому, выбирая котел в магазине, мы уже точно будем знать, что нам понадобится.

При проектировании дома, помимо места установки, определяется и примерная мощность отопления. В большинстве случаев она до 35 кВт – из расчета 1 кВт на 10 м кв., приблизительно. Но иногда используются более мощные котлы – 30 – 60 кВт и более, для больших отапливаемых площадей, в том числе и для подсобных помещений. Что же обычно выбирают, проектируя дом и отопление?

Закрытая камера сгорания – принудительная вентиляция горелки

Закрытая горелка означает, что газообмен в ней происходит под воздействием вентилятора. Дым выдувается по дымоходу на улицу, а свежий воздух оттуда же затягивается… по этому же дымоходу.  Применяется коаксиальная труба – два в одном, при этом холодный воздух с улицы подогревается отработанными газами.

Отсюда вытекает ключевое преимущество котлов с закрытой (принудительной) горелкой – они не зависят от типа помещения, от воздухообмена в нем, могут устанавливаться внутри любого сухого технического помещения дома или квартиры.

При отсутствии лишней площади, их просто устанавливают на кухне (согласно проекту), не смотря на шум, который они издают при работе.Преимущества и недостатки принудительных горелок

Еще преимущества котлов с закрытой горелкой.

• Полная автоматизация работы. Котел работает по заданному режиму, руководствуясь температурой воздуха внутри, например, или по таймеру, по настройкам от пользователя. Сам включается и выключается…
• Размеры котла с закрытой камерой сгорания минимальные. Он делается в виде настенного шкафа, в котором спрятана автоматизированная мини котельная.
• Занимает минимум места в помещении.

Недостатки.

• Мощность ограничена, обычно не более 35 кВт. Иногда только этот параметр диктует выбор другого типа — открытой горелки.

Полностью зависят от электричества. Прекратилась подача электроэнергии, остановился вентилятор, тут же сработал газовый клапан, и запер подачу газа. В каких-нибудь удаленных местах, на дачах, это может также быть решающим параметром.

Открытая (атмосферная) камера сгорания котла

Горелка открытого типа вентилируется за счет тяги дымохода, и никаких вентиляторов в котле нет. Котел забирает воздух из того же помещения, где установлен, а отработанные газы вытягиваются естественной тягой. Должен быть оборудован дымоход по инструкции к котлу, обычно высотой от 6,0 метров.

Помещение должно иметь нормированные приточные отверстия, трехкратный воздухообмен, должны соблюдаться зазоры… В общем, проектом такого котла будут оговорены все нюансы его установки согласно Правилам безопасности.

Очевидно, что в квартирах такие котлы не устанавливаются – нет ни отдельного помещения с повышенной воздухоподачей, ни тем более, отдельного высокого дымохода.

Преимущества и недостатки котлов с открытыми камерами сгорания

• Атмосферные горелки просты, неприхотливы, часто сделаны из чугуна. Поэтому с ними меньше хлопот по техническому обслуживанию и чистке.
• Возможна большая мощность оборудования, теоретически без ограничений. На практике устанавливаются атмосферные газовые котлы (открытая горелка) мощностями обычно 20 – 100 кВт. В большом доме (для большой отапливаемой площади) порядка 400 – 800 м кв. может быть установлен газовый котел только с атмосферной камерой сгорания.
• Работа оборудования устойчивая, может быть полностью независимой от подачи электроэнергии, если обеспечивается работа циркуляционного насоса теплоносителя с помощью бесперебойника.
• Атмосферные горелки, в том числе и из чугуна, более долговечные и меньше нуждаются в техническом обслуживании, в очистке.
• Цена относительно небольшая, так как меньше внутреннего сложного оборудования и автоматики.

Недостатки атмосферных котлов

• Крайне ограниченная область применения. Могут устанавливаться только в соответствии с проектами в отдельных, специально предназначенных для этого помещениях, оборудованных атмосферным дымоходом и воздухоприточными отверстиями.Что обычно выбирают

В более чем 90% случаев подбирается котел с закрытой принудительной горелкой, так как площади отопления относительно небольшие, а электроснабжение стабильно. Котлы отлично подходят по потребительским качествам – полная автоматизация в минимальных размерах, с предельно простым обеспечением монтажа.

