Техника безопасности при использовании газовых излучающих горелок
Применение газового топлива требует проведения дополнительных мероприятий, обеспечивающих безопасное его использование, так как горючие газы токсичны и при определенной их концентрации в воздухе взрывоопасны. Горючие газы и их продукты сгорания могут вызвать отравление человека и животных, чаще всего при содержании их в воздухе помещения в больших концентрациях. Это может произойти при утечке газа через неплотности арматуры, резьбовых соединений и погасании пламени, когда газ продолжает поступать в горелку, а также при нарушении работы систем вентиляции. Метан и тяжелые углеводороды не ядовиты, но обладают удушающими свойствами. При содержании в воздухе 10 % углеводородов человек ощущает головокружение, а при :20 % и более возникает удушье.
Основным компонентом продуктов сгорания является углекислый газ С02, который тоже не ядовит, но при значительном содержании в воздухе вызывает наркотическое действие и раздражает слизистые оболочки. Высокая концентрация его в воздухе приводит к уменьшению содержания кислорода, что также вызывает удушье. При выбросе продуктов сгорания в отапливаемое помещение следует обращать особое внимание на такие компоненты реакции углеводородов, как оксид углерода СО, оксиды азота N0 и полициклические ароматические углеводороды: в основном бенз(а)пирен С20Н12. Иногда N0 и бенз(а)пирен
называют бластомогенными веществами, т. е. веществами, способными вызывать всевозможные опухоли и новообразования в живом организме. Оксид углерода — ядовитый отравляющий газ, он вытесняет кислород из оксигемоглобина крови и вступает в соединение с гемоглобином. При этом кровь становится неспособной переносить необходимое для нормальной жизнедеятельности организма количество кислорода, вследствие чего наступает удушье. Вдыхание воздуха, в котором содержится 0,5 % СО, приводит к летальному исходу через .20 мин. По санитарным нормам ПДК СО в воздухе производственных помещений не должна превышать 0,03 мг/л, или 0,0025 %.
Как уже указывалось ранее, исследования, проведенные рядом организаций (кафедрами теплотехники и газоснабжения ЛИСИ, теплогазоснабжения и вентиляции Саратовского политехнического института, НИИ онкологии Минздрава СССР, ГипроНИИГазом, ИГ АН УССР и др.), показали, что при сжигании природного газа в ГИГ при температуре на поверхности излучения 800—1100 °С и коэффициенте избытка воздуха а=1,05 полициклические углеводороды не образуются. Работающая в нормальных условиях горелка практически не дает в продуктах сгорания оксида углерода. Как правило, содержание его весьма мало (следы) и укладывается в пределах от 0,01 до 0,05 мг/л (в пересчете на коэффициент избытка воздуха а=1,0). Содержание оксидов азота также в пересчете на а =1,0 лежит в пределах от 0,01 до 0,05 мг/л, по данным Г. П. Коминой [28], и от 0,004 до 0,03 мг/л, по данным автора. При неустойчивом фронте горения на излучателе (наличие факелов) и резком колебании температуры самого излучателя, что может вызываться увеличением скорости воздуха у излучающей поверхности и сопровождаться образованием затемненных участков, происходит неполное сгорание газа, в результате чего возрастает выход оксида углерода. Увеличение коэффициента избытка воздуха до а= 1,1 приводит к еще •большему уменьшению выхода СО, чем при а =1,05, но при этом несколько (на 20—30 °С) понижается температура излучателя.
Анализ продуктов сгорания газа в ГИГ показывает, что при таком способе сжигания газа продукты сгорания содержат в основном пары Н20 и С02 (полное сгорание, без недожога), в них отсутствуют сажистые частицы и канцерогенные вещества, одним из которых является бенз(а)пирен.
Нарушение нормальной работы горелок вследствие изменения рабочего давления газа, засорения сопел горелок, изменения инжекции, ведущего к изменению коэффициента избытка воздуха а, неполный розжиг горелок из-за засорения перфорации или сеток излучающего насадка — все это может привести к | образованию в помещении неблагоприятной (опасной) воздушной среды. Понижение давления газа перед горелками влечет за собой уменьшение количества воздуха, подсасываемого инжектором горелки, что приводит к увеличению оксида углерода, канцерогенных веществ и наличию сжигаемого газа в продуктах, сгорания. Присутствие газа в воздухе помещения может привести к образованию взрывоопасных концентраций.
Характерным признаком понижения давления газа перед соплом горелки является бегающее, неустойчивое пламя над излучающей поверхностью, которая’ вследствие этого не раскаляется. При повышении давления газа перед соплом горелки возможен проскок пламени внутрь, под излучающий насадок в смесительную камеру, что может привести к порче горелки. При этом может расплавиться и инжектор, а иногда прогорает корпус горелки, причем горелка восстановлению не подлежит. Проскок пламени может произойти и в том случае, если керамическая поверхность излучения горелки имеет микротрещины или выбоины. Тогда при работе горелки керамика прогревается, площадь трещин увеличивается, становится больше критической, что и приводит к проскоку пламени. При наличии выбоин проскок пламени наступает вследствие прогрева участка излучающего насадка по глубине, при этом газовоздушная смесь поджигается тыльной стороной насадка. Проскок пламени у сетчатых излучателей возникает также вследствие увеличения площади ячейки последней (преградительной) сетки за счет механических повреждений или прогара.
Кроме того, при повышении давления газа перед соплом у горелок, работающих без сетки-экрана, может наблюдаться отрыв пламени от поверхности? излучения. Появление видимых желтых коптящих факелов над поверхностью излучения происходит при нарушении инжекции, когда коэффициент избытка воздуха а<1. Такая же картина отмечается при понижении давления у сопла, сдуве газовой струи, вытекающей из сопла, попадании в инжектор продуктов, сгорания. Избежать последнего можно, если при монтаже устанавливать горелку таким образом, чтобы продукты сгорания, обтекая рефлектор, не попадали- во входное отверстие инжектора. Учет и выполнение изложенного позволяют безопасно эксплуатировать системы и установки отопления с ГИГ.
В цехах, оборудованных системами и установками газового лучистого отопления, кабины мостовых кранов должны быть оборудованы соответствующей вентиляцией. Если мостовой кран и кабина крановщика находятся ниже горелок, то место постоянного пребывания крановщика (периоды отстоя) должно находиться вне зоны действия прямого излучения горелок.
Применение ГИГ для отопления производственных помещений не изменяет- категории пожарной опасности производства и класса помещений. Помещения, , оборудованные этими горелками, должны обеспечиваться средствами пожаротушения по действующим нормам пожарного надзора.
