Cantidad de aire para la combustión de gas natural: fórmulas y ejemplos de cálculos.

La eficiencia de todo tipo de equipos de gas depende de la calidad del proceso de combustión.Lo que afecta directamente la cantidad de aire para quemar gas natural, que no es difícil de calcular. ¿Por qué no cuidar la eficiencia del combustible y aumentar la eficiencia del equipo realizando usted mismo los cálculos necesarios, verdad?

Pero, ¿cómo hacerlo correctamente y dónde conseguir los datos para los cálculos? Para comprender este tema, analicemos la teoría del flujo de aire para la combustión de gas en nuestro artículo y familiaricémonos con las fórmulas más simples para calcular el volumen de aire requerido. También hablaremos de los beneficios prácticos de estos cálculos.

Teoría del consumo de aire para la combustión de gas.

El procedimiento para obtener energía térmica afecta directamente la duración de la operación, la frecuencia de trabajo en mantenimiento de equipos que utilizan gas. Debe entenderse que la mezcla óptima de gas y aire es la clave para la seguridad. Hablemos con más detalle sobre el consumo de aire para la combustión de gas.

Para quemar una molécula de metano, que es el componente principal del gas natural, se necesitan exactamente 2 moléculas de oxígeno. Si se traduce a volúmenes comprensibles, para oxidar un metro cúbico del combustible especificado, será necesario utilizar 2 veces más oxígeno.

Pero en condiciones reales todo es más complicado.Ya que para realizar el proceso de combustión químico-físico se utiliza el aire como agente oxidante, cuya composición es sólo una quinta parte de oxígeno, necesario para mantener la combustión. Y, concretamente, el 20,93% es el porcentaje que se suele utilizar para todo tipo de cálculos técnicos. Es decir, se necesitará 9,52 veces más aire.

Para cualquier cálculo técnico de la cantidad de gas se toma como base el 100% de este combustible. Aunque su sustancia principal, el metano (CH4), no puede contener más del 75%

Puede averiguar el número especificado realizando 2 pasos:

1. División 100/21. Esta operación permite descubrir que en cualquier volumen hay 4,76 veces más aire que oxígeno.
2. Multiplicando 4,76 por 2, es igual a 9,52 — exactamente cuántas veces más aire se necesitará para quemar cualquier volumen de gas natural.

Pero hay una advertencia importante: la cantidad calculada de aire necesaria para una combustión eficiente del gas es un caudal teórico. Pero en la práctica será necesario. La razón es que el cálculo se realizó para condiciones ideales, pero en realidad casi siempre hay una serie de factores que hacen ajustes importantes.

Éstas incluyen:

• composición y calidad de los reactivos (aire, gas);
• tipo de equipo utilizado para suministrar energía;
• condición del equipo;
• método de suministro de gas, aire, así como una serie de otros puntos.

Si se necesita una precisión especial, a veces se pueden tener en cuenta las características enumeradas anteriormente. Por ejemplo, puede averiguar la composición exacta del gas en la oficina de servicio de gas más cercana. Pero, cuando no se necesita una precisión especial, el valor resultante de 9,52 simplemente se multiplica por el llamado relación de exceso de aire. Su valor suele oscilar entre 1,1 y 1,4.

El oxígeno es un agente oxidante de gases. Es decir, no se quema solo, sino que apoya activamente este proceso con la participación del combustible especificado. Pero como el oxígeno en el aire no supera el 20,93%, se cree que el procedimiento de combustión del gas requiere casi 5 veces más.

Cuando el cálculo debe ser lo más preciso posible, entonces se debe dividir la cantidad de aire realmente utilizada por su caudal teórico. Pero en la mayoría de los casos es más fácil utilizar el valor medio. relación de exceso de aire. cuyo valor debe multiplicarse por 9,52 y como resultado obtendrá la cantidad exacta de aire consumido necesario para garantizar el procedimiento de combustión del gas.

Entonces si es igual a:

• 1,1 — se necesitará una masa de aire 10,472 veces mayor;
• 1,4 — será necesario utilizar aire 13,328 veces más.

Es decir, para quemar cada metro cúbico de energía se necesitarán hasta 13.328 m³ de aire.

Fórmulas y ejemplos de cálculos.

El valor requerido en cada caso específico se puede obtener mediante una fórmula especial o indicadores promedio. Hablemos de estos métodos con más detalle.

Método n.º 1: cálculo mediante fórmula

Que establece que el volumen de aire por hora (V_h ), requerido para la combustión, será igual a:

V_h = 1,1xK_izb.v xV_t xV_g/h x (273 + t)/273,

Dónde:

• A_izb.v — coeficiente de exceso de aire;
• V_t - cantidad de aire teóricamente necesaria;
• V_g/h — consumo horario de gas por equipo;
• t — valores de temperatura en la habitación donde se encuentra el equipo de gas.