Но, в отдельных случаях, без надежного и мощного атмосферного газового котла не обойтись…

как выбрать газовый котел — Ferra.ru

Выбирая двухконтурный котел, стоит уточнить, сколько у него теплообменников – один, битермический, или два. Битермический  теплообменник состоит из двух трубок – одна в одной или «труба в трубе».  Водопроводная вода проходит по внутренней трубке, а теплоноситель системы отопления – по внешней. Котлы с  битермическим теплообменником дешевле, потому что не могут справиться с большим объемом горячей воды, быстро засоряется накипью и требует регулярного ухода – очистки от накипи, которая может негативно отразиться на работе котла. Два теплообменника в двухконтурном котле – более удобный вариант, но обойдется дороже.

Это хороший вариант для больших домов площадью больше 450 м²: вода в системе горячего водоснабжения будет нагреваться при помощи газа (это экономично), но ее будет много: не 150-160 литров (столько способны прогреть двухконтурные котлы, работающие с  проточной водой), а в несколько раз больше, до тысячи литров.

Тут все просто: открываете проектную документацию на жилое помещение и смотрите, какую площадь вам предстоит отапливать. В зависимости от нее выбирается мощность котла. Если площадь меньше 100 м² – мощность одноконтурного котла будет до 10 кВт, двухконтурного – до 20 кВт. Для 100-200 м² – соответственно, до 20 и 30 кВт. Для 200-300 м² – до 20 и 40 кВт, для 300-400 м² – до 30-50 кВт и т.д. Как правило, в технической документации котла написано, на какую максимальную площадь рассчитан, и в среднем принят расчет 1 кВт на 10 м², но это в случае нормального давления газа в сети – 13 Бар. Если с этим проблемы (а зимой это часто бывает, т.к. газом пользуются все и много), то стоит прибавить к расчетной мощности 20%. Кстати, в обслуживающей организации можно выяснить минимальный уровень давления газа в сети и ориентироваться на него при выборе котла – в технических характеристиках модели указано, при каком минимальном давлении она может работать. Необходимо учитывать, хорошо ли утеплен дом, и если нет – то не выбирать минимальный вариант. Хотя, конечно, отапливать улицу – то есть мириться с большими потерями тепла – неправильно, лучше утеплить. Обязательно нужно принимать во внимание количество и площадь окон в доме, насколько плотно они закрываются, высоту потолков, необходимость монтирования системы теплых полов, наличие системы вентиляции, и, конечно, климатические условия: в Подмосковье они одни, в Сибири – совсем другие. Поэтому, рассчитывая мощность котла, нужно учитывать  показатели  самой холодной недели в конкретном районе по многолетним наблюдениям.  Если факторов риска, что котел не справится, слишком много (холодный климат, открытое место, высокие потолки, «французские окна» от пола до потока и т.п.), то опять-таки прибавьте 20-30 % к рекомендуемой мощности.

Объединяем это в один пункт, потому что все настенные модели подключаются не только к газу, но и электричеству, то есть являются энергозависимыми. Это модели европейских фирм, компактные и занимающие мало места, не требующие специальных условий установки – например, плитки на полу под котлом, максимально комфортные в использовании, с дисплеями, кучей режимов, электронной регулировкой всего на свете.  

Сравнение котлов с открытой и закрытой камерой сгорания

В чем преимущество закрытой камеры сгорания

Самый первый и главный плюс – это безопасность и меньший вред для здоровья. В открытой камере сгорания воздух (для процесса горения необходим кислород) забирается из помещения, где установлен котел. Также и продукты сгорания выбрасываются в помещение. В закрытой камере воздух забирается из улицы. Продукты сгорания газа также могут попадать в помещение. Следовательно, с точки зрения повседневной эксплуатации такие котлы более безопасны для человека.

Далее – простота установки. Нельзя устанавливать котел с открытой камерой в помещении без вытяжки. К тому же, площадь помещения должна быть соответствующей (в зависимости от мощности). Котлы с закрытой камерой можно установить в небольшом помещении без вытяжки. Это плюсы котлов с закрытыми камерами сгорания, но есть и минус. В частности, это необходимость устройства коаксиальных дымоходов для подачи воздуха и отвода отработанных газов.

