Ko plin zgori, nastane. Pogoji za vžig in zgorevanje plinastega goriva

Produkti zgorevanja zemeljskega plina so ogljikov dioksid, vodna para, nekaj presežka kisika in dušika. Produkti nepopolnega zgorevanja plina so lahko ogljikov monoksid, neizgoreli vodik in metan, težki ogljikovodiki, saje.

Več kot je ogljikovega dioksida CO 2 v produktih zgorevanja, manj bo ogljikovega monoksida CO v njih in bolj popolno bo zgorevanje. Koncept "največje vsebnosti CO 2 v produktih zgorevanja" je bil uveden v prakso. Količina ogljikovega dioksida v produktih zgorevanja nekaterih plinov je prikazana v spodnji tabeli.

Količina ogljikovega dioksida v produktih zgorevanja plina

S pomočjo podatkov v tabeli in poznavanja odstotka CO 2 v produktih zgorevanja lahko enostavno določimo kakovost zgorevanja plina in koeficient odvečnega zraka a. Za to je treba s pomočjo plinskega analizatorja določiti količino CO 2 v produktih zgorevanja plina in vrednost CO 2max, vzeto iz tabele, deliti z dobljeno vrednostjo. Torej, na primer, če produkti zgorevanja plina vsebujejo 10,2% ogljikovega dioksida v produktih zgorevanja, potem je koeficient odvečnega zraka v peči

α = CO 2max /CO 2 analiza = 11,8 / 10,2 = 1,15.

Najbolj popoln način za nadzor pretoka zraka v peč in popolnosti njegovega zgorevanja je analiza produktov zgorevanja z uporabo avtomatskih plinskih analizatorjev. Analizatorji plinov občasno odvzamejo vzorec izpušnih plinov in določijo vsebnost ogljikovega dioksida v njih ter količino ogljikovega monoksida in neizgorelega vodika (CO + H 2) v prostorninskih odstotkih.

Če so odčitki kazalca plinskega analizatorja na lestvici (CO 2 + H 2) enaki nič, to pomeni, da je zgorevanje končano, v produktih zgorevanja pa ni ogljikovega monoksida in nezgorelega vodika. Če puščica odstopa od nič v desno, potem produkti zgorevanja vsebujejo ogljikov monoksid in nezgorel vodik, torej pride do nepopolnega zgorevanja. Na drugi lestvici mora igla plinskega analizatorja pokazati največjo vsebnost CO 2max v produktih zgorevanja. Popolno zgorevanje se zgodi pri največjem odstotku ogljikovega dioksida, ko je kazalec na lestvici CO + H 2 na nič.

Zemeljski plin je danes najbolj razširjeno gorivo. Zemeljski plin imenujemo zemeljski plin, ker ga pridobivajo iz samega neba Zemlje.

Proces zgorevanja plina je kemična reakcija, pri kateri zemeljski plin komunicira s kisikom v zraku.

V plinastem gorivu obstaja gorljivi del in negorljiv del.

Glavna gorljiva sestavina zemeljskega plina je metan - CH4. Njegova vsebnost v zemeljskem plinu doseže 98%. Metan je brez vonja, okusa in ni strupen. Njegova meja vnetljivosti je od 5 do 15%. Prav te lastnosti so omogočile uporabo zemeljskega plina kot ene od glavnih vrst goriva. Koncentracija metana je več kot 10 % nevarna za življenje, zato lahko pride do zadušitve zaradi pomanjkanja kisika.

Za odkrivanje puščanja plina se plin odorizira, z drugimi besedami, doda se snov z močnim vonjem (etil merkaptan). V tem primeru je mogoče plin zaznati že pri koncentraciji 1%.

Poleg metana so lahko v zemeljskem plinu prisotni tudi gorljivi plini, kot so propan, butan in etan.

Za zagotovitev kakovostnega izgorevanja plina je potrebno v območje zgorevanja vnesti zrak v zadostnih količinah in doseči dobro mešanje plina z zrakom. Za optimalno velja razmerje 1: 10. To pomeni, da na en del plina pade deset delov zraka. Poleg tega je treba ustvariti želeni temperaturni režim. Da se plin vžge, ga je treba segreti na temperaturo vžiga in v prihodnosti temperatura ne sme pasti pod temperaturo vžiga.

