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在提高燃烧效率中烟气分析仪的作用

  • 发布日期:2021-08-20     信息来源:      浏览次数:123
    •   随着人们环保和节能意识的逐渐提高,众多大中型企业如钢铁冶金、石油化工、火力发电厂等,已将提高燃烧效率、降低能源消耗、降低污染物排放、保 护环境等作为提高产品质量和增强产品竞争能力的重要途径。钢铁行业的轧钢加热炉、电力行业的锅炉等燃烧装置和热工设备,是各行业的能源消耗大户。因此,如 何测量和提高燃烧装置的燃烧效率、确定最佳燃烧点,是十分令人关心的。
       
        供给加热炉、锅炉等加热设备的燃料燃烧热并不是全部被利用了。以轧钢加热炉或锅炉为例,有效热是为了使物料加热或熔化(以及工艺过程的进行)所 必须传入的热量。根据炉子热平衡可知,Q12341 η= 式中,Q——供给炉子的热量;Q1——炉子烟气(废气)中过剩空气带走的物理热;Q2——炉子烟气(废气)中燃料不完全燃烧而生成的或未燃烧的 CO 气带走的物理热;Q3——炉子设备热损失(包括炉体散热、逸气损失、冷却水带走、热辐射等);Q4——其他热损失。由上式可以看出,炉子烟气带走的物理热 是热损失中主要部分。图 1 显示了热效率和各项热损失随着空燃比α的增减的变化规律。当鼓风量过大时(即空燃比α偏大),虽然能使燃料充分燃烧,但烟气中过剩空气量偏大,表现为烟气 中 O2含量高,过剩空气带走的热损失 Q1值增大,导致热效率η偏低。与此同时,过量的氧气会与燃料中的 S、烟气中的 N2反应生成 SO2、NOX等有害物质。而对于轧钢加热炉,烟气中氧含量过高还会导致钢坯氧化铁皮增厚,增加氧化烧损。当鼓风量偏低时(即空燃比α减小),表现为烟气 中 O2含量低,CO 含量高,虽说排烟热损失小,但燃料没有完全燃烧,热损失 Q2增大,热效率η也将降低。另外,烟囱也会冒黑烟而污染环境。
       
        由上文可知,热效率与烟气中的 CO、O2、CO2含量以及排烟温度、供热负荷、雾化条件等因素有关。因此,可通过测量并控制烟道气体中 CO、O2、CO2的含量来调节空气消耗系数λ,来达到最高燃烧效率。燃烧效率控制由来已久,上世纪 60 年代,曾广泛采用 CO2分析仪监测烟道气体中 CO2含量来控制空气消耗系数λ以达到最佳,但 CO2含量受燃料品种影响较大。提高燃烧效率直接的方法就是使用烟气分析仪器(如烟气分析仪、燃烧效率测定仪、氧化锆氧含量检测仪)连续监测烟道气体成分,分析烟气中 O2含量和 CO 含量,调节助燃空气和燃料的流量,确定最佳的空气消耗系数。

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