Схож

	Основные понятия об эргономике, дизайне, художественном проектированииОсновные виды соответствий между человеком и техникой, учитываемые при проектировании автомобилей		Межгосударственный стандарт единая система конструкторской документации основные положения виды и комплектность конструкторских документов гост 102-68 ипк издательство стандартовНастоящий стандарт устанавливает виды и комплектность конструкторских документов на изделия всех отраслей промышленности
	1. Концептуальные основы стратегического анализа Понятие стратегии и виды стратегий. Управление, основные виды управления и этапы его развития. Понятие организационной среды как объекта стратегического анализа. Предмет стратегичСтратегический анализ является нормативной дисциплиной предусмотренной учебным планом подготовки магистров специальности «Учет и…		Водорода предполагается использовать в качестве автомобильного, авиационного и ракетного топлива, а также топлива для газовых турбин и мгд-установокМгд-установок. Например, запас топлива в виде жидкого водорода в 3-4 раза меньше по массе, чем традиционного, что в 2,5 раза увеличивает…
	Контрольные вопросы по дисциплине «Основы менеджмента»Сущность и содержание термина «менеджмент», основные виды менеджмента и их характеристика		Перечень вопросов для проведения зачета по дисциплине «Основы эргономики и дизайна»Основные виды соответствий между человеком и техникой, учитываемые при проектировании автомобилей
	Методические указания для выполнения лабораторных работ по дисциплинеОхватывают топлива с содержанием серы до 2%, вторые – топлива с содержанием серы от 2 до 3,5 %		Малоэнергоемкая технология производства пенобетона в. Н. ТарасенкоАнализ потребления тепла показал, что на нужды отопления и горячего водоснабжения в зданиях средней полосы России расходуется около…
	Группа Т58 государственный стандарт союза ссрНастоящий стандарт устанавливает основные виды пожарной техники, предназначенной для защиты от пожаров предприятий, зданий и сооружений…		Изменение свойств грунтов под воздействием внешних факторов основные виды техногенного воздействия на грунты и их классификацияПроисходят разрушение, химическое преобразование, уплотнение и другие воздействия, в результате которых изменяются физико-механические…

Документи

Документи

Котлы с закрытой камерой сгорания

Конструкция подобного устройства является наиболее производительной, поскольку газ, попадающий в нее, выжигается практически до конца. Дым обладает менее токсичными свойствами, в отличие от выше рассматриваемого типа камеры сгорания. Наличие дымохода для него необязательно.

Принцип работы

Работа газовых котлов с закрытой камерой сгорания происходит благодаря тому, что воздух в принудительном порядке отправляется в зону, где происходит горение. Конструкция блока нагревания претерпела некоторые изменения, и является камерой, внутри которой находится форсунка и канал для осуществления подачи воздуха из наружного вентилятора. Промеж двойных стенок находится вода. Когда газ горит, она подвергается нагреву, а дым выходит через дымоотвод под давлением, которое создает нагнетатель, на дальние расстояния. Часто используются и короткие дымоходы, чтобы осуществлять отвод дыма наружу. В таких случаях их устанавливают горизонтально. Воздух в котел попадает тем же путем, по которому выводится дам. За счет двойных стенок дымохода, забираемый воздух нагревается о тепло выхлопов.

Преимущества и недостатки

К ряду преимуществ котлов с таким видом камеры сгорания относят:

• минимальный расход топлива, если сравнивать с расходом открытых горелок;
• если турбина находится в рабочем состоянии, тяга и стабильность работы котла гарантируется;
• подходит для установки в многоэтажных домах, так как сооружать дымоход не нужно. Выброс дыма происходит под давлением на расстояние более трех метров;
• не требует создания отдельного помещения или обеспечение непрерывной вентиляции. Смесь из газа приготавливается вместе с наружным воздухом.