El consumo de gas por hora requerido para los cálculos se indica en el pasaporte de cualquier aparato de gas.

Es decir, si dicho valor es 10 y:

• temperatura ambiente, por ejemplo, 18°C;
• coeficiente de exceso de aire - 1,1.

Luego realizamos las operaciones matemáticas anteriores, a saber:

1,1 x 1,1 x 9,52 x 10 x (273 + 18) / 273 = 122,1

Como resultado, resulta que en este caso particular, para quemar gas se necesitarán 122,1 m³ de aire cada hora.

Es necesario calcular la cantidad de aire para garantizar el funcionamiento eficiente y seguro de cualquier equipo de gas, incluidas estufas, columnas y calderas de calefacción, que se utilizan en la vida cotidiana.

Método n.º 2: cálculo utilizando datos promediados

Si no desea realizar un cálculo similar del aire para quemar la cantidad requerida de gas, puede escuchar las recomendaciones de muchos fabricantes y especialistas.

Lo que dice que el proceso será efectivo si por cada kilovatio de potencia se suministra al menos 1,6 m³ de aire por hora.

Si el método de cálculo mediante una fórmula parece complicado, entonces se puede utilizar uno menos preciso y simplemente promediado, pero es muy sencillo y, por tanto, accesible. Ya que basta con multiplicar la potencia del aparato de gas deseado por 1,6, lo que nos dará el volumen aproximado de aire que habrá que suministrar cada hora para una combustión completa del gas.

Es decir, el cálculo se puede completar con una sola acción. Para ello, el valor de potencia del aparato de gas extraído del pasaporte deberá multiplicarse por el 1,6 indicado. El resultado será la cantidad de aire necesaria para una combustión eficiente.

Por ejemplo, si la potencia de una caldera de gas es de 40 kW, entonces este valor debe multiplicarse por 1,6:

40 x 1,6 = 64

Esto dará como resultado 64 m³ de aire, que deberán suministrarse al aparato de gas cada hora.

Significado práctico del cálculo del flujo de aire.

Es posible que se necesiten habilidades para realizar dichos cálculos aumentando la eficiencia equipos de gas, además de eliminar las causas de su mal funcionamiento.

Prevención de averías y reducción de la eficiencia de los equipos

Por ejemplo, será necesario conocer la cantidad óptima de oxidante cuando las superficies de las chimeneas (internas), los elementos estructurales de los equipos (intercambiadores de calor, quemadores, etc.) se cubren rápidamente con capas de hollín, otros productos de combustión.

Si la eliminación de contaminantes no da el efecto deseado, como cualquier otra medida (ajuste, sustitución de piezas, conjuntos). Lo que indica la presencia de la llamada subcombustión del portador de energía, que se produce debido a una falta de aire.

El procedimiento de combustión de gas se considera una reacción compleja. Como resultado, si el oxidante, es decir, el aire, no está en cantidad suficiente, esto afectará la condición, el rendimiento y la capacidad de servicio de todos los equipos de gas. Y en algunos casos, los problemas pueden eliminarse solo después de identificar y ajustar la cantidad de aire involucrada en la reacción.

Y también será necesario conocer el flujo de aire requerido en las siguientes situaciones:

• Detectado consumo excesivo de gas, que no se puede eliminar con la ayuda de ajustes u otras manipulaciones. Dado que la causa puede ser una combustión insuficiente mecánica. Es decir, un proceso en el que se suministra demasiado aire, lo que también conduce a una combustión incompleta del gas.
• Se han observado cambios frecuentes en el color del combustible "azul" durante la combustión. - por ejemplo, naranja, blanco, rojo, amarillo.Se trata de casos más complejos que los anteriores, ya que la causa puede ser un exceso o una insuficiencia de aire.
• Proceso de combustión de gas inestable.. Por ejemplo, si no se utilizan todas las aberturas de trabajo del quemador, quemadores de calderas de gas, etc., y la limpieza de los elementos estructurales enumerados no condujo a mejoras, ya que en tales situaciones definitivamente será necesario suministrar un orden de magnitud más de aire. .

A pesar de la presencia de varios motivos, el cálculo se realiza de la misma forma, según la metodología descrita anteriormente.

Los beneficios de los cálculos al instalar una sala de calderas.

El cálculo de la cantidad de aire necesaria para una oxidación eficaz del gas es necesario en los casos de instalación de un horno, instalación, sustitución de equipos de gas y otros similares.

Siempre hay que recordar que los cálculos teóricos sólo son buenos cuando la práctica confirma su exactitud. Y en el caso de la cantidad de aire, representantes de las empresas de gas urbano con analizadores de gas.