Treba je organizirati odstranjevanje produktov zgorevanja v ozračje.

Popolno zgorevanje je doseženo, če v produktih zgorevanja, ki se sproščajo v ozračje, ni gorljivih snovi. V tem primeru se ogljik in vodik združita in tvorita ogljikov dioksid in vodno paro.

Vizualno, s popolnim zgorevanjem, je plamen svetlo moder ali modrikasto vijoličen.

Poleg teh plinov z gorljivimi plini v ozračje vstopata dušik in preostali kisik. N 2 + O 2

Če zgorevanje plina ni popolno, se v ozračje sproščajo gorljive snovi - ogljikov monoksid, vodik, saje.

Nepopolno zgorevanje plina nastane zaradi pomanjkanja zraka. Hkrati se v plamenu vizualno pojavijo jeziki saj.

Nevarnost nepopolnega zgorevanja plina je, da lahko ogljikov monoksid povzroči zastrupitev osebja kotlovnice. Vsebnost CO v zraku 0,01-0,02 % lahko povzroči blago zastrupitev. Višje koncentracije lahko povzročijo hudo zastrupitev in smrt.

Nastale saje se usedejo na stene kotlov in s tem poslabšajo prenos toplote na hladilno sredstvo, kar zmanjša učinkovitost kotlovnice. Saje prevajajo toploto 200-krat slabše kot metan.

Teoretično je za izgorevanje 1m3 plina potrebno 9m3 zraka. V realnih razmerah je potrebno več zraka.

To pomeni, da je potrebna odvečna količina zraka. Ta vrednost, označena kot alfa, kaže, kolikokrat več zraka se porabi, kot je teoretično potrebno.

Alfa koeficient je odvisen od vrste posameznega gorilnika in je običajno predpisan v potnem listu gorilnika ali v skladu s priporočili organizacije za zagon.

S povečanjem količine odvečnega zraka nad priporočeno se povečajo toplotne izgube. Ob znatnem povečanju količine zraka lahko pride do ločevanja plamena, kar povzroči izredne razmere. Če je količina zraka manjša od priporočene, bo zgorevanje nepopolno, kar bo povzročilo nevarnost zastrupitve osebja kotlovnice.

Za natančnejši nadzor kakovosti zgorevanja goriva obstajajo naprave - plinski analizatorji, ki merijo vsebnost določenih snovi v sestavi izpušnih plinov.

Plinski analizatorji so lahko dobavljeni s kotli. Če niso na voljo, ustrezne meritve izvede organizacija za zagon z uporabo prenosnih plinskih analizatorjev. Sestavi se shema režima, v kateri so predpisani potrebni kontrolni parametri. Z njihovim spoštovanjem lahko zagotovite normalno popolno zgorevanje goriva.

Glavni parametri za nadzor zgorevanja goriva so:

• razmerje med plinom in zrakom, ki dovajata gorilnike.

• razmerje odvečnega zraka.

• razpoka v peči.

• Faktor učinkovitosti kotla.

Hkrati pa izkoristek kotla pomeni razmerje med uporabno toploto in vrednostjo celotne porabljene toplote.

Sestava zraka

Zgorevanje je reakcija, pri kateri se kemična energija goriva pretvori v toploto.

Izgorevanje je lahko popolno ali nepopolno. Popolno zgorevanje se zgodi z zadostno količino kisika. Njegovo pomanjkanje povzroči nepopolno zgorevanje, pri katerem se sprosti manj toplote kot pri popolnem zgorevanju, ogljikov monoksid (CO), ki je strupen za obratovalno osebje, pa tvori saje, ki se usedajo na grelno površino kotla in povečujejo toplotne izgube, kar vodi do prekomerne porabe goriva in zmanjšanja učinkovitosti kotel, onesnaženost zraka.