У всякого сложного агрегата помимо достоинств, всегда можно выделить ряд недостатков, которые помогут сделать правильный выбор:

Для котлов с таким видом камеры сгорания довольно часто необходимо проходить техническое обслуживание

При проверке всегда следует обращать внимание на состояние турбины, очищать лопасти и производить смазку.
У турбины есть ограниченный срок использования. Это свойственно всем агрегатам, у которых имеются движущиеся части.
Область сгорания может перемерзнуть

Это случается из-за того, что дымоход слишком короткий и при плохих погодных условиях в виде ветра и мороза может сулить аварией. Модели, которые выпускаются в наше время, оборудуются дополнительными деталями в виде заглушек, реагирующих на температуру извне. Такие конструкции больше склонны к поломкам.
Шум от котла находится на довольно высоком уровне, создает его работающая турбина. С течением времени втулки изнашиваются и загрязняются лопатки, что способствует еще большему усилению шума.
Хоть и расход топлива происходит экономично, но этого нельзя сказать об электричестве. Турбина и система электронного контроля нуждается в большом объеме электроэнергии.

Какой вид камеры сгорания лучше выбрать: открытый или закрытый?

Газовые котлы с открытой камерой сгорания устанавливаются довольно редко. Их ставят обычно тогда, когда не хватает финансов на настенные котлы (касается бюджетных напольников). Либо ставят когда, когда частные перебои со светом. Служат так же хорошим выбором в дома с большой площадью, где нет стабильно электроснабжения.

Котлы с закрытой камерой сгорания пользуются наибольшей популярностью и распространенность, поскольку не нуждаются в создании котельных, а сами выступают в их роли, вмещая все самое необходимое в размеры, подобные одному кухонному шкафу и значительно экономичнее напольников.

Автономное газовое отопление является эффективной альтернативой централизованным системам. При установке его в квартире владелец имеет возможность в любое время включать/отключать тепло при необходимости, а также вести очный учет потраченного газа, что обеспечивает разумное использование ресурсов.

Наиболее востребованным для автономных систем является настенный двухконтурный газовый котёл с закрытой камерой сгорания. У него достаточное количество преимуществ перед одноконтурными аналогами, а также с напольными типами конструкций.

Газовый котел с закрытой камерой сгорания: устройство, инструкция по эксплуатации

Котельное оборудование для обогрева считается самым производительным и эффективным. В отличие от классических домашних обогревателей, такие агрегаты в большинстве своем могут быть основной системой отопления, а не только системой дополнительного отопления. Но есть и противоположные стороны такого оборудования. Это стоит дороже и требует больше энергии. С точки зрения экономической целесообразности оптимальным решением будет газовый котел с закрытой камерой сгорания, также обладающий высокой степенью безопасности.Это современная вариация традиционной системы сгорания, но с рядом конструктивных изменений и модификаций.

Расположение котла

Общая компоновка котла в целом аналогична моделям, работающим с открытой топкой. В простейшей модификации одноконтурный газовый котел с закрытой камерой сгорания состоит из трех компонентов. Это непосредственно камера и ее инфраструктура, два расширительных бака и емкость для хранения. К этому стоит добавить трубопроводную инфраструктуру, которая обеспечивает связь между этими элементами и в то же время может действовать как проводник тепла по всему дому.

Основа котельного блока – горелка, которая работает не от кислорода в помещении, а от подачи воздуха извне. Этим объясняется высокая надежность этого оборудования. В зависимости от требований может оказаться эффективным двухконтурный газовый котел с закрытой камерой сгорания, дополнительно оборудованный агрегатами для обеспечения горячего водоснабжения. Такие модели дороже и сложнее в установке, но они производительнее и функциональнее. Чтобы обеспечить аналогичную задачу горячего водоснабжения за счет одноконтурного котла, потребуется установка дополнительного котла, что будет дороже.

Принцип работы

Чаще всего такие котлы используются для обслуживания двух систем. В первую очередь, это функция обогрева, которую выполняют как одно-, так и двухконтурные системы. Второй вариант тоже может работать на ГВС. В обоих случаях основа котла – факельная газовая горелка. Он работает от центрального газопровода или от цистерны, заполненной сжиженным топливом. Современный газовый котел с закрытой камерой сгорания оборудован электромагнитным вентильным элементом, который автоматически стабилизирует работу агрегата.Поскольку газовое оборудование считается наиболее опасным с точки зрения повседневной эксплуатации, разработчики моделей закрытых горелок стремятся минимизировать риски во всех аспектах, а наличие клапанов является одним из основных защитных устройств. После того, как горелка завершила свою задачу по нагреву, вода направляется по контурам в соответствующие резервуары или распределяется для циркуляции по дому.

