Effect of furnace heat load on carbon monoxide emission at natural gas combustion

Abstract

The effects of combustion chamber volume on carbon monoxide emission have been investigated experimentally. Experiments have been carried out on a fire tube water heater described in the EN 676 and equipped with natural gas burner with the maximum heat capacity of 116 kW. For both categories of the experiments, heat input and furnace length were the parameters. The experiments were performed for the three heat inputs. The maximum heat input was 116 kW and obtained from the diagram given in EN 676 for the maximum combustion chamber length of 790 mm. The other heat inputs were 87 kW and 58 kW, which were 25% and 50% less than the previous one. The length of the combustion chamber for these two heat inputs was determined as 680 and 550 mm, respectively, from the diagram given in the standard. The carbon monoxide concentration of the sucked gas was measured. It was defined that carbon monoxide emission increased with the decrease in the furnace volume at the constant excess air ratio. In the experiments, the heat input and furnace volume decreased, carbon monoxide emission increased with decreasing the furnace heat load. For the constant heat input, the emission also increased as the furnace volume decreased. Carbon monoxide emission took the maximum value (1200 ppm) for the smallest furnace volume and biggest heat input as the furnace length was 550 mm.

Özet

Alev geri dönüşlü bir sıcak su kazanında ocak yükünün karbonmonoksit emisyonu üzerindeki etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Deneyler, 116 kW yakıt ısıl gücünde TS EN 676 standardına göre tasarlanmış bir deney kazanında cebri üflemeli bir brülör ile doğal gaz yakılarak gerçekleştirilmiştir. Ocak yükünün değiştirilmesi, yakıt debisi ile sıcak su kazanının silindirik yanma odası (ocak) hacminin değiştirilmesi ile sağlanmıştır. Yanma odasının hacmi, ocak boyu değiştirilerek ayarlanmıştır. Yanma odası çapı tüm deneylerde sabittir. Deneylerde ocak boyu, hava fazlalık katsayısı ve yakıt sarfiyatı parametre olarak seçilmiştir. Gaz analizörü ile bacada karbonmonoksit emisyonu ölçümü yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, sabit hava fazlalık katsayısı değeri için azalan ocak hacmi ile birlikte karbonmonoksit emisyonunun arttığını göstermiştir. Kazan ısıl gücü ve ocak hacminin birlikte azaldığı deneylerde, ocak yükü azaldıkça karbonmonoksit emisyonun arttığı görülmüştür. Ocak hacminin değişken, ısıl gücün sabit olduğu deneylerde ise ocak yükü arttıkça karbonmonoksit emisyonunun arttığı tespit edilmiştir. Karbon monoksit emisyonu, ocak hacminin en küçük ve ocak yükünün en büyük olduğu 550 mm ocak boyunda en büyük değeri (1200 ppm) almıştır.