Y los cálculos se llevan a cabo, pero la situación en cada caso indicado se complica por el hecho de que para obtener todos los datos necesarios es necesario realizar una serie de cálculos.

Cuales cálculos incluyen:

• flujo de aire total: es necesario suministrar aire a la habitación con equipo de gas no solo para el proceso de combustión, sino también para su ventilación (en SNIP II-35-76 se indica claramente que en los locales utilizados como calderas se deben cambiar 3 volúmenes de aire cada hora);
• secciones del conducto de escape;
• sección(es) transversal(es) de la(s) abertura(s) de los canales de entrada;
• tiro natural en el conducto de escape provisto;
• actual velocidades de masa de aire en tramos de futuros conductos de aire;
• pérdidas de presión debido a diversas resistencias locales;
• el tamaño de la ventana colocada en la habitación con equipo de gas.

Además de la disposición correcta ventilación de la sala de calderas, puede ser necesario realizar otros procedimientos, por ejemplo, realizar un cálculo aerodinámico.

Al realizar cálculos, debe recordarse que cualquier acción con gas representa un peligro importante. Por tanto, es mejor confiar su implementación a especialistas.

Después de lo cual toda la información recibida debería convertirse en la base del proyecto. reemplazos, instalación de equipos, reurbanización, que se presenta al servicio de gas local para su aprobación. Donde, si se identifican errores, el documento puede devolverse al originador.

Es decir, el conjunto de procedimientos para calcular todos los valores necesarios es bastante complejo. Por lo tanto, en el caso de instalación, sustitución o transferencia de equipos, sólo unos pocos podrán hacer frente a la tarea. A la mayoría de los propietarios les resultará más fácil recurrir a especialistas en busca de ayuda. El cual no solo realizará las operaciones matemáticas necesarias, sino que también adaptará los cálculos a los requisitos legales para la disposición de estufas, sistemas de ventilación, eliminación de humos y todos los demás. Los cuales se establecen en SNiP II-35-76, así como en SNIP 2.04.08-87 y una serie de otros documentos especializados menos populares.

Si en algún caso particular no es necesario elaborar un proyecto, los cálculos realizados por un especialista eliminarán la amenaza a la vida y la salud del propietario del equipo de gas, sus seres queridos y las personas que viven cerca.

Además, evitarán actuaciones interpretadas por la ley como conexión no autorizada a cualquier gasoducto. Para cual Arte. 7.19 Código de infracciones administrativas de la Federación de Rusia prevé sanciones en forma de multa, cuyo monto es de 10 a 15 mil rublos.Por ejemplo, esto puede suceder si el propietario del local, después de realizar los cálculos, realiza cambios en el diseño del sistema de calefacción.

No debemos olvidar que un cálculo fallido de la cantidad de aire o cualquier otro puede convertir a una persona en un delincuente. Por lo que tendrás que pagar, al menos económicamente. Por ejemplo, si las acciones o la inacción conducen a una violación de las reglas diseñadas para garantizar el uso seguro de cualquier equipo de gas, entonces, como multa, tendrá que desprenderse de una suma de dinero de entre 1 y 30 mil rublos. Lo dicho en el art. 9.23 Código de Infracciones Administrativas

Después de los cálculos, no debe tomar la decisión precipitada de reemplazar el equipo de gas, especialmente con diferente potencia. Si esto sucede, entonces vale la pena notificar a los representantes del servicio de gas sobre las acciones tomadas. Esto le ayudará a evitar multas.

Y tampoco es necesario implementar los cálculos teóricos realizados a costa de violar las reglas y normas establecidas en SNiP II-35-76, que regula el alcance de la disposición de los locales destinados al uso de equipos de gas. Dado que según el art. 9.23 del Código Administrativo, incluso por las infracciones más pequeñas tendrá que pagar entre 1 y 2 mil rublos.

Conclusiones y vídeo útil sobre el tema.

El material de video adjunto a continuación le permitirá identificar la falta de aire durante la combustión de gas sin ningún cálculo, es decir, visualmente.

Puede calcular la cantidad de aire necesaria para una combustión eficiente de cualquier volumen de gas en cuestión de minutos. Y los propietarios de bienes inmuebles equipados con equipos de gas deben recordar esto.Ya que en un momento crítico, cuando una caldera o cualquier otro dispositivo no funciona correctamente, la capacidad de calcular la cantidad de aire necesaria para una combustión efectiva ayudará a identificar y solucionar el problema. Lo que también aumentará la seguridad.

¿Le gustaría complementar el material anterior con información y recomendaciones útiles? ¿O todavía tienes dudas sobre el cálculo? Pregúntales en el bloque de comentarios, escribe tus comentarios, participa en la discusión.