Система дымоудаления

В котлах с традиционной системой горения и естественным отводом предусматривается отвод дыма их газогорелочного устройства через внутреннюю поверхность теплообменника.Эта функция до некоторой степени регулируется стабилизатором тяги, связанным с дымоходом. В последних версиях агрегатов этот механизм был улучшен. Так, даже бюджетный газовый котел настенный одноконтурный можно оборудовать производительным вентилятором-вытяжным устройством с датчиком давления. Защитный механизм может прекратить подачу топлива к горелке, если отмечены нарушения функции вентиляции.

Автоматизация

Автоматизированные системы реализованы для обеспечения функций двух типов – управления и безопасности.В первом случае датчики и контроллеры задают оптимальные параметры работы системы с точки зрения пользовательской программы. В частности, задают необходимый режим розжига, контролируют мощность горелки, регулируют объемы воды для циркуляции и т. Д. Что касается систем безопасности, то газовый котел с закрытой камерой сгорания в этой части в основном защищен от опасных ситуаций, которые могут возникают в процессе эксплуатации. Например, специальные датчики могут отключить горелку, если пламя исчезнет.Даже в случае обнаружения отклонений в работе пламени mon

Камера сгорания ge j79

Пламя фронты обычно проходят _____ всего 0,05 Маха, тогда как воздушные потоки _____ реактивные двигатели значительно быстрее этого. Камеры сгорания обычно использовать сооружения для защиты (закрытая) зона горения называется пламенем держатель . Камера сгорания конфигурации включают банку, кольцевую и кольцевую банку.

большой необходимо следить за тем, чтобы пламя горело _____ умеренно быстро движущийся воздушный поток при всех условиях дроссельной заслонки так же эффективно, как возможно. Так как турбина не выдерживает стехиометрического температуры (соотношение смеси около 15: 1), некоторые _____ компрессорный воздух используется для снижения температуры на выходе из камеру сгорания до приемлемого уровня (общее соотношение смеси _____ между 45: 1 и 130: 1). Используемый воздух _____ горение считается основным потоком воздуха, в то время как избыточный воздух используется _____ охлаждение называется вторичным воздушным потоком.Перенос вторичного воздушного потока _____ много маленьких отверстий _____ банки горелки для создания одеяла _____ более холодный воздух для изоляции металлических поверхностей камеры сгорания может _____ пламя. Если металл подвергался _____ прямому пламени для любого через какое-то время он в конечном итоге сгорит.

В. а) Сложите слова в таблице.

А	В
1. распыленный	выброс
2. испарение	зона
3. охлаждение	турбулентность
4. горючие	трубка
5. пламя	заглушка
6. стабилизация	спрей
7.интенсивный	регион
8. воспламенитель	участвуют
9. обратный	смесь
10. материалы	воздух
11. вторичный	назначение
12. изолированный	одеяло

б) Составьте предложения с этими словосочетаниями в письменной форме.

VI. Заливка в пробелах слова из овала. Учти, есть два лишних слово! Перевести текст на русский язык письменно.

Также известный как стрельба камера , камера ракеты двигатель в котором топливо и окислитель сжечь для получения газа под высоким давлением, выходящего из двигателя _____ для обеспечения тяги. Начнем с того, что топливо и окислитель проходят (отдельно) через комплекс _____, в котором каждый компонент сломан вниз на все меньший и меньший поток _____, точно так же, как артерии в теле делятся на все более мелкие капилляры.потом порох впрыскивается в камеру сгорания через _____ – тарелка в верхней части камеры, которая принимает малые потоки потоков и заставляют их через _____. Цель инжектор должен максимально тщательно перемешать молекулы топлива и окислителя и по возможности равномерно. После смешивания топливо и окислитель воспламеняются от сильный жар внутри камеры. Чтобы начать горение, может потребоваться источник воспламенения (например, электрический _____). В качестве альтернативы, некоторые пороховые вещества гиперголичны – они самопроизвольно загорается при контакте – и не нужен источник воспламенения.