Za zgorevanje 1 m 3 metana je potrebno 10 m 3 zraka, v katerem je 2 m 3 kisika. Za popolno zgorevanje zemeljskega plina se v peč dovaja zrak z rahlim presežkom. Razmerje med dejansko porabljenim volumnom zraka V d in teoretično potrebnim V t se imenuje koeficient presežka zraka a = V d / V t. Ta kazalnik je odvisen od zasnove plinskega gorilnika in peči: bolj popolna sta, manj a. Zagotoviti je treba, da koeficient presežka zraka ni manjši od 1, saj to vodi do nepopolnega zgorevanja plina. Povečanje razmerja presežka zraka zmanjša učinkovitost. kotlovska enota.

Popolnost zgorevanja goriva je mogoče določiti s pomočjo plinskega analizatorja in vizualno - po barvi in ​​naravi plamena: prozorno-modrikasto - popolno zgorevanje;

rdeča ali rumena - nepopolno zgorevanje.

Hitrost, s katero območje zgorevanja napreduje v pravokotni smeri na samo območje, se imenuje hitrost širjenja plamena. Hitrost širjenja plamena označuje hitrost segrevanja mešanice plina in zraka na temperaturo vžiga. Plamen vodika, vodnega plina (3 m/s) ima najvišjo hitrost širjenja, plamen zemeljskega plina in mešanice propan-butana ima najnižjo. Visoka hitrost širjenja plamena ugodno vpliva na popolnost zgorevanja plina, majhna pa je, nasprotno, eden od razlogov za nepopolno zgorevanje plina. Hitrost širjenja plamena se poveča pri uporabi mešanice plina in kisika namesto plinsko-zračne.

Zgorevanje uravnavamo s povečanjem dovoda zraka v peč kotla ali z zmanjšanjem dovoda plina. Ta postopek uporablja primarni (zmeša s plinom v gorilniku - pred zgorevanjem) in sekundarni (združi se s plinom ali mešanico plina in zraka v peči kotla med zgorevanjem) zrak.

Pri kotlih, opremljenih z difuzijskimi gorilniki (brez prisilnega dovoda zraka), sekundarni zrak pod delovanjem vakuuma vstopi v peč skozi vrata puhala.

Pri kotlih, opremljenih z vbrizgalnimi gorilniki: primarni zrak vstopa v gorilnik zaradi vbrizgavanja in ga uravnava nastavljiva podložka, sekundarni zrak pa vstopa v gorilnik skozi vrata puhala.

Pri kotlih z mešalnimi gorilniki se primarni in sekundarni zrak dovajata v gorilnik z ventilatorjem in krmilimo z zračnimi loputami.

Kršitev razmerja med hitrostjo mešanice plina in zraka na izhodu iz gorilnika in hitrostjo širjenja plamena vodi do ločitve ali prekoračitve plamena na gorilnikih.

Če je hitrost mešanice plina in zraka na izhodu iz gorilnika večja od hitrosti širjenja plamena - ločitev, in če je manjša - zdrs.

V primeru, da se plamen odlomi in utripa, mora obratovalno osebje kotel pogasiti, prezračiti peč in plinovode ter ponovno vžgati kotel.

Gorivo za kotlovnico je zemeljski plin, ki se dobavlja iz GDS. Zemeljski plin s tlakom 1-2 MPa, katerega temperaturo, pretok in tlak beležijo komercialne merilne naprave, vstopi v prvo stopnjo redukcije. Tlak po prvi stopnji redukcije nadzira ventil za regulacijo tlaka.

Nato v cevni prostor grelnika vstopi gorivni plin s tlakom približno 0,5 MPa, katerega hladilno sredstvo je para 0,3-0,6 MPa. Temperaturo kurilnega plina po grelniku spreminja regulacijski ventil, nameščen na cevovodu za paro. Po grelniku se tlak kurilnega plina zmanjša z drugo stopnjo redukcije na 3-80 kPa.Po drugi stopnji redukcije plin vstopi v gorilnike kotlov preko standardnih enot plinske opreme (SBG). Pred vsakim kotlom se merijo in beležijo tlak, pretok in temperatura plina. Zabeležen je tudi tlak plina za vsakim kotlom

