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煙氣分析儀在提高燃燒效率中的應(yīng)用

閱讀:1362        發(fā)布時(shí)間:2022-2-25

如何測(cè)量和提高燃燒裝置的燃燒效率、確定燃燒點(diǎn),是十分令人關(guān)心的。

確定燃燒效率點(diǎn)

供給加熱爐、鍋爐等加熱設(shè)備的燃料燃燒熱并不是全部被利用了。以軋鋼加熱爐或鍋爐為例,有效熱是為了使物料加熱或熔化(以及工藝過程的進(jìn)行)所必須傳入的熱量。根據(jù)爐子熱平衡可知:

圖片

式中,Q——供給爐子的熱量;

Q1——爐子煙氣(廢氣)中過??諝鈳ё叩奈锢頍?;

Q2——爐子煙氣(廢氣)中燃料不*燃燒而生成的或未燃燒的CO氣帶走的物理熱;

Q3——爐子設(shè)備熱損失(包括爐體散熱、逸氣損失、冷卻水帶走、熱輻射等);

Q4——其他熱損失。


由上式可以看出,爐子煙氣帶走的物理熱是熱損失中主要部分。圖1顯示了熱效率和各項(xiàng)熱損失隨著空燃比α的增減的變化規(guī)律。

當(dāng)鼓風(fēng)量過大時(shí)(即空燃比α偏大),雖然能使燃料充分燃燒,但煙氣中過??諝饬科?,表現(xiàn)為煙氣中O2含量高,過??諝鈳ё叩臒釗p失Q1值增大,導(dǎo)致熱效率η偏低。

與此同時(shí),過量的氧氣會(huì)與燃料中的S、煙氣中的N2反應(yīng)生成SO2、NOX等有害物質(zhì)。而對(duì)于軋鋼加熱爐,煙氣中氧含量過高還會(huì)導(dǎo)致鋼坯氧化鐵皮增厚,增加氧化燒損。  當(dāng)鼓風(fēng)量偏低時(shí)(即空燃比α減小),表現(xiàn)為煙氣中O2含量低,CO含量高,雖說排煙熱損失小,但燃料沒有*燃燒,熱損失Q2增大,熱效率η也將降低。

另外,煙囪也會(huì)冒黑煙而污染環(huán)境。

圖片

圖1:熱效率與空燃比的關(guān)系



所謂提高燃燒效率,就是要適量的燃料與適量的空氣組成比例進(jìn)行燃燒。實(shí)驗(yàn)研究表明,圖2為煙氣中氧含量和CO含量與爐子能耗的關(guān)系。

圖2中,“過量空氣能耗"陰影面積表示富余的空氣形成的能耗(或熱損失),表征為煙氣中O2含量?!斑^量燃料能耗"陰影面積表示有未*燃燒的燃料所引起的能耗,表征為煙氣中CO含量??梢钥闯觯粢档瓦@兩部分能耗(同時(shí)亦可提高產(chǎn)品質(zhì)量),必須降低煙氣中O2含量和CO含量,但煙氣中O2含量和CO含量是互相制約的兩個(gè)因素。若將上述兩個(gè)陰影區(qū)疊加成另外一條曲線,即總效率熱損失曲線,其小值即為的燃燒控制點(diǎn),此處熱損失小、熱效率高,即煙氣中O2含量約為1%。

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由上文可知,熱效率與煙氣中的CO、O2、CO2含量以及排煙溫度、供熱負(fù)荷、霧化條件等因素有關(guān)。因此,可通過測(cè)量并控制煙道氣體中CO、O2、CO2的含量來調(diào)節(jié)空氣消耗系數(shù)λ,來達(dá)到燃燒效率。燃燒效率控制由來已久,上世紀(jì)60年代,曾廣泛采用CO2分析儀監(jiān)測(cè)煙道氣體中CO2含量來控制空氣消耗系數(shù)λ以達(dá)到,但CO2含量受燃料品種影響較大。70年代后,逐漸采用煙氣中O2含量或O2含量和CO含量相結(jié)合的方法來控制燃燒效率。提高燃燒效率直接的方法就是使用煙氣分析儀器(如煙氣分析儀、燃燒效率測(cè)定儀、氧化鋯氧含量檢測(cè)儀)連續(xù)監(jiān)測(cè)煙道氣體成分,分析煙氣中O2含量和CO含量,調(diào)節(jié)助燃空氣和燃料的流量,確定的空氣消耗系數(shù)。

無論采取何種方式控制燃燒效率,快速、的測(cè)量煙氣中O2含量和CO含量都是實(shí)現(xiàn)燃燒的前提條件。



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