VII. Переведите следующие предложения. Обратите особое внимание на отмеченные слова. Дайте им собственное объяснение.

Неполный горение (состояние, в котором не все топливо в сгорании камера ожоги) могут возникнуть в результате неадекватно конструкция камеры, а может и намеренно спроектирован в систему так, что несгоревшее топливо действует как камера охлаждающая жидкость . Как правило, неполное сгорание – ориентировочное системы, не функционирующей эффективно.

Горение камера пространство над или перед котлом топка где газов от пожара становится больше основательно смешанный и сгорел. Клиренс пространство в цилиндр из внутренний двигатель внутреннего сгорания сжатый и загорелся.

Говоря

Работа попарно и вести диалог, обсуждая работу камера сгорания на следующих точках:

– заправка топлива

– циркуляция воздуха

– смешивание топлива и воздух

– зажигание

– образующиеся газы

– защита от высокой температуры горения

Использование фразы ниже

Запись

Подвести итог информация приведена в тексте «Работа горения камера ». Используйте шаблоны ключей.

Агрегат V

Улавливание CO2 перед сжиганием | netl.doe.gov

Пилотное испытание на 0,1 МВт (эл.) Технологии улавливания CO ₂ на основе сорбента компании TDA Research на синтез-газе на объектах с различными газификаторами (транспортный газификатор с продувкой воздухом против газификатора с продувкой кислородом) и сырьем (низкосортный уголь против нефтяного кокса) ), что позволяет исследователям оценивать эффективность процесса в самых разных газовых потоках.

Схема процесса улавливания и сжатия углерода для электростанции IGCC

Схема процесса улавливания и сжатия углерода для электростанции IGCC

Улавливание перед сжиганием отделяет диоксид углерода (CO ₂ ) от процессов газификации и риформинга, в которых образуется газообразное топливо или «синтез-газ (синтез-газ)», состоящий в основном из водорода (H ₂ ), оксид углерода и CO ₂ . В электростанции с комбинированным циклом с интегрированной газификацией (IGCC) топливо на основе углерода (т.е. уголь) реагирует с паром и кислородом под давлением с образованием синтез-газа, который используется в качестве топлива для газотурбинного генератора для производства электроэнергии. Рекуперированное тепло используется для производства пара, который также приводит в действие турбогенератор, предназначенный для выработки электроэнергии. Углерод улавливается из синтез-газа перед тем, как он сжигается в газовой турбине.

Для того, чтобы облегчил улавливание углерода и увеличил производство водорода , синтез-газ перемещается в реакции конверсии водяного газа (WGS) для получения дополнительного водорода и преобразования моноксида углерода в CO ₂ .Улавливание до сжигания обычно более эффективно, чем улавливание после сжигания на традиционных электростанциях, работающих на пылевидном угле, из-за более высокой концентрации CO ₂ после реакции WGS и высокого давления синтез-газа

Предварительное сжигание Исследования и разработки сосредоточены на передовых растворителях , твердых сорбентах и мембранных системах для разделения H ₂ и CO ₂ , с особым акцентом на высокотемпературные / новые материалы , интенсификация процессов и наноматериалы. Кроме того, исследуются новых концепций , таких как гибридные технологии, сочетающие атрибуты из нескольких технологий.

Улавливание CO ₂ на основе растворителя включает химическое или физическое поглощение CO ₂ жидким носителем и регенерацию поглощающей жидкости путем повышения температуры или снижения давления для разрыва связи абсорбент-CO ₂ . Коммерчески доступные растворители успешно удаляют кислые газы, такие как сероводород и CO ₂ , из потоков синтез-газа под высоким давлением; однако эти растворители часто имеют ограничения, такие как высокая смешиваемость с водой, высокое давление пара, низкая селективность и высокая вязкость, что приводит к необходимости работы при низкой температуре и последующим высоким потребностям в энергии.Цели НИОКР включают повышение селективности для снижения потерь H ₂ и разработку гидрофобных растворителей с непенящимся поведением , , с низкой вязкостью и высокой загрузкой CO ₂ при температурах выше окружающей среды для снижения связанных потерь энергии с охлаждением синтез-газа.