5.3.2. Značilnosti procesa zgorevanja zemeljskega plina.

Izbira vrste in števila plinskih gorilnikov, njihova namestitev in organizacija procesa zgorevanja so odvisni od značilnosti toplotnih in aerodinamičnih pogojev delovanja industrijskega obrata. Pravilna rešitev teh problemov določa intenzivnost tehnološkega procesa in učinkovitost obrata. Teoretični predpogoji in izkušnje kažejo, da je pri načrtovanju novih plinskih naprav praviloma mogoče izboljšati glavne kazalnike njihovega delovanja. Vendar je treba pri tem opozoriti, da napačno izbran način zgorevanja plina in neuspešna lokacija gorilnikov zmanjšujeta produktivnost in učinkovitost inštalacij.

Pri projektiranju industrijskih plinskih inštalacij je treba naloge intenziviranja tehnološkega procesa in povečanja učinkovitosti porabe goriva reševati ob najnižjih materialnih stroških in ob upoštevanju številnih drugih pogojev, kot so zanesljivost, varnost ipd.

Pri zgorevanju zemeljskega plina je v nasprotju z zgorevanjem drugih vrst goriva možno spreminjanje lastnosti gorilnika v širokem razponu. Zato se lahko uporablja za skoraj vsako aplikacijo. Pri tem je treba le spomniti, da zahtevane maksimalne intenzivnosti tehnološkega procesa, povečanja učinkovitosti in izpolnjevanja drugih zahtev za namestitev ni mogoče zagotoviti le z izbiro enega ali drugega plinskega gorilnika, ampak bo doseženo z pravilna odločitev o celotni kompleksni vprašanji prenosa toplote in aerodinamike, od dovoda zraka in plina do odstranjevanja izrabljenih produktov zgorevanja v ozračje. Posebej pomembna je začetna faza procesa - organizacija zgorevanja plina.

Zemeljski plin je brezbarven plin. Veliko lažji od zraka. Prisotnost plina v zraku v zaprtih prostorih, vodnjakih, jamah več kot 20 % povzroči zadušitev, omotico, izgubo zavesti in smrt. Po sanitarnih standardih spada zemeljski plin (metan) v 4. razred nevarnosti (snov z nizko nevarnostjo). Nizka strupenost, nestrupena.

Sestava zemeljskega plina:

Metan 98,52 %;

etan 0,46 %;

propan 0,16 %;

Butan 0,02 %;

dušik 0,73 %;

Ogljikov dioksid 0,07 %.

Če je zemeljski plin prestal vse stopnje čiščenja, se njegove lastnosti malo razlikujejo od lastnosti metana. Metan je najpreprostejši element iz serije ogljikovodikov metana. Lastnosti metana:

Specifična toplota zgorevanja 7980 Kcal/m 3 ;

Utekočini se pri t°=-161°С, strdi pri t°=-182°С;

Gostota metana je 0,7169 kg / m 3 (2-krat lažji od zraka);

Temperatura vžiga t°=645°С;

Temperatura zgorevanja t°=1500 ÷ 2000°С

Meje eksplozije 5 ÷ 15%.

Pri interakciji z zrakom nastanejo zelo eksplozivne zmesi, ki lahko eksplodirajo in povzročijo uničenje.

Zgorevanje katerega koli goriva, vključno s plinom, je reakcija njegove kemične kombinacije s kisikom in ga spremlja sproščanje toplote. Količina toplote, pridobljena s popolnim zgorevanjem 1 m 3 (ali 1 kg) plina, se imenuje njegova zgorevalna toplota. Ločimo med nižjo kurilno vrednostjo, ki ne upošteva latentne toplote tvorbe vodne pare, ki jo vsebujejo produkti zgorevanja, in višjo kalorično vrednostjo, če se ta toplota upošteva. Razlika med višjo in nižjo kurilno vrednostjo je odvisna od količine vodne pare, ki nastane pri zgorevanju goriva, in znaša približno 2500 kJ na 1 kg oziroma 2000 kJ na 1 m 3 vodne pare.

Toplota zgorevanja različnih vrst goriv se lahko močno razlikuje. Tako imajo na primer drva in šota nižjo kurilno vrednost do 12.500, najboljši bitumenski premog do 31.000, olje pa približno 40.000 kJ / kg. Zemeljski plin ima neto kalorično vrednost 40-44 MJ/kg.

