Promotii centrale termice
 
 

INFORMATII UTILE


TEORIA ARDERII

Combustia este o reactie termica exotermica (produce caldura) de oxidare a carbonului, dar pentru a se dezvolta o combustie corecta este nevoie de trei elemente:

Combustibilul: este substanta (solida, lichida, gazoasa) care produce caldura arzand si este formata in principal din carbon (C), adesea si din hidrogen (H); in acest caz de vorbeste despre hidrocarbura.

Comburantul: se identifica in oxigenul prezent in aerul pe care il respiram, care este format din 78% azot (N), 21% oxigen (O2), 1% alte gaze.

Declansarea: sau punctul de aprindere este temperatura la care are loc combustia, fiecare combustibil avand un diferit punct de aprindere.
Combustia continua apoi in mod natural numai daca temperatura de flacara a combustibilului este mai mare decat aceasta temperatura. in caz contrar, combustia nu continua daca este indepartata sursa care a generat aprinderea.
(de ex. metan Taprindere = 813° C; Tflacara = 2148°C)

In realitate, exista un al patrulea element important pentru combustia corecta, amestecul complet dintre combustibil si comburant. Aceasta operatiune are loc in camera de amestec a fiecarui arzator.

O instalatie termica are scopul de a valorifica reactia de combustie si de a utiliza caldura produsa care se transfera unui fluid vector (in general apa, dar nu intotdeauna) si, prin urmare, corpurilor de incalzire (radiatoare, panouri radiante, etc) pentru incalzirea mediilor de lucru sau a proceselor industriale.

Reactia prezentata in continuare indica arderea metanului (CH4). Se citeste dupa cum urmeaza: 1 m3 de metan oxidat de 2 m3 de oxigen produce 1m3 de anhidrida carbonica (CO2) si 2 m3 de vapori de apa (H2O) si caldura.

Aceasta este o reactie chimica ideala (numita Teoretica si Completa) si are loc in conditii de presiune atmosferica; dar nu este realizabila in conditii reale, din cauza spatiului si a duratei reduse necesare productiei de caldura pentru o instalatie.

Se defineste drept necesar teoretic de aer volumul de aer teoretic necesar pentru arderea unitatii de masa sau de volum de substanta combustibila.

in realitate, in conditii normale, metanul reactioneaza cu oxigenul pentru a forma anhidrida carbonica si apa in stare de vapori, dar nu se foloseste drept comburant oxigenul pur: se foloseste aerul din mediu, format in mare parte din azot.

intr-un amestec format in principal din azot, este dificil sa se amestece oxigen si metan, deoarece in camera de combustie ar aparea o anumita cantitate de metan pur nears ce ar putea crea mici explozii daunatoare atat pentru aparat cat si pentru instalatie.

Pentru a se evita acest inconvenient, trebuie sa se furnizeze mai mult oxigen, ceea ce se realizeaza prin crearea unui exces de aer.

in combustia reala, avem si alte molecule, produse de reactii chimice secundare. La temperaturi mari, azotul prezent in aer reactioneaza cu oxigenul pentru a forma monoxid de azot (NO) si dioxid de azot (NO2), care formeaza asa numitele NOx.

Dioxidul de azot reactioneaza la randul sau cu apa sub forma de vapori si, in conditii particulare, precum cele din jurul flacarii produse, genereaza acid nitric, o substanta foarte coroziva care constituie una dintre principalele cauze ale ploilor acide.

Daca in cursul combustiei este putin oxigen, reactia de combustie vizata anterior devine incompleta, ceea ce face sa nu se formeze anhidrida carbonica, ci monoxid de carbon (CO), o substanta inodora si incolora, foarte toxica si periculoasa.

Prezenta CO in gazele de ardere indica o combustie incorecta si cu randament redus.

in combustibili este prezenta si o anumita cantitate de Sulf. Aceasta poate reactiona partial cu oxigenul, generand SO2 sau poate sa nu reactioneze si sa ramana in stare pura, condensandu-se pe cos (pulbere de pucioasa).

Reactia de combustie pe care am analizat-o pentru metan se poate considera similara celor ale altor combustibili ce contin hidrogen (hidrocarburi).

Sursa: "Cazane si sisteme termice cu condensare BAXI - Principii, componente ale instalatiei sceme de instalare"