Улавливание CO ₂ на основе сорбента включает химическую или физическую адсорбцию CO ₂ с использованием твердого сорбента.Твердые сорбенты обычно связаны с меньшими потерями энергии регенерации, работают при более высоких температурах и оказывают меньшее воздействие на окружающую среду по сравнению с растворителями. Разрабатываемые технологии на основе сорбентов направлены на повышение стоимости и эффективности разделения CO ₂ на установках IGCC. Цели НИОКР включают новые сорбенты (например, сорбенты на основе щелочной керамики, углерода и оксида кальция), которые поддерживают высокую адсорбционную нагрузочную способность CO ₂ , могут выдерживать несколько циклов регенерации с минимальным истиранием и выполнять эффективно при высоких температурах, встречающихся в системах IGCC, чтобы избежать необходимости охлаждения и повторного нагрева синтез-газа.

Мембранные технологии для разделения CO ₂ и H ₂ в синтез-газе производят поток концентрированного CO ₂ при давлении, близком к давлению подачи синтез-газа, что приводит к снижению энергии и затрат на сжатие CO ₂ по сравнению с процессами на основе растворителей. Конструкции мембран включают металлические, полимерные или керамические материалы, способные работать при повышенных температурах и использующие различные химические и / или физические механизмы для разделения.Целями НИОКР являются мембраны, которые обладают высокой проницаемостью и селективностью с низким перепадом давления , устойчивостью к загрязнениям (например, сера) и способны работать при температурах системы до 500 ° F. Достижения системы включают интеграцию реакции WGS с разделением CO ₂ / H ₂ в одну стадию процесса и изготовление мембран в модульной конфигурации для снижения капитальных затрат.

Новые концепции находятся в стадии изучения и включают гибридные системы, сочетающие в себе атрибуты нескольких технологий, новые условия процесса (например,g., тепловая интеграция) и новые каталитические материалы для увеличения скорости реакции. Разрабатываемые технологии включают сочетание регенерации при колебаниях температуры и давления для снижения затрат и затрат на энергию, а также интеграцию улавливания CO ₂ непосредственно с реакцией конверсии водяного газа для достижения равновесия в направлении CO ₂ и H ₂ при одновременном устранении необходимость охлаждения синтез-газа.

---

Перейти на главную страницу улавливания углерода

CO ₂ Capture
Информация о проекте

КАМЕРА СГОРАНИЯ

Камеры сгорания являются одними из основных узлов воздушно-реактивных и ракетных двигателей или газотурбинных установок, которые нагревают исходные компоненты (рабочее тело) от начальной температуры Т ₀ до заданной температуры Т _г за счет теплотворной способности сгоревшее топливо H _u .В воздушно-реактивном двигателе тепло, передаваемое 1 кг воздуха в типичной камере сгорания при постоянном давлении – и с учетом полноты сгорания и тепловых потерь ζ через стенки, – определяется уравнением

где C _po и C _ps – удельные теплоемкости исходного рабочего тела и продуктов сгорания соответственно; произведение αL ₀ представляет собой отношение расхода рабочей среды к расходу топлива и зависит от окислительной среды, т. е.г., воздух. Теоретическое количество окислительной среды, необходимое для полного сгорания 1 кг топлива, составляет ₀ л. α – коэффициент избытка (коэффициент, на который умножается стехиометрическая потребность в воздухе, чтобы учесть избыток воздуха). Таким образом, для сжигания углеводородного (нефтяного) топлива в воздухе требуется L ₀ = 0,115C + 0,345H – 0,043O, где C, H и O – соответственно массовые доли углерода, водорода и кислорода в топливе. Например, для авиационного керосина L ₀ = 14,9 (84-86% C, 14-16% H).Для CH ₄ и H ₂ , L ₀ = 17,2 и 34,5 соответственно.

Теплотворная способность, или самая низкая теплота сгорания топлива, определяется как количество тепла в Джоулях, которое выделяется в результате полного сгорания 1 кг топлива в воздухе при t _O = 15 ° C и p = 0,1. МПа при охлаждении продуктов сгорания до 15 ° С. Это не учитывает теплоту конденсации и содержание водяного пара. Это примерно оценивается:

Например, H _u = 42 900–43 100 кДж / кг для авиационного керосина и 49 500 и 116 700 для CH ₄ и H ₂ соответственно.