Celoten čas zgorevanja  je določen s časom  d nastanka mešanice (difuzijski procesi) in časom  do pojava kemičnih reakcij zgorevanja (kinetični procesi). Ob upoštevanju dejstva, da se te faze procesa lahko prekrivajo, dobimo  d +  k.

Pri  do  d (zgorevanje, ki poteka sočasno s tvorbo mešanice v peči, se imenuje difuzijo, saj ta mešanica vključuje procese turbulentne (v končni fazi - molekularne) difuzije).

Pri  d  do  do (izgorevanje vnaprej pripravljene mešanice se pogosto pogojno imenuje kinetično, je določena s kinetiko kemičnih reakcij).

Če sta  d in  k primerljiva, se proces zgorevanja imenuje mešan.

Naslednja faza po tvorbi mešanice je segrevanje in vžig goriva. Ko se curek gorljivega plina pomeša s curkom zraka in se njihova temperatura pri določeni temperaturi postopoma zvišuje, se zmes vžge. Najnižja temperatura, pri kateri se mešanica vžge, se imenuje temperatura vžiga.

Temperatura vžiga ni fizikalno-kemijska konstanta snovi, saj je poleg narave gorljivega plina odvisna od koncentracije plina in oksidanta ter od intenzivnosti toplotne izmenjave med plinsko zmesjo in plinom. okolje.

Obstajata zgornja in spodnja meja koncentracije plina in oksidanta, zunaj teh mej pri določeni temperaturi pa se mešanice ne vžgejo. S povečanjem temperature mešanice plina in zraka se po Arrheniusovem zakonu hitrost reakcije poveča sorazmerno z e -E / RT, sproščanje toplote je sorazmerno z isto vrednostjo. Če toplotna izguba območja zgorevanja, povezana z izmenjavo toplote z okoljem, presega sproščanje toplote, potem sta vžig in zgorevanje nemogoča. Običajno se segrevanje pojavi hkrati s tvorbo mešanice.

Zmes plina in zraka, v kateri je vsebnost plina med spodnjo in zgornjo mejo vnetljivosti, je eksplozivna. Čim širši je razpon mej vnetljivosti (imenovanih tudi meje eksplozivnosti), tem bolj je plin eksploziven. Eksplozija zmesi plin-zrak (plin-kisik) je po kemijskem bistvu proces zelo hitrega (skoraj trenutnega) zgorevanja, ki vodi do tvorbe visokotemperaturnih produktov zgorevanja in močnega povečanja njihovega tlaka. Ocenjeni nadtlak med eksplozijo zemeljskega plina 0,75, propana in butana - 0,86, vodika - 0,74, acetilena - 1,03 MPa. V praktičnih pogojih temperatura eksplozije ne doseže najvišjih vrednosti in nastali tlaki so nižji od navedenih, vendar so povsem dovolj, da uničijo ne le obloge kotlov, zgradb, temveč tudi kovinske posode, če pride do eksplozije. v njih.

Kot posledica vžiga in zgorevanja nastane plamen, ki je zunanja manifestacija intenzivnih reakcij oksidacijskega sredstva snovi. Gibanje plamena skozi mešanico plinov se imenuje širjenje plamena. V tem primeru je mešanica plinov razdeljena na dva dela - zgoreli plin, skozi katerega je plamen že prešel, in neizgoreli plin, ki bo kmalu prišel v območje plamena. Meja med tema dvema deloma goreče plinske mešanice se imenuje fronta plamena.

Gorilnik je tok, ki vsebuje mešanico zraka, gorečih plinov, delcev goriva in produktov zgorevanja, v katerem prihaja do segrevanja, vžiga in zgorevanja plinastega goriva.

Pri običajnih temperaturah v pečeh (1000-1500 °C) ogljikovodiki, vključno z metanom, tudi v zelo kratkih časovnih obdobjih zaradi toplotne razgradnje dajejo opazne količine elementarnega ogljika. Zaradi pojava elementarnega ogljika v plamenu proces zgorevanja v določeni meri pridobi elemente heterogenega, to je, ki se pojavljajo na površini trdnih delcev. Prisotnost katalizatorjev (železovi oksidi, nikelj) bistveno pospeši proces razgradnje metana in drugih ogljikovodikov.