Продуктами сгорания углеводородного топлива являются CO ₂ и CO, NO и NO ₂ , вода, углеводороды C _x H _y и т.д. Их состав влияет на камеру сгорания с экологической точки зрения. Ухудшение полноты сгорания, ζ <1, увеличивает количество CO, C _x H _y , и вызывает образование сажи и дыма . Выброс оксидов азота NO _x увеличивается по мере повышения температуры горения и увеличения продолжительности пребывания продуктов горения в зоне горения.Таким образом, допустимые уровни NO _x , CO, C _x H _y и дыма для большинства типов двигателей подлежат государственному контролю.

Коэффициент избытка окислителя (воздуха) α = G _a / G _f представляет режим горения. Смесь, полученная в результате сгорания, имеет стехиометрический вид при α = 1; богатые при α <1; и бедная при α> 1. При избытке или недостатке окислителя температура продуктов сгорания T _g ниже максимального значения, наиболее близкого к стехиометрическому, из-за расхода тепла избыточного топлива и окислителя.При значительном изменении α установившееся горение в камере прекращается. Они называются «богатый» и «плохой» с пламенем соответственно.

Камеры сгорания энергоблоков должны обеспечивать высокую полноту сгорания (в современных ГТД ζ = 0,995 и выше), низкие потери давления потока рабочего тела через камеру (σ = p _out / п _в в газотурбинных двигателях, составляет 0,94 – 0,96), высокая надежность и длительный срок службы (в газотурбинных двигателях до 10 000 часов).Это может быть обеспечено отсутствием перегрева, нагара и т. Д. Изменение коэффициентов ζ и σ в зависимости от расхода воздуха (или M _comb.ch ) и величины предварительного нагрева T _g / T ₀ являются Говорят, это характеристики камеры сгорания. По мере роста M _comb.ch и T _g / T ₀ σ падает. Эффективность сгорания ζ увеличивается с увеличением T _g / T ₀ и достигает плоского оптимума, если строить график по сравнению с гребенкой M _.ch .

Особое значение в газотурбинных двигателях имеет высокая однородность полей окружных температур газа на выходе из камеры сгорания (для надежной работы соплового устройства) и профиля зависимости температуры от радиуса (для надежности лопаток) с температурой уменьшается к верхнему и нижнему концам лезвия. Поля образуются за счет развития потоков окислителя (воздуха) и топлива в зонах горения и смешения.

Воспламеняемость гомогенных углеводородных топливовоздушных смесей составляет 0.5 <α <1,7. Скорости распространения фронта пламени невысоки: от 0,5 до 2,0 м / с для керосина и 210 м / с для водорода. Следовательно, для обеспечения стабильного горения при средних скоростях потока, намного превышающих скорость распространения фронта пламени, может быть разработан стабилизатор горения с зоной обратного тока, обеспечивающий надежное воспламенение смеси в зоне горения для всех рабочих режимов горения. камера сгорания. На рис. 1 представлена ​​структура такого потока в зоне горения за стабилизатором горения.Добавление воздуха к продуктам сгорания в зоне смешения снижает средние значения температуры и увеличивает значения α. Например, характерные значения α для плохого тушения пламени в камере сгорания воздушно-реактивного двигателя обычно варьируются от 20 до 50. В ракетных двигателях на стабилизацию фронта пламени обычно влияет система вихрей около окислителя и топливные жиклеры.

Рис. 1. Горение при наличии стабилизатора пламени.

Камеры сгорания классифицируются по типу двигателя (воздушно-реактивный, ракетный и другие двигатели), назначению, для которого он предназначен (основная камера сгорания или дожигатель в воздушно-реактивном двигателе), характеру сгорания (дозвуковой или сверхзвуковой), давлению топлива ( высокого и низкого давления), типа форсунок и распыления топлива (центробежные, высокотурбулентные, испарительные), количества зон горения и конструкции (осевые, радиальные, обратные, трубчатые, кольцевые и др.