Tako je v peči ali delovnem prostoru peči, med trenutkom vnosa plina in zraka ter pridobivanjem končnih produktov zgorevanja kot posledica prekrivanja procesa toplotne razgradnje ogljikovodikov in oksidacijske verižne reakcije, zelo zapletena slika. opazimo, za katerega je značilna prisotnost tako oksidacijskih produktov CO 2 kot H 2 O ter CO, H 2 , elementarnega ogljika in produktov nepopolne oksidacije (med slednjimi je še posebej pomemben formaldehid). Razmerje med tema komponentama bo odvisno od pogojev in trajanja segrevanja plina pred oksidacijskimi reakcijami.

Pri zgorevanju goriva se pojavijo kemični procesi oksidacije njegovih gorljivih komponent, ki jih spremlja intenzivno sproščanje toplote in hitro dvig temperature produktov zgorevanja.

Razlikovati med homogenim zgorevanjem, ki se pojavi v volumnu, ko sta gorivo in oksidant v enakem agregacijskem stanju, in heterogenim zgorevanjem, ki se pojavi na vmesniku, ko sta gorljiva snov in oksidant v različnih agregacijskih stanjih.

Zgorevanje plinastega goriva je homogen proces. Med zgorevanjem je hitrost direktnega procesa neprimerno večja od hitrosti obratnega, zato lahko povratno reakcijo zanemarimo. Spomnimo se, da bo za homogeno reakcijo zgorevanja izraz za hitrost neposredne reakcije:

kjer -čas; T- absolutna temperatura; TO- univerzalna plinska konstanta; k- konstanta hitrosti reakcije, odvisno od narave reaktantov, delovanja katalizatorjev, temperature; k 0 - empirična konstanta; E- aktivacijska energija, ki označuje najmanjšo presežno energijo, ki jo morajo imeti trkajoči delci, da pride do reakcije.

Iz izrazov (drugi izmed njih se imenuje Arrheniusova enačba) sledi, da se hitrost reakcije povečuje z naraščanjem koncentracij (tlaka v sistemu) in temperature ter z zmanjšanjem aktivacijske energije. Eksperimentalne meritve dajejo veliko manjšo vrednost za aktivacijsko energijo kot podane pravilnosti kemijske kinetike. To je razloženo z dejstvom, da so procesi zgorevanja plina verižne reakcije in potekajo skozi vmesne stopnje z neprekinjenim nastajanjem aktivnih centrov (atomov ali radikalov).

Na primer, pri zgorevanju vodika (slika 3) s pomočjo prostih atomov kisika in hidroksilnih radikalov nastanejo trije aktivni vodikovi atomi namesto tistega, ki je prisoten na začetku obravnavane faze reakcije. Takšno potrojenje se pojavi na vsaki stopnji, pri verižnih reakcijah pa se število aktivnih centrov povečuje kot plaz. Poleg tega je interakcija med nestabilnimi intermediati veliko hitrejša kot med molekulami.

riž. 3. Shema verižne reakcije zgorevanja vodika

Skupna hitrost reakcije zgorevanja vodika je določena s hitrostjo najpočasnejše reakcije (izraženo z enačbo H + O 2 OH + H 2)  \u003d kC n C o, kjer sta C n, C o koncentracije atomski vodik in molekularni kisik.

Procesi oksidacije ogljikovodikov, ki sestavljajo organski del naravnih in pripadajočih plinov, so najbolj zapleteni. Do zdaj ni jasnih idej o kinetičnem mehanizmu reakcij, čeprav je mogoče z gotovostjo trditi, da ima zgorevanje verižni značaj ob prisotnosti indukcijske dobe in poteka s tvorbo številnih vmesnih produktov delne oksidacije in razgradnje. .

Približno shemo postopnega zgorevanja metana lahko predstavimo z nizom naslednjih reakcij:

Čeprav so začetni in končni produkti reakcije zgorevanja plini, je v vmesnih produktih poleg plinov lahko elementarni ogljik v obliki najmanjše suspenzije saj.

Reakcijska hitrost zgorevanja ogljikovega monoksida je odvisna od koncentracij v reakcijskem območju ogljikovega monoksida in vodne pare, hitrost verižnega zgorevanja metana in drugih ogljikovodikov pa od koncentracij atomskega vodika, kisika in vodne pare.

Zgorevanje plinskega goriva je kombinacija kompleksnih aerodinamičnih, toplotnih in kemičnih procesov. Proces zgorevanja plinastega goriva je sestavljen iz več stopenj: mešanje plina z zrakom, segrevanje nastale mešanice na temperaturo vžiga, vžig in zgorevanje.

Zgorevanje zemeljskega plina je zapleten fizikalno-kemični proces interakcije njegovih gorljivih sestavin z oksidantom, medtem ko se kemična energija goriva pretvori v toploto. Izgorevanje je lahko popolno ali nepopolno. Ko se plin pomeša z zrakom, je temperatura v peči dovolj visoka za zgorevanje, gorivo in zrak se nenehno dovajata, poteka popolno zgorevanje goriva. Ob neupoštevanju teh pravil pride do nepopolnega zgorevanja goriva, kar vodi do manjšega sproščanja toplote (CO), vodika (H2), metana (CH4) in posledično do odlaganja saj na ogrevalnih površinah, poslabšanja prenosa toplote in povečanja toplotne izgube, kar posledično vodi do prekomerne porabe goriva in zmanjšanja učinkovitosti kotla ter s tem do onesnaženja zraka.

Razmerje presežka zraka je odvisno od zasnove plinskega gorilnika in peči. Koeficient presežka zraka mora biti najmanj 1, sicer lahko povzroči nepopolno zgorevanje plina. In tudi povečanje koeficienta presežka zraka zmanjša učinkovitost inštalacije, ki porablja toploto, zaradi velikih toplotnih izgub z izpušnimi plini.

Popolnost zgorevanja se določi s pomočjo plinskega analizatorja ter po barvi in ​​vonju.

Popolno zgorevanje plina. metan + kisik \u003d ogljikov dioksid + voda CH4 + 2O2 \u003d CO2 + 2H2O Poleg teh plinov v ozračje vstopata dušik in preostali kisik z gorljivimi plini. N2 + O2 Če je zgorevanje plina nepopolno, se v ozračje sproščajo gorljive snovi - ogljikov monoksid, vodik, saje.CO + H + C

Nepopolno zgorevanje plina nastane zaradi pomanjkanja zraka. Hkrati se v plamenu vizualno pojavijo sajasti jeziki.Nevarnost nepopolnega zgorevanja plina je, da lahko ogljikov monoksid povzroči zastrupitev osebja kotlovnice. Vsebnost CO v zraku 0,01-0,02 % lahko povzroči blago zastrupitev. Večja koncentracija lahko privede do hude zastrupitve in smrti.Nastale saje se usedajo na stene kotlov in s tem poslabšajo prenos toplote na hladilno sredstvo in zmanjšajo izkoristek kotlovnice. Saje prevajajo toploto 200-krat slabše kot metan.Teoretično je za izgorevanje 1 m3 plina potrebno 9 m3 zraka. V realnih razmerah je potrebno več zraka. To pomeni, da je potrebna odvečna količina zraka. Ta vrednost, označena z alfa, kaže, kolikokrat več zraka se porabi, kot je teoretično potrebno.Koeficient alfa je odvisen od vrste posameznega gorilnika in je običajno predpisan v potnem listu gorilnika ali v skladu s priporočili organizacije za zagon. S povečanjem količine odvečnega zraka nad priporočeno se povečajo toplotne izgube. Ob znatnem povečanju količine zraka lahko pride do ločevanja plamena, kar povzroči izredne razmere. Če je količina zraka manjša od priporočene, bo zgorevanje nepopolno in s tem obstaja nevarnost zastrupitve osebja kotlovnice.Nepopolno zgorevanje